TWI553828B - 整合型功率模組 - Google Patents

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林金亨
田慶金
宋柏嶒
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Description

整合型功率模組
本發明係有關於一種功率模組，特別是一種整合型功率模組。
一般而言，習知技藝之功率模組之功率電路與閘極驅動電路是採取分離的構造，因此，功率電路與閘極驅動電路均需要有各自的封裝結構，且功率電路需要透過多條訊號排線才得與外接的閘極驅動電路電性連結，上述的結構使得習知技藝之功率模組的體積過大，故並無法應用於輕型載具或小型機具上，因此，習知技藝之功率模組之應用範圍受到了相當大的限制。
又，由於功率模組需經常處於震動的環境下，但由於設計上的缺失，習知技藝之功率模組並無法有效地固定其各個元件，因此其功率電路的各個晶片及晶片之間的訊號排線很容易因震動而脫落，故習知技藝之功率模組很容易發生故障的情況，使其故障率居高不下，嚴重的影響習知技藝之功率模組的效能。
此外，為了達到緣絕及散熱的功率，習知技藝之功率模組需要分別經過散熱膠與絕緣膠的處理，使其製程較為繁複，需要較高的時間及人力，因此也使習知技藝之功率模組的製造成本大幅地提高。
美國專利公開第US20110057713號揭露了一個功率模組(Power module)，其主要利用上下對稱的結構來達到散熱的目的。然而，此功率模組未整合閘極驅動電路，故需要透過多條訊號排線與外接的閘極驅動電路 連結，使其體積過大，故其應用範圍受到了很大的限制。
美國專利第US8237260號揭露了一個功率半導體模組(Power semiconductor module)，其主要利用多個基板塊來設置多個晶片。同樣地，此功率半導體模組仍未整合閘極驅動電路，故需要透過多條訊號排線與外接的閘極驅動電路連結，使其體積過大，故其應用範圍受到了很大的限制；此外，此功率半導體模組也缺乏有效的固定機構以固定其各個元件，故很容易因震動而故障，使其效能大打折扣。
中華民國專利公告第TW I478479號揭露了一種整合功率模組封裝結構，其整合了閘極驅動電路。然而，此功率半導體模組同樣並不具備有效的固定機構以固定其各個元件，故很容易因為震動而導致故障，使其效能大幅降低，此外，其結構設計過於鬆散，並無法有效地應用其內部空間，使其體積過大，也限制了其應用範圍。
因此，如何提出一種整合型功率模組，能夠有效改善習知技藝之功率模組應用上受到限制、製程繁複且效能低落的情況已成為一個刻不容緩的問題。
有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之其中一目的就是在提供一種整合型功率模組，以解決習知技藝之功率模組應用上受到限制、製程繁複且效能低落的問題。
根據本發明之其中一目的，提出一種整合型功率模組，其可包含閘極驅動電路、複數個第一金屬片、複數個晶片、複數個第二金屬片及環狀外框。該些第一金屬片可平行設置，並可與閘極驅動電路電性連結，至少一個第一金屬片可包含複數個晶片槽。該些晶片可設置於該些晶片槽中，且各個晶片可與其中一個相鄰的第一金屬片電性連結。該些第二金屬片可平 行設置，並可與閘極驅動電路電性連結，各個第二金屬片可設置於任二個相鄰的該些第一金屬片之間。該些第一金屬片、該些第二金屬片、閘極驅動電路及該些晶片可設置於環狀外框內。。
在一較佳的實施例中，該些第一金屬片、該些第二金屬片、該些晶片及該閘極驅動電路可透過封裝技術手段固定。
在一較佳的實施例中，各個晶片槽的尺寸可大於各個晶片的尺寸。
在一較佳的實施例中，該些晶片可透過封裝技術手段分別固定於該些晶片槽中。
在一較佳的實施例中，各個晶片可透過複數個金屬走線與相鄰的其中一個第一金屬片電性連結。
在一較佳的實施例中，各個第一金屬片可包含一引腳。
在一較佳的實施例中，各個引腳可包含第一彎折部及第二彎折部。
在一較佳的實施例中，環狀外框可包含複數個引腳孔，其可對應於該些引腳，各個引腳可穿過對應的引腳孔而突出於環狀外框。
在一較佳的實施例中，閘極驅動電路可設置於該些第一金屬片及該些第二金屬片之上，且各個第一金屬片及各個第二金屬片上可有對應於閘極驅動電路的複數個凹槽。
在一較佳的實施例中，閘極驅動電路更可包含複數個訊號針腳。
在一較佳的實施例中，環狀外框可包含複數個針腳孔，其可對應於該些訊號針腳，各個訊號針腳可穿過對應的針腳孔而突出於環狀外框。
在一較佳的實施例中，上蓋可設置於環狀外框的頂部。
在一較佳的實施例中，散熱底板可設置於環狀外框的底部。
在一較佳的實施例中，絕緣散熱墊可設置於該些第一金屬片及該些第二金屬片與散熱底板之間，並可與該些第一金屬片及該些第二金屬片接觸。
在一較佳的實施例中，環狀外框可包含第一突出部，第一突出部可包含第一連接孔。
在一較佳的實施例中，散熱底板可包含第二突出部，第二突出部可包含第二連接孔，第二連接孔可對應於第一連接孔。
在一較佳的實施例中，整合型功率模組更可包含連接件，其可穿設於第一連接孔及第二連接孔以固定環狀外框及散熱底板。
