功率模块和具有其的车辆的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子制造领域，更具体地，涉及一种功率模块和具有其的车辆。
【背景技术】
[0002]相关技术中的功率模块是通过在功率芯片上下表面焊接陶瓷覆铜基板，再将金属散热底板与陶瓷覆铜基板的金属层进行粘结来实现模块封装，最后通过对金属散热底板进行液体冷却的方式对模块进行双面冷却。这种功率模块由多层材料组成，结构较复杂，多层的结构阻碍了散热；散热底板材料热膨胀系数与功率芯片不匹配；多层结构及热膨胀系数不匹配使得每一层都会成为潜在的损坏点；封装过程中需要进行两次焊接工序，增加了成本。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种功率模块，该功率模块的结构简单、散热性好、可靠性高。
[0004]本实用新型还提出一种具有上述功率模块的车辆。
[0005]根据本实用新型第一方面的功率模块，包括:功率芯片；两个绝缘导热冷却盒，两个所述绝缘导热冷却盒分别设在所述功率芯片的上下表面上，每个所述绝缘导热冷却盒内填充有冷却液。
[0006]根据本实用新型的功率模块，通过将功率芯片的上下表面分别与两个绝缘导热冷却盒相连，省去了相关技术中的双面覆铜陶瓷基板，缩短了散热路径、减小了热阻，同时两个绝缘导热冷却盒内填充有冷却液，可以使功率芯片的上下表面实现同时散热的目的，进一步地增强了功率模块的散热能力，从而提高了功率模块的可靠性，延长了功率模块的使用寿命，该功率模块的结构简单、生产工序简易、生产率较高。
[0007]根据本实用新型第二方面的车辆，包括根据上述实施例所述的功率模块。
[0008]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0009]图1是根据本实用新型实施例的功率模块的结构示意图。
[0010]附图标记:
[0011]功率模块100 ;
[0012]功率芯片10 ;门极11 ;焊料12 ;
[0013]绝缘导热冷却盒20 ;集电极21 ;发射极22 ;第一金属层23 ;
[0014]连接垫30;
[0015]塑封体40。
【具体实施方式】
[0016]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0017]下面首先结合附图1具体描述根据本实用新型第一方面实施例的功率模块100。
[0018]根据本实用新型实施例的功率模块100包括功率芯片10和两个绝缘导热冷却盒20。具体而言，两个绝缘导热冷却盒20分别设在功率芯片10的上下表面上，每个绝缘导热冷却盒20内填充有冷却液。
[0019]如图1所示，功率模块100主要由功率芯片10和两个绝缘导热冷却盒20组成。其中，功率芯片10和两个绝缘导热冷却盒20均沿水平方向(如图1所示的左右方向)延伸，而两个绝缘导热冷却盒20分别设在功率芯片10的上下两侧，可以理解的是，功率芯片10的上表面与两个绝缘导热冷却盒20中的一个的下表面焊接相连，而功率芯片10的下表面与另一个绝缘导热冷却盒20的上表面焊接相连，即功率芯片10的上表面和下表面分别通过焊料12与两个绝缘导热冷却盒实现连接。
[0020]其中，两个绝缘导热冷却盒20内填充有冷却液，从而使功率芯片10的上表面和下表面能够同时得到散热。而相关技术中的功率模块的功率芯片首先需焊接在覆铜陶瓷基板上，然后再在覆铜陶瓷基板上焊接散热板，结构较复杂，多层结构阻碍了功率芯片的散热，功率芯片的散热效果较差，并且该功率模块的生产工序复杂、成本高、生产效率较低。
[0021]由此，根据本实用新型实施例的功率模块100，通过将功率芯片10的上下表面分别与两个绝缘导热冷却盒20相连，省去了相关技术中的双面覆铜陶瓷基板和填充有冷却液的壳体，缩短了散热路径、减小了热阻，同时两个绝缘导热冷却盒20内填充有冷却液，可以使功率芯片10的上下表面实现同时散热的目的，进一步地增强了功率模块100的散热能力，从而提高了功率模块100的可靠性，延长了功率模块100的使用寿命，该功率模块100的结构简单、生产工序简易、生产率较高。
