功率元件封装结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种功率元件封装结构，包括导线架、至少一功率元件、铝基板以及封装体。功率元件配置于导线架的第一表面上，铝基板则是配置于导线架的第二表面，其中所述第二表面相对于所述第一表面。封装体则封装导线架、铝基板与功率元件。铝基板的热容量大于导线架的热容量，且铝基板的投影面积小于或等于封装体的投影面积。因此，能同时降低功率元件封装结构的稳态热阻与暂态热阻。

【技术实现步骤摘要】
功率元件封装结构
本技术涉及一种封装结构，尤其涉及一种功率元件封装结构。
技术介绍
功率元件封装结构可用于整流器、车用发电机、大功率模组发电机。车用发电机的
中，为进行交流-直流间的转换动作，常通过设置整流桥的方式来进行。整流桥可以由功率元件来构成，并用以提供整流后的电压以作为驱动负载的依据。当发电机的负载被瞬间移除时，会产生所谓的抛载(loaddump)现象。当抛载现象发生时，由于电压振幅会瞬间变化，在功率元件上产生瞬间高热，使得功率元件的接面温度(junctiontemperature)上升，而可能导致功率元件封装结构的损毁。然而，目前功率元件封装结构的设计，大多是以降低封装结构在稳态使用下的热阻为目的，亦即为降低封装结构的稳态热阻为主，对于与瞬间高热量相关的暂态热阻，并无适当的解决方案。
技术实现思路
本技术提供一种功率元件封装结构，能同时降低功率元件封装结构的稳态热阻与暂态热阻。本技术的功率元件封装结构，包括导线架、至少一功率元件、铝基板以及封装体。导线架具有相对的第一表面与第二表面。所述功率元件配置于导线架的第一表面上，铝基板则是配置于导线架的第二表面。封装体则是封装导线架、铝基板与功率元件。铝基板的热容量大于导线架的热容量，且铝基板的投影面积小于或等于封装体的投影面积。在本技术的一实施例中，上述的功率元件封装结构还包括控制系统以及绝缘层。控制系统设置于导线架的第一表面上并与所述功率元件电性连接，绝缘层则介于导线架与控制系统之间。在本技术的一实施例中，上述的导线架是由数个区块所组成。在本技术的一实施例中，上述的功率元件为数个分别配置于不同的区块上的功率元件。在本技术的一实施例中，上述的功率元件中的至少两个是配置在同一区块上。在本技术的一实施例中，上述的功率元件中的至少一个是覆晶封装功率元件。在本技术的一实施例中，上述的功率元件封装结构还可包括数个导电结构，电性连接一个区块与各个功率元件。在本技术的一实施例中，上述的导电结构包括金属导线或金属片。在本技术的一实施例中，上述的铝基板的厚度大于导线架的厚度。在本技术的一实施例中，上述的铝基板的体积大于导线架的体积。在本技术的一实施例中，部分的上述铝基板露出于封装体外。在本技术的一实施例中，上述的铝基板是由数个铝块组成，且这些铝块分别配置于功率元件的正下方。在本技术的一实施例中，上述的导线架与铝基板直接接触。在本技术的一实施例中，上述的功率元件封装结构还可包括导电黏接层，介于导线架与铝基板之间。在本技术的一实施例中，上述的功率元件封装结构还可包括数个测温元件，分别设置于每个功率元件上。在本技术的一实施例中，上述的功率元件包括电压或电流控制的场效晶体管。在本技术的一实施例中，上述的功率元件包括金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)、绝缘闸双极晶体管或氮化镓晶体管。在本技术的一实施例中，上述的功率元件封装结构为车用功率元件封装结构。在本技术的一实施例中，上述的车用功率元件封装结构包括车用发电机的整流器或马达驱动装置。基于上述，本技术通过高比热容的铝基板搭配高热导率的导线架，可降低功率元件封装结构的稳态热阻，还可降低功率元件封装结构的暂态热阻，提高封装结构对抛载、短路等暂态负载的处理能力。为让本技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1是依照本技术的一实施例的一种功率元件封装结构的立体示意图。图2A是依照本技术的另一实施例的一种功率元件封装结构的正面示意图。图2B为图2A的背面示意图。图3是图2A的功率元件封装结构的透视图。图4是实验例与比较例的抛载测试结果图。附图标记说明100、200：功率元件封装结构102、202：导线架102a：第一表面102b：第二表面104、204：铝基板104a、104b、204a、204b、204c：板块106、206：功率元件106a、106b、106c、106d、206a、206b、206c、206d：场效晶体管108、208：封装体110a、110b、110c、110d、110e、202a、202b、202c、202d、202e：区块112、224：控制系统210a、210b：参考接地接脚212a、212b：相位输出接脚214a、214b：电源接脚216：接脚区块218、222：导电结构220：稽纳二极管226：热阻器具体实施方式以下将参考附图来全面地描述本技术的例示性实施例，但本技术还可按照多种不同形式来实施，且不应解释为限于本文所述的实施例。