1‧‧‧整合型功率模組
11‧‧‧上蓋
12‧‧‧閘極驅動電路
121‧‧‧訊號針腳
13‧‧‧環狀外框
131‧‧‧第一突出部
1311‧‧‧第一連接孔
132A、132B、132C‧‧‧引腳孔
133‧‧‧針腳孔
14‧‧‧功率電路
141‧‧‧晶片
142A、142B、142C‧‧‧第一金屬片
1421‧‧‧晶片槽
1422A、1422B、1422C‧‧‧引腳
1423、1433‧‧‧凹槽
15‧‧‧絕緣散熱墊
16‧‧‧散熱底板
161‧‧‧第二突出部
17‧‧‧連接件
ML‧‧‧金屬走線
D1、D2‧‧‧二極體
M1、M2‧‧‧電晶體
第1圖 係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第一示意圖。
第2圖 係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第二示意圖。
第3圖 係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第三示意圖。
第4圖 係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第四示意圖。
第5圖 係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第五示意圖。
第6圖 係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第六示意圖。
第7圖 係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第七示意圖。
第8圖 係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第八示意圖。
第9圖 係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第九示意圖。
第10圖 係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第十示意圖。
第11圖 係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第十一示意圖。
第12圖 係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第十二示意圖。
以下將參照相關圖式，說明依本發明之整合型功率模組之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。除此 之外，本發明還可以廣泛地在其他的實施例中施行。也就是說，本發明的範圍不受已提出之實施例的限制，而是以本發明所提出之申請專利範圍為準。
請參閱第1圖及第2圖，其係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第一示意圖及第二示意圖，第1圖舉例說明了本實施例之整合型功率模組之爆炸圖。如第1圖所示，整合型功率模組1可以包含上蓋11、閘極驅動電路12、環狀外框13、功率電路14、絕緣散熱墊15、散熱底板16以及複數個連接件17。
第2圖舉例說明了本實施例之整合型功率模組之剖面圖。如第2圖所示，上蓋11可設置於環狀外框13的頂部，功率電路14可設置於環狀外框13的內部，散熱底板16可設置於環狀外框13的底部，而絕緣散熱墊15可設置於功率電路14之該些第一金屬片142A、142B、142C及該些第二金屬片143與該散熱底板16之間，並可與該些第一金屬片142A、142B、142C及該些第二金屬片143接觸。其中，功率電路14可包含複數個晶片141，而閘極驅動電路12可設置於功率電路14上，並可透過複數個金屬走線ML與該些晶片141電性連結。
請參閱第3圖，其係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第三示意圖。第3圖舉例說明了本實施例之功率電路14的詳細構造。
如圖所示，功率電路14可包含複數個第一金屬片142A、142B、142C及複數個第二金屬片143，該些第一金屬片142A、142B、142C與該些第二金屬片143可平行設置，各個第二金屬片143設置於任二個相鄰的該些第一金屬片142A、142B、142C之間。
第一金屬片142A可包含引腳1422A，第二金屬片142B可包含引腳1422B，而第三金屬片142C可包含引腳1422C，各個引腳1422A、1422B、 1422C可包含第一彎折部及第二彎折部而形成類似階梯的形狀，而部份的該些第一金屬片142A、142B、142C可包含複數個晶片槽1421，其可用以設置功率電路14的晶片141。
各個第一金屬片142A、142B、142C及各個第二金屬片143的中央可包含凹槽1423、1433，其可用以設置閘極驅動電路12。
