功率模块制造技术

披露了一种包括安装在基板(4)上的刚性绝缘衬底(10)的功率模块(2)。附加电路载体(6，8)与该刚性绝缘衬底(10)相邻地安装在该基板(4)上。该附加电路载体(6，8)的刚度小于该刚性绝缘衬底(10)的刚度。缘衬底(10)的刚度。缘衬底(10)的刚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率模块


[0001]本专利技术总体上涉及一种功率模块。本专利技术更特别地涉及一种包括安装在基板上的刚性绝缘衬底的功率模块。

技术介绍

[0002]直接敷铜(DBC)衬底因其良好的导热性而广泛用于功率模块中。DBC衬底由陶瓷层和键合到该陶瓷层的一侧或两侧的铜片构成。为了提供对DBC衬底的充分冷却，通常例如通过将DBC衬底的底部铜层焊接到散热器上来将衬底附接到散热器。
[0003]DBC衬底被选择为功率模块中裸半导体芯片的电路材料是因为这种衬底可以高效地消散来自半导体的废热并延长模块的使用寿命。然而，工艺和生产工程师最初必须构建这些模块。这项任务需要小心地接合和连接多个部件，以提供所需的电、热、化学和机械功能。
[0004]尽管DBC衬底在其消散废热能力方面具有优势，但通常并不是整个功率模块都需要这种能力。事实上，在发热较少或不存在发热的那些区域中，所需的废热消散能力非常低。由于DBC衬底较为昂贵，因此期望能够提供适合于构建功率模块的替代方案。
[0005]因此，本专利技术的目的在于提供减少或甚至消除现有技术的上述缺点的功率模块。本专利技术的一个目的是提供比现有技术的功率模块更便宜的功率模块。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的可以由如权利要求1所述的功率模块实现。优选实施例在从属权利要求中定义、在以下描述中解释、并且在附图中展示。
[0007]根据本专利技术的功率模块是一种包括安装在基板上的刚性绝缘衬底的功率模块，其中，附加电路载体与刚性绝缘衬底相邻地安装在基板上，其中，附加电路载体的刚度小于刚性绝缘衬底的刚度。
[0008]由此，可以提供一种比现有技术的功率模块更便宜的功率模块。可以通过应用附加电路载体减小刚性绝缘衬底的面积来降低功率模块的成本。
[0009]刚性绝缘衬底和附加电路载体可以通过使用任何合适的附接方法附接到基板。可以使用焊料层、烧结层或胶水(导热和/或导电)将刚性绝缘衬底和附加电路载体电连接和机械紧固到基板。同样，可以通过使用焊料层、烧结层或胶水(导热和/或导电)将功率部件电连接和机械紧固到刚性绝缘衬底。
[0010]在一个实施例中，刚性绝缘衬底是陶瓷绝缘衬底。
[0011]在优选实施例中，刚性绝缘衬底是绝缘金属衬底。
[0012]可以有利的是，刚性绝缘衬底是DBC衬底。
[0013]在一个实施例中，刚性绝缘衬底是直接敷铝(DBA)衬底。
[0014]在一个实施例中，刚性绝缘衬底是活性金属钎焊(AMB)衬底。
[0015]在一个实施例中，附加电路载体电连接到布置在刚性绝缘衬底上的一个或多个部
件。
[0016]在一个实施例中，附加电路载体电连接到布置在DBC衬底上的一个或多个部件。
[0017]可以有利的是，附加电路载体在操作期间具有低于200W/cm2的功耗。由此，可以实现对附加电路载体的充分冷却。
[0018]在一个实施例中，安装在附加电路载体上或使用该附加电路载体的部件在操作期间具有低于100W/cm2的功耗。由此，可以更容易实现对附加电路载体的充分冷却。
[0019]在一个实施例中，附加电路载体在操作期间具有低于50W/cm2的功耗。
[0020]在一个实施例中，附加电路载体在操作期间具有低于25W/cm2的功耗。
[0021]在一个实施例中，附加电路载体是印刷电路板(PCB)。
[0022]在一个实施例中，PCB是由编织玻璃纤维布和具有阻燃性的环氧树脂粘合剂构成的玻璃增强环氧树脂层压材料。这种PCB有时被称为FR
‑
4(或FR4)。
