一种双面散热的半桥功率模块的制作方法

1.本发明涉及功率模块技术领域，尤其涉及一种双面散热的半桥功率模块。


背景技术：

2.传统的功率模块采用单面冷却结构，功率芯片损耗产生的热量通过dbc、基板单方向传导至散热器。这种方式能够解决一定的散热需求，但并不能解决一些大热量的散热需求。车用模块对体积和功率密度都有很高的要求，对于双面散热的模块需求十分迫切。现有的双面模块的方案存在制作流程复杂，可实现难度大的问题。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种双面散热的半桥功率模块，本发明塑封外壳通过塑封的方式填充内部空余的空间，并包覆第一双面覆铜陶瓷板和第二双面覆铜陶瓷板边缘，起到保护和固定零部件的作用，并将两块第一双面覆铜陶瓷板和第二双面覆铜陶瓷板的覆铜层裸露出来，实现了双面散热的效果。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种双面散热的半桥功率模块，包括塑封外壳和功率模块主体，所述功率模块主体包括电路模块、信号端子和功率端子，所述电路模块包括第一双面覆铜陶瓷板、第二双面覆铜陶瓷板、直接镀铜陶瓷基板、igbt芯片、二极管芯片和ntc电阻，所述第一双面覆铜陶瓷板和第二双面覆铜陶瓷板均包括连接铜层、第一陶瓷层和第一覆铜层，所述连接铜层设置于第一陶瓷层的上部，所述第一覆铜层设置于第一陶瓷层的下部，所述直接镀铜陶瓷基板固定于第一双面覆铜陶瓷板和第二双面覆铜陶瓷板的连接铜层上，所述igbt芯片和二极管芯片固定于直接镀铜陶瓷基板上，所述ntc电阻固定于第一双面覆铜陶瓷板和第二双面覆铜陶瓷板的连接铜层上，所述信号端子和功率端子固定于第一双面覆铜陶瓷板和第二双面覆铜陶瓷板的连接铜层上，所述第一双面覆铜陶瓷板和第二双面覆铜陶瓷板安装于塑封外壳套内，且第一双面覆铜陶瓷板和第二双面覆铜陶瓷板的第一覆铜层位于塑封外壳套的外侧。
6.作为一种优选的实施方式，所述第一陶瓷层包括al2o3陶瓷层、al2o3掺杂氧化锆陶瓷层、si3n4陶瓷层以及aln陶瓷层。
7.作为一种优选的实施方式，所述直接镀铜陶瓷基板包括第二陶瓷层和第二镀铜层，所述第二镀铜层共设置有两个，且两个第二镀铜层设置于第二陶瓷层的两侧，所述第二陶瓷层内开设有通孔，两个所述第二镀铜层通过通孔连接。
8.作为一种优选的实施方式，所述直接镀铜陶瓷基板通过焊接或者烧结固定于第一双面覆铜陶瓷板和第二双面覆铜陶瓷板的连接铜层上。
9.作为一种优选的实施方式，所述连接铜层内设置有印刷电路。
10.作为一种优选的实施方式，所述igbt芯片与二极管芯片形成并联电路并与ntc电阻连接。
11.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
12.本发明塑封外壳通过塑封的方式填充内部空余的空间，并包覆第一双面覆铜陶瓷板和第二双面覆铜陶瓷板边缘，起到保护和固定零部件的作用，并将两块第一双面覆铜陶瓷板和第二双面覆铜陶瓷板的覆铜层裸露出来，实现了双面散热的效果。
附图说明
13.图1为本发明第一双面覆铜陶瓷板的示意图；
14.图2为本发明半桥功率模块的侧视图；
15.图3为本发明第二双面覆铜陶瓷板的示意图；
16.图4为本发明图2中a处的放大图；
17.图5为本发明半桥功率模块的立体图；
18.图6为本发明的电路拓扑结构示意图。
19.图例说明：
20.1、塑封外壳；2、第一双面覆铜陶瓷板；3、第二双面覆铜陶瓷板；4、直接镀铜陶瓷基板；5、igbt芯片；6、二极管芯片；7、ntc电阻。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.实施例：
24.请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种双面散热的半桥功率模块，包括塑封外壳1和功率模块主体，功率模块主体包括电路模块、信号端子和功率端子，电路模块包括第一双面覆铜陶瓷板2、第二双面覆铜陶瓷板3、直接镀铜陶瓷基板4、igbt芯片5、二极管芯片6和ntc电阻7，第一双面覆铜陶瓷板2和第二双面覆铜陶瓷板3均包括连接铜层、第一陶瓷层和第一覆铜层，连接铜层设置于第一陶瓷层的上部，第一覆铜层设置于第一陶瓷层的下部，直接镀铜陶瓷基板固定于第一双面覆铜陶瓷板2和第二双面覆铜陶瓷板3的连接铜层上，igbt芯片5和二极管芯片6固定于直接镀铜陶瓷基板4上，通过改变直接镀铜陶瓷基板4的厚度使igbt芯片5与二极管芯片6的高度一致，ntc电阻7固定于第一双面覆铜陶瓷板2和第二双面覆铜陶瓷板3的连接铜层上，信号端子和功率端子固定于第一双面覆铜陶瓷板2和
第二双面覆铜陶瓷板3的连接铜层上，第一双面覆铜陶瓷板2和第二双面覆铜陶瓷板3安装于塑封外壳套1内，且第一双面覆铜陶瓷板2和第二双面覆铜陶瓷板3的第一覆铜层位于塑封外壳套1的外侧，直接镀铜陶瓷基板4与igbt芯片5、二极管芯片6之间，ntc电阻7、功率端子、信号端子与第一双面覆铜陶瓷板2和第二双面覆铜陶瓷板3的连接铜层之间，均采用焊接的方式连接在一起，焊接材料包括但不限于锡片、锡膏等。
25.进一步的，第一陶瓷层包括al2o3陶瓷层、al2o3掺杂氧化锆陶瓷层、si3n4陶瓷层以及aln陶瓷层。
26.进一步的，直接镀铜陶瓷基板4包括第二陶瓷层和第二镀铜层，第二镀铜层共设置有两个，且两个第二镀铜层设置于第二陶瓷层的两侧，第二陶瓷层内开设有通孔，两个第二镀铜层通过通孔连接。
27.进一步的，直接镀铜陶瓷基板4通过焊接或者烧结固定于第一双面覆铜陶瓷板2和第二双面覆铜陶瓷板3的连接铜层上。
28.进一步的，连接铜层内设置有印刷电路。
29.进一步的，igbt芯片5与二极管芯片6形成并联电路并与ntc电阻7连接，起到保护电路的作用。
30.在本实施例中，igbt芯片5与二极管芯片6使用锡片焊接在直接镀铜陶瓷基板4上，直接镀铜陶瓷基板4固定在第一双面覆铜陶瓷板2和第二双面覆铜陶瓷板3上，ntc电阻7使用锡片焊接在第一双面覆铜陶瓷板2上，集电极信号端子c1、c2，发射极信号端子e1、e2，门极信号端子g1、g2，ntc信号端子ntc1、ntc2，直流输入正极端子p，直流输入负极端子n，交流输出功率端子out均采用锡膏焊接固定在第一双面覆铜陶瓷板2和第二双面覆铜陶瓷板3上。塑封外壳1通过塑封的方式填充内部空余的空间，并包覆第一双面覆铜陶瓷板2和第二双面覆铜陶瓷板3边缘，起到保护和固定零部件的作用，并将两块第一双面覆铜陶瓷板2和第二双面覆铜陶瓷板3的覆铜层裸露出来，起到双面散热的作用。
31.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。