CN219761439U - 一种功率增强模块 - Google Patents
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Abstract
一种功率增强模块，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；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基板层组成，与电路板框焊接为一体；还包括两个或多于两个的一组MOS管或IGBT晶圆，两个或多于两个的一组MOS管或IGBT晶圆的顶面焊盘焊接于上层电路板线路层上，两个或多于两个的一组MOS管或IGBT晶圆的底面焊盘，通过金属条或金属线与上层电路板线路层上的一组焊盘中的对应焊盘焊接连接，居于电路板框、上层电路板所围的空间中。通过采用叠层电路板将晶圆封装在模块内，能够优化系统功效，降低制作成本；采用高散热能力电路板，可以提高功率器件的效率。
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。采用多个电路板焊接形成叠层模块；可以采用陶瓷基电路板等高导热能力电路板增加模块效率；采用金属条焊接连接晶圆大电流信号焊盘，增大模块的功率。涉及电路板工艺。
背景技术
随着科技的进步，电子产品中大量使用了电路板。电路板是重要的电子部件，是电子器件的支撑体，是电子元器件电气相互连接的载体。
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。
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。
在产品中，由于体积、散热和测试等原因，会把一组晶圆封成模块使用；但目前模块的制作，投入成本高；用导线邦定工艺导出晶圆中大电流信号比较困难，因邦定导线难以使用符合大电流需求的粗直径导线。如何提高模块工作功率，减少模块制作的成本，同时要保证生产的稳定性，是设计生产模块的关键。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型旨在提供一种功率模块，采用成熟工艺，能够提高模块效率；采用金属条焊接晶圆大电流焊盘，以便增大模块功率；同时，可以选用高导热能力电路板，增大模块散热能力，从而进一步增加模块工作功率。
为实现该技术目的，本实用新型的方案是：一种功率增强模块，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两两对应，每对焊盘通过通孔导通连接；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基板层组成，在上层电路板线路层上，布设有两个或者多于两个的一组焊盘，电路板框顶层线路层的两个或者多于两个的一组焊盘与上层电路板线路层上的一组焊盘中的对应焊盘焊接，将上层电路板和电路板框焊接成一体；还包括两个或多于两个的一组MOS管或IGBT晶圆，两个或多于两个的一组MOS管或IGBT晶圆的顶面焊盘焊接于上层电路板线路层上，与上层电路板线路层上的一组焊盘中的对应焊盘焊接，两个或多于两个的一组MOS管或IGBT晶圆的底面焊盘，通过金属条或金属线与上层电路板线路层上的一组焊盘中的对应焊盘焊接连接，居于电路板框和上层电路板所围的空间中。
作为优选，还包括下层电路板，下层电路板由下层电路板顶层线路层、下层电路板基板层和下层电路板底层线路层组成，在下层电路板顶层线路层和下层电路板底层线路层上，都布设有两个或者多于两个的一组焊盘，下层电路板底层线路层上布设的一组焊盘与下层电路板顶层线路层上布设的一组焊盘中的对应焊盘通过通孔导通连接，电路板框底层线路层的一组焊盘与下层电路板顶线路层上的一组焊盘中的对应焊盘焊接，将下层电路板和电路板框焊接成一体。
本技术方案的有益效果是：用成熟的工艺和PCB板叠层设计，降低了模块的制备成本；增大了模块的导电能力；选用高导热能力电路板，能够进一步提高模块的工作功率。
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一的去掉上层电路板的俯视
示意图。
图3为具体实施例一的去掉下层电路板的仰视示意图。
图4为具体实施例一的上层电路板的底面示意图。
图5为具体实施例一的下层电路板的顶层示意图。
图6为本实用新型实施例二的三相驱动电路MOS管部分参考电路图。
