功率半導體模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及內置有IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極晶體管)等功率半導體元件的功率半導體模塊，尤其涉及用于降低輻射噪聲的功率半導體模塊。
【背景技術】
[0002]內置有IGBT或IPM(Intelligent Power Module:智能功率模塊)等功率半導體元件的功率半導體模塊已為公眾所知。在這樣的功率半導體模塊中，功率半導體元件在進行開關動作時，會向周圍發射強電磁噪聲。這樣的強電磁噪聲會給驅動基板或周圍的電磁設備的正常工作帶來非常大的影響。尤其是當前的驅動基板多使用光電耦合器(photocoupler)，其非常容易受到電磁噪聲的干擾。而且，驅動基板通常都設置得離功率半導體元件很近，因此更加容易受到電磁噪聲的干擾。電磁噪聲會導致誤動作的發生，最終會引起功率半導體模塊的損壞和驅動裝置的故障。
[0003]對此，通常在功率半導體模塊與驅動基板之間設置屏蔽板來阻斷噪聲(例如參照專利文獻I)。在專利文獻I的半導體裝置中，功率半導體元件設置在樹脂制的外殼內，在該外殼的蓋子的上方設置屏蔽板，在屏蔽板的上方隔著金屬環而設有控制電路基板，由此，控制電路基板和屏蔽板重疊地固定在功率半導體模塊的外殼蓋子上。通過在功率半導體模塊與控制電路基板之間設置屏蔽板，能夠阻斷功率半導體模塊與控制電路基板相互之間輻射的噪聲。屏蔽板通常使用與噪聲特性相應的材料的金屬板，其能夠有效地阻斷噪聲。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利特表2012-527095【實用新型內容】
[0007]實用新型所要解決的技術問題
[0008]然而，這種在功率半導體模塊的外殼上層疊屏蔽板、金屬環以及控制電路基板并固定的結構存在組裝上的問題。在進行組裝時容易因振動等導致金屬環等的錯位，從而難以將其定位到準確地位置上，因此對于安裝技術有很高的要求。
[0009]此外，由于是在功率半導體模塊上層疊屏蔽板、金屬環以及控制電路基板并固定的結構，會導致整個半導體裝置的高度變高，從而無法實現模塊的小型化。
[0010]另一方面，除了上述設置屏蔽板的方法以外，現有技術中還通過增大功率半導體模塊的內置柵極驅動電阻、或者控制載流子的壽命等方法，來減緩開關動作的速度，以此來降低輻射噪聲，但這樣會導致功率半導體元件的損耗大幅上升。
[0011]本實用新型是基于上述問題而完成的，其目的在于提供一種不僅能夠抑制功率半導體元件輻射的電磁噪聲并且能夠簡化制造工藝以及實現小型化的功率半導體模塊。
[0012]解決技術問題所采用的技術手段
[0013]為了實現上述目的，本實用新型的一方面所涉及的功率半導體模塊包括:基板，該基板上安裝有一個或多個半導體元件；殼體，該殼體將半導體元件收納在內；蓋板，該蓋板覆蓋在基板的上方以構成封閉的空間，且該蓋板的面向半導體元件的表面被銅箔層覆蓋，蓋板中設有通孔；以及連接線，該連接線的一端接地，另一端穿過通孔并與銅箔層電連接。
[0014]另外，所述半導體元件優選為IGBT或智能功率模塊。
[0015]另外，所述蓋板是在玻璃纖維布基板上形成所述銅箔層而構成的覆銅層疊板。
[0016]另外，本實用新型的另一方面所涉及的功率半導體模塊包括:基板，該基板上安裝有一個或多個半導體元件；殼體，該殼體將半導體元件收納在內；以及蓋板，該蓋板覆蓋在基板的上方以構成封閉的空間，且該蓋板的面向半導體元件的表面被銅箔層覆蓋，在殼體與蓋板抵接的部位設有引腳，該引腳與銅箔層抵接并接地。
[0017]【實用新型的效果】
[0018]根據上述功率半導體模塊，通過在蓋板的面向半導體元件的整個表面設置銅箔層，并經由設置于該蓋板中的通孔，利用連接線將該銅箔層接地，或者不設置通孔，而是利用設置于殼體與蓋板抵接部位的引腳將該銅箔層接地，因此，利用上述銅箔層能夠抑制功率半導體元件輻射的電磁噪聲，并且在外觀上減小了整個功率半導體模塊的尺寸，能夠實現小型化，且無需采用專利文獻I那樣的層疊結構，其在制造工藝上也能夠進一步簡化，性價比得到提高。
【附圖說明】
[0019]圖1是表示實施方式所涉及的功率半導體模塊的外觀的立體圖。
[0020]圖2是表示實施方式所涉及的功率半導體模塊的外觀的俯視圖。
[0021]圖3是表示實施方式所涉及的功率半導體模塊的主要部分的剖視圖。
[0022]圖4是表示實施方式所涉及的功率半導體模塊的結構的分解圖。
[0023]圖5是圖4的側視圖。
【具體實施方式】
[0024]下面，參照附圖，對本實用新型的實施方式所涉及的功率半導體模塊進行詳細說明
[0025]圖1是表示實施方式所涉及的功率半導體模塊的外觀的立體圖，圖2是表示實施方式所涉及的功率半導體模塊的外觀的俯視圖，圖3是表示實施方式所涉及的功率半導體模塊的主要部分的剖視圖，圖4是表示實施方式所涉及的功率半導體模塊的結構的分解圖，圖5是圖4的側視圖。
