[发明专利]带有双散热器的功率模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有双散热器的功率模块，属于功率模块的散热技术领域。

背景技术

半导体功率模块主要包括铜基板、覆金属陶瓷基板、半导体芯片以及电极端子和壳体。半导体功率模块在工作过程中，半导体芯片所产生的热量是通过铜基板传递至与其下部的散热器上，将半导体芯片的热量散出。随着技术的发展，功率器件的功率越来越高，半导体芯片的功耗也在逐渐增加，往往半导体芯片所产生的热量也越来越大，如半导体芯片的热量不及时散出，严重影响功率模块的工作性能。目前功率模块的散热机构大都采用翅片式的散热器，该散热器连接在铜基板的底部，因此半导体芯片呈单面散热，而单面散热已经不能满足大功率半导体芯片的散热要求，现在迫切需要采用新的技术来解决散热的性能从而保证模块高效可靠的长时间使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构合理，能降低制造难度和制造成本，能提高功率模块散热可靠性的带有双散热器的功率模块。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种带有双散热器的功率模块，包括铜基板、覆金属陶瓷基板和半导体芯片，其特征在于：所述的覆金属陶瓷基板包括上覆金属陶瓷基板和下覆金属陶瓷基板，下覆金属陶瓷基板固定在铜基板，铜基板与下散热器固定连接，半导体芯片设置在上覆金属陶瓷基板和下覆金属陶瓷基板之间，且半导体芯片的集电极与下覆金属陶瓷基板连接、发射极和栅极分别与上覆金属陶瓷基板上的发射极区和栅极区连接，上散热器固定在上覆金属陶瓷基板的顶部，中空的印制电路板安装在铜基板上，上覆金属陶瓷基板其发射极引出端和栅极引出端分别与印制电路板连接，下覆金属陶瓷基板的集电极区与印制电路板连接，印制电路板设有对应的两个电极座和端子座，外壳安装在铜基板上并罩在上覆金属陶瓷基板，电极座和端子座穿出外壳并设置在外壳的顶部，外壳上设有上散热器穿出的窗口。

本发明的覆金属陶瓷基板包括上覆金属陶瓷基板和下覆金属陶瓷基板，将半导体芯片的集电极焊接在下覆金属陶瓷基板上、其发射极与栅极分别与上覆金属陶瓷基板上的发射极和栅极连接，将半导体芯片连接在两个覆金属陶瓷基板之间，而下覆金属陶瓷基板通过铜基板与下散热器连接，上覆金属陶瓷基板又与上散热器连接，故能通过上、下两个散热器对半导体芯片工作中产生的热量及时散出，能提高功率模块的整体散热效果，能保证功率模块高效可靠的长时间使用，提高功率模块的使用寿命。本发明利用上覆金属陶瓷基板其内部的陶瓷层起到电气绝缘性能，并通过上覆金属陶瓷基板的两个引出端与印制电路板连接，将信号端子引至印制电路板，而下覆金属陶瓷基板的集电极区也引至印制电路板上，通过设置在印制电路板上的电极座以及端子座引出外壳实现与外部电路的连接，结构合理，能大幅度降低上覆金属陶瓷基板的版图制造难度及焊接工艺，能灵活方便将各电极端子和信号端子引出。本发明在外壳上设有上散热器穿出的窗口，将连接在上覆金属陶瓷基板上的散热器穿出外壳，直接与外部空气接触，而提高散热效果。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1是本发明带有双散热器的功率模块的结构示意图。

图2是本发明带有双散热器的功率模块拆除外壳的立体结构示意图。

图3是本发明上覆金属陶瓷基板的结构示意图。

其中：1—下散热器，2—铜基板，3—印制电路板，4—外壳，4-1—窗口，5—下覆金属陶瓷基板，6—半导体芯片，7—钼片，8—上覆金属陶瓷基板，8-1—发射极引出端，8-2—栅极引出端，9—上散热器，10—电极座，11—紧固件，12—端子座。

具体实施方式

见图1、2所示，本发明带有双散热器的功率模块，包括铜基板2、覆金属陶瓷基板和半导体芯片6，该半导体芯片6可采用MOS管、IGBT或晶闸管等。