[发明专利]一种功率器件的三维封装结构及封装方法

权利要求书

1.一种功率器件的三维封装结构，其特征在于，包括：用于集成风扇的散热器、第一散热基板、第二散热基板、第三散热基板、第一DBC基板、第二DBC基板、第三DBC基板、功率器件、第一FPC板、第二FPC板以及第三FPC板；

所述第一散热基板、所述第二散热基板以及所述第三散热基板分别固定于所述散热器的三个面上；

所述第一DBC基板、所述第二DBC基板以及所述第三DBC基板分别焊接在第一散热基板、第二散热基板以及第三散热基板上；

所述功率器件包括多个MOSFET芯片以及多个SBD芯片，所述多个MOSFET芯片以及所述多个SBD芯片贴装在第一DBC基板、第二DBC基板以及第三DBC基板上，并由所述多个MOSFET芯片以及所述多个SBD芯片构成半桥电路；

所述第一FPC板、所述第二FPC板以及所述第三FPC板分别焊接在第一DBC基板、第二DBC基板以及第三DBC基板上，所述第一FPC板用于连接外部主电路，所述第二FPC板作为所述半桥电路中的上桥臂MOSFET芯片的驱动连接板，所述第三FPC板作为所述半桥电路中的下桥臂MOSFET芯片的驱动连接板。

2.根据权利要求1所述的三维封装结构，其特征在于，所述功率器件具体包括：第一MOSFET芯片、第二MOSFET芯片、第一SBD芯片以及第二SBD芯片；

所述第一MOSFET芯片和所述第二MSOFE芯片分别由六个MOSFET芯片并联组成，所述第一SBD芯片和所述第二SBD芯片分别由三个SBD芯片并联组成；

所述第一MOSFET芯片并联所述第一SBD芯片，所述第二MOSFET芯片并联所述第二SBD芯片；所述第一MOSFET芯片和所述第二MOSFET芯片串联构成半桥电路。

3.根据权利要求2所述的三维封装结构，其特征在于，所述第一MOSFET芯片的漏极以及所述第一SBD芯片的阴极与所述第一FPC板底层的第一焊盘焊接在第一焊接面；

所述第一MOSFET芯片的源极与所述第一FPC板顶层的第一焊盘通过第一键合线连接，所述第一SBD芯片的阳极与所述第一FPC板顶层的第二焊盘通过第二键合线连接；所述第一FPC板顶层的第一焊盘和第二焊盘经过孔与所述第一FPC板底层的第二焊盘连接；

所述第二MOS管的漏极以及所述第二SBD芯片的阴极与所述第一FPC板底层的第二焊盘焊接在第二焊接面；所述第二MOSFET芯片的源极与所述第一FPC板顶层的第三焊盘通过第三键合线连接，所述第二SBD芯片的阳极与所述第一FPC板顶层的第四焊盘通过第四键合线连接，其中，所述第一FPC板顶层的第三焊盘以及所述第一FPC板顶层的第四焊盘属于所述第一FPC板的顶层铜箔；

所述第一FPC板底层第一焊盘作为所述半桥电路的正电极，所述第一FPC板的顶层铜箔作为所述半桥电路的负电极。

4.根据权利要求3所述的三维封装结构，其特征在于，所述第一FPC板的顶层铜箔、底层第一焊盘以及底层第二焊盘作为三维封装结构的功率端子，且所述功率端子直接外延与所述外部主电路相连。

5.根据权利要求1所述的三维封装结构，其特征在于，所述第一DBC基板、所述第二DBC基板以及所述第三DBC基板均为三层结构，其中，上层与下层均为高导材料，中间层为绝缘传热材料；上层表面分为第一焊接面和第二焊接面，且第一焊接面和第二焊接面之间的间距大于功率器件的最大工作电压对应的电气绝缘距离。

6.根据权利要求1所述的三维封装结构，其特征在于，所述第一FPC板上设置的窗口尺寸与待封装功率器件的尺寸匹配，使得加工过程中功率器件能够从窗口安放到各DBC基板上，且窗口个数与待封装功率器件的个数相同。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的三维封装结构，其特征在于，所述三维封装结构还包括外壳；

所述外壳与所述第一FPC板相连，具有能够完全包围所述第一FPC板的底面积，所述外壳的高度高于引线高度；

所述外壳用于将各DBC基板、各FPC板以及功率器件罩起来，以起到保护三维封装结构的作用；

所述外壳的正面设置有孔，用来注入硅凝胶，且注入的硅凝胶的高度以将所有引线浸没为准。