本申请提供一种功率模组和功率转换装置，该功率模组包括金属框架、至少两个芯片、塑封壳体以及通孔结构；至少两个芯片均设置在金属框架上，塑封壳体围设在金属框架和至少两个芯片的外侧，且金属框架背离芯片的一面外露于塑封壳体；塑封壳体外露金属框架的一面为塑封壳体的第一表面，塑封壳体的第一表面与金属框架背离芯片的一面平齐，塑封壳体的第一表面用于与散热器连接；塑封壳体的第二表面用于与电路板连接，塑封壳体的第二表面与塑封壳体的第一表面相背离；通孔结构沿着功率模组的厚度方向贯穿塑封壳体，且通孔结构位于相邻的两个芯片之间。该功率模组的结构简单，成本低，方便装配，且具有良好的散热性能和电气性能。且具有良好的散热性能和电气性能。且具有良好的散热性能和电气性能。
【技术实现步骤摘要】
一种功率模组和功率转换装置
[0001]本申请涉及半导体封装
，特别涉及一种功率模组和功率转换装置。
技术介绍
[0002]功率二极管、金属
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氧化物半导体场效应晶体管(metal
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oxide
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semiconductor field
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effect transistor，MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)等半导体器件，是光伏逆变器、储能变流器、数据中心不间断电源(uninterruptible power system，UPS)、整流器和服务器电源模块等能源转换装置实现高效率能源转换的核心功率器件封装。为了更好的满足用户需求，功率器件封装的小型化、集成化、模组化设计是必然演进趋势。
[0003]在实际应用中，通常会将多个功率器件封装设置在电路板上来使用，而在功率器件封装的小型化、集成化、模组化设计是必然演进过程中，为了保证电路板上的多个功率器件封装具有良好的通流和散热路径，需要对多个功率器件封装进行合理的组装。相关技术中的功率器件封装的散热方式包括顶部散热和底部散热，其中，顶部散热指的是通过功率器件封装背离电路板的一面进行散热，底部散热则是通过功率器件封装靠近电路板的一面进行散热。
[0004]然而，顶部散热由于安装公差较大等因素，在将多个功率器件封装与电路板连接时，很难保证多个功率器件封装的顶部的位于同一平面内，从而导致在与散热器连接时无法保证每个该功率器件封装到散热器的距离均相等，从而导致部分功率器件封装的散热效果较差。在通过底部散热的方案中，TO247形态是热阻最低的封装形式，在TO247形态的封装中为了提高多个功率器件封装的流通和散热性能，需要通过借助一些器件插座来将多个功率器件封装组装之后，再与电路板连接。这样虽然可以提高散热效率，然而借助器件插座不仅会增加装配难度，而且会使成本的大大提高。
技术实现思路
[0005]本申请提供一种功率模组和功率转换装置，该功率模组的结构简单，成本低，方便装配，且具有良好的散热性能和电气性能。
[0006]第一方面，本申请提供一种功率模组，该功率模组包括金属框架、至少两个芯片、塑封壳体以及通孔结构；其中，所述至少两个芯片均设置在所述金属框架上，所述塑封壳体围设在所述金属框架和所述至少两个所述芯片的外侧，且所述金属框架背离所述芯片的一面外露于所述塑封壳体；所述塑封壳体外露所述金属框架的一面为所述塑封壳体的第一表面，所述塑封壳体的第一表面与所述金属框架背离所述芯片的一面平齐，所述塑封壳体的第一表面用于与散热器连接；所述塑封壳体的第二表面用于与电路板连接，所述塑封壳体的第二表面与所述塑封壳体的第一表面相背离；所述通孔结构沿着所述功率模组的厚度方向贯穿所述塑封壳体，且所述通孔结构位于相邻的两个所述芯片之间。
[0007]通过将功率模组设计的包括至少两个芯片，这样可以使该功率模组包括至少两个
功率组件，这样在使用时设置一个功率模组相当于设置至少两个功率组件，相对于相关技术中，需要借助器件插座将多个功率器件组装在一起之后，再与电路板连接的方案，本申请实施例中的功率模组的结构更加简单，更加方便安装，无需借助其它的器件插座就可以实现多个功率组件与电路板连接，进而可以大大降低安装成本。
[0008]通过将金属框架背离芯片的一面外露于塑封壳体，以使该塑封模组可以通过金属框架外露于塑封壳体的一面进行散热，相对于相关技术中单个的功率器件，本申请实施例中的功率模组的金属框架的面积较大，可以提高该功率模组的散热性能。
[0009]通过将塑封壳体的第一表面与金属框架背离芯片的一面设置的平齐，可以使该功率模组的第一表面为一个平面，这样在将该功率模组与散热器装配时，可以保证塑封模组与散热器不同位置的贴合度相同，换句话说就是，可以使塑封模组的第一表面和金属框架背离芯片的一面均与散热器贴合，以使功率模组每个位置的散热效果均处于较好的状态，进而提升散热效率。
[0010]通过在相邻两个芯片之间设置通孔结构，这样在将该功率模组与电路板连接时，可以通过该通孔结构将该功率模组固定在电路板上，可以方便后期安装工作，并且该通孔结构方便制作，可以降低加工成本。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述金属框架为至少两个，相邻的所述金属框架之间具有间隔段，所述间隔段内设有所述塑封壳体的部分结构，以使相邻所述金属框架之间相互绝，且所述通孔结构贯穿所述间隔段。
