CN217822755U - 采用石墨铜垫块的双面散热模块的封装结构和电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了采用石墨铜垫块的双面散热模块的封装结构和电动汽车。封装结构包括底层DBC衬板、贴装于底层DBC衬板上的功率芯片和驱动电阻、垫块以及顶层DBC衬板。功率芯片、驱动电阻和垫块均设置于顶层DBC衬板与底层DBC衬板之间，使得封装结构具有三明治构造。垫块由石墨铜制成，并且封装结构包括第一散热器和第二散热器，第一散热器和第二散热器分别装配于底层DBC衬板和顶层DBC衬板的外侧上。

Description

采用石墨铜垫块的双面散热模块的封装结构和电动汽车

技术领域

本实用新型涉及功率半导体模块的封装集成技术领域，具体而言，涉及采用石墨铜垫块的双面散热模块的封装结构和包括该封装结构的电动汽车。

背景技术

现代电力电子装置正朝着高功率密度和高效率的方向发展。随着电动汽车的发展，车用电机控制器的设计变得尤为重要。为了满足客户的需求和大型车辆对于功率水平要求的提高，业内人士一直致力于功率模块的功率密度的增加。然而，功率密度的增加会提高工作温度，这可能威胁到功率模块的可靠性。此外，宽禁带半导体器件的工作温度相比于传统硅基半导体器件的工作温度更是有大幅度升高。

为了进一步提升车用电机驱动器的功率密度和可靠性，双面散热模块在电动汽车上的应用得到了越来越多的关注。相比于传统的单面散热模块，双面散热模块具有更强的散热能力和更低的寄生参数；而为了确保双面散热模块的高性能和可靠性，降低热阻和热应力是设计双面散热模块时的两个重要目标。垫块是双面散热模块中的一种独特的组件，它主要用于通过连接功率半导体芯片及其顶部衬板来实现它们之间的电气连接和热量传递，因而在双面散热模块的散热路径中承担着重要角色。因此，垫块的导热性能直接关乎整个双面散热模块的散热能力。在现有技术水平下，通常采用由铜钼合金制成的垫块，然而该类型的垫块仍具有较高的热阻，从而使得双面散热模块的散热能力在一定程度上受到限制。

因此，本领域仍需要继续改进现有的双面散热模块的封装结构，以进一步降低双面散热模块的热阻，并且提升模块的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供可克服上述缺点的双面散热模块的封装结构和包括该封装结构的电动汽车，其能够进一步降低热阻，从而提升整个模块的可靠性。

