一种功率半导体模块制造技术

本发明专利技术提供一种功率半导体模块，包括金属底板、绝缘散热材料层、芯片、绑定板、硅胶、外壳，所述绑定板包括铜板、铜带，所述铜板通过焊接与铜带连接，所述绑定板用于各部件的电路连接，所述金属底板通过焊锡与绝缘散热材料层连接，所述芯片通过焊锡与绝缘散热材料层连接，所述芯片与铜带连接，所述铜带与绝缘散热材料层连接。通过本发明专利技术，以解决现有技术存在的较厚的铜框架应用在功率半导体模块封装中冷热变化时给芯片带来的机械应力的问题。变化时给芯片带来的机械应力的问题。变化时给芯片带来的机械应力的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种功率半导体模块


[0001]本专利技术涉及功率半导体模块封装
，具体地说涉及一种功率半导体模块。

技术介绍

[0002]在电源、电力电子变换器应用中，功率半导体(IGBT，MOSFET，SiC，GaN等)器件因为被广泛采用，在功率较大的场合下一般使用模块的封装形式。功率模块主要由金属底板、焊接层、DBC(双面覆铜陶瓷基板)、AMB(箔钎焊的覆铜陶瓷基板)、绝缘散热树脂薄膜或者其他绝缘散热材料、铜框架、外壳以及硅胶等组成，如图2、图3。铜的导电能力强可以减小导通电阻和寄生电感，同时铜框架和芯片的接触面积大，并且热膨胀系数为16.9x10-6
/K，远低于铝(热膨胀系数为23x10-6
/K)，更加接近芯片(热膨胀系数为2x10-6
/K到4x10-6
/K),这样可以增强功率循环寿命。铜框架结合的方式也有一系列的缺点，第一，铜框架一般为使用专用模具，冲压制造，成本较高。第二，为了减小导通电阻，必须使用比较厚的铜框架，但是比较厚的铜框架可能与芯片的接触面在冷热变化时给芯片带来比较大的机械应力，严重时引起芯片破裂损坏。第三，多个芯片在连接到DBC或者其他绝缘散热材料的时候，各个芯片所在位置可能产生偏差，而铜框架一经加工就无法调整各个接触面的位置，可能在加工时产生位置偏移，带来不良品，为了减小不良需要精确的芯片和框架的定位工艺。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种功率半导体模块，以解决现有技术存在的较厚的铜框架应用在功率半导体模块封装中冷热变化时给芯片带来的机械应力的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种功率半导体模块，包括金属底板、绝缘散热材料层、芯片、绑定板、硅胶、外壳，所述绑定板包括铜板、铜带，所述铜板通过焊接与铜带连接，所述绑定板用于各部件的电路连接，所述金属底板通过焊锡与绝缘散热材料层连接，所述芯片通过焊锡与绝缘散热材料层连接，所述芯片与铜带连接，所述铜带与绝缘散热材料层连接。
[0005]所述外壳与金属底板通过点胶工艺连接。
[0006]所述硅胶填充于外壳内，防腐防潮，保护内部电路，对内部各部件进行高压隔离。
[0007]所述铜板通过激光焊接、超音波焊接与铜带连接。
[0008]所述芯片通过焊接或者烧结与铜带连接，所述铜带通过焊接或者烧结与绝缘散热材料层连接。
[0009]本专利技术带来的有益效果：一、与现有技术相比，本专利技术的功率半导体模块里，与芯片接触的铜带在冷热变化时，给芯片带来的机械应力小，不会引起芯片破裂损坏，电路的大部分电流通过较厚的铜板，大大减少导通电阻，也降低了寄生电感；二、可以根据芯片的偏差位置，可以通过调节铜带的位置来补偿芯片的位置偏差，减低了对定位工艺的要求，意味着简化加工工艺，同时提高了产品生产的良率。
附图说明
[0010]图1是根据本专利技术实施例的功率半导体模块的整体结构示意图
[0011]图2是使用铜框架的功率半导体模块的整体结构示意图
[0012]图3是使用铜框架的功率半导体模块的示意图
[0013]图4是根据本专利技术实施例的功率半导体模块的部分结构示意图一
[0014]图5是根据本专利技术实施例的绑定板的结构示意图一
[0015]图6是根据本专利技术实施例的绑定板的结构示意图二
[0016]图7是根据本专利技术实施例的功率半导体模块的部分结构示意图二
[0017]图8是根据本专利技术实施例四的功率半导体模块的结构示意图
