一种半导体功率模块制造技术

本实用新型专利技术提供了一种半导体功率模块，半导体功率模块包括：金属基底，形成半导体功率模块的底层；半导体芯片，固定安装于金属基底上；第一层压膜，覆盖于金属基底的上底面和/或下底面上未设置有半导体芯片的部分区域；金属箔片，贴设于第一层压膜上，并与金属基底电隔离，其中，金属箔片在金属基底的射影方向上的尺寸小于第一层压膜在金属基底的射影方向上的尺寸；电连接引线，两端分别连接半导体芯片的引脚以及金属箔片，并与金属基底电隔离。采用上述技术方案后，可实现采用金属基底的半导体模块内部高灵活度的信号电路布线以实现多芯片并联及平台化设计。芯片并联及平台化设计。芯片并联及平台化设计。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体功率模块


[0001]本技术涉及半导体设备领域，尤其涉及一种半导体功率模块。

技术介绍

[0002]在制备半导体设备时，最为重要的需制备一半导体功率模块，其基底常选择直接覆铜陶瓷基板(direct bonded copper,DBC)或活性金属钎焊陶瓷基板(active metal bonding,AMB)。常规DBC基板由于其铜层较薄，因此瞬态热阻抗较大，限制了功率模块的短时电流输出能力。而DBC基板受限于热膨胀系数(coefficient ofthermal expansion，CTE)不匹配的问题，如果加大基底的铜厚以降低瞬态热阻抗，容易造成陶瓷基板翘曲的问题且损害模块的长期可靠性。且DBC基板内氧化铝材料的热导率低，限制了水平方向的热扩散。而若使用氮化硅或氮化铝材料则带来更高的成本。
[0003]因此，在常见的提高功率模块散热能力的配置中，可使用厚铜基板制备功率模块。但其缺陷是由于厚铜基板是一个完整的导体，没有与DBC基板相似的可承载蚀刻电路的基底，因此无法在厚铜基板上灵活进行电路的布线，为芯片的信号管脚提供专用的导电路径。因此在常见的以厚铜基板为基底配置的功率模块中，芯片的信号管脚只能通过引线键合的方式连接至距离对应信号管脚最近的位于引线框架上的外部端子。该配置方式局限了功率模块中需要使用信号引脚的芯片的布局方式，使得设计者难以以最优化的方式改良布局以优化功率模块的电气性能、导热性能。
[0004]因此，需要一种新型半导体功率模块，可在厚铜基板上实现芯片控制信号电路的灵活布置以实现灵活的多芯片并联以及功率模块的平台化设计。

