專利名稱：功率端子直接鍵合的功率模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電力電子學領域，涉及功率模塊的封裝，具體地說是一種功率端
子直接鍵合的功率模塊。
背景技術：
功率模塊包括絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)模塊、二極管模塊，M0SFET模塊，智能 功率(IPM)模塊等。這些功率模塊傳統的封裝形式存在一些固有的缺點，現以圖2進行說 明。圖2所示的為傳統的絕緣柵雙極型晶體管模塊封裝形式中。傳統的絕緣柵雙極型晶體 管模塊包括絕緣柵雙極型晶體管芯片7、二極管芯片3、絕緣基板(DBC)5、散熱板6、功率端 子2、鋁線4、塑料外殼1以及硅凝膠8。由圖2可見，傳統的功率端子2是通過回流焊焊接 到絕緣基板(DBC)5表面的導電銅層上的。因所用焊料的熱脹系數與功率端子2、絕緣基板 (DBC)5的導電銅層的熱脹系數相差較大，所以在溫度大幅度變化時會產生很大的應力，這 樣會降低模塊的可靠性。所以為了提高模塊在溫度劇烈變化的條件下的可靠性，模塊的功 率端子2的底部結構一般設計成減小應力的形式，但是這樣一來，應力問題的改善卻使寄 生電感不容易進行優化，造成寄生電感很大。
發明內容本實用新型的目的是設計出一種功率端子直接鍵合的功率模塊。 本實用新型要解決的是現有功率模塊內部因功率端子帶來的寄生電感大的問題。 本實用新型的技術方案是包括芯片、絕緣基板、散熱板、功率端子和外殼，功率端
子直接固定在外殼上。 本實用新型的優點是由于本實用新型改變了傳統的功率端子焊接方式，直接將 功率端子在外殼固定，所以它可以很大程度上減小熱應力的影響。因此本實用新型的模塊 可以應用電感更小的功率端子，電感相比于傳統的功率端子平均可以降低1/3左右，這將 極大地改善了模塊的使用性能。
圖1為本實用新型的結構示意圖。 圖2為傳統絕緣柵雙極型晶體管模塊的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。 本實施例的功率模塊為絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)模塊。如圖1所示，本實用新 型包括絕緣柵雙極型晶體管芯片7、二極管芯片3、絕緣基板(DBC)5、散熱板6、功率端子2、 鋁線4，塑料外殼1以及硅凝膠8，絕緣柵雙極型晶體管芯片7與二極管芯片3回流焊接在 絕緣基板(DBC)5導電銅層上，絕緣基板(DBC)又直接通過釬焊焊接在散熱板6上。功率端子2直接固定在外殼1上。各芯片(絕緣柵雙極型晶體管芯片7、二極管芯片3)之間、各芯 片(絕緣柵雙極型晶體管芯片7、二極管芯片3)與絕緣基板(DBC)5相應的導電層之間、以 及功率端子2與絕緣基板(DBC) 5上相應的引出處之間均通過鋁線4鍵合來實現電氣連接。本實用新型模塊內部絕緣柵雙極型晶體管芯片7、二極管芯片3構成的組數至少一組。 在本實用新型模塊的結構中，之所以只考慮選用較低寄生電感的功率端子2，其原 因是一是因為本實用新型的功率端子2直接固定在外殼上，所以不再需要考慮焊接處的 熱應力的影響。二是因為功率端子2很牢固地固定在外殼1內部，所以不用考慮安裝的應 力釋放。三是因為本實用新型采用一次焊接工藝，所以可以依據芯片焊接性能的要求選擇 最合適的焊料，優化芯片的焊接性能。 本實用新型的生產方法如下 首先在模塊外殼1成型的時候將鍵合面經過特殊電鍍處理的功率端子2固定在里 面，然后按照傳統的絕緣柵雙極型晶體模塊工藝生產，唯一與傳統的工藝不同之處是在外 殼封裝之前將功率部分通過鍵合引出到功率端子2的鍵合面上。 本實用新型的功率模塊除了上述絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)模塊外，還包括二 極管模塊，MOSFET模塊，智能功率(IPM)模塊等模塊。
權利要求一種功率端子直接鍵合的功率模塊，包括芯片、絕緣基板、散熱板、功率端子和外殼，其特征在于功率端子直接固定在外殼上。
2 . 根據權利要求1所描述的功率端子直接鍵合的功率模塊，其特征在于芯片回流焊接 在絕緣基板導電銅層上，絕緣基板又直接焊接在散熱板上。
3 根據權利要求1所描述的功率端子直接鍵合的功率模塊，其特征在于芯片之間、芯 片與絕緣基板相應的導電層之間、以及功率端子與絕緣基板上相應的引出處之間通過鋁線 鍵合來實現電氣連接。
4. 根據權利要求3所描述的功率端子直接鍵合的功率模塊，其特征在于芯片包括絕緣 柵雙極型晶體管芯片和二極管芯片。
專利摘要本實用新型公開了一種功率端子直接鍵合的功率模塊，包括芯片、絕緣基板、散熱板、功率端子和外殼，功率端子直接固定在外殼上。本實用新型功率端子的固定方式可以優化端子的設計形狀，減小寄生電感，提高應用這種功率端子模塊的可靠性和使用壽命。
文檔編號H01L23/053GK201466026SQ20092011698
公開日2010年5月12日 申請日期2009年4月2日 優先權日2009年4月2日
發明者余傳武, 劉志宏, 姚禮軍, 張宏波, 沈華, 胡少華, 金曉行, 雷鳴 申請人:嘉興斯達微電子有限公司