IPM模块的先进封装结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种大功率IPM模块的先进封装结构，其包括IGBT芯片、快速恢复二极管芯片、铜填充硅通孔驱动芯片、覆铜陶瓷基板、缓冲层、焊料层、焊球、塑封外壳、封装树脂、导热硅脂以及散热器。其中采用铜填充硅通孔驱动芯片，以三维堆叠的先进封装形式，替换掉芯片之间以及芯片到基板的键合引线，从而提升模块可靠性；同时采用上下双基板的散热结构，提高大功率IPM模块的散热能力，降低芯片工作时的最高温度，从而提升模块的使用寿命。

Advanced packaging structure of IPM module

The utility model relates to an advanced packaging structure of a high-power IPM module, which comprises an IGBT chip, a fast recovery diode chip, a copper filled silicon through-hole drive chip, a copper-clad ceramic substrate, a buffer layer, a solder layer, a solder ball, a plastic sealed shell, a packaging resin, a heat-conducting silicone grease and a radiator. Among them, the copper filled silicon through-hole drive chip is used to replace the bonding leads between chips and chip to substrate in the advanced packaging form of three-dimensional stacking, so as to improve the reliability of the module; at the same time, the upper and lower double substrate heat dissipation structure is used to improve the heat dissipation power of high-power IPM module, reduce the maximum temperature when the chip is working, so as to improve the service life of the module.

【技术实现步骤摘要】
IPM模块的先进封装结构
本技术属于半导体
，具体涉及一种大功率IPM模块的先进封装结构。
技术介绍
当下，我国正处在工业化、城市化加快发展阶段，能源资源短缺和生态环境脆弱的问题将进一步加剧，节能减排成为各行业发展的关键，变频技术受益于绿色环保的战略拉动，从调速向节能转变。根据测算，使用变频器的电机系统节电率普遍可达30％左右，某些场合可达40％-60％。2017年变频器行业分析数据显示，我国市场上变频器安装容量的增长率在20％左右，潜在市场空间大约为1200亿-1800亿元，在新能源汽车、白色家电等行业大量应用。随着变频器的技术发展和功率等级的不断提升，多组功率器件的使用势必会使得变频器的体积增大，加大设计的复杂性又增加成本。采用智能功率模块(IntelligentPowerModule,IPM)作为变频器的功率器件，大大简化了硬件电路的设计，缩小了电源体积，简化了接线，大大缩短了开发周期，并提高了系统的安全性和可靠性。但是IPM体积小、结构紧凑及含有功率器件多等特点，导致其功率密度很大，局部发热非常严重，由过热导致的失效问题已本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IPM模块的先进封装结构，包括两套倒装在一起的基板结构以及铜填充硅通孔驱动芯片(29)，其特征在于，下部的基板结构包括：第一覆铜陶瓷基板上铜层(16)、第一覆铜陶瓷基板陶瓷层(17)、第一覆铜陶瓷基板下铜层(18)，上部倒装的基板结构包括：第二覆铜陶瓷基板上铜层(19)、第二覆铜陶瓷基板陶瓷层(21)、第二覆铜陶瓷基板下铜层(22)；/n所述铜填充硅通孔驱动芯片(29)的下表面通过第一焊球组(31)连接到第一覆铜陶瓷基板上铜层(16)上表面；铜填充硅通孔驱动芯片(29)的上表面通过第二焊球组(30)连接到第二覆铜陶瓷基板上铜层(19)上表面；/n所述第一覆铜陶瓷基板上铜层(16)下表面...

【技术特征摘要】
1.一种IPM模块的先进封装结构，包括两套倒装在一起的基板结构以及铜填充硅通孔驱动芯片(29)，其特征在于，下部的基板结构包括：第一覆铜陶瓷基板上铜层(16)、第一覆铜陶瓷基板陶瓷层(17)、第一覆铜陶瓷基板下铜层(18)，上部倒装的基板结构包括：第二覆铜陶瓷基板上铜层(19)、第二覆铜陶瓷基板陶瓷层(21)、第二覆铜陶瓷基板下铜层(22)；
所述铜填充硅通孔驱动芯片(29)的下表面通过第一焊球组(31)连接到第一覆铜陶瓷基板上铜层(16)上表面；铜填充硅通孔驱动芯片(29)的上表面通过第二焊球组(30)连接到第二覆铜陶瓷基板上铜层(19)上表面；
所述第一覆铜陶瓷基板上铜层(16)下表面连接第一覆铜陶瓷基板陶瓷层(17)，第一覆铜陶瓷基板陶瓷层(17)下表面与第一覆铜陶瓷基板下铜层(18)上表面相连接；
所述第二覆铜陶瓷基板上铜层(19)下表面连接第二覆铜陶瓷基板陶瓷层(21)，第二覆铜陶瓷基板陶瓷层(21)下表面与第二覆铜陶瓷基板下铜层(22)上表面相连接。


2.根据权利要求1所述的IPM模块的先进封装结构，其特征在于，还包括：第一IGBT芯片(24)和第一快速恢复二极管芯片(11)，
所述第一IGBT芯片(24)上表面发射极和栅极分别通过第一焊料层(26)连接到第一缓冲层(27)，第一IGBT芯片(24)下表面集电极通过第二焊料层(25)连接到第一覆铜陶瓷基板上铜层(16)上表面；
所述第一快速恢复二极管芯片(11)上表面阳极通过第三焊料层(13)连接到第二缓冲层(14)，第一快速恢复二极管芯片(11)下表面阴极通过第四焊料层(12)连接到第一覆铜陶瓷基板上铜...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍婕，许媛，徐鳌，刘岩，杨蕊，韩亮亮，
申请(专利权)人：黄山学院，
类型：新型
国别省市：安徽;34