[0018]其中，1-金属底板，2-绝缘散热材料层，3-芯片，4-绑定板，5-硅胶，6-外壳，7-铜板，8-铜带。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术作进一步地详细说明。
[0020]实施例一
[0021]如图1、图4、图5所示，本专利技术提供一种功率半导体模块，包括金属底板1、绝缘散热材料层2、芯片3、绑定板4、硅胶5、外壳6，所述绑定板4包括铜板7、铜带8，所述铜板7通过焊接与铜带8连接，所述绑定板4用于各部件的电路连接，所述金属底板1通过焊锡与绝缘散热材料层2连接，所述芯片3通过焊锡与绝缘散热材料层2连接，所述芯片3与铜带8连接，所述铜带8与绝缘散热材料层2连接。
[0022]进一步来说，所述外壳6与金属底板1通过点胶工艺连接。
[0023]进一步来说，所述硅胶5填充于外壳6内，防腐防潮，保护内部电路，对内部各部件进行高压隔离。
[0024]进一步来说，所述铜板7通过激光焊接、超音波焊接与铜带8连接。
[0025]进一步来说，所述芯片3通过焊接或者烧结与铜带8连接，所述铜带8通过焊接或者烧结与绝缘散热材料层2连接。
[0026]所述铜板7的厚度为1mm-2mm，所述铜带8的厚度为0.3mm-0.8mm。
[0027]实施例二
[0028]如图1、图6所示，本专利技术提供一种功率半导体模块，包括金属底板1、绝缘散热材料层2、芯片3、绑定板4、硅胶5、外壳6，所述绑定板4包括铜板7、铜带8，所述铜板7通过焊接与铜带8连接，所述绑定板4用于各部件的电路连接，所述金属底板1通过焊锡与绝缘散热材料层2连接，所述芯片3通过焊锡与绝缘散热材料层2连接，所述芯片3与铜带8连接，所述铜带8与绝缘散热材料层2连接。
[0029]进一步来说，所述外壳6与金属底板1通过点胶工艺连接。
[0030]进一步来说，所述硅胶5填充于外壳6内，防腐防潮，保护内部电路，对内部各部件进行高压隔离。
[0031]进一步来说，所述铜板7通过激光焊接、超音波焊接与铜带8连接。
[0032]进一步来说，所述芯片3通过焊接或者烧结与铜带8连接，所述铜带8通过焊接或者
烧结与绝缘散热材料层2连接。
[0033]所述铜板7的厚度为1mm-2mm，所述铜带8的厚度为0.5mm-1mm。
[0034]将所述铜带8与芯片3接触的面研磨，消除偏差，加大了铜带8与芯片3接触的面积。同时通过进一步减薄与芯片3接触面的铜带8的厚度，减缓铜带8与芯片3结合时的机械应力，进一步提高可靠性。
[0035]实施例三
[0036]如图1、图7所示，本专利技术提供一种功率半导体模块，包括金属底板1、绝缘散热材料层2、芯片3、绑定板4、硅胶5、外壳6，所述绑定板4包括铜板7、铜带8，所述铜板7通过焊接与铜带8连接，所述绑定板4用于各部件的电路连接，所述金属底板1通过焊锡与绝缘散热材料层2连接，所述芯片3通过焊锡与绝缘散热材料层2连接，所述芯片3与铜带8连接，所述铜带8与绝缘散热材料层2连接。
[0037]进一步来说，所述外壳6与金属底板1通过点胶工艺连接。
[0038]进一步来说，所述硅胶5填充于外壳6内，防腐防潮，保护内部电路，对内部各部件进行高压隔离。
[0039]进一步来说，所述铜板7通过激光焊接、超音波焊接与铜带8连接。
[0040]进一步来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率半导体模块，包括金属底板(1)、绝缘散热材料层(2)、芯片(3)、绑定板(4)、硅胶(5)、外壳(6)，其特征在于：所述绑定板(4)包括铜板(7)、铜带(8)，所述铜板(7)通过焊接与铜带(8)连接，所述绑定板(4)用于各部件的电路连接，所述金属底板(1)通过焊锡与绝缘散热材料层(2)连接，所述芯片(3)通过焊锡与绝缘散热材料层(2)连接，所述芯片(3)与铜带(8)连接，所述铜带(8)与绝缘散热材料层(2)连接。2.如权利要求1所述的功率半导体模块，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁小广，
申请(专利权)人：无锡利普思半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：