[0026]實施方式所涉及的功率半導體模塊I如圖1?5所示，在銅基板12上安裝有多個半導體元件13。半導體元件13可以IGBT，也可以是IPM(智能功率模塊)等，還可以是IGBT、IPM混合設置。基板12也可以使用銅基板以外的具有導電性和散熱性的金屬基板。
[0027]樹脂制的殼體11圍繞在銅基板12的四周，將半導體元件13收納在內。半導體元件13的主電路經由接合線與露出在殼體11上表面的左右兩側的主電路端子14電連接。半導體元件13的輔助電路經由接合線與從殼體11上表面的上下兩側露出的銷端子16電連接。
[0028]半導體元件13的上方被蓋板15覆蓋，從而，如圖1和圖3所示，由基板12、殼體11和蓋板15形成將半導體元件12收納在內的密閉空間。為了保證各個半導體元件13之間的絕緣，可用絕緣性的樹脂對該密閉空間進行填充。蓋板15可以采用玻璃纖維布基板。在蓋板15的面向半導體元件13的表面上設置有銅箔層21，且蓋板15中設有通孔25。
[0029]另外，如圖4和圖5所示，蓋板15以使主電路端子14、銷端子16分布在其周圍的方式受到殼體11的支承。連接線20的一端穿過通孔25與銅箔層21電連接，連接線20的另一端引出到功率半導體模塊I的外部并通過焊接而接地。
[0030]如上所述，通過在蓋板15的面向半導體元件13的整個表面設置銅箔層21，并經由設置于該蓋板15中的通孔25，利用連接線20將銅箔層21接地，利用上述銅箔層21能夠抑制功率半導體元件向外部的驅動裝置輻射的電磁噪聲，同時能夠抑制外部的驅動裝置輻射的電磁噪聲進入功率半導體模塊。
[0031]另一方面，由于僅需在蓋板15的內側設置銅箔層21，并設置通孔將該銅箔層21與外部接地連接，從而在外觀上減小了整個功率半導體模塊I的尺寸，無需使用現有技術中的層疊結構，能夠實現小型化的功率半導體模塊。而且，由于無需采用層疊結構，大大地簡化了制造工藝，降低了制造成本，使得功率半導體模塊I的性價比得到了提高。
[0032]此外，也可以不設置上述實施方式中的通孔25，而是在殼體11與蓋板15抵接的部位(圖2中為蓋板15的外周一圈)設置引腳(未圖示)，該引腳與銅箔層21抵接并接地。若采用這種結構，則無需從功率半導體模塊的蓋板引出接地的連接線，只要在殼體11與蓋板15兩者抵接的部位設置接地的引腳，就能使與該引腳抵接的銅箔層21接地。這種情況下，也能夠與上述實施方式一樣抑制半導體元件向外部輻射的電磁噪聲或者外部的電磁噪聲進入功率半導體模塊。此外，還能進一步簡化結構和制造工藝，進一步提高功率半導體模塊的性價比。
[0033]以上實施方式僅僅是對本實用新型的舉例，并不是對本實用新型的限定，在不脫離本實用新型的保護范圍的情況下，可以進行各種變更和變形，變更和變形后的技術方案也包括在本實用新型所保護的范圍內。
[0034]標號說明
[0035]I功率半導體模塊
[0036]11 殼體
[0037]12銅基板
[0038]13半導體元件
[0039]14主電路端子
[0040]15 蓋板
[0041]16銷端子
[0042]20連接線
[0043]21銅箔層
[0044]25 通孔
【主權項】
1.一種功率半導體模塊，其特征在于，包括: 基板，該基板上安裝有一個或多個半導體元件； 殼體，該殼體將所述半導體元件收納在內； 蓋板，該蓋板覆蓋在所述基板的上方以構成封閉的空間，且該蓋板的面向所述半導體元件的表面被銅箔層覆蓋，所述蓋板中設有通孔；以及 連接線，該連接線的一端接地，另一端穿過所述通孔并與所述銅箔層電連接。2.如權利要求1所述的功率半導體模塊，其特征在于， 所述半導體元件是IGBT或智能功率模塊。3.如權利要求1或2所述的功率半導體模塊，其特征在于， 所述蓋板是在玻璃纖維布基板上形成所述銅箔層而構成的覆銅層疊板。4.如權利要求1或2所述的功率半導體模塊，其特征在于， 所述連接線的接地的一端連接至所述功率半導體模塊的外部。5.一種功率半導體模塊，其特征在于，包括: 基板，該基板上安裝有一個或多個半導體元件； 殼體，該殼體將所述半導體元件收納在內；以及 蓋板，該蓋板覆蓋在所述基板的上方以構成封閉的空間，且該蓋板的面向所述半導體元件的表面被銅箔層覆蓋， 在所述殼體與所述蓋板抵接的部位設有引腳，該引腳與所述銅箔層抵接并接地。
【專利摘要】本實用新型提供一種能夠降低輻射噪聲的功率半導體模塊，其包括：安裝有一個或多個半導體元件(13)的基板(12)、將半導體元件(13)收納在內的殼體(11)、覆蓋在基板(12)上方以構成封閉空間的蓋板(15)、以及連接線(20)，蓋板(15)的面向半導體元件(13)的表面被銅箔層(21)覆蓋，且蓋板(15)中設有通孔(25)，連接線(20)的一端接地，另一端穿過通孔(25)與銅箔層(21)電連接。
【IPC分類】H01L23/552, H01L29/739
【公開號】CN204857730
【申請號】CN201520362748
【發明人】李俊
【申請人】富士電機（中國）有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年5月29日