此外，本实用新型还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。

本实用新型通过提供采用石墨铜垫块的双面散热模块的封装结构和包括该封装结构的电动汽车来解决上述问题。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种采用石墨铜垫块的双面散热模块的封装结构，其包括底层DBC衬板、贴装于所述底层DBC衬板上的功率芯片和驱动电阻、垫块以及顶层DBC衬板，其中，所述功率芯片、所述驱动电阻和所述垫块均设置于所述顶层DBC衬板与所述底层DBC衬板之间，使得所述封装结构具有三明治构造，其特征在于，所述垫块由石墨铜制成，并且所述封装结构还包括第一散热器和第二散热器，所述第一散热器和所述第二散热器分别装配于所述底层DBC衬板和所述顶层DBC衬板的外侧上。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述功率芯片包括形成半桥电路的多个上桥臂功率芯片和多个下桥臂功率芯片，其中，所述多个上桥臂功率芯片相互并联，并且所述多个下桥臂功率芯片相互并联；所述驱动电阻包括多个上桥臂驱动电阻和多个下桥臂驱动电阻；其中，所述多个上桥臂功率芯片和所述多个上桥臂驱动电阻形成所述半桥电路的上桥臂，并且所述多个下桥臂功率芯片和所述多个下桥臂驱动电阻形成所述半桥电路的下桥臂。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述垫块包括多个上桥臂垫块、多个下桥臂垫块和用于电连接所述半桥电路的所述上桥臂和所述下桥臂的AC垫块，其中，所述多个上桥臂垫块和所述多个下桥臂垫块分别连接到所述多个上桥臂功率芯片和所述多个下桥臂功率芯片。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述封装结构还包括多个端子，其包括功率端子、驱动端子和保护端子，其中，所述功率端子包括功率DC+端子、功率DC-端子和功率AC端子，并且所述驱动端子包括上桥臂源极驱动端子、上桥臂栅极驱动端子、下桥臂源极驱动端子和下桥臂栅极驱动端子。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述功率DC+端子和所述功率DC-端子构成叠层母排结构，并且布置于所述封装结构的一个端部处，而所述功率AC端子布置于所述封装结构的相反的另一个端部处。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述多个端子相对于所述功率芯片对称地布置，使得从所述多个端子到每个功率芯片的物理长度相等。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述功率芯片包括源极、栅极和漏极，并且所述底层DBC衬板包括多个铜块，其中，所述上桥臂功率芯片的所述源极通过上桥臂源极键合线连接到相应的铜块，所述上桥臂功率芯片的所述栅极通过上桥臂栅极键合线连接到相应的铜块且继而连接到上桥臂驱动电阻，并且所述上桥臂功率芯片的所述漏极连接到相应的铜块且继而连接到所述功率DC+端子；并且其中，所述下桥臂功率芯片的所述源极通过下桥臂源极键合线连接到相应的铜块，所述下桥臂功率芯片的所述栅极通过下桥臂栅极键合线连接到相应的铜块且继而连接到下桥臂驱动电阻，并且所述下桥臂功率芯片的所述漏极连接到相应的铜块且继而连接到所述AC垫块。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述顶层DBC衬板包括多个铜块，其中，所述上桥臂垫块和所述AC垫块的上表面连接到相应的铜块且继而连接到所述功率AC端子，并且所述下桥臂垫块的上表面连接到相应的铜块且继而连接到所述功率DC-端子。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述功率芯片、所述上桥臂源极驱动端子、所述上桥臂栅极驱动端子和所述功率DC+端子通过纳米银焊料焊接到所述底层DBC衬板；并且所述垫块、所述功率AC端子、所述功率DC-端子、所述下桥臂源极驱动端子和所述下桥臂栅极驱动端子通过纳米银焊料焊接到所述顶层DBC衬板。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述底层DBC衬板和所述顶层DBC衬板各自包括第一导电层、第二导电层和设置于所述第一导电层与所述第二导电层之间的绝缘层，其中，所述第一导电层印制有电路图案。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述第一导电层和所述第二导电层由铜制成，并且所述绝缘层由氧化铝、氮化铝或氮化硅陶瓷制成。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括根据本实用新型的第一方面所述的双面散热模块的封装结构。

相比于现有技术，本实用新型所提供的采用石墨铜垫块的双面散热模块的封装结构和包括该封装结构的电动汽车具有如下的有益效果：由于构成垫块的石墨铜材料具有高导热系数和优良的导热性能，因而进一步降低了双面散热模块的热阻，并且大大提升了整个模块的散热能力和可靠性；同时，封装结构的顶层和底层衬板均直接连接有散热器，从而有效实现双面散热，相比于传统单面散热模块大幅度地降低了热阻。

在以下对附图和具体实施方式的描述中，将阐述本实用新型的一个或多个实施例的细节。从这些描述、附图以及权利要求中，可以清楚本实用新型的其它特征、目的和优点。

附图说明

可参考附图通过实施例更加具体地描述本实用新型，其中附图并未按照比例绘制，在附图中：

图1是根据本实用新型的实施例的双面散热模块的封装结构的外部结构透视图；

图2是根据本实用新型的实施例的双面散热模块的封装结构的内部结构透视图，其中，为了清楚起见，顶层DBC衬板被移除；

图3是根据本实用新型的实施例的双面散热模块的封装结构的内部结构俯视图，其中，为了清楚起见，顶层DBC衬板被移除；

图4是根据本实用新型的实施例的采用石墨铜垫块的双面散热模块的封装结构的芯片结温分布与采用铜钼合金垫块的相同封装结构的芯片结温分布的对比示意图；

图5是根据本实用新型的实施例的双面散热模块的封装结构的底层DBC衬板的示意图；

图6是根据本实用新型的实施例的双面散热模块的封装结构的顶层DBC衬板的示意图；

图7是根据本实用新型的实施例的双面散热模块的封装结构所对应的半桥电路的示意图；以及

图8是根据本实用新型的实施例的双面散热模块的封装方法的流程示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构。