請參閱第4圖，其係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第四示意圖。第4圖舉例說明了本實施例之功率電路14的詳細構造。如圖所示，在該些第一金屬片142A、142B、142C中，其中位於左側及中間的二個第一金屬片142A、142B可包含複數個晶片槽1421以設置功率電路14的晶片141，而各個晶片槽1421的尺寸可略大於晶片141。
請參閱第5圖及第6圖，其係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第五示意圖及第六示意圖。第5圖舉例說明了本實施例之功率電路14的詳細構造。
各個晶片141可與相鄰的第一金屬片電性連結，如第5圖所示，設置於左側的第一金屬片142A上的該些晶片141可透過金屬走線ML與中間的第一金屬片142B電性連結；而設置於中間的第一金屬片142B上的該些晶片141可透過金屬走線ML與右側的第一金屬片142C電性連結，並以封裝技術手段的方式固定該些晶片141及金屬走線ML，使該些晶片141可以穩固定固定於該些晶片槽1421中，並使金屬走線ML不易脫落。上述之封裝技術手段可為各種形式，均應包含於本發明之專利範圍內。
第6圖表示本實施例之功率電路14之等效電路，在此等效電路中，引腳1422A為Vdc(+)，引腳1422B為輸出相，而引腳1422C為Vdc(-)。
請參閱第7圖，其係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第七示意圖。第7圖舉例說明了本實施例之閘極驅動電路12以及功率電路14 的詳細構造。
如圖所示，閘極驅動電路12可設置於各個第一金屬片142A、142B、142C及各個第二金屬片143的中央的凹槽1423、1433所形成的空間，並可透過金屬走線ML與各個第一金屬片142A、142B、142C及各個第二金屬片143電性連結，再以封裝技術手段固定閘極驅動電路12及金屬走線ML，使閘極驅動電路12可以穩固定固定於凹槽1423、1433所形成的空間中，並使金屬走線ML不易脫落。上述之封裝技術手段可為各種形式，均應包含於本發明之專利範圍內。
此外，閘極驅動電路12更可包含複數個訊號針腳121，各個訊號針腳121可呈L形，並可分別設置於閘極驅動電路12的兩側。
值得一提的是，大部份習知技藝之功率模組之功率電路與閘極驅動電路是採取分離的構造，如此則會使得習知技藝之功率模組的體積過大，使其應用範圍受到了相當大的限制。相反的，本發明之一實施例中，整合型功率模組可以整合了功率電路及閘極驅動電路，因此不需要外接的閘極驅動電路，因此，整合型功率模組體積可以大幅地縮小，使其應用範圍更為廣泛。
又，習知技藝之功率模組並無法有效地固定其各個元件，因此其功率電路的各個晶片及晶片之間的訊號排線很容易因震動而脫落，故其故障率極高，使其效能大幅下降。相反的，本發明之一實施例中，整合型功率模組可將功率電路之晶片及閘極驅動電路設置於複數個金屬片上對應的凹槽，並利用封裝技術手段的方式有效地固定上述元件及金屬走線，因此即使在震動的環境下，各個元件及金屬走線也不易因震動而脫落，因此整合型功率模組的故障率極低，效能可大幅地提升。
此外，本發明之一實施例中，整合型功率模組可具備緊密的結構設計， 其可利用複數個並排的金屬片來設置功率電路之晶片及閘極驅動電路，其可有效地利用整合型功率模組的內部空間，使體積進一步縮小。
請參閱第8圖，其係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第八示意圖。第8圖舉例說明了本實施例之環狀外框13之詳細構造。
如圖所示，環狀外框13可包含二個第一突出部131，各個第一突出部131可包含第一連接孔1311。
環狀外框13更可包含複數個引腳孔132A、132B、132C，其可分別對應於該些第一金屬片142A、142B、142C的該些引腳1422A、1422B、1422C，該些引腳1422A、1422B、1422C可分別穿過對應的引腳孔132A、132B、132C而突出於環狀外框13。
此外，環狀外框13可包含複數個針腳孔133，其可對應於閘極驅動電路12的該些訊號針腳121，該些訊號針腳121可分別穿過對應的針腳孔133而突出於環狀外框13。
請參閱第9圖，其係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第九示意圖。第9圖舉例說明了本實施例之散熱底板16之詳細構造。
如圖所示，散熱底板16之形狀可對應於環狀外框13之形狀，散熱底板16可包含二個第二突出部161，各個第二突出部161可包含第二連接孔1611，而該些第二連接孔1611可對應於環狀外框13的該些第一連接孔1311。
請參閱第10圖及第11圖，其係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第十示意圖及第十一示意圖。第10圖及第11圖舉例說明了本實施例之整合型功率模組1之組裝示意圖。
