CN220798609U - 一种主动散热功率模块 - Google Patents
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Abstract
一种主动散热功率模块，包括下层电路板，下层电路板由下层电路板底层线路层、下层电路板陶瓷基板层和下层电路板顶层线路层组成；还包括两个或多于两个的一组MOS管或IGBT，两个或多于两个的一组MOS管或IGBT焊接于下层电路板底层线路层上；还包括上层电路板，上层电路板由上层电路板线路层和上层电路板陶瓷基板层组成；还包括两对或多于两对的一组P型和N型半导体对，P型和N型半导体的两端分别焊接于下层电路板顶层线路层和上层电路板线路层上。通过将半导体制冷装置集成于一组MOS管或IGBT的功率模块之上，可以对一组MOS管或IGBT工作时产生的热量进行主动散热，提高功率模块的工作效率和功率，增加一组MOS管或IGBT的工作时长和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及用于电子产品的智能模块封装。采用将半导体制冷装置集成于一组MOS管或IGBT的功率模块之上；增加模块效率和功率；涉及电路板工艺和半导体制冷装置。
背景技术
电路板由线路层和基板层组成；由基板层材料不同和层数不同产生不同类别。陶瓷基电路板是指铜箔在高温下直接键合到陶瓷基片表面上的特殊工艺板。所制成的复合基板具有优良电绝缘性能，高导热特性。包括陶瓷基层和线路层。陶瓷基电路板比现在常用的普通PCB有更加优良的导热性。
半导体制冷又称电子制冷，或者温差电制冷，是从50年代发展起来的一门介于制冷技术和半导体技术边缘的学科，它利用特种半导体材料构成的P-N结，形成热电偶对，实现制冷效果。在汽车冰箱等现有产品中已经批量使用。
电子产品的主要部件之一是芯片；芯片由晶圆封装而来。现有的芯片封装工艺，主要为采用金属导线对晶圆上的焊盘和芯片管脚进行焊接导通的邦定工艺。
电子产品中大量使用了功率管。其中常用的有MOS管和IGBT；MOS管又叫场效应晶体管；它有多种用途，主要用作开关元器件。IGBT是另外一种功率管，又叫绝缘栅双极晶闸管，也是主要用作开关元器件。
MOS管和IGBT被大量用于变频家电、电源、电机控制和逆变器等电子产品中。实际应用中，一般产品工作电流小就用MOS管；产品工作电流大，就采用IGBT。MOS管和IGBT在被控制开关过程中，会产生热量，这种发热对产品和元器件本身都是不利的，温度过高会降低MOS管和IGBT的效率，也会减少MOS管和IGBT的工作寿命。
发明内容
针对上述问题，本实用新型旨在提供一种主动散热功率模块，采用成熟工艺；将半导体制冷装置集成在一组MOS管或IGBT的功率模块陶瓷背板上，实现对一组MOS管或IGBT的主动散热，以便增大模块功率；同时，增加模块工作寿命。
为实现该技术目的，本实用新型的方案是：一种主动散热功率模块，包括下层电路板，下层电路板由下层电路板底层线路层、下层电路板陶瓷基板层和下层电路板顶层线路层组成；还包括两个或多于两个的一组MOS管或IGBT，两个或多于两个的一组MOS管或IGBT焊接于下层电路板底层线路层上；还包括上层电路板，上层电路板由上层电路板底层线路层和上层电路板陶瓷基板层组成；还包括两对或多于两对的一组P型和N型半导体对，P型和N型半导体的两端分别焊接于下层电路板顶层线路层和上层电路板底层线路层上。对串接的一组P型和N型半导体对供电，可以实现下层电路板侧的制冷，从而达到对功率模块的主动散热。
作为优选， 还包括电路板框，电路板框由电路板框顶层线路层、电路板框基板层和电路板框底层线路层组成，电路板框顶层线路层和电路板框底层线路层都布设有两个或者多于两个的一组焊盘，顶层线路层的一组焊盘和底层线路层的一组焊盘分别对应，每对焊盘通过通孔导通连接 ，电路板框通过电路板框顶层线路层的一组焊盘焊接在下层电路板底层线路层上，两个或多于两个的一组MOS管或IGBT居于电路板框和下层电路板所围的空间中。