部件列表

1 上桥臂栅极驱动端子

2 上桥臂源极驱动端子

3 功率AC端子

4 第一过流保护端子

5 下桥臂栅极驱动端子

6 下桥臂源极驱动端子

7 顶层DBC衬板

8 底层DBC衬板

9 功率DC+端子

10 功率DC-端子

11 第二过流保护端子

12 上桥臂垫块

13 AC垫块

14 下桥臂垫块

15 下桥臂源极键合线

16 上桥臂源极键合线

17 上桥臂栅极键合线

18 上桥臂驱动电阻

19 下桥臂驱动电阻

20 下桥臂栅极键合线

21 下桥臂开关管

22 上桥臂开关管

23 第一铜块

24 第二铜块

25 第三铜块

26 DC+铜块

27 第四铜块

28 第五铜块

29 第六铜块

30 AC2铜块

31 AC1铜块

32 DC-铜块

33 第七铜块

34 第八铜块

100 封装结构

200 封装方法

S201 第一步骤

S202 第二步骤

S203 第三步骤

S204 第四步骤

S205 第五步骤

S206 第六步骤。

具体实施方式

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等或类似表述仅用于描述与区分目的，而不能理解为指示或暗示相应的构件的相对重要性。

首先参考图1，其示出了根据本实用新型的实施例的双面散热模块的封装结构100的外部结构透视图。如图1所示，封装结构100包括平行地布置的顶层DBC衬板7和底层DBC衬板8，二者彼此间隔开一定的距离，使得在它们之间形成间隙，以用于容纳诸如功率芯片、驱动电阻、垫块的多种构件。

封装结构100还包括从其两个端部向外延伸的多个端子，包括功率端子、驱动端子和保护端子。在图1所示的实施例中，封装结构100的功率端子包括功率AC端子3、功率DC+端子9和功率DC-端子10，它们均呈板状构造。如图1所示，功率AC端子3布置在封装结构100的一个端部处，而功率DC+端子9和功率DC-端子10布置在封装结构100的相反的另一个端部处。在本实用新型的优选实施例中，功率DC+端子9和功率DC-端子10构成叠层母排结构，使得两个端子之间的间距很小，并覆盖聚酰亚胺膜来进行绝缘，从而大幅度地降低了封装结构100的寄生电感。

此外，在图1所示的实施例中，封装结构100的驱动端子包括上桥臂栅极驱动端子1、上桥臂源极驱动端子2、下桥臂栅极驱动端子5和下桥臂源极驱动端子6，它们均呈杆状构造，共同构成封装结构100的驱动回路端子。另外，在图1所示的实施例中，封装结构100的保护端子包括第一过流保护端子4和第二过流保护端子11，它们均呈与驱动端子类似的杆状构造。如图1所示，封装结构100的四个驱动端子和两个保护端子均布置在封装结构100的同一个端部处。在该实施例中，四个驱动端子和两个保护端子均布置在与功率AC端子3相同的端部处，其中，上桥臂栅极驱动端子1、上桥臂源极驱动端子2和第二过流保护端子11布置在功率AC端子3的一侧，而下桥臂栅极驱动端子5、下桥臂源极驱动端子6和第一过流保护端子4布置在功率AC端子3的相反的另一侧。然而，应当理解的是，取决于封装结构100的具体应用，可采用具有不同的形状、数量或布置的功率端子、驱动端子和保护端子。

在该实施例中，封装结构100还包括第一散热器和第二散热器(未示出)，它们分别装配(例如，焊接)于顶层DBC衬板7和底层DBC衬板8的外侧上。第一散热器和第二散热器的设置能够为功率芯片提供上下平行的两个散热路径，有效实现双面散热，从而大幅度地降低了模块的热阻。

