【技術實現步驟摘要】
本技術涉及半導體功，尤其涉及一種封裝基板、功率模塊封裝結構及驅動電路模塊散熱裝置。
技術介紹
1、驅動電路模塊是一種電力電子轉換器件，通常是指將igbt/mos等器件集成到一塊基板上，然后將電流輸入輸出端子、信號端子引出，使用小電壓控制高電壓、大電流通斷，具有工作電壓高、輸出電流大、開關損耗小，通斷速度快，工作頻率高，元件容量大等優點。基板在驅動電路模塊中起著關鍵作用，在封裝時，基板具有機械互連和電氣導通的作用。
2、驅動電路模塊的典型封裝結構如圖1所示，功率模塊焊接在基板上，基板焊接在底板上，底板經導熱脂層連接散熱片。因功率模塊產生的熱量主要通過基板和散熱片傳遞出去。為此，基板所采用的材料需要導熱性能優良、耐熱沖擊，同時介電常數要低，避免產生雜散電感，減少能源損耗。同時，為實現機械固定，基板材料還需要具有一定的強度。為此，基板通常采用dbc(direct?bonding?copper，直接覆銅陶瓷)基板或amb(active?metalbonding，活性金屬釬焊陶瓷)基板。
3、dbc基板和amb基板主要由上層金屬層、陶瓷層和下層金屬層三層結構構成。其中，陶瓷層的材料可以選自al2o3、aln、si3n4等。在常規的散熱模型中，芯片焊接在基板上表面的覆銅層，覆銅層為芯片提供導電通路的同時起著向下傳熱的作用。功率模塊產生的熱量的傳遞路徑為:芯片焊接層—基板—板焊接層—底板—導熱脂—散熱片—外界環境，傳熱路徑相對復雜。
技術實現思路
1、為克服相關技術中存在
2、本技術的目的之一是，提供一種封裝基板：
3、包括依次連接的上陶瓷層、半導體層和下陶瓷層；
4、所述半導體層分別與上陶瓷層和下陶瓷層焊接；
5、所述半導體層包括若干單元體，所述單元體包括n型半導體和p型半導體；
6、單元體的n型半導體和p型半導體經第一互聯金屬層串聯連接，各個單元體經第二互聯金屬層連接；
7、所述第一互聯金屬層和第二互聯金屬層設置在不同的陶瓷層上；
8、所述上陶瓷層頂面設置有用于連接功率模塊的互聯電路銅層，互聯電路銅層起著電氣連接和導熱的作用。
9、本封裝基板用于功率模塊封裝時，功率模塊焊接在上陶瓷層頂面并連接互聯電路銅層，互聯電路銅層起著電氣連接和導熱的作用，通過對半導體層施加電壓，基于帕爾貼效應，使半導體層連接上陶瓷層的端側作為冷端吸收功率模塊散發的熱量，使半導體層連接下陶瓷層的端側作為熱端進行放熱，半導體層通入直流電后，就會產生能量轉移，電流由n型半導體流向p型半導體，該過程會吸收熱量，當電流由p型半導體流向n型半導體，該過程會釋放熱量，冷端和熱端發生熱量轉換，從而實現對功率模塊的散熱。
10、在本技術較佳的技術方案中，可以通過改變電源或電流的大小，以調整封裝基板輸出的制冷量。示例性的，可以通過調節電路調整輸入功率以調整封裝基板輸出的制冷量，調節電路可以采用升降壓驅動電路。
11、在本技術較佳的技術方案中，所述第一互聯金屬層包括若干第一導電部，所述第一導電部與單元體相對應設置，單元體的n型半導體和p型半導體經第一導電部串聯形成電偶對。
12、在本技術較佳的技術方案中，所述第二互聯金屬層具有正極接線端和負極接線端。
13、在本技術較佳的技術方案中，各單元體經第二互聯金屬層依次串聯連接；
14、示例性的，當各單元體經第二互聯金屬層依次串聯連接時，所述第二互聯金屬層包括正極接線端、負極接線端和若干第二導電部，各個單元體經第二導電部串聯連接，正極接線端和負極接線端分別連接位于首位和末位的單元體。
15、在本技術較佳的技術方案中，所述封裝基板的厚度不大于2mm。
16、需要說明的，對于常規散熱結構,通常業內所使用的基板厚度為0.9mm(dbc基板或amb基板)，底板焊接層為0.3mm，底板厚度為3mm，整體散熱結構的厚度高達4.2mm。而采用本封裝基板替代dbc基板和amb基板用于對功率模塊進行封裝，可取消常規散熱結構中的底板，能降低整體散熱結構的厚度，縮短導熱路徑。同時，取消常規散熱結構中的底板，可以使得實際生產過程中減少了底板焊接的生產步驟，能簡化生產工藝。