一组MOS管或IGBT采用封装芯片或者晶圆，采用晶圆时，直接将一组MOS管或IGBT晶圆邦定在下层电路板底层线路层上；对晶圆滴胶覆盖，进行保护。
本技术方案的有益效果是：用成熟的工艺，将半导体制冷装置集成于一组MOS管或IGBT的功率模块之上，实现了一组MOS管或IGBT的功率模块的主动散热，提高功率模块的工作效率和功率，增加的工作寿命和可靠性。
附图说明
图1为本实用新型具体实施例一的功率模块截面示意图。
图2为本实用新型具体实施例二的功率模块截面示意图。
图3为具体实施例二的底面示意图。
实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示，为本实用新型具体实施例一的功率模块截面示意图，一种主动散热功率模块，包括下层电路板1，下层电路板1由下层电路板底层线路层11、下层电路板陶瓷基板层12和下层电路板顶层线路层13组成；还包括一组两个MOS管或IGBT 21和22，一组两个MOS管或IGBT 21和22焊接于下层电路板底层线路层11上；还包括上层电路板3，上层电路板3由上层电路板底层线路层31和上层电路板陶瓷基板层32组成；还包括两对或多于两对的一组P型和N型半导体对4，P型和N型半导体的两端分别焊接于下层电路板顶层线路层13和上层电路板底层线路层31上；截面图中411、421和431为N型半导体，412、422和432为P型半导体，由下层电路板顶层线路层13的导线和上层电路板底层线路层31的导线131、132、133、312和313串联导通；上层电路板底层线路层31中的导线311和314为供电两极。
如图2所示，为本实用新型具体实施例二的功率模块截面示意图。在实施例一的基础上， 还包括电路板框5，电路板框5由电路板框底层线路层51、电路板框基板层52和电路板框顶层线路层53组成，电路板框底层线路层51和电路板框顶层线路层53都布设有两个或者多于两个的一组焊盘，顶层线路层的一组焊盘和底层线路层的一组焊盘分别对应，每对焊盘通过通孔导通连接 ，电路板框通过电路板框顶层线路层的一组焊盘焊接在下层电路板底层线路层11上，两个一组MOS管或IGBT 21和22居于电路板框5和下层电路板1所围的空间中。
如图3所示，为具体实施例二的底面示意图。电路板框5的底层线路层51上布设有511-—516的一组焊盘，焊盘上装置有通孔，分别与电路板框底层线路层53的一组焊盘中对应焊盘导通连接；MOS管或IGBT 21和22居于电路板框5和下层电路板1所围的空间中；电路板框底层线路层53的一组对应焊盘焊接于下层电路板底层线路层11上。通过电路板框5，实现功率模块信号的输入和输出。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型技术方案的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种主动散热功率模块，其特征在于：包括下层电路板，下层电路板由下层电路板底层线路层、下层电路板陶瓷基板层和下层电路板顶层线路层组成；还包括两个或多于两个的一组MOS管或IGBT，两个或多于两个的一组MOS管或IGBT焊接于下层电路板底层线路层上；还包括上层电路板，上层电路板由上层电路板底层线路层和上层电路板陶瓷基板层组成；还包括两对或多于两对的一组P型和N型半导体对，P型和N型半导体的两端分别焊接于下层电路板顶层线路层和上层电路板底层线路层上。
2.根据权利要求1所述的一种主动散热功率模块，其特征在于： 还包括电路板框，电路板框由电路板框顶层线路层、电路板框基板层和电路板框底层线路层组成，电路板框顶层线路层和电路板框底层线路层都布设有两个或者多于两个的一组焊盘，顶层线路层的一组焊盘和底层线路层的一组焊盘分别对应，每对焊盘通过通孔导通连接 ，电路板框通过电路板框顶层线路层的一组焊盘焊接在下层电路板底层线路层上，两个或多于两个的一组MOS管或IGBT居于电路板框和下层电路板所围的空间中。
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