在附图中，为了清楚起见，各区域、部位及层的大小与厚度可不按实际比例绘制。为了方便理解，下述说明中相同的元件将以相同的符号标示来说明。图1是依照本技术的一实施例的一种功率元件封装结构的立体示意图。请参照图1，本实施例的功率元件封装结构100，包括导线架102、铝基板104、功率元件106以及封装体108。导线架102具有相对的第一表面102a与第二表面102b，且导线架102本身为高热导率材料，并可由多个相互隔离的区块110a～110e组成，其中导线架102的材料例如是选自包括铜、铝、金、银、金刚石或石墨烯及其合金化合物的其中一种材料。功率元件106配置于导线架102的第一表面102a上，且本实施例中的功率元件106有数个；但本技术并不限于此，功率元件106的数目也可以只有一个。举例来说，功率元件106中的至少一个可以是覆晶封装功率元件，即以覆晶方式配置于区块110a～110e上。上述功率元件106例如电压或电流控制的场效晶体管106a～106d，或例如金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)、绝缘闸双极晶体管、氮化镓晶体管或其他功率晶体管。铝基板104则是配置于导线架102的第二表面102b，其中铝基板104本身为高热容量(heatcapacity)材料，并可由多个板块104a～104b组成。在本实施例中，铝基板104较佳是配置于功率元件106的正下方。举例来说，铝基板104的板块104a是位于场效晶体管106a和106b的正下方，铝基板104的板块104b则位于场效晶体管106c和106d的正下方。而铝基板104的热容量一般大于导线架102的热容量，且铝基板104的厚度可大于导线架102的厚度以和/或是铝基板104的体积可大于导线架102的体积。所述铝基板104可为纯铝基板或是铝合金基板。在一实施例中，导线架102与铝基板104可直接接触；在另一实施例中，导线架102与铝基板104之间可设置导电黏接层(未示出)。而封装体108则封装导线架102、铝基板104与功率元件106，且铝基板104的投影面积小于或等于封装体108的投影面积。导线架102的一部分(如区块110b、110c、110d、110e)可自封装体108突出，用以作为电性连接的端点。在本实施例中，封装体108的材料例如但不限于环氧树脂、联苯树脂或不饱和聚酯。由于本实施例的功率元件封装结构100可为车用功率元件封装结构，因此功率元件封装结构100还可包括设置于导线架102的第一表面102a上并与功率元件106电性连接的控制系统112本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率元件封装结构，其特征在于，包括：导线架；至少一功率元件，配置于所述导线架的第一表面上；铝基板，配置于所述导线架的第二表面，所述第二表面相对于所述第一表面，其中所述铝基板的热容量大于所述导线架的热容量；以及封装体，封装所述导线架、所述铝基板与所述功率元件，其中所述铝基板的投影面积小于或等于所述封装体的投影面积。

【技术特征摘要】
1.一种功率元件封装结构，其特征在于，包括：导线架；至少一功率元件，配置于所述导线架的第一表面上；铝基板，配置于所述导线架的第二表面，所述第二表面相对于所述第一表面，其中所述铝基板的热容量大于所述导线架的热容量；以及封装体，封装所述导线架、所述铝基板与所述功率元件，其中所述铝基板的投影面积小于或等于所述封装体的投影面积。2.根据权利要求1所述的功率元件封装结构，其特征在于，还包括：控制系统，设置于所述导线架的所述第一表面上，并与所述功率元件电性连接；以及绝缘层，介于所述导线架与所述控制系统之间。3.根据权利要求1所述的功率元件封装结构，其特征在于，所述导线架是由多数个区块所组成。4.根据权利要求3所述的功率元件封装结构，其特征在于，所述功率元件包括多数个功率元件，分别配置于不同的所述多数个区块上。5.根据权利要求4所述的功率元件封装结构，其特征在于，所述多数个功率元件中的至少两个配置在同一所述区块上。6.根据权利要求5所述的功率元件封装结构，其特征在于，所述多数个功率元件中的至少一个是覆晶封装功率元件。7.根据权利要求4所述的功率元件封装结构，其特征在于，还包括多数个导电结构，电性连接所述多数个区块中的一个与每个所述功率元件。8.根据权利要求7所述的功率元件封装结构，其特征在于，所述多数个导电结构包括金属导线或金属片。9.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡欣昌，刘敬文，
申请(专利权)人：朋程科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：中国台湾,71