一种功率模块、功率模块的制造方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及一种功率模块、功率模块的制造方法及装置，用于降低功率模块的成本。所述功率模块包括：铜绝缘基板，所述铜绝缘基板包括导体层；至少两个功率器件，设置在所述导体层上，其中，所述至少两个功率器件用于控制所述功率模块的输出电流。

Manufacturing method and device of power module and power module

【技术实现步骤摘要】
一种功率模块、功率模块的制造方法及装置
本申请涉及电子
，具体涉及一种功率模块、功率模块的制造方法及装置。
技术介绍
功率模块可以理解为是将功率电力电子器件按照需要的功能组合再灌封形成的模块。功率模块可应用在不同的环境中，例如，功率模块可用在空调中，作为电机的驱动，实现对电机转速的控制。目前，功率模块主要包括引线框架、与引线框架扣合的印刷电路板(PrintedCircuitBoard，PCB)、设置在PCB上的驱动集成电路(integratedcircuit，IC)芯片、与驱动IC芯片电连接的快速恢复二极管(FastRecoveryDiode，FRD)芯片和绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT)芯片等，还包括用于封装上述结构的封装结构。由于PCB强度不高，所以PCB需要扣合在引线框架中，通过引线框架来支撑PCB。驱动IC芯片焊接在PCB上，IGBT芯片和FRD芯片沿着PCB上的驱动IC芯片设置在引线框架上。其中，为了使得PCB与引线框架扣合效果更好，通常是将引线框架做成带有不规则形状铜扣的结构，那么相应的用来制作引线框架的模具也就是不规则形状的。不规则的模具的制作过程较为复杂，导致制作引线框架的人力成本高，且引线框架是将铜板放在引线框架的模具中经冲压处理后形成的框架，冲压处理过程容易损害引线框架的模具，进一步增加了制造功率模块的成本。
技术实现思路
本申请实施例提供一种功率模块、功率模块的制造方法及装置，用于降低功率模块的成本。第一方面，提供了一种功率模块，包括：铜绝缘基板，所述铜绝缘基板包括导体层；至少两个功率器件，设置在所述导体层上，其中，所述至少两个功率器件用于控制所述功率模块的输出电流。本申请实施例采用铜绝缘基板替代了现有技术中的引线框架以及PCB，从而降低了功率模块的生产成本。可选的，所述至少两个功率器件包括IGBT芯片、FRD芯片和驱动IC芯片中的至少两个；其中，所述驱动IC芯片用于为所述功率模块提供驱动信号，所述IGBT芯片用于接收所述驱动信号，并根据所述驱动信号输出相应的电流，所述FRD芯片用于泄放IGBT芯片中的余留电荷。本申请实施例将驱动IC芯片、IGBT芯片和FRD芯片中的至少两个设置在铜绝缘基板的导体层上，避免了使用PCB以及引线框架，降低了功率模块的成本。可选的，所述铜绝缘基板包括从下到上依次设置的散热层、绝缘层和所述导体层；其中，所述散热层用于所述模块进行散热，所述绝缘层用于隔离所述导体层与所述散热层。铜绝缘基板采用三层式结构，结构简单，相对于引线框架来说制作成本较低，进而降低了制造功率模块的成本。并且铜绝缘基板设置有单独的散热层，而现有技术中的引线框架并没有设置单独的散热结构，所以本申请实施例制造出来的功率模块的散热效果更好。可选的，所述功率模块还包括封装外壳，用于半包封装所述铜绝缘基板，以覆盖所述至少两个功率器件；其中，所述半包封装包括对所述铜绝缘基板设置有所述至少两个功率器件的表面进行封装。设置封装外壳可以保护功率模块中的至少两个功率器件等，同时封装外壳对铜绝缘基板进行半包封装，相对于现有技术中将整个功率模块中进行全封装的结构，本申请实施例中功率模块的散热效果更好。可选的，所述导体层上设置有电路布线槽，所述电路布线槽中设置有导线，所述导线用于连接所述导体层和所述至少两个功率器件。通过在铜绝缘基板的导体层上设置电路布线槽，方便确定放置导线的位置，并且设置电路布线槽可以避免导线暴露在铜绝缘基板外，延长了导线的使用寿命。可选的，所述功率模块还包括引脚，所述引脚的一端连接所述导体层，另一端延伸于所述封装外壳的外侧，所述引脚用于所述功率模块与外部电路连接。直接将引脚连接在导体层，而不需要像现有技术中那样经过镀锡、切筋和成型才能形成引脚，所以本申请实施例中的引脚生产工艺简单。可选的，所述至少两个功率器件通过结合材料粘合在所述导体层上，其中，所述结合材料具有粘性和导电性。现有技术中一般采用电阻焊的方式将功率器件焊接在PCB或者引线框架上，由于电阻焊等过程属于超高温融化过程，超高温容易造成对功率器件的损害，本申请实施例中采用结合材料直接将至少两个功率器件粘合在铜绝缘基板上，能够在一定程度上减少对功率器件的损害。可选的，所述散热层和所述导体层的材料均为铜，所述绝缘层的材料为环氧树脂。本申请实施例中，铜绝缘基板采用铜作为导体层和绝缘层的材料，采用环氧树脂作为绝缘层的材料，这些材料的成本较低，从而能够减少功率模块的成本。第二方面，提供了一种功率模块的制造方法，包括：在铜绝缘基板的导体层上涂覆结合材料，其中，所述结合材料是具有粘性且导电的材料；将至少两个功率器件放置在所述结合材料上，以形成功率模块，其中，所述至少两个功率器件用于控制所述功率模块的输出电流。将至少两个功率器件直接通过结合材料粘合在铜绝缘基板的导体层上，相较于现有技术中通过冲压处理形成引线框架，将一个功率器件设置在PCB，另外的功率器件设置在引线框架上，再将PCB扣合在引线框架上的制造方法，本申请实施例提供的制造方法工艺简单、生产成本低。另外，现有技术中用电阻焊将功率器件焊接在PCB或者引线框架上，由于电阻焊等过程属于超高温融化过程，超高温容易造成对功率器件的损害，所以本申请实施例中采用结合材料直接将至少两个功率器件粘合在铜绝缘基板上，能够减少对功率器件的损害。可选的，所述至少两个功率器件包括：驱动IC芯片、IGBT芯片和FRD芯片中的至少两个；其中，所述驱动IC芯片用于为所述功率模块提供驱动信号，所述IGBT芯片用于接收所述驱动信号，并根据所述驱动信号输出相应的电流，所述FRD芯片用于泄放IGBT芯片中的余留电荷。直接将功率器件放置在结合材料的相应位置，操作起来简单方便，结合材料的成本低，且相较于将功率器件焊接在导体层上的方式，本申请实施例不容易造成功率器件的损害。可选的，所述铜绝缘基板包括从下到上依次设置的散热层、绝缘层和所述导体层；其中，所述散热层用于所述功率模块散热，所述绝缘层用于隔离所述导体层与所述散热层。现有的引线框架是由铜板冲压处理得到需要的框架，必然冲压处理过程会浪费铜板材料，而本申请实施例直接以三层结构形成铜绝缘基板的方式，需要的原材料更少，进而降低了制造功率模块的成本，并且在铜绝缘基板上设置散热层使得整个功率模块的散热效果更好。可选的，所述方法还包括：采用环氧树脂对所述铜绝缘基板进行半包封装，以形成覆盖所述至少两个功率器件的封装外壳；其中，所述半包封装包括对所述铜绝缘基板设置有所述至少两个功率器件的表面进行封装。利用环氧树脂对铜绝缘基板进行半包封装，一方面保护了至少两个功率器件等，另一方面，还将散热层的一面暴露在外，使得整个功率模块的散热效果更好。可选的，所述方法还包括：刻蚀所述导体层，以形成电路布线槽；在所述电路布线槽中设置导线，其中，所述导线用于连接所述至少两个功率器件和所述导体层。在导体层上刻蚀电路布线槽，一方面方便放置导线，简化功率模块的生成产工艺，另一方面也避免了导线暴露在外，影响功率模块的后期使用寿命。可选的，在采用环氧树脂对所述铜绝缘基板半包封装之前，还包括：在所述导体层上焊接引脚，其中，所述引脚的另一端延伸于所述封装外壳的外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率模块，其特征在于，包括：铜绝缘基板，所述铜绝缘基板包括导体层；至少两个功率器件，设置在所述导体层上，其中，所述至少两个功率器件用于控制所述功率模块的输出电流。