[0023]可以有利的是，附加电路载体是柔性电路板。由此，柔性电路板可以以柔性电路板延伸出功率模块壳体的构型布置。这种实施例允许将柔性电路板连接到相邻的PCB(例如，其上驱动电路提供信号以驱动功率模块中的开关的PCB)。
[0024]使用柔性电路板是有利的，因为柔性电路板可以以该柔性电路板伸出功率模块的壳体的构型布置，无需使用插头或插口。
[0025]在一个实施例中，附加电路载体从功率模块的壳体伸出。
[0026]在一个实施例中，附加电路载体是从功率模块的壳体伸出的柔性电路板。
[0027]在一个实施例中，附加电路载体直接键合在基板上。将附加电路载体(例如，柔性电路板)直接安装在基板上使得可以在柔性电路的部分上布置部件，以创建完整的驱动电路或驱动电路的一部分。
[0028]在一个实施例中，DBC衬底覆盖的面积小于基板面积的90％。由此，附加电路载体可以构成基板(顶侧)的面积的至少10％。
[0029]在一个实施例中，DBC衬底覆盖的面积小于基板(顶侧)面积的80％。
[0030]在一个实施例中，DBC覆盖的面积小于基板(顶侧)面积的70％。
[0031]在一个实施例中，DBC衬底覆盖的面积小于基板(顶侧)面积的60％。
[0032]在一个实施例中，DBC衬底覆盖的面积小于基板(顶侧)面积的50％。
[0033]可以有利的是，附加电路载体比DBC衬底薄。通过应用比DBC衬底薄的附加电路载体，可以降低功率模块的成本。
[0034]可以有利的是，该附加电路载体包括至少部分地沿DBC衬底的第一侧和第二侧延伸的L形或C形部分。
[0035]在一个实施例中，附加电路载体包括E形部分。可以有益的是，E形附加电路载体至少部分地沿DBC衬底的第一侧和第二侧延伸。
[0036]在一个实施例中，附加电路载体是L形的。
[0037]在一个实施例中，附加电路载体是C形的。
[0038]在一个实施例中，附加电路载体包括设置在附加电路载体的远端中的一个或多个连接结构。
[0039]在一个实施例中，附加电路载体包括设置在附加电路载体从功率模块的壳体伸出的部分的远端中的一个或多个连接结构。
[0040]在一个实施例中，附加电路载体是柔性电路板，该柔性电路板包括设置在柔性电路板从功率模块的壳体伸出的部分的远端中的一个或多个连接结构。
[0041]在一个实施例中，附加电路载体的至少一部分是非平面的。
[0042]术语“非平面”意指“不位于或不能够被限制在单个平面内”。
[0043]在一个实施例中，非平面部分的至少一部分是弧形部分。
[0044]可以有利的是，附加电路载体包括多层。
附图说明
[0045]从下文中给出的详细描述中，本专利技术将被更充分地理解。附图仅通过图示的方式给出，因此，它们不是对本专利技术的限制。在附图中：
[0046]图1A示出了根据本专利技术的功率模块的示意性俯视图；
[0047]图1B示出了根据本专利技术的另一个功率模块的示意性俯视图；
[0048]图1C示出了根据本专利技术的功率模块的截面图；
[0049]图2A示出了根据本专利技术的功率模块的示意性俯视图；
[0050]图2B示出了根据本专利技术的另一个功率模块的示意性俯视图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包括安装在基板(4)上的刚性绝缘衬底(10)的功率模块(2)，其特征在于，附加电路载体(6，8)与该刚性绝缘衬底(10)相邻地安装在该基板(4)上，其中，该附加电路载体(6，8)的刚度小于该刚性绝缘衬底(10)的刚度。2.根据权利要求1所述的功率模块(2)，其特征在于，该附加电路载体(6，8)是印刷电路板(PCB)。3.根据权利要求1所述的功率模块(2)，其特征在于，该附加电路载体(6，8)是柔性电路板(8)。4.根据权利要求1所述的功率模块(2)，其特征在于，该附加电路载体(6，8)直接键合在该基板(4)上。5.根据前述权利要求之一所述的功率模块(2)，其特征在于，该DBC衬底(10)覆盖的面积小于该基板(4)面积的9...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥勒，
申请(专利权)人：丹佛斯硅动力有限责任公司，
类型：发明
国别省市：