[发明专利]功率模块及制造其的方法

说明书

技术领域

本发明涉及功率模块及制造其的方法，更具体地，涉及具有简化的结构和改进的散热性能的功率模块及制造其的方法。

背景技术

包括在混合动力车辆或电动车辆中的功率转换器或功率逆变器是环境友好车辆的重要部分。近来，已经开发了关于功率转换器的各种技术。功率模块通常是功率转换器的最昂贵的部分，并且是在环境友好车辆中使用的所需技术。功率模块开发已经集中在降低的生产成本和改进的冷却性能。例如，通过改进功率模块的冷却性能，降低了功率半导体器件的额定电流和芯片尺寸，这导致功率模块的成本降低和更稳定的操作。

常规地，功率模块包括已经生产的应用单面冷却或双面冷却的结构。另外，常规的功率模块具有向基板提供冷却水通道的结构。因此，冷却仅仅从功率模块的外表面发生，并且难以消散功率模块的内部中的热量。具体地，由于作为发热元件的功率模块的功率转换芯片是用环氧型或凝胶型密封剂模制的，所以由于密封剂而提高了耐热性。因此，功率模块具有低的散热性能。此外，当注入密封剂时，并且导线之间的加压短路或导线的断开形成时，功率转换芯片之间或功率转换芯片和引线之间的电连接可能发生。

前述内容仅仅旨在帮助理解本发明的背景，并不旨在意味着本发明落入本领域技术人员已知的现有技术的范围内。

发明内容

因此，本发明提供了一种具有简化的结构和改进的散热性能的功率模块及制造其的方法。在本发明的一个方面中，功率模块可包括基板；设置在基板上的功率转换芯片；在功率转换芯片设置在基板上的结构上形成绝缘膜；以及包封涂覆有绝缘膜的结构的金属模。

功率模块可还包括从金属模的内部延伸到外部的引线，以及电连接在功率转换芯片的端子和引线之间的导线。绝缘膜形成在引线的外表面和导线的外表面上。绝缘膜可形成以覆盖设置在金属模的内部中引线的外表面，并且设置在金属模的外部的引线的外表面的一部分保持未被覆盖的。基板可以是金属基板。金属模的外表面可具有设置在其上的散热翅片。

根据另一个方面，一种制造功率模块的方法可包括将功率转换芯片设置在基板上，使绝缘膜形成在功率转换芯片设置在基板上的结构的外表面上，以及通过模制工艺形成金属模(mold)，从而覆盖涂覆有绝缘膜的结构。方法可还包括在形成绝缘膜之前围绕结构设置引线，以及在形成绝缘膜之前，经由导线将功率转换芯片的端子连接到引线，其中结构可还包括引线和导线。

通过将结构暴露于液化的绝缘材料，可形成绝缘膜。可形成金属模，其具有引线的一部分的外表面的一部分，其保持未被覆盖，以允许引线的至少一部分暴露于金属模的外部。方法可还包括在形成金属模之后，移除在金属模的外部设置的引线的暴露部分的外表面上形成的绝缘膜的一部分。金属模可通过铸造工艺形成。例如，形成金属模可包括形成从金属模的外表面突出的散热翅片。

根据本发明的功率模块及制造其的方法可不包括通常用于常规功率模块的环氧型或凝胶型密封剂。因此，可降低功率模块的生产成本。另外，由于可以去除传统上归因于具有差的导热性的密封剂的高耐热性区域，所以可以改进功率模块的冷却性能。根据本发明的功率模块及制造其的方法，当使用具有良好导热性的金属基板代替诸如活性金属钎焊(AMB)基板或直接键合铜(DBC)基板的绝缘基板时，可改进散热性能，可降低原材料成本，并且可改进质量控制和管理。

另外，根据功率模块及制造其的方法，由于可以更容易地形成具有复杂形式的金属模块，可形成在其外表面上设置有散热片的金属模块，并且可显著地改进散热性能。此外，根据本发明的功率模块及制造其的方法，可包括金属模式的前表面、后表面、左表面和右表面以及上表面和下表面的侧表面可用于热耗散。因此，与从其一个或两个表面散热的常规功率模块相比，可以改进散热性能。

附图说明

当结合附图时，根据下面的详细说明书，本发明的上述和其它目标、特征和其它优点将更容易理解，其中：

图1是示出根据本发明的示例性实施例的功率模块的示例性剖视图；

图2到图6是示出制造根据本发明的示例性实施例的功率模块的顺序过程步骤的示例性剖视图；以及

图7是示出根据本发明的示例性实施例的修改的功率模块的示例性剖视图。

具体实施方式