技术实现思路

[0005]为了克服上述技术缺陷，本技术的目的在于提供一种半导体功率模块，实现半导体模块内部高灵活度的多芯片并联及平台化设计。
[0006]本技术公开了一种半导体功率模块，半导体功率模块包括：
[0007]金属基底，形成半导体功率模块的底层；
[0008]半导体芯片，固定安装于金属基底上；
[0009]第一层压膜，覆盖于金属基底的上底面和/或下底面上未设置有半导体芯片的部分区域；
[0010]金属箔片，贴设于第一层压膜上，并与金属基底电隔离，其中，金属箔片在金属基底的射影方向上的尺寸小于第一层压膜在金属基底的射影方向上的尺寸；
[0011]电连接引线，两端分别连接半导体芯片的引脚以及金属箔片，并与金属基底电隔离。
[0012]优选地，第一层压膜的边缘延展至半导体芯片的边缘，或第一层压膜的边缘延展靠近于半导体芯片的边缘。
[0013]优选地，金属箔片包括第一铜箔和第二铜箔；
[0014]第一铜箔沿金属基底的宽度方向上远离半导体芯片的距离，小于第二铜箔沿金属基底的宽度方向上远离半导体芯片的距离，且第一铜箔和第二铜箔沿金属基底的长度方向延伸。
[0015]优选地，半导体芯片至少包括第一芯片和第二芯片；
[0016]第一芯片包括至少第一信号引脚和第二信号引脚，第一信号引脚和第二信号引脚在金属基底的长度方向上排列；
[0017]第二芯片包括至少第三信号引脚和第四信号引脚，第三信号引脚和第四信号引脚在金属基底的长度方向上排列；
[0018]电连接引线至少包括第一连接线、第二连接线、第三连接线、第四连接线；
[0019]第一芯片的第一信号引脚经第一连接线电连接至第一铜箔的第二端；
[0020]第一芯片的第二信号引脚经第二连接线电连接至第二铜箔的第一端；
[0021]第二芯片的第三信号引脚经第三连接线电连接至第一铜箔；
[0022]第二芯片的第四信号引脚经第四连接线电连接至第二铜箔。
[0023]优选地，第二铜箔靠近于第一芯片的第一端向着第一芯片延伸，使得第一端呈L型；
[0024]第一连接线电连接于第一端处；
[0025]第一铜箔靠近于第一芯片的第二端呈直线型，第二连接线电连接至第二端处。
[0026]优选地，第三连接线和第四连接线分别电连接至第一铜箔和第二铜箔的中部，且第三连接线和第四连接线的连接位置不平行于金属基底的长度方向。
[0027]优选地，引脚突出于半导体芯片上远离于金属基底的表面。
[0028]优选地，电连接引线由铜、铝或金制成。
[0029]优选地，金属基底由铜制成。
[0030]优选地，金属基底由铜合金制成。
[0031]采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0032]1.采用厚铜基板可有效提高半导体功率模块上的芯片横向热扩散，降低瞬时热应力；
[0033]2.通过层压绝缘膜和铜箔在厚铜基板上实现与厚铜基板电隔离的信号电路，以实现功率模块内部多半导体芯片并联的灵活布局，提高厚铜基板模块的设计灵活性和平台性；3.可通过CTE与金属匹配的层压膜材料提高模块的可靠性。
附图说明
[0034]图1为符合本技术一优选实施例中半导体功率模块的俯视图；
[0035]图2为符合本技术一优选实施例中半导体功率模块的侧视图。
[0036]附图标记：
[0037]10
‑
半导体功率模块、11
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金属基底、12
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半导体芯片、13
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第一层压膜、14
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金属箔片、15
‑
电连接引线。
具体实施方式
[0038]以下结合附图与具体实施例进一步阐述本技术的优点。
[0039]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0040]在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0041]应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
[0042]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体功率模块，其特征在于，所述半导体功率模块包括：金属基底，形成所述半导体功率模块的底层；半导体芯片，固定安装于所述金属基底上；第一层压膜，覆盖于所述金属基底的上底面和/或下底面上未设置有所述半导体芯片的部分区域；金属箔片，贴设于所述第一层压膜上，并与所述金属基底电隔离，其中，所述金属箔片在金属基底的射影方向上的尺寸小于所述第一层压膜在金属基底的射影方向上的尺寸；电连接引线，两端分别连接所述半导体芯片的引脚以及金属箔片，并与所述金属基底电隔离。2.如权利要求1所述的半导体功率模块，其特征在于，所述第一层压膜的边缘延展至所述半导体芯片的边缘，或所述第一层压膜的边缘延展靠近于所述半导体芯片的边缘。3.如权利要求1所述的半导体功率模块，其特征在于，所述金属箔片包括第一铜箔和第二铜箔；所述第一铜箔沿所述金属基底的宽度方向上远离所述半导体芯片的距离，小于所述第二铜箔沿所述金属基底的宽度方向上远离所述半导体芯片的距离，且所述第一铜箔和第二铜箔沿所述金属基底的长度方向延伸。4.如权利要求3所述的半导体功率模块，其特征在于，所述半导体芯片至少包括第一芯片和第二芯片；所述第一芯片包括至少第一信号引脚和第二信号引脚，第一信号引脚和第二信号引脚在所述金属基底的长度方向上排列；所述第二芯片包括至少第三信号引脚和第四信号引脚，第三信号引脚和第四信号引脚在...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁乙中，
申请(专利权)人：臻驱科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：