一种功率半导体模块制造技术

本申请公开了一种功率半导体模块，主要解决现有功率半导体模块与散热器之间无法紧密贴合的从而影响散热效果的问题。该功率半导体模块包括基板；框架，所述框架位于所述基板上并环绕所述基板；外壳，所述外壳覆盖所述基板与所述框架的组合体；其中，所述外壳、所述框架以及所述基板围成一个空腔，所述外壳的顶面包括弹性梁，所述弹性梁向所述基板施加向下的力，使所述基板与散热器紧密贴合。使所述基板与散热器紧密贴合。使所述基板与散热器紧密贴合。

【技术实现步骤摘要】
一种功率半导体模块


[0001]本技术涉及半导体
，具体涉及一种功率半导体模块。

技术介绍

[0002]目前，节能减排的要求越来越高，功率半导体模块由其独特的优势被广泛应用于工业变频、光伏、电焊机、风电、电动汽车等领域。随着应用范围越来越广，应用环境越来越严酷，现有的封装形式满足不了更多的拓扑结构，且散热不足也是功率半导体模块使用过程中出现的重要问题。功率半导体模块一般是将一个或多个芯片通过焊接等方式与双面覆铜陶瓷基板(DBC)连接在一起，芯片之间的端子也会一起焊接，芯片之间通过金属键合线(铜线、铝线)连接在一起，和端子共同形成电路。然后使用密封胶将之前安装在一起的组件和外壳组装起来形成一个空腔，在腔体内灌绝缘硅胶用来隔离各个元件，形成功率半导体模块。
[0003]随着技术的不断发展，现有的功率半导体模块也根据需求的不同越来越多样化，但总体上功率半导体模块还是在向大容量化、紧凑化、高频化等方向不断发展，伴随于此，半导体元件的发热功率也越来越大，因此，对于功率半导体模块的冷却性能的要求也越来越高。
[0004]在通常的冷却结构中，其结构本身的散热能力十分重要，但是其与功率半导体模块的连接及贴合是否紧密也对热量的传导具有很大的影响，现阶段的功率半导体模块在使用时，通常会遇到因为基板翘曲或其他原因导致的基板与散热器无法完全贴合，从而导致散热能力变差，无法实现有效散热，导致功率半导体模块长期在过高温度下运行，不仅增加了功耗，还会折损功率半导体模块的寿命，增加功率半导体模块损坏的几率。进一步地，现有的功率半导体模块，其端子位置和数量也受限，无法实现更多的电路拓扑。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术提供一种功率半导体模块，其通过弹性梁结构压紧基板，使基板与散热器紧密贴合，改善散热效果；通过合理布置弹性梁，腾出更多空间实现更多的电路拓扑。
[0006]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0007]本技术提供一种功率半导体模块，其特征在于，包括：基板；框架，所述框架位于所述基板上并环绕所述基板；外壳，所述外壳覆盖所述基板与所述框架的组合体；其中，所述外壳、所述框架以及所述基板围成一个空腔，所述外壳的顶面包括弹性梁，所述弹性梁向所述基板施加向下的力，使所述基板与散热器紧密贴合。
[0008]优选地，所述基板包括覆铜陶瓷基板，所述基板上还包括功率半导体芯片。
[0009]优选地，所述功率半导体芯片包括绝缘栅双极型晶体管和快恢复二极管的组合或逆导型绝缘栅双极型晶体管中的至少一种。
[0010]优选地，所述弹性梁位于所述功率半导体模块的第一轴线上，所述第一轴线为沿
所述功率半导体模块长边方向的对称轴，所述弹性梁的两侧还包括伴生槽，所述伴生槽将所述弹性梁与所述外壳的至少部分区域相分离。
[0011]优选地，所述弹性梁包括两个，两个所述弹性梁对称设置在所述第一轴线上。
[0012]优选地，所述外壳的顶面还包括灌注孔，所述灌注孔靠近所述外壳的中心，所述灌注孔对称设置在两个所述弹性梁之间。
[0013]优选地，所述灌注孔为两个，两个所述灌注孔对称设置在两个所述弹性梁之间，所述灌注孔为圆角矩形。
[0014]优选地，所述灌注孔为两个，两个所述灌注孔对称设置在两个所述弹性梁之间，所述灌注孔在靠近所述弹性梁的一侧与所述伴生槽相连通。
[0015]优选地，所述灌注孔为两个，两个所述灌注孔对称设置在两个所述弹性梁之间，所述灌注孔为圆角矩形，所述灌注孔在靠近所述弹性梁的一侧具有朝向所述弹性梁方向突出的豁口。
[0016]优选地，所述框架包括横梁，所述横梁沿所述功率半导体模块的第二轴线设置，所述第二轴线与所述第一轴线相垂直，所述第二轴线为沿所述功率半导体模块短边方向的对称轴，所述横梁上具有凸起。
[0017]优选地，所述外壳的顶面内侧具有凸块，所述凸块与所述横梁上的凸起相对应。
[0018]优选地，所述弹性梁的下表面包括压块，所述压块底部与所述基板相接触。
[0019]优选地，所述基板为两块，所述压块与每块所述基板的中心相对应。
