功率半導體模塊的制作方法
【專利摘要】一種功率半導體模塊，它至少包含兩塊連接在散熱基板上面的絕緣基板，每個絕緣基板上分別連接有功率端子和信號端子，每三個功率端子組成一個平行的半橋模塊，使得電流在每個絕緣基板上的動態分配比較對稱；其中一個功率端子連接外部一個母線；另兩個分別為一個低電位和一個高電位的功率端子連接另外一個母線；在所述絕緣基板上分別粘結有功率芯片和二極管芯片，功率芯片和二極管芯片的表面和絕緣基板之間用鍵合鋁線電氣連接起來；它具有高功率、高效率、低成本、高可靠性等特點。
【專利說明】功率半導體模塊
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種功率半導體模塊，尤其是一種大功率半橋模塊，屬于電子器件的模塊封裝【技術領域】。
【背景技術】
[0002]功率模塊IGBT (絕緣柵極雙極晶體管)模塊廣泛用于變頻器、焊機、UPS、太陽能和風能等領域，在傳統的大功率模塊封裝，模塊為了達到高可靠性，需要回流焊接功率端子，信號走線需要繞線，需要灌環氧樹脂，因此存在工藝比較復雜，生產成本比較高等缺點。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種高功率、高效率、低成本、高可靠性的功率半導體模塊。
[0004]本發明的目的是通過如下技術方案來完成的，所述功率半導體模塊，它至少包含兩塊連接在散熱基板上面的絕緣基板，每個絕緣基板上分別連接有功率端子和信號端子，每三個功率端子組成一個平行的半橋模塊；其中一個功率端子連接外部一個母線；另兩個分別為一個低電位和一個高電位的功率端子連接另外一個母線；在所述絕緣基板12上分別粘結有功率芯片11和二極管芯片10，功率芯片11和二極管芯片9的表面和絕緣基板12之間用鍵合鋁線電氣連接起來。
[0005]所述功率端子超聲波鍵合的方式連接在每個絕緣基板上，所述的信號端子用超聲波或者軟釬焊連接在所述絕緣基板上面；所述的功率芯片11和二極管芯片10通過回流軟釬焊接、擴散焊接，銀粉壓接中的一種粘結方式連接在絕緣基板上。
[0006]所述絕緣基板由中間陶瓷材料層和上下覆銅層組成，其中所述的陶瓷材料是A1203, ALN, Si3N4中的至少一種；所述的兩側覆銅，其厚度0.1-0.3mm之間；每個絕緣基板上包含一個單獨的半橋電路結構。
[0007]所述絕緣基板粘結在用銅或AiSiC或CuSiC制成的平板狀散熱基板上，所述散熱基板的厚度是3-5mm ；
所述散熱基板上包含有六個安裝孔，每四個安裝孔鎖住有一塊絕緣基板。
[0008]本發明具有聞功率、聞效率、低成本、聞可罪性等特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明所述功率半導體模塊的結構示意圖。
[0010]圖2是對應圖1所示結構的電路拓撲結構圖。
【具體實施方式】
[0011]下面將結合附圖對本發明做詳細的介紹:圖1所示，本發明所述的功率半導體模塊，它至少包含兩塊連接在散熱基板13上面的絕緣基板12，每個絕緣基板12上分別連接有功率端子1、2、3和信號端子5、6、7、8，每三個功率端子組成一個平行的半橋模塊；其中一個功率端子連接外部一個母線；另兩個分別為一個低電位和一個高電位的功率端子連接另外一個母線；在所述絕緣基板12上分別粘結有功率芯片11和二極管芯片10，功率芯片11和二極管芯片9的表面和絕緣基板12之間用鍵合鋁線電氣連接起來。
[0012]所述功率端子1、2、3用超聲波鍵合的方式連接在每個絕緣基板12上，所述的信號端子5、6、7、8用超聲波或者軟釬焊連接在所述絕緣基板12上面；所述的功率芯片11和二極管芯片10通過回流軟釬焊接、擴散焊接，銀粉壓接中的一種粘結方式連接在絕緣基板上。
[0013]所述絕緣基板12由中間陶瓷材料層和上下覆銅層組成，其中所述的陶瓷材料是A1203, ALN, Si3N4中的至少一種；所述的兩側覆銅，其厚度0.1-0.3mm之間；每個絕緣基板上包含一個單獨的半橋電路結構。
[0014]所述絕緣基板12粘結在用銅或AiSiC或CuSiC制成的平板狀散熱基板13上，所述散熱基板13的厚度是3-5mm ；
所述散熱基板13上包含有六個安裝孔，每四個安裝孔鎖住有一塊絕緣基板。
[0015]實施例:以圖1為例，本發明首先把功率芯片11和二極管芯片10粘結到絕緣基板12上，粘結方式可以是回流軟釬焊接，擴散焊接，銀粉壓接；然后功率芯片11、二極管芯片9表面和絕緣基板12之間用鍵合鋁線電氣連接起來；再把絕緣基板12粘結到散熱基板13上，最后使用超聲波鍵合的方式分別把功率端子2、3的腳14、15、16、17連接到每個絕緣基板上。信號端子5，6，7，8超聲波或者軟釬焊接到絕緣基板9上面.圖2是對應圖1的電路拓撲結構，19、20、21分別表示圖1功率端子1、2、3;圖1信號端子5、6、7，8分別對應圖
2的 22、23、24、25。
【權利要求】
1.一種功率半導體模塊，它至少包含兩塊連接在散熱基板上面的絕緣基板，其特征在于每個絕緣基板上分別連接有功率端子和信號端子，每三個功率端子組成一個平行的半橋模塊；其中一個功率端子連接外部一個母線；另兩個分別為一個低電位和一個高電位的功率端子連接另外一個母線；在所述絕緣基板上分別粘結有功率芯片和二極管芯片，功率芯片和二極管芯片的表面和絕緣基板之間用鍵合鋁線電氣連接起來。
2.根據權利要求1所述的功率半導體模塊，其特征在于所述功率端子超聲波鍵合的方式連接在每個絕緣基板上，所述的信號端子用超聲波或者軟釬焊連接在所述絕緣基板上面；所述的功率芯片和二極管芯片通過回流軟釬焊接、擴散焊接，銀粉壓接中的一種粘結方式連接在絕緣基板上。
3.根據權利要求1或2所述的功率半導體模塊，其特征在于所述絕緣基板由中間陶瓷材料層和上下覆銅層組成，其中所述的陶瓷材料是A1203，ALN, Si3N4中的至少一種；所述的兩側覆銅，其厚度0.1-0.3mm之間；每個絕緣基板上包含一個單獨的半橋電路結構。
4.根據權利要求3所述的功率半導體模塊，其特征在于所述絕緣基板粘結在用銅或AiSiC或CuSiC制成的平板狀散熱基板上，所述散熱基板的厚度是3-5mm。
5.根據權利要求4所述的功率半導體模塊，其特征在于所述散熱基板上包含有六個安裝孔，每四個安裝孔鎖住有一塊絕緣基板。
【文檔編號】H01L23/373GK103779343SQ201410034085
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2014年1月24日
【發明者】金曉行 申請人:嘉興斯達微電子有限公司