如第10圖所示，散熱底板16可設置於環狀外框13的底部，而絕緣散熱墊15可設置於功率電路14之該些第一金屬片142A、142B、142C及該 些第二金屬片143與該散熱底板16之間，並可與該些第一金屬片142A、142B、142C及該些第二金屬片143接觸，藉此有效地將功率電路14的熱能由散熱底板排出，以提升整合型功率模組1之散熱效能，而功率電路14的該些引腳1422A、1422B、1422C及閘極驅動電路12的該些訊號針腳121則可突出於環狀外框13。
如第11圖所示，各個第一連接孔1311與對應的第二連接孔1611可透過連接件17連接，以固定環狀外框13及散熱底板16。整合型功率模組之複數個金屬片與散熱底板間設置有絕緣散熱墊，其同時具備絕緣及散熱的功能，故整合型功率模組不須經過散熱膠與絕緣膠的處理，製程較為簡單，故可大幅地降低整合型功率模組的製造成本。
值得一提的是，大部份習知技藝之功率模組需要分別經過散熱膠與絕緣膠的處理，使其製程較為繁複，因此也可提高了其製造成本。相反的，本發明之一實施例中，整合型功率模組之複數個金屬片與散熱底板間設置有絕緣散熱墊，其同時具備絕緣及散熱的功能，故整合型功率模組不須經過散熱膠與絕緣膠的處理，製程較為簡單，故可大幅地降低整合型功率模組的製造成本。此外，此絕緣散熱墊可有效地將該些金屬片的熱能由散熱底板排出，故可以有效地提升整合型功率模組之散熱效能。
請參閱第12圖，其係為本發明之整合型功率模組之第一實施例之第十二示意圖。第12圖舉例說明了本實施例之整合型功率模組1之組裝示意圖。
上蓋11可設置於環狀外框13的頂部，使上蓋11、環狀外框13及散熱底板16可形成一封閉的結構，而上蓋11可包含對應的結構，使閘極驅動電路12的該些訊號針腳121可突出於上蓋11及環狀外框13。
承上所述，依本發明之實施例之整合型功率模組，其可具有一或多個下述優點：
(1)本發明之一實施例中，整合型功率模組整合了功率電路及閘極驅動電路，因此不需要外接的閘極驅動電路，因此整合型功率模組體積可以大幅地縮小，使其應用範圍更為廣泛。
(2)本發明之一實施例中，整合型功率模組可具備緊密的結構設計，利用複數個並排的金屬片來設置功率電路之晶片及閘極驅動電路，其可有效地利用整合型功率模組的內部空間，使體積進一步縮小。
(3)本發明之一實施例中，整合型功率模組可將功率電路之晶片及閘極驅動電路設置於複數個金屬片上對應的凹槽，並利用封裝技術手段的方式有效地固定上述元件及金屬走線，因此即使在震動的環境下，各個元件及金屬走線也不易因震動而脫落，因此整合型功率模組的故障率極低，效能可大幅地提升。
(4)本發明之一實施例中，整合型功率模組之複數個金屬片與散熱底板間設置有絕緣散熱墊，其同時具備絕緣及散熱的功能，故整合型功率模組不須經過散熱膠與絕緣膠的處理，製程較為簡單，故可大幅地降低整合型功率模組的製造成本。
(5)本發明之一實施例中，整合型功率模組之複數個金屬片與散熱底板間設置有絕緣散熱墊，此絕緣散熱墊可有效地將該些金屬片的熱能由散熱底板排出，故可以有效地提升其散熱效能。
可見本發明在突破先前之技術下，確實已達到所欲增進之功效，且也非熟悉該項技藝者所易於思及，其所具之進步性、實用性，顯已符合專利之申請要件，爰依法提出專利申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵創作，至感德便。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。其它任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應該包含於後附之申請專利 範圍中。
1‧‧‧整合型功率模組
11‧‧‧上蓋
12‧‧‧閘極驅動電路
13‧‧‧環狀外框
14‧‧‧功率電路
15‧‧‧絕緣散熱墊
16‧‧‧散熱底板
17‧‧‧連接件
121‧‧‧訊號針腳

Claims (18)

  1. 一種整合型功率模組，其包含：一閘極驅動電路；複數個第一金屬片，係與該閘極驅動電路電性連結，該些第一金屬片係平行設置，且至少一個該第一金屬片係包含複數個晶片槽；複數個晶片，係設置於該些晶片槽中，各個該晶片係與相鄰的其中一個該第一金屬片電性連結；複數個第二金屬片，係與該閘極驅動電路電性連結，該些第二金屬片係平行設置，且各個該第二金屬片係設置於任二個相鄰的該些第一金屬片之間；以及一環狀外框，該些第一金屬片、該些第二金屬片、該些晶片及該閘極驅動電路係設置於該環狀外框內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之整合型功率模組，該些第一金屬片、該些第二金屬片、該些晶片及該閘極驅動電路係透過封裝技術手段固定。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之整合型功率模組，其中各個該晶片槽的尺寸係大於各個該晶片的尺寸。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之整合型功率模組，其中該些晶片係透過封裝技術手段分別固定於該些晶片槽中。