[0020]优选地，所述压块的高度大于所述外壳顶面内侧面与所述基板上表面之间的距离。
[0021]优选地，所述框架包括连接柱，所述连接柱穿过所述外壳的框架连接孔与所述外壳相连。
[0022]优选地，所述框架还包括定位柱，所述定位柱与所述外壳的定位孔相匹配。
[0023]优选地，所述外壳的顶面还包括端子通孔，所述连接端子的至少部分从所述端子通孔中穿出。
[0024]优选地，所述外壳还包括安装孔，螺栓穿过所述安装孔将所述功率半导体模块固定。
[0025]优选地，所述框架在所述安装孔对应的位置具有缺口，以避让所述螺栓，使所述功率半导体模块在固定阶段，所述框架不随所述螺栓发生移动或形变。
[0026]本技术提供的功率半导体模块，其外壳具有弹性梁设计，通过弹性梁产生的弹力，压紧功率半导体模块中的基板，使基板与散热器之间紧密贴合，从而改善整体散热效果。通过合理布置弹性梁结构与灌注孔，增加了连接端子的布置位置和数量，实现了更多的电路拓扑。
附图说明
[0027]通过以下参照附图对本技术实施例的描述，本技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0028]图1是本技术第一实施例的功率半导体模块爆炸示意图；
[0029]图2是本技术第一实施例的功率半导体模块的立体示意图；
[0030]图3是本技术第一实施例的功率半导体模块的纵向剖面图；
[0031]图4是本技术第一实施例的功率半导体模块的外壳的俯视图；
[0032]图5是本技术第一实施例的功率半导体模块的外壳背面的示意图；
[0033]图6是本技术第一实施例的功率半导体模块的框架的俯视图；
[0034]图7是本技术第一实施例的功率半导体模块的框架的立体示意图；
[0035]图8是本技术第二实施例的功率半导体模块的外壳的俯视图；
[0036]图9是本技术第三实施例的功率半导体模块的外壳的俯视图。
具体实施方式
[0037]以下基于实施例对本技术进行描述，但是本技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本技术。为了避免混淆本技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。
[0038]图1是本技术第一实施例的功率半导体模块爆炸示意图；图中该功率半导体模块100包括外壳110、框架120和基板130，其中，基板130例如为左右两块，基板130上设置有多个功率半导体芯片131，功率半导体芯片131包括绝缘栅双极型晶体管和快恢复二极管的组合或逆导型绝缘栅双极型晶体管中的至少一种，基板130的部分铜层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率半导体模块，其特征在于，包括：基板；框架，所述框架位于所述基板上并环绕所述基板；外壳，所述外壳覆盖所述基板与所述框架的组合体；其中，所述外壳、所述框架以及所述基板围成一个空腔，所述外壳的顶面包括弹性梁，所述弹性梁向所述基板施加向下的力，使所述基板与散热器紧密贴合。2.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，所述基板包括覆铜陶瓷基板，所述基板上还包括功率半导体芯片。3.根据权利要求2所述的功率半导体模块，其特征在于，所述功率半导体芯片包括绝缘栅双极型晶体管和快恢复二极管的组合或逆导型绝缘栅双极型晶体管中的至少一种。4.根据权利要求1所述功率半导体模块，其特征在于，所述弹性梁位于所述功率半导体模块的第一轴线上，所述第一轴线为沿所述功率半导体模块长边方向的对称轴，所述弹性梁的两侧还包括伴生槽，所述伴生槽将所述弹性梁与所述外壳的至少部分区域相分离。5.根据权利要求4所述的功率半导体模块，其特征在于，所述弹性梁包括两个，两个所述弹性梁对称设置在所述第一轴线上。6.根据权利要求5所述的功率半导体模块，其特征在于，所述外壳的顶面还包括灌注孔，所述灌注孔靠近所述外壳的中心，所述灌注孔对称设置在两个所述弹性梁之间。7.根据权利要求6所述的功率半导体模块，其特征在于，所述灌注孔为两个，两个所述灌注孔对称设置在两个所述弹性梁之间，所述灌注孔为圆角矩形。8.根据权利要求6所述的功率半导体模块，其特征在于，所述灌注孔为两个，两个所述灌注孔对称设置在两个所述弹性梁之间，所述灌注孔在靠近所述弹性梁的一侧与所述伴生槽相连通。9.根据权利要求6所述的功率半导体模块，其特征在于，所述灌注孔为两个，两个所述灌注孔对称设置在两个所述弹性梁之间，所述灌...

【专利技术属性】
技术研发人员：安明明，雷鸣，尹芹芹，方伟锋，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：