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，包括电路板框1，电路板框1由电路板框顶层线路层11、电路板框基板层12和电路板框底层线路层13组成，电路板框顶层线路层11和电路板框底层线路层13都布设有两个或者多于两个的一组焊盘，顶层线路层11的一组焊盘和底层线路层13的一组焊盘分别两两对应，每对焊盘通过通孔导通连接；还包括上层电路板2，上层电路板2由上层电路板线路层21和上层电路板基板层22组成，在上层电路板线路层21上，布设有两个或者多于两个的一组焊盘，电路板框顶层线路11的两个或者多于两个的一组焊盘与上层电路板线路层21上的一组焊盘中的对应焊盘焊接，将上层电路板2和电路板框1焊接成一体；还包括一组MOS管晶圆3，一组MOS管晶圆3的顶面焊盘焊接于上层电路板线路层21上，与上层电路板线路层21上的一组焊盘中的对应焊盘焊接，一组MOS管晶圆3的底面焊盘，通过金属条或金属线与上层电路板线路层21上的一组焊盘中的对应焊盘焊接连接，居于电路板框1和上层电路板2所围的空间中；还包括下层电路板5，下层电路板5由下层电路板顶层线路层51、下层电路板基板层52和下层电路板底层线路层53组成，在下层电路板顶层线路层51和下层电路板底层线路层53上，都布设有两个或者多于两个的一组焊盘，下层电路板底层线路层53上布设的一组焊盘与下层电路板顶层线路层51上布设的一组焊盘中的对应焊盘通过通孔导通连接，电路板框底层线路层13的一组焊盘与下层电路板顶线路层51上的一组焊盘中的对应焊盘焊接，将下层电路板5和电路板框1焊接成一体。
如图2所示，为本实用新型具体实施例一的去掉上层电路板的俯视
示意图。电路板框1的顶层线路层11上布设有111-116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13的一组焊盘中对应焊盘导通连接；MOS管晶圆31和32居于电路板框1、和下层电路板5所围的空间中，顶面漏极焊盘311和321分别焊接于上层电路板线路层21上的对应焊盘。上层电路板可采用陶瓷基板电路板，增加散热能力，从而增大模块的工作功率。
如图3所示，为具体实施例一的去掉下层电路板的仰视示意图。电路板框1的底层线路层13上布设有131-136的一组焊盘，焊盘上装置有通孔，分别与电路板框顶层线路层11的一组焊盘中对应焊盘导通连接。晶圆31和晶圆32居于电路板框1、和上层电路板2所围的空间中；晶圆31的底面布设有源极焊盘312和栅极焊盘313，源极焊盘312通过金属条41与上层电路板线路层21上的焊盘219焊接连接，栅极焊盘313通过金属线43与上层电路板线路层21上的焊盘221焊接连接；晶圆32的底面布设有源极焊盘322和栅极焊盘323，源极焊盘322通过金属条42与上层电路板线路层21上的焊盘220焊接连接，栅极焊盘323通过金属线44与上层电路板线路层21上的焊盘222焊接连接。
如图4所示，为具体实施例一的上层电路板的底面示意图。在上层电路板2的线路层21上，布设有211-222的一组焊盘，其中焊盘211-216与电路板框1的顶层线路层11的焊盘111-116对应焊接，其中焊盘217和218与晶圆31和晶圆32的顶面漏极焊盘312和322对应焊接；其中焊盘219和220通过金属条与晶圆31和晶圆32的底面源极焊盘312和322对应焊接连接；其中焊盘221和222通过金属线与晶圆31和晶圆32的底面栅极焊盘313和323对应焊接连接。
如图5所示，为具体实施例一的下层电路板的顶层示意图。在下层电路板顶层线路层51，布设有511-516的一组焊盘，与电路板框1的底层线路层13上布设有的131-136的一组焊盘对应焊接。
如图6所示,为本实用新型实施例二的三相驱动电路MOS管部分参考电路图。模块包括六颗MOS组成的一组晶圆；在电机驱动电路中被大量使用，应用于变频控制器。
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)
1.一种功率增强模块，其特征在于：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两两对应，每对焊盘通过通孔导通连接；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基板层组成，在上层电路板线路层上，布设有两个或者多于两个的一组焊盘，电路板框顶层线路层的两个或者多于两个的一组焊盘与上层电路板线路层上的一组焊盘中的对应焊盘焊接，将上层电路板和电路板框焊接成一体；还包括两个或多于两个的一组MOS管或IGBT晶圆，两个或多于两个的一组MOS管或IGBT晶圆的顶面焊盘焊接于上层电路板线路层上，与上层电路板线路层上的一组焊盘中的对应焊盘焊接，两个或多于两个的一组MOS管或IGBT晶圆的底面焊盘，通过金属条或金属线与上层电路板线路层上的一组焊盘中的对应焊盘焊接连接，居于电路板框和上层电路板所围的空间中。
2.根据权利要求1所述的一种功率增强模块，其特征在于： 包括下层电路板，下层电路板由下层电路板顶层线路层、下层电路板基板层和下层电路板底层线路层组成，在下层电路板顶层线路层和下层电路板底层线路层上，都布设有两个或者多于两个的一组焊盘，下层电路板底层线路层上布设的一组焊盘与下层电路板顶层线路层上布设的一组焊盘中的对应焊盘通过通孔导通连接，电路板框底层线路层的一组焊盘与下层电路板顶线路层上的一组焊盘中的对应焊盘焊接，将下层电路板和电路板框焊接成一体。
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