17、在本技術較佳的技術方案中，為便于散熱，所述下陶瓷層底面設置有表面銅層，下陶瓷層底面設置有散熱片，所述散熱片經焊接層連接表面銅層。
18、本技術的目的之二是，提供一種功率模塊封裝結構：
19、包括功率模塊和上述的封裝基板；
20、所述功率模塊焊接在封裝基板的上陶瓷層頂面；
21、所述上陶瓷層頂面設置有封裝膠層，所述封裝膠層包裹功率模塊。
22、在本技術較佳的技術方案中，所述功率模塊經鍵合線連接互聯電路銅層。
23、在本技術較佳的技術方案中，功率模塊與上陶瓷層的連接方式為釬焊，半導體層與上陶瓷層和下陶瓷層連接方式也為釬焊。
24、需要說明的是，封裝基板是預制好的，功率模塊是后續安裝在封裝基板上的，為此，功率模塊與上陶瓷層之間的釬料熔點需要比半導體層與上陶瓷層和半導體層與下陶瓷層之間的釬料的熔點低，保證在芯片焊接過程中半導體層不會與上下陶瓷層分離。
25、在本技術較佳的技術方案中，所述功率模塊為igbt模塊或mos模塊，所述封裝膠層為硅凝膠，所述鍵合線為金屬線，優選采用鋁線或銅線。
26、本功率模塊封裝結構中，封裝基板基于帕爾貼效應，使功率模塊產生的熱量直接傳遞冷端，通過冷端的制冷效果及時將熱量散出，從而達到對功率模塊進行快速冷卻和散熱的目的。
27、本技術的目的之三是，提供一種驅動電路模塊散熱裝置：
28、包括控制器、封裝芯片、散熱片和散熱風扇；
29、所述封裝芯片包括上述的功率模塊封裝結構；
30、所述散熱片安裝在下陶瓷層底面，所述散熱風扇位于散熱片底端；
31、所述控制器包括電流采集器和功率調節器；
32、所述電流采集器連接功率模塊用以采集功率模塊的輸出電流；
33、所述功率調節器連接半導體層用以調控半導體層的功率。
34、常規散熱結構中功率模塊產生的熱量的傳遞路徑為：芯片焊接層—基板—板焊接層—底板—導熱脂—散熱片—外界環境。本驅動電路模塊散熱裝置中功率模塊產生的熱量的傳遞路徑為：芯片焊接層—封裝基板—焊接層—散熱片—外界環境。相比于常規散熱結構，本驅動電路模塊散熱裝置的導熱路徑更短。
35、使用時：
36、電流采集器實時采集功率模塊的輸出電流(輸出電流越大意味著功率模塊發熱越嚴重)；本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種封裝基板，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的封裝基板，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的封裝基板，其特征在于：
4.根據權利要求1所述的封裝基板，其特征在于：
5.根據權利要求4所述的封裝基板，其特征在于：
6.一種功率模塊封裝結構，其特征在于：
7.根據權利要求6所述的功率模塊封裝結構，其特征在于：
8.根據權利要求7所述的功率模塊封裝結構，其特征在于：
9.一種驅動電路模塊散熱裝置，其特征在于：
10.根據權利要求9所述的驅動電路模塊散熱裝置，其特征在于：
【技術特征摘要】
1.一種封裝基板，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的封裝基板，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的封裝基板，其特征在于：
4.根據權利要求1所述的封裝基板，其特征在于：
5.根據權利要求4所述的封裝基板，其特征在于：
6.一種功...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱圣遠，韓幫耀，付云鵬，陳偉偉，陳永華，薛文君，
申請(專利權)人：珠海格力電子元器件有限公司，
類型：新型
國別省市：
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