[0012]通过将金属框架的数量设置为至少两个，相对于单个的功率器件封装，均可以增加该功率模组的散热面积，并且可以降低该功率模组的热阻，提升散热性能。另外，通过在相邻两个金属框架之间设置间隔段，可以使相邻两个芯片对应的功率组件之间没有电气连接，以使该功率模组可以应用在两个功率组件不需要连接的场景中，进而提升该功率模组的应用场景的灵活性。通过将通孔结构贯穿间隔段，由于间隔段内没有金属框架，所以可以降低通孔结构的加工难度。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述功率模组还包括漏极引脚、栅极引脚和源极引脚；其中，所述漏极引脚、所述栅极引脚和所述源极引脚均设置在所述功率模组的同一侧；所述漏极引脚、所述栅极引脚和所述源极引脚的一端均位于所述塑封壳体内，另一端均向远离所述塑封壳体的方向延伸至所述塑封壳体之外。
[0014]通过将漏极引脚、栅极引脚和源极引脚均设置在功率模组的同一侧，这样相对于将这些引脚设置在不同方向，可以节省该功率模组占用的空间，有利于封装的小型化发展，并且可以方便与其它器件连接；另外，通过将漏极引脚、栅极引脚和源极引脚的一端设置在塑封壳体内，另一端设置在塑封壳体之外，可以方便该功率模组与其它器件连接。
[0015]在一种可能的实现方式中，每个所述芯片均对应至少一个所述漏极引脚、至少一个所述源极引脚和一个所述栅极引脚。
[0016]通过将源极引脚的数量设置为至少一个；将漏极引脚的数量设置为至少一个，可以提高该功率模组应用场景的灵活性。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述至少两个芯片中的至少部分所述芯片对应的所述漏极引脚与所述金属框架分离，且所述漏极引脚位于所述塑封壳体内的一端通过键合线与所述芯片连接；所述至少部分所述芯片对应的所述金属框架包括所述源极引脚，且所述源
极引脚位于所述塑封壳体内的一端与所述金属框架的侧边接触；所述至少部分所述芯片对应的所述栅极引脚与所述金属框架分离，且所述栅极引脚位于所述塑封壳体内的一端与所述芯片连接。
[0018]通过将源极引脚位于塑封壳体内的一端与金属框架的侧边接触，由于金属框架为导电结构，所以源极引脚和金属框架连接后，可以使金属框架作为源极的一部分，进而实现通过源极散热的目的，由于金属框架的面积相对于源极引脚要大很多，所以这样可以提升该功率组件的散热效果。另外，通过将第功率组件设置为通过源极散热的结构，可以将该功率模组应用在不同的场景中，提升该功率模组本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种功率模组，其特征在于，所述功率模组包括金属框架、至少两个芯片、塑封壳体以及通孔结构；其中，所述至少两个芯片均设置在所述金属框架上，所述塑封壳体围设在所述金属框架和所述至少两个所述芯片的外侧，且所述金属框架背离所述芯片的一面外露于所述塑封壳体；所述塑封壳体外露所述金属框架的一面为所述塑封壳体的第一表面，所述塑封壳体的第一表面与所述金属框架背离所述芯片的一面平齐，所述塑封壳体的第一表面用于与散热器连接；所述塑封壳体的第二表面用于与电路板连接，所述塑封壳体的第二表面与所述塑封壳体的第一表面相背离；所述通孔结构沿着所述功率模组的厚度方向贯穿所述塑封壳体，且所述通孔结构位于相邻的两个所述芯片之间。2.根据权利要求1所述的功率模组，其特征在于，所述金属框架为至少两个，相邻的所述金属框架之间具有间隔段，所述间隔段内设有所述塑封壳体的部分结构，以使相邻所述金属框架之间相互绝缘，且所述通孔结构贯穿所述间隔段。3.根据权利要求1或2所述的功率模组，其特征在于，所述功率模组还包括漏极引脚、栅极引脚和源极引脚；其中，所述漏极引脚、所述栅极引脚和所述源极引脚均设置在所述功率模组的同一侧；所述漏极引脚、所述栅极引脚和所述源极引脚的一端均位于所述塑封壳体内，另一端均向远离所述塑封壳体的方向延伸至所述塑封壳体之外。4.根据权利要求3所述的功率模组，其特征在于，每个所述芯片均对应至少一个所述漏极引脚、至少一个所述源极引脚和一个所述栅极引脚。5.根据权利要求3或4所述的功率模组，其特征在于，所述至少两个芯片中的至少部分所述芯片对应的所述漏极引脚与所述金属框架分离，且所述漏极引脚位于所述塑封壳体内的一端通过键合线与所述芯片连接；所述至少部分所述芯片对应的所述金属框架包括所述源极引脚，且所述源极引脚位于所述塑封壳体内的一端与所述金属框架的侧边接触；所述至少部分所述芯片对应的所述栅极引脚与所述金属框架分离，且所述栅极引脚位于所述塑封壳体内的一端与所述芯片连接。6.根据权利要求3
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5中任一项所述的功率模组，其特征在于，所述至少两个所述芯片中至少部分所述芯片对应的所述源极引脚与所述金属框架分离，且所述源极引脚位于所述塑封壳体内的一端通过键合线与所述芯片连接；所述至少部分所述芯片对应的所述金属框架包括所述漏极引脚，且所述漏极引脚位于所述塑封壳体内的一端与所述金属框架的侧边接触；所述至少部分所述芯片对应的所述栅极引脚与所述金属框架分离，且所述栅极引脚位于所述塑封壳体内的一端通过键合线与所述芯片连接。7.根据权利要求3
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【专利技术属性】
技术研发人员：向志强，麻斌，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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