[0022]其中，功率芯片10的上下表面上分别设有第二金属层(未示出)，两个绝缘导热冷却盒20分别设在两个第二金属层上，可选地，两个绝缘导热冷却盒20分别与功率芯片10上的第二金属层焊接相连。
[0023]优选地，功率芯片10的背面(如图1所示的下表面)的第二金属层可以是分层设置的钛层、镍层、银层，即首先在功率芯片10的背面设置钛层，然后在钛层上分别依次设置镍层和银层，当然，功率芯片10的下表面的第二金属层还可以为其他可以焊接的金属。
[0024]而功率芯片10的正面(如图1所示的上表面)上的第二金属层可以为铝层，然后在铝层上化学镀镍磷合金；或者首先在铝层上化学镀镍磷合金，然后在镍磷合金层上镀金层；还可以为分层设置的镍层、钯层、金层等可焊的金属，即首先在功率芯片10的上表面设置镍层，然后在镍层上分别依次设置钯层和金层。这样既易于实现功率芯片10与两个绝缘导热冷却盒20的焊接，又方便使得功率芯片10与两个绝缘导热冷却盒20之间进行热量的传导。
[0025]进一步地，每个绝缘导热冷却盒20朝向另一个绝缘导热冷却盒20的侧壁上均具有第一金属层23，功率芯片10的上下表面分别与对应的第一金属层23相连。具体地，位于功率芯片10上方的绝缘导热冷却盒20的下表面设有第一金属层23，该第一金属层23与功率芯片10的上表面的第二金属层相连；位于功率芯片10下方的绝缘导热冷却盒20的上表面设有第一金属层23，该第一金属层23与功率芯片10的下表面的第二金属层相连。
[0026]在本实用新型的一些【具体实施方式】中，功率模块100还包括连接垫30设在功率芯片10的上方且位于功率芯片10与绝缘导热冷却盒20之间，连接垫30的一侧与绝缘导热冷却盒20电连接，另一侧与功率芯片10电连接。
[0027]也就是说，该实施例的功率模块100主要由功率芯片10、两个绝缘导热冷却盒20和连接垫30组成。其中，连接垫30设在功率芯片10与位于功率芯片10上方的绝缘导热冷却盒20之间，具体地，连接垫30的上表面和下表面分别通过焊料12与位于功率芯片10上方的绝缘导热冷却盒20和功率芯片10的上表面实现连接。
[0028]进一步地，功率芯片10的上表面上引出有门极11，门极11与连接垫30间隔开布置，位于功率芯片10上方和下方的两个绝缘导热冷却盒20上分别引出有发射极22和集电极21。也就是说，集电极21通过位于功率芯片10下方的绝缘导热冷却盒20的第一金属层23与功率芯片10的背面(如图1所示的下表面)实现连接，而功率芯片10的正面(如图1所示的上表面)设有门极11，位于功率10上方的绝缘导热冷却盒20上设有发射极22，发射极22与绝缘导热冷却盒20的第一金属层23相连。
[0029]由于功率芯片10的上表面设有门极22，通过将连接垫30设在功率芯片10的上表面与绝缘导热冷却盒20之间，可以保证功率芯片10与绝缘导热冷却盒20之间的安全高度，避免门极11、发射极22和集电极21与其他器件发生干涉。可选地，连接垫30的材料为铜、钼或铜钼复合材料，由此，可以使绝缘导热冷却盒20上的发射极22与功率芯片10实现电连接，保证功率芯片10的正常功能。
[0030]可选地，每个绝缘导热冷却盒20为表面附着有第一金属层23的陶瓷件。通过在两个陶瓷件的与功率芯片10邻近的一侧表面附着有第一金属层23，既可以使发射极22和集电极21通过绝缘导热冷却盒20的第一金属层23与功率芯片10实现电连接，又方便功率芯片10可以将热量传导到绝缘导热冷却盒20，再者，陶瓷件的耐腐蚀性强，具有高绝缘性和耐尚温性，可以进一步提尚功率t旲块100的使用寿命。
[0031]优选地，每个绝缘导热冷却盒20为导热系数大于170W/m.K的ALN件或者导热系数大于22W/m.K的AL203件，第一金属层23为铜层或铝层。换言之，绝缘导热冷却盒20的制作材料可以采用氮化铝或三氧化二铝，若绝缘导热冷却盒20的材料为氮化铝时，该材料的导