现在转到图2和图3，其分别示出了根据本实用新型的实施例的双面散热模块的封装结构100的内部结构透视图和俯视图，其中，为了清楚起见，顶层DBC衬板7被移除。如上所述，封装结构100包括位于顶层DBC衬板7与底层DBC衬板8之间的间隙中的多种构件，其包括功率芯片、驱动电阻和垫块，其中，功率芯片具有源极、栅极和漏极。功率芯片、驱动电阻和垫块均设置于顶层DBC衬板7与底层DBC衬板8之间，使得封装结构100具有三明治构造。

封装结构100的功率芯片包括形成半桥电路的上桥臂开关管22和下桥臂开关管21，其中，上桥臂开关管22和下桥臂开关管21均包含多个相互并联的功率芯片。在图2和图3所示的实施例中，上桥臂开关管22和下桥臂开关管21均包含四个相互并联的碳化硅MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)功率芯片。然而，应当理解的是，取决于封装结构100的具体应用，上桥臂开关管22和下桥臂开关管21可各自包含任何合适数量的相互并联的芯片。这种多芯片并联结构增强了模块的通流能力，提升了可应用的功率等级，尤其适用于大功率场合。如图2和图3所示，每个功率芯片还各自连接有一个驱动电阻，其具体为栅极驱动电阻。封装结构100的驱动电阻包括上桥臂驱动电阻18和下桥臂驱动电阻19。在该实施例的封装结构100中，上桥臂开关管22和上桥臂驱动电阻18形成半桥电路的上桥臂，并且下桥臂开关管21和下桥臂驱动电阻19形成半桥电路的下桥臂。另外，如图所示，上桥臂开关管22和下桥臂开关管21均贴装于底层DBC衬板8上，由此形成一种非倒装的封装结构，这有助于快速制造。

进一步参考图2和图3，封装结构100的垫块包括上桥臂垫块12、下桥臂垫块14以及用于电连接半桥电路的上桥臂和下桥臂的AC垫块13。如图所示，上桥臂垫块12和下桥臂垫块14分别连接到上桥臂开关管22和下桥臂开关管21。具体而言，上桥臂开关管22和下桥臂开关管21的源极分别通过银烧结连接到上桥臂垫块12和下桥臂垫块14的下表面。为了实现开尔文连接，上桥臂开关管22和下桥臂开关管21的源极还分别通过对应的上桥臂源极键合线16和下桥臂源极键合线15来将源极信号引出至设置于底层DBC衬板8上的相应铜块上。由此，封装结构100的驱动回路采用开尔文结构，这可将驱动回路和功率回路有效解耦，从而避免功率侧的电流变化影响栅极驱动回路，以使驱动信号更加稳定。

此外，上桥臂开关管22和下桥臂开关管21的栅极分别通过对应的上桥臂栅极键合线17和下桥臂栅极键合线20来连接到设置于底层DBC衬板8上的相应铜块上，并且分别连接到对应的上桥臂驱动电阻18和下桥臂驱动电阻19。另外，上桥臂开关管22和下桥臂开关管21的漏极分别通过银烧结连接到设置于底层DBC衬板8上的相应铜块上。

在图2和图3所示的封装结构100中，具有整体式结构的AC垫块13布置于半桥电路的上桥臂与下桥臂之间，以实现上桥臂开关管22和下桥臂开关管21的电气连接。除此之外，AC垫块13还起到连接顶层DBC衬板7和底层DBC衬板8的作用，以实现顶层DBC衬板7和底层DBC衬板8的电气连接和热量传递。

值得注意的是，根据本实用新型的实施例的双面散热模块的封装结构100具有整体上对称的结构。具体而言，封装结构100的多个端子相对于贴装于底层DBC衬板8上的功率芯片对称地布置，使得从多个端子到每个功率芯片的物理长度基本上相等，因而并联支路的寄生参数也基本上相同。这样的对称结构有助于模块的动态均流特性的改善，从而实现良好的稳态均流。

