[实用新型]一种功率模块及电子设备

说明书

本实用新型提供了一种功率模块及电子设备，该功率模块包括基板、设置在基板上的芯片。其中，基板具有相对的第一面及第二面，芯片设置在基板的第一面上。为减小将芯片设置在基板上时基板的变形程度，在基板的第二面设置有槽体，在槽体内填充有填充物，且基板的热膨胀芯片小于填充物的热膨胀系数。在上述的方案中，通过在基板第二面的槽体内填充热膨胀系数较大的填充物，在将芯片设置在基板上时，使基板的翘曲程度降低，从而使基板与散热器之间能够良好的导热连接，提高散热效果。

技术领域

本实用新型涉及电器技术领域，尤其涉及一种功率模块及电子设备。

背景技术

IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。由IGBT的工作机理可知，当IGBT内部PN结(PNjunction)反向偏压增加时，反向电流引起的热损耗导致结温上升，结温的升高又导致反向电流增大，而IGBT是开关器件，以高频率重复开通与关断这个过程，如果冷却装置不能及时将热量传递出去，结温上升和反向电流的增加将会交替循环下去。长此以往，热量积累,最终PN结发生击穿，这种击穿是由热效应引起的，称为热击穿。现实应用中最常见的失效现象就是热失效，因此IGBT模块的冷却装置显得极其重要。

IGBT模块的铜基板就是一种很好的冷却方式，如图1，模块由下往上分别是用于对IGBT芯片散热的散热器1、导热脂2、铜基板3、DCB衬底4(Direct Copper Bonding，直接铜键合衬底)、芯片5、键合线6、硅胶7、母线端子8。为了更好的散热，铜基板3必须与散热器1有良好的接触，但是在封装过程中的焊接工艺时，因热胀冷缩的机理会造成铜基板3内凹的现象，这样与散热器1安装时就会出现很大的缝隙导致散热不均的现象。为解决此现象，常用的设置方式会制作带有一定弧度的铜基板3，这样在焊接工艺时铜基板3表面由凸变平。但是，由于焊接工艺时的内凹程度不好把控，因此铜基板3的弧度大小也不好估量，因此其工艺复杂，成本高。

实用新型内容

本实用新型提供一种功率模块及电子设备，以减小基板的翘曲程度，使散热器与基板之间能够良好的导热连接。

第一方面，本实用新型提供了一种功率模块，该功率模块包括基板、设置在基板上的芯片。其中，基板具有相对的第一面及第二面，芯片设置在基板的第一面上。为减小将芯片设置在基板上时基板的翘曲程度，在基板的第二面设置有槽体，在槽体内填充有填充物，且基板的热膨胀芯片小于填充物的热膨胀系数。

在上述的方案中，通过在基板第二面的槽体内填充热膨胀系数较大的填充物，在将芯片设置在基板上时，基板的翘曲程度降低，从而使基板与散热器之间能够良好的导热连接，提高散热器的散热效果。

在一个具体的实施方式中，基板具有相对的两个长边、以及分别与两个长边连接且相对的两个短边，以简化基板的结构。

在一个具体的实施方式中，槽体贯通基板上相对的两个长边，使填充物沿与基板的短边平行的方向均匀分布在基板的第二面上，减小基板的翘曲程度。

在一个具体的实施方式中，槽体在长度方向上的轴线与两个短边的对称线共线，从而使填充在槽体内的填充物位于基板的中间位置，从而减小基板的翘曲程度。

在一个具体的实施方式中，槽体的宽度为d3，且槽体的宽度d3与基板的长度d2满足：d3≤1/2d2。其中，基板的长度是指长边的长度，以减小基板的翘曲程度。

在一个具体的实施方式中，槽体的个数为多个，且多个槽体沿与基板的长边垂直的方向间隔排列，以减小基板的翘曲程度。

在一个具体的实施方式中，基板的第一面焊接有衬底，芯片设置在衬底上背离基板的一面。

在一个具体的实施方式中，基板为铜基板，以提高基板的散热性能。

在一个具体的实施方式中，填充物为铝片，以便于设置，且节省成本。