功率模块制造技术

本实用新型专利技术提出了一种功率模块，包括：所述至少一个功率器件；绝缘层，所述绝缘层的第一侧装配有所述至少一个功率器件；散热层，设置于所述绝缘层的第二侧。通过本实用新型专利技术技术方案，有效增大了功率模块的散热面积和散热效率，同时，保证了功率模块的密封性和结构可靠性，降低了功率模块因导热效果差而导致的故障问题，提升了用户的使用体验。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及功率模块
，具体而言，涉及一种功率模块。
技术介绍
随着IC(Integrated Circuit，集成电路)技术的小型化、兼容性地发展，1C模块上的模块结构之间的结构越来越近，以IPM(Intelligent Power Module，智能驱动模块)类型的1C模块为例，IPM模块实现了功率开关器件和高压驱动电路的集成，一方面，IPM模块接收微处理器的控制信号，另一方面，IPM模块将检测状态发送给微处理器，因此，IPM模块被广泛应用于变频调速技术、冶金机械技术、电力牵引技术、伺服驱动技术以及变频家电的设计中，但是，IPM模块上多个功率模块之间的间距较小，而不同功率模块因为功耗的差别而导致散热热量差别比较大，因此功率模块之间会产生较大的热串扰，甚至导致某些小功率的功率模块在受到较大热串扰的情况下受损。在相关技术中，通常采用高导热绝缘层材以及增加散热器来解决功率模块的散热不佳的问题，但是相关技术中的散热方法存在以下缺点:(1)高导热绝缘层材料成本高，这就导致功率模块的制作成本增高；(2)如将功率模块贴装于散热器，贴装过程的工艺难度较大，失败率高同时由于增加了散热器结构，会导致功率模块的面积和体积不同程度的增大，这非常不利于功率模块投入实际应用过程。因此，如何设计功率模块的结构以实现功率模块的高效散热成为亟待解决的技术冋题。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出了一种功率模块，提高了功率模块的散热效率和结构可靠性。为实现上述目的，根据本技术的第一方面的实施例，包括:所述至少一个功率器件；绝缘层，所述绝缘层的第一侧装配有所述至少一个功率器件；散热层，设置于所述绝缘层的第二侧。根据本技术的实施例的功率模块，通过形成散热层，有效增大了功率模块的导热面积和导热效率，降低了功率器件因散热不佳导致的烧损或失效等问题，进而提高了功率模块的可靠性，降低了功率模块的故障率，另外，通过将多个功率模块集中设置于同一区域，对上述同一区域进行散热层的集中制备，不会增加制作复杂度，同时，避免了多个功率模块将工况热量传递于非功率模块。另外，根据本技术的上述实施例的功率模块，还可以具有如下附加的技术特征:根据本技术的一个实施例，包括:皱褶层，设置于所述绝缘层的第一侧，所述皱褶层对应于所述功率器件所在的区域，所述皱褶层包括粉末层和纤维状碳素层。根据本技术的实施例的功率模块，通过粉末层和纤维状碳素层形成散热层以及形成皱褶层，有效增大了功率模块的散热面积和散热效率，同时，由于湿式碳素复合层具备极高地机械强度，可以有效减小散热层的厚度，进而减小了功率模块的体积。根据本技术的一个实施例，包括:至少一个非功率器件，设置于所述绝缘层的第一侧。根据本技术的一个实施例，包括:至少一个引脚结构，设置于所述绝缘层的第一侧；焊盘，设置于所述绝缘层的第一侧。根据本技术的一个实施例，包括:密封层，设置有防水层，包覆于所述功率模块上除所述皱褶层所在的区域。根据本技术的实施例的功率模块，通过形成密封层，实现了对功率模块的防水保护，同时降低了功率模块的工频干扰或散粒噪声等，提高了功率模块的信号稳定性。根据本技术的一个实施例，包括:金属布线层，设置于所述绝缘层的第一侧；金属连线层，连接于需要进行信号传输的所述功率器件、所述非功率器件、所述引脚结构和所述焊盘之中的任两个之间，所述金属布线层和所述金属连线层用于实现所述功率器件、所述非功率器件、所述引脚结构和所述焊盘之中的任两个之间的线路连接。根据本技术的一个实施例，所述金属连线层包括线宽36至420微米的铝线、24至280微米的铜线和18至210微米的金线中的一种或多种的任意组合，所述金属布线层的厚度为I至5微米。根据本技术的一个实施例，所述皱褶层与所述散热层的接触区域的厚度大于或等于所述皱褶层与所述散热层的非接触区域的厚度。根据本技术的实施例的功率模块，通过设置皱褶层与散热层的接触区域的厚度大于或等于皱褶层与散热层的非接触区域的厚度，增强了皱褶区的结构可靠性，降低了皱褶区的破损造成散热层的可能性，进而提高了功率模块的可靠性。根据本技术的一个实施例，所述至少一个功率器件包括桥堆功能模块、压缩机逆变功率模块、功率因素校正模块和风机逆变模块中的一种或多种模块的任意组合。根据本技术的实施例的功率模块，通过形成桥堆功能模块、压缩机逆变功率模块、功率因素校正模块和风机逆变模块，将功率模块中散热功能模块集中于散热层上方，降低了散热层制作的工艺复杂度，适合于功率模块的批量生产。根据本技术的一个实施例，所述绝缘层包括二氧化硅层、氮化硅层和碳化硅层中的一层或多层的任意组合。【附图说明】本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1示出了根据本技术的一个实施例的功率模块的剖面示意图；图2示出了根据本技术的另一个实施例的功率模块的俯视示意图。图1至图2中的附图标记及其对应的结构名称为:11引脚结构，12树脂密封层，13绝缘层，14非功率器件，15布线连线，16功率器件，17散热层，17A皱褶层，18金属层，18A焊盘区，1001桥堆功能模块，1002压缩机逆变功能模块，1003功率因素校正模块，1004风机逆变功能模块。【具体实施方式】为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和【具体实施方式】对本技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。根据本技术的实施例的功率模块的结构包括多种实施方式。实施例一:如图1至图2所示，根据本技术的一个实施例的功率模块，包括:所述至少一个功率器件16 ;绝缘层13，所述绝缘层13的第一侧装配有所述至少一个功率器件16 ;散热层17，设置于所述绝缘层13的第二侧。根据本技术的实施例的功率模块，通过形成散热层17，有效增大了功率模块的导热面积和导热效率，降低了功率器件16因散热不佳导致的烧损或失效等问题，进而提高了功率模块的可靠性，降低了功率模块的故障率，另外，通过将多个功率模块集中设置于同一区域，对上述同一区域进行散热层17的集中制备，不会增加制作复杂度，同时，避免了多个功率模块将工况热量传递于非功率模块。另外，根据本技术的上述实施例的功率模块，还可以具有如下附加的技术特征:根据本技术的一个实施例，包括:皱褶层17A，设置于所述绝缘层13的第一侧，所述皱褶层17A对应于所述功率器件16所在的区域，所述皱褶层17A包括粉末层和纤维状碳素层。根据本技术的实施例的功率模块，通过粉末层和纤维状碳素层形成散热层17以及形成皱褶层17A，有效增大了功率模块的散热面积和散热效率，同时，由于湿式碳素复合层具备极高地机械强度，可以有效减小散热层17的厚度，进而减小了功率模块的体积。根据本技术的一个实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率模块，其特征在于，包括：至少一个功率器件；绝缘层，所述绝缘层的第一侧装配有所述至少一个功率器件；散热层，设置于所述绝缘层的第二侧。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯宇翔，
申请(专利权)人：广东美的制冷设备有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44