[发明专利]一种集成在散热基板上的双面焊接单面散热功率模块

权利要求书

1.一种集成在散热基板上的双面焊接单面散热功率模块，它主要包括散热基板（1）、绝缘基板（2）、绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分（3）、硅凝胶（4）、功率端子（5）、铜片（6）、信号端子（7）、塑料外壳（8）、铝线（9）；绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分（3）一面通过软铅焊焊接在绝缘基板（2）导电铜层上；另一面各绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分（3）之间、各绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分（3）与绝缘基板（2）相应的导电层之间分别通过铜片（6）以及软钎焊焊接工艺实现电气连接；各绝缘栅双极型晶体管芯片部分（3）的信号端与注塑在塑料外壳（8）中的信号端子（7）通过铝线（9）键合来实现电气连接；功率端子（5）通过超声波焊接在绝缘基板（2）导电铜层上；绝缘基板（2）通过软钎焊直接焊接或集成在散热基板（1）上；塑料外壳（8）和绝缘基板（2）通过密封胶粘接，同时塑料外壳（8）配合螺丝连接于散热基板（1）；绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分（3）、绝缘基板（2）、功率端子（5）、铜片（6）、信号端子（7）、铝线（9）各自覆盖有绝缘硅凝胶（4）以提高各元件之间的耐压。

2.根据权利要求1所述的集成在散热基板上的双面焊接单面散热功率模块，其特征在于所述的绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分（3）和绝缘基板（2）通过焊接方式连接，此焊接采用Snpb、SnAg、SnAgCu和PbSnAg中含Sn焊接材料之一，焊接最高温度控制在100—400℃之间；

所述的绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分（3）表层电镀有铜或银可焊接金属材料层；

所述的铜片（6）采用纯铜或铜合金材料，它通过焊接方式连接于绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分（3）和绝缘基板（2）之间；此焊接采用Snpb、SnAg,、SnAgCu和PbSnAg中含Sn焊接材料之一，焊接最高温度控制在100°到400°之间；

所述的功率端子（5）和信号端子（7）采用纯铜或者铜合金材料制成，表层裸铜或者电镀金、镍或锡可焊接金属材料；所述功率端子（5）通过超声波焊焊接于绝缘基板（2）导电铜层上。

3.根据权利要求1或2所述的集成在散热基板上的双面焊接单面散热功率模块，其特征在于所述的绝缘基板（2）分上、中、下三层结构层，上下结构层采用纯铜材料，中层结构层采用陶瓷材料；绝缘基板（2）通过焊接方式连接于散热基板（1）上，此焊接采用Snpb、SnAg、SnAgCu和PbSnAg中含Sn焊接材料之一，焊接最高温度控制在100—400℃之间。

4.根据权利要求1所述的集成在散热基板上的双面焊接单面散热功率模块，其特征在于所述的铝线（9）采用纯铝或铝合金材料制成，它通过超声波焊接方式被键合连接于绝缘栅双极型晶体管以及二极管的芯片部分（3）信号端区域、绝缘基板（2）导电铜层和信号端子（7）之间；

所述的塑料外壳（8）采用PBT、PPS和尼龙耐高温和绝缘性能良好的塑料制成。

5.根据权利要求3所述的集成在散热基板上的双面焊接单面散热功率模块，其特征在于所述的散热基板（1）采用纯铝或铝合金材料制成，其上表面中间区域设置有表面镀镍的焊接区域凸起，有利于绝缘基板（2）和散热基板（1）焊接；所述散热基板（1）的下表面带散热针，并以一定距离交错排布，有利于在风冷或者水冷环境下增强流体湍流强度，带走更多热量。

6.根据权利要求1或2所述的集成在散热基板上的双面焊接单面散热功率模块，其特征在于所述的功率端子（5）和信号端子（7）局部被注塑外壳（8）注塑包裹；所述的功率端子分布于模块的两边，信号端子分布于模块四条注塑边上。