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之整合型功率模組，其中各個該晶片係透過複數個金屬走線與相鄰的其中一個該第一金屬片電性連結。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之整合型功率模組，其中該些第一金屬片及該些第二金屬片係透過複數個金屬走線與該閘極驅動電路電性連結。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之整合型功率模組，其中各個該第一金屬 片係包含一引腳。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之整合型功率模組，其中各個該引腳係包含一第一彎折部及一第二彎折部。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之整合型功率模組，其中該環狀外框係包含複數個引腳孔，係對應於該些引腳，各個該引腳係穿過對應的該引腳孔而突出於該環狀外框。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之整合型功率模組，其中該閘極驅動電路係設置於該些第一金屬片及該些第二金屬片之上，且各個該第一金屬片及各個該第二金屬片上有對應於該閘極驅動電路的複數個凹槽。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之整合型功率模組，其中該閘極驅動電路更包含複數個訊號針腳。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之整合型功率模組，其中該環狀外框係包含複數個針腳孔，係對應於該些訊號針腳，各個該訊號針腳係穿過對應的該針腳孔而突出於該環狀外框。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之整合型功率模組，更包含一上蓋，係設置於該環狀外框的頂部。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之整合型功率模組，更包含一散熱底板，係設置於該環狀外框的底部。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之整合型功率模組，更包含一絕緣散熱墊，係設置於該些第一金屬片及該些第二金屬片與該散熱底板之間，並與該些第一金屬片及該些第二金屬片接觸。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之整合型功率模組，其中該環狀外框係包含一第一突出部，該第一突出部係包含一第一連接孔。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之整合型功率模組，其中該散熱底板係包 含一第二突出部，該第二突出部係包含一第二連接孔，該第二連接孔係對應於該第一連接孔。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之整合型功率模組，更包含一連接件，係穿設於該第一連接孔及該第二連接孔以固定該環狀外框及該散熱底板。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11072232B2 (en) * 2016-08-31 2021-07-27 Borgwarner Sweden Ab Hybrid drive module having an electric motor
TWI656717B (zh) * 2017-11-30 2019-04-11 財團法人工業技術研究院 驅控器連結電動機之冷卻結構
US10455685B1 (en) * 2018-10-15 2019-10-22 Intel Corporation Electronic device, socket, and spacer to alter socket profile
CN111599767B (zh) 2019-02-20 2022-03-11 台达电子工业股份有限公司 功率模块封装结构
TWI762765B (zh) * 2019-02-20 2022-05-01 台達電子工業股份有限公司 功率模組封裝結構

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040022029A1 (en) * 2000-08-09 2004-02-05 Yoshiyuki Nagatomo Power module and power module with heat sink
US20040217465A1 (en) * 2001-10-10 2004-11-04 Thilo Stolze Power semiconductor module
