[发明专利]一种双面冷却式三维结构功率模块

摘要

一种双面冷却式三维结构功率模块，涉及电力电子和功率模块封装技术领域。由下层DBC板、中层DBC板和上层DBC板组成，下层板和上层板均为双面覆铜，中层板为单面覆铜；下层板的背面铜层、上层板的背面铜层均与外部散热器相连；下层板的正面铜层通过陶瓷层覆铜技术和中层板的陶瓷层背面相连；中层板的正面铜层部分区域设计有导电过孔，利用导电过孔将其在中层板上所在铜层和下层板的正面铜层进行电连接；功率二极管、功率开关管通过焊料与中、上层板的正面铜层进行电连接。采用了多层DBC板结合过孔导电的三维走线结构，极大的减小了高频线路的回路长度和回路面积，减小了回路上的寄生参数的影响，很大程度上提高了模块的开关特性。

主权项

1.一种双面冷却式三维结构功率模块，其特征在于，由垂直方向上为层叠结构的下层DBC板(1)、中层DBC板(3)和上层DBC板(7)组成，下层DBC板(1)和上层DBC板(7)均为双面覆铜，中层DBC板(3)为单面覆铜；下层DBC板的背面铜层、上层DBC板的背面铜层(6)均与外部散热器相连；下层DBC板的正面铜层(2)通过陶瓷层覆铜技术和中层DBC板(3)的陶瓷层背面相连；中层DBC板的正面铜层(13)部分区域设计有第一导电过孔(5)、第二导电过孔(10)，利用导电过孔将其在中层DBC板(3)上所在铜层和下层DBC板的正面铜层(2)进行电连接；中层DBC板的正面铜层(13)、上层DBC板的正面铜层(14)均由多个区域构成，第二功率开关管(12)、第一功率二极管(11)布局在中层DBC板的正面铜层(13)同一区域上，第二功率二极管(15)、第一功率开关管(8)布局在上层DBC板的正面铜层(14)同一区域上，功率二极管、功率开关管通过焊料与其对应的DBC板铜层进行电连接；中层DBC板(3)和上层DBC板(7)上还设计有数个金属填充物(4)，使上层、中层板不同区域的铜层连通以形成电路拓扑结构，同时，使上、中和下层DBC板在层叠后，在下层DBC板的正面铜层(2)和中层DBC板的正面铜层(13)的边缘形成各个功能区域。