【技术特征摘要】
1.一种功率模块，其特征在于，包括：铜绝缘基板，所述铜绝缘基板包括导体层；至少两个功率器件，设置在所述导体层上，其中，所述至少两个功率器件用于控制所述功率模块的输出电流。2.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述至少两个功率器件包括绝缘栅双极型晶体管IGBT芯片、快速恢复二极管FRD芯片和驱动集成电路IC芯片中的至少两个；其中，所述驱动IC芯片用于为所述功率模块提供驱动信号，所述IGBT芯片用于接收所述驱动信号，并根据所述驱动信号输出相应的电流，所述FRD芯片用于泄放IGBT芯片中的余留电荷。3.如权利要求1或2所述的功率模块，其特征在于，所述铜绝缘基板包括从下到上依次设置的散热层、绝缘层和所述导体层；其中，所述散热层用于所述模块进行散热，所述绝缘层用于隔离所述导体层与所述散热层。4.如权利要求3所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块还包括封装外壳，用于半包封装所述铜绝缘基板，以覆盖所述至少两个功率器件；其中，所述半包封装包括对所述铜绝缘基板设置有所述至少两个功率器件的表面进行封装。5.如权利要求4所述的功率模块，其特征在于，所述导体层上设置有电路布线槽，所述电路布线槽中设置有导线，所述导线用于连接所述导体层和所述至少两个功率器件。6.如权利要求5所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块还包括引脚，所述引脚的一端连接所述导体层，另一端延伸于所述封装外壳的外侧，所述引脚用于所述功率模块与外部电路连接。7.如权利要求1或2所述的功率模块，其特征在于，所述至少两个功率器件通过结合材料粘合在所述导体层上，其中，所述结合材料具有粘性和导电性。8.如权利要求3所述的功率模块，其特征在于，所述散热层和所述导体层的材料均为铜，所述绝缘层的材料为环氧树脂。9.一种功率模块的制造方法，其特征在于，包括：在铜绝缘基板的导体层上涂覆结合材料，其中，所述结合材料是具有粘性且导电的材料；将至少两个功率器件放置在所述结合材料上，以形成功率模块，其中，所述至少两个功率器件用于控制所述功率模块的输出电流。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述至少两个功率器件包括：驱动IC芯片、IGBT芯片和FRD芯片中的至少两个；其中，所述驱动IC芯片用于为所述功率模块提供驱动信号，所述IGBT芯片用于接收所述驱动信号，并根据所述驱动信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：敖利波，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44