如前所述，现有技术的双面散热模块的封装结构通常采用由铜钼合金制成的垫块，然而该类型的垫块具有较高的热阻，在一定程度上限制了双面散热模块的散热能力。针对现有技术的缺陷，本实用新型的封装结构100采用由石墨铜制成的垫块12、13、14。由于石墨铜材料具有高导热系数和优良的导热性能，因而能够进一步降低双面散热模块的热阻，提升模块的可靠性。图4示出了根据本实用新型的实施例的采用石墨铜垫块的双面散热模块的封装结构100的芯片结温分布与采用铜钼合金(Mo50Cu50)垫块的相同封装结构的芯片结温分布的对比示意图。从图中可以看出，在同等工况下，采用铜钼合金垫块的封装结构的芯片最高结温为97.204℃，而本实用新型的采用石墨铜垫块的封装结构的芯片最高结温为94.148℃，并联功率芯片的结温均得以降低，从而整个功率回路的热阻也得以降低。

现在参考图5和图6，它们分别示出了根据本实用新型的实施例的双面散热模块的封装结构100的底层DBC衬板8和顶层DBC衬板7的示意图。底层DBC衬板8和顶层DBC衬板7各自包括第一导电层、第二导电层和设置于第一导电层与第二导电层之间的绝缘层(未示出)，其中，底层DBC衬板8的第一导电层和第二导电层分别对应于其上层和下层，而顶层DBC衬板7的第一导电层和第二导电层分别对应于其下层和上层。在本实用新型的实施例中，第一导电层和第二导电层由铜制成，优选地采用无氧铜材料，并对其表面进行镀镍处理，从而增强表面的抗氧化性并有利于引线键合。此外，绝缘层由陶瓷材料制成，优选地采用氧化铝、氮化铝或氮化硅材料，其中氮化硅材料具有较高的屈服强度，不易断裂，且热膨胀系数与碳化硅接近，因而可靠性更高。

如图5和图6所示，封装结构100的底层DBC衬板8和顶层DBC衬板7的第一导电层各自包括多个不同形状的铜块，其分别构成印制于两个DBC衬板上的特定电路图案。下面将结合图1至图3来具体地描述封装结构100的各个功率芯片、驱动电阻、垫块以及功率端子和驱动端子与底层DBC衬板8和顶层DBC衬板7的相应铜块之间的连接关系。

在图5所示的实施例中，封装结构100的底层DBC衬板8包括八个铜块，即第一铜块23、第二铜块24、第三铜块25、DC+铜块26、第四铜块27、第五铜块28、第六铜块29和AC2铜块30。第一铜块23连接到上桥臂驱动电阻18，并且连接到上桥臂栅极驱动端子1；第二铜块24连接到上桥臂驱动电阻18，并且通过上桥臂栅极键合线17连接到上桥臂开关管22的栅极；第三铜块25通过上桥臂源极键合线16连接到上桥臂开关管22的源极，并且连接到上桥臂源极驱动端子2；DC+铜块26通过银烧结连接到上桥臂开关管22的漏极，并且连接到叠层母排的功率DC+端子9；第四铜块27通过下桥臂源极键合线15连接到下桥臂开关管21的源极；第五铜块28连接到下桥臂驱动电阻19，并且通过下桥臂栅极键合线20连接到下桥臂开关管21的栅极；第六铜块29连接到下桥臂驱动电阻19；AC2铜块30连接到AC垫块13的下表面，并且通过银烧结连接到下桥臂开关管21的漏极。

在图6所示的实施例中，封装结构100的顶层DBC衬板7包括四个铜块，即AC1铜块31、DC-铜块32、第七铜块33和第八铜块34。AC1铜块31连接到功率AC端子3，并且通过银烧结连接到上桥臂垫块12和AC垫块13的上表面；DC-铜块32连接到叠层母排的功率DC-端子10，并且通过银烧结连接到下桥臂垫块14的上表面；第七铜块33连接到下桥臂源极驱动端子6；第八铜块34连接到下桥臂栅极驱动端子5。

