双面散热电动汽车功率模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力电子技术领域，具体地说，涉及一种双面散热电动汽车功率模块。
【背景技术】
[0002]随着人们对环境保护、节能减排意识的不断提高，开发无污染、高性能的新一代混合动力汽车、纯电动汽车已成为世界各国研究机构和企业争相研制的热点。以IGBT为代表的功率电子模块是电动汽车中电机驱动与控制的核心部件之一。随着人们对车用电机逆变器的性能需求越来越高，对功率电子模块在功率密度、工作温度、高效散热、电能转化效率等方面也提出了更高的要求。
[0003]图1示出了传统功率模块的结构示意图。
[0004]如图1所示，传统功率模块封装通常将半导体芯片101通过钎焊焊层102焊接到绝缘衬板103上，半导体芯片101上表面利用键合引线104来通过引线键合方式实现不同目的的电气连接，再将预焊接有半导体芯片101的绝缘衬板103焊接到散热底板105上，然后将焊接好的绝缘衬板103和散热底板105组装到一个塑料外壳106中，并填充硅胶107和/或环氧树脂108等填充材料进行密封保护。
[0005]这种结构的散热方式效率相对较低，内部热阻也较大，而且外接散热器使得整个功率装置结构复杂、外形尺寸较大。对于散热效率、以及几何尺寸要求非常苛刻的电动汽车用逆变器来说，这种传统功率装置的散热结构及方式已经很难满足需要。
[0006]基于上述情况，亟需一种能够进行高效散热、尺寸较小的集成式双面散热功率模块。
【发明内容】
[0007]为解决上述问题，本发明提供了一种双面散热电动汽车功率模块，所述功率模块包括:
[0008]第一散热板；
[0009]芯片，其焊接在所述第一散热板的对应位置上；
[0010]第二散热板，所述芯片和/或所述第一散热板与所述第二散热板的相应端口电连接;
[0011]功率端子和控制端子，所述功率端子和控制端子与所述第一散热板连接；以及，
[0012]封装外壳。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述第一散热板包括:
[0014]第一散热层，其散热面延伸出所述封装外壳的表面，用于对所述功率模块进行散执.JtW ，
[0015]第一绝缘层和第一电路层，所述第一绝缘层设置在所述第一散热层与第一电路层之间，所述芯片焊接在所述第一电路层的对应位置上。
[0016]根据本发明的一个实施例，所述第一散热层、第一绝缘层和第一电路层是通过一体加工成型工艺制造的，所述第一散热层包括具有一定预设高度的第一散热片。
[0017]根据本发明的一个实施例，所述第一散热层露出所述封装外壳并达到第一预设距离。
[0018]根据本发明的一个实施例，所述第二散热板包括:
[0019]第二散热层，其散热面延伸出所述封装外壳的表面，用于对所述功率模块进行散执.JtW ，
[0020]第二绝缘层和第二电路层，所述第二绝缘层设置在所述第二散热层与第二电路层之间，所述芯片和第一散热板与所述第二电路层的对应端口电连接。
[0021]根据本发明的一个实施例，所述第二散热层、第二绝缘层和第二电路层是通过一体加工成型工艺制造的，所述第一散热层包括具有一定预设高度的第一散热片。
[0022]根据本发明的一个实施例，所述第二散热层露出所述封装外壳并达到第二预设距离。
[0023]根据本发明的一个实施例，所述芯片和/或所述第一散热板的端口通过金属垫片与所述第二散热板的相应端口电连接。
[0024]根据本发明的一个实施例，所述芯片包括第一芯片和第二芯片，其中，所述第二芯片正装式焊接在所述第一散热板的对应位置上，所述第一芯片倒装式焊接在所述第一散热板的对应位置上。
[0025]根据本发明的一个实施例，所述封装外壳为一体化转模成型工艺制作的外壳。
[0026]根据本发明的一个实施例，所述功率模块还包括用于填充所述封装外壳内剩余空间的填充物，所述填充物的材料与所述封装外壳的材料相同。
[0027]本发明提供了一种无键合引线的功率模块，从而避免了键合引线脱落或根部断裂而引起的功率模块长期可靠性失效的问题。同时，该功率模块由于不存在大量的键合引线，因此也可以避免因大量键合引线的使用而导致功率模块内部存在较大寄生电感的问题，从而保证了模块的性能可靠。
[0028]本发明所提供的电动汽车功率模块将具有功率转化功能的半导体芯片通过特定互连技术分别焊接到上下两个集成有散热器的散热衬板上，根据功率模块所实现的功能应用不同可以将半导体芯片在焊接时采用正面放置或反面放置，并通过金属垫片调节由于半导体芯片厚度不同所产生的高度差，电极端子分别布置于散热板的两侧，最后通过一体化转模成型工艺填充内部间隙并封装模块外壳。该功率模块摒弃了传统功率模块中的键合引线、硅胶/环氧树脂、散热基板以及导热硅脂材料，集成了外部散热器，实现了真正意义上的直接衬板冷却双面散热模式。
[0029]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0030]附图示出了本发明的各方面的各种实施例，并且它们与说明书一起用于解释本发明的原理。本技术领域内的技术人员明白，附图所示的特定实施例仅是实例性的，并且它们无意限制本发明的范围。应该认识到，在某些示例中，被示出的一个元件也可以被设计为多个元件，或者多个元件也可以被设计为一个元件。在某些示例中，被示出为另一元件的内部部件的元件也可以被实现为该另一元件的外部部件，反之亦然。为了更加清楚、详细地本发明的示例性实施例以使本领域技术人员能够对本发明的各方面及其特征的优点理解得更加透彻，现对附图进行介绍，在附图中:
[0031]图1是现有的功率模块的结构示意图；
[0032]图2是根据本发明一个实施例的功率模块的结构示意图；
[0033]图3是根据本发明一个实施例的第一散热板的结构示意图
[0034]图4是根据本发明一个实施例的第一电路层的电极分布图
[0035]图5是根据本发明一个实施例的芯片与第一散热板之间的配置关系图；
[0036]图6是根据本发明一个实施例的第二散热板的结构示意图；
[0037]图7是根据本发明一个实施例的第二电路层的电极分布图；
[0038]图8是根据本发明一个实施例的功率模块的装配示意图。
【具体实施方式】
[0039]以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0040]同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。
[0041]图2示出了本实施例所提供的双面散热电动汽车功率模块的结构示意图。
[0042]如图所示，本实施例所提供的功率模块包括:第一散热板201、芯片202 (包括第一芯片202a和第二芯片202b)、