US20080230905A1 (en) * 2007-03-19 2008-09-25 Karsten Guth Power Semiconductor Module, Method for Producing a Power Semiconductor Module, and Semiconductor Chip
US20100127371A1 (en) * 2008-11-26 2010-05-27 Infineon Technologies Ag Power semiconductor module with segmented base plate
US20110057713A1 (en) * 2008-06-12 2011-03-10 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Power module
TW201431268A (zh) * 2013-01-17 2014-08-01 Delta Electronics Inc 整合功率模組封裝結構
TWM495551U (zh) * 2014-11-14 2015-02-11 Ind Tech Res Inst 整合型功率模組

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2656416B2 (ja) * 1991-12-16 1997-09-24 三菱電機株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法、並びに半導体装置に用いられる複合基板および複合基板の製造方法
JP2838625B2 (ja) * 1992-09-08 1998-12-16 株式会社日立製作所 半導体モジュール
US5612513A (en) * 1995-09-19 1997-03-18 Micron Communications, Inc. Article and method of manufacturing an enclosed electrical circuit using an encapsulant
US5926372A (en) * 1997-12-23 1999-07-20 Ford Global Technologies, Inc. Power block assembly and method of making same
TWI455286B (zh) 2010-10-11 2014-10-01 Delta Electronics Inc 功率模組及功率模組之製造方法
US8466541B2 (en) 2011-10-31 2013-06-18 Infineon Technologies Ag Low inductance power module
JP5863599B2 (ja) 2012-08-21 2016-02-16 三菱電機株式会社 パワーモジュール
CN103944354B (zh) * 2013-01-17 2017-03-22 台达电子工业股份有限公司 整合功率模块封装结构

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040022029A1 (en) * 2000-08-09 2004-02-05 Yoshiyuki Nagatomo Power module and power module with heat sink
US20040217465A1 (en) * 2001-10-10 2004-11-04 Thilo Stolze Power semiconductor module
US20080230905A1 (en) * 2007-03-19 2008-09-25 Karsten Guth Power Semiconductor Module, Method for Producing a Power Semiconductor Module, and Semiconductor Chip
US20110057713A1 (en) * 2008-06-12 2011-03-10 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Power module
US20100127371A1 (en) * 2008-11-26 2010-05-27 Infineon Technologies Ag Power semiconductor module with segmented base plate
TW201431268A (zh) * 2013-01-17 2014-08-01 Delta Electronics Inc 整合功率模組封裝結構
TWM495551U (zh) * 2014-11-14 2015-02-11 Ind Tech Res Inst 整合型功率模組

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