在本实用新型的实施例中，上桥臂开关管22、下桥臂开关管21、上桥臂源极驱动端子2、上桥臂栅极驱动端子1和功率DC+端子9通过纳米银焊料焊接到底层DBC衬板8的相应铜块上，并且上桥臂垫块12、下桥臂垫块14、AC垫块13、功率AC端子3、功率DC-端子10、下桥臂源极驱动端子6和下桥臂栅极驱动端子5通过纳米银焊料焊接到顶层DBC衬板7的相应铜块上。本领域技术人员将容易认识到，纳米银焊料具有较低的烧结温度和较高的工作温度，因而具有优良的导电和导热性能。

接下来参考图7，其示出了根据本实用新型的实施例的双面散热模块的封装结构100所对应的半桥电路的示意图。如图所示，半桥电路结构由功率DC+端子9、第二过流保护端子11、上桥臂栅极驱动端子1、上桥臂源极驱动端子2、第一过流保护端子4、功率AC端子3、下桥臂栅极驱动端子5、下桥臂源极驱动端子6、功率DC-端子10、上桥臂开关管22、上桥臂驱动电阻18、下桥臂开关管21、下桥臂驱动电阻19以及它们之间的电气连接形成。

现在转到图8，其示出了根据本实用新型的实施例的双面散热模块的封装方法200的流程示意图。封装方法200可包括以下步骤：

第一步骤S201，选择DBC衬板，其中DBC衬板的绝缘层材料选择为具有高屈服强度且热膨胀系数与碳化硅相近的氮化硅材料，并且在顶层DBC衬板7和底层DBC衬板8的第一导电层上刻蚀出相应的铜块结构；

第二步骤S202，使用夹具在底层DBC衬板8的相应铜块上均匀地涂覆纳米银材料，然后在相应铜块上放置待焊接的上桥臂开关管22、下桥臂开关管21、上桥臂源极驱动端子2、上桥臂栅极驱动端子1和功率DC+端子9，最后采用真空回流焊方法来进行加热烧结；

第三步骤S203，采用引线键合方法来将焊接于底层DBC衬板8上的上桥臂开关管22和下桥臂开关管21的栅极和源级与底层DBC衬板8的相应铜块连接；

第四步骤S204，使用夹具在顶层DBC衬板7的相应铜块上均匀地涂覆纳米银材料，然后在相应铜块上放置待焊接的上桥臂垫块12、下桥臂垫块14、AC垫块13、功率AC端子3、功率DC-端子10、下桥臂源极驱动端子6和下桥臂栅极驱动端子5，最后采用真空回流焊方法来进行加热烧结；

第五步骤S205，在上桥臂开关管22和下桥臂开关管21的上表面上均匀地涂覆纳米银材料，然后将顶层DBC衬板7平行地放置在底层DBC衬板8上，使得焊接于顶层DBC衬板7上的垫块与焊接于底层DBC衬板8上的上桥臂开关管22和下桥臂开关管21对齐，接着使用夹具来将它们固定，最后采用真空回流焊方法来进行加热烧结；以及

第六步骤S206，将第一散热器和第二散热器分别焊接在顶层DBC衬板7和底层DBC衬板8的外侧上，并且将环氧树脂材料注入到顶层DBC衬板7与底层DBC衬板8之间，以形成塑封结构。

本实用新型还提供了一种电动汽车，其包括根据本实用新型的实施例所述的双面散热模块的封装结构100。此外，电动汽车还包括但不限于车载电池、驱动电机、充电插头等部件，并且可利用车载电池的电能来带动驱动电机运转，以便为车辆的行驶提供动能。

应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本实用新型的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本实用新型的法律保护范围内。

Claims (12)

1.一种采用石墨铜垫块的双面散热模块的封装结构，其包括底层DBC衬板、贴装于所述底层DBC衬板上的功率芯片和驱动电阻、垫块以及顶层DBC衬板，其中，所述功率芯片、所述驱动电阻和所述垫块均设置于所述顶层DBC衬板与所述底层DBC衬板之间，使得所述封装结构具有三明治构造，

其特征在于，所述垫块由石墨铜制成，并且所述封装结构还包括第一散热器和第二散热器，所述第一散热器和所述第二散热器分别装配于所述底层DBC衬板和所述顶层DBC衬板的外侧上。

2.根据权利要求1所述的双面散热模块的封装结构，其特征在于，

所述功率芯片包括形成半桥电路的多个上桥臂功率芯片和多个下桥臂功率芯片，其中，所述多个上桥臂功率芯片相互并联，并且所述多个下桥臂功率芯片相互并联；

所述驱动电阻包括多个上桥臂驱动电阻和多个下桥臂驱动电阻；

其中，所述多个上桥臂功率芯片和所述多个上桥臂驱动电阻形成所述半桥电路的上桥臂，并且所述多个下桥臂功率芯片和所述多个下桥臂驱动电阻形成所述半桥电路的下桥臂。

3.根据权利要求2所述的双面散热模块的封装结构，其特征在于，所述垫块包括多个上桥臂垫块、多个下桥臂垫块和用于电连接所述半桥电路的所述上桥臂和所述下桥臂的AC垫块，

其中，所述多个上桥臂垫块和所述多个下桥臂垫块分别连接到所述多个上桥臂功率芯片和所述多个下桥臂功率芯片。

4.根据权利要求3所述的双面散热模块的封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括多个端子，其包括功率端子、驱动端子和保护端子，

其中，所述功率端子包括功率DC+端子、功率DC-端子和功率AC端子，并且所述驱动端子包括上桥臂源极驱动端子、上桥臂栅极驱动端子、下桥臂源极驱动端子和下桥臂栅极驱动端子。

5.根据权利要求4所述的双面散热模块的封装结构，其特征在于，所述功率DC+端子和所述功率DC-端子构成叠层母排结构，并且布置于所述封装结构的一个端部处，而所述功率AC端子布置于所述封装结构的相反的另一个端部处。

6.根据权利要求4所述的双面散热模块的封装结构，其特征在于，所述多个端子相对于所述功率芯片对称地布置，使得从所述多个端子到每个功率芯片的物理长度相等。

7. 根据权利要求4所述的双面散热模块的封装结构，其特征在于，所述功率芯片包括源极、栅极和漏极，并且所述底层DBC衬板包括多个铜块，

其中，所述上桥臂功率芯片的所述源极通过上桥臂源极键合线连接到相应的铜块，所述上桥臂功率芯片的所述栅极通过上桥臂栅极键合线连接到相应的铜块且继而连接到上桥臂驱动电阻，并且所述上桥臂功率芯片的所述漏极连接到相应的铜块且继而连接到所述功率DC+端子；并且

其中，所述下桥臂功率芯片的所述源极通过下桥臂源极键合线连接到相应的铜块，所述下桥臂功率芯片的所述栅极通过下桥臂栅极键合线连接到相应的铜块且继而连接到下桥臂驱动电阻，并且所述下桥臂功率芯片的所述漏极连接到相应的铜块且继而连接到所述AC垫块。

8.根据权利要求4所述的双面散热模块的封装结构，其特征在于，所述顶层DBC衬板包括多个铜块，

其中，所述上桥臂垫块和所述AC垫块的上表面连接到相应的铜块且继而连接到所述功率AC端子，并且所述下桥臂垫块的上表面连接到相应的铜块且继而连接到所述功率DC-端子。

9. 根据权利要求4所述的双面散热模块的封装结构，其特征在于，

所述功率芯片、所述上桥臂源极驱动端子、所述上桥臂栅极驱动端子和所述功率DC+端子通过纳米银焊料焊接到所述底层DBC衬板；并且

所述垫块、所述功率AC端子、所述功率DC-端子、所述下桥臂源极驱动端子和所述下桥臂栅极驱动端子通过纳米银焊料焊接到所述顶层DBC衬板。

10.根据权利要求1所述的双面散热模块的封装结构，其特征在于，所述底层DBC衬板和所述顶层DBC衬板各自包括第一导电层、第二导电层和设置于所述第一导电层与所述第二导电层之间的绝缘层，其中，所述第一导电层印制有电路图案。

11.根据权利要求10所述的双面散热模块的封装结构，其特征在于，所述第一导电层和所述第二导电层由铜制成，并且所述绝缘层由氧化铝、氮化铝或氮化硅陶瓷制成。

12.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括根据权利要求1-11中的任一项所述的双面散热模块的封装结构。

Images