基于芯片三维排列的微型窄脉冲大功率输出模块制造技术

本实用新型专利技术涉及基于芯片三维排列的微型窄脉冲大功率输出模块，模块内部设置可将多个功率IGBT芯片或功率MOSFET芯片并联安装于其上的并联单板，多个并联单板层叠串联连接形成模块的芯体结构，该模块通过功率IGBT芯片或功率MOSFET芯片的并联、串联来满足对通态电流和断态电压的要求；并联单板上的各芯片间的同极分别采用金属板互连，整个模块内部的芯片采用三维排列，通过合理的芯片排布及金属互连结构设计，显著提高了体功率密度，在实现模块微型化的基础上，能满足一些特定领域的窄脉冲大功率应用需求。率应用需求。率应用需求。

【技术实现步骤摘要】
基于芯片三维排列的微型窄脉冲大功率输出模块


[0001]本技术涉及功率半导体器件封装领域，具体涉及基于芯片三维排列的微型窄脉冲大功率输出模块。

技术介绍

[0002]在一般的电源模块或脉冲电源模块中，通常需要将数个IGBT芯片、续流二极管芯片焊接或粘结在一块单面陶瓷基板上，通过陶瓷基板上的敷铜层以及键合铝线完成芯片与芯片之间、芯片与引出端子之间的连接。这是典型的芯片的二维排列。陶瓷基板的另一面通常粘结一层厚金属板，该金属板外露的一面是外接散热器的接触面。一个典型的现有产品三相逆变器模块的封装布局如图1（a）至图1（c）所示，其中，图1 (a)为内部陶瓷板的布局，其中有6颗IGBT芯片、6颗续流二极管芯片，图1 (b)为该产品的封装外形，其封装外形尺寸为107*45*20mm，图1 (c)为电路图。
[0003]很多应用场合需要提供极高峰值、极窄宽度的脉冲电流或脉冲功率，例如脉冲电弧焊、电火花加工、高功率电源、高功率微波、高功率激光、高能粒子束、航空航天等尖端领域，其使用的电源为满足这些特殊领域要求的各种脉冲功率电源，需要输出上千安培的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于芯片三维排列的微型窄脉冲大功率输出模块，包括外壳、外露的接线端子以及外壳内部的芯体，其特征在于：所述芯体包括多个层叠互连的并联单板，所述并联单板包括第一金属板、第二金属板、门极互连板、IGBT芯片及续流二极管芯片，第一金属板将多个IGBT芯片的集电极及续流二极管芯片的阴极互连，第二金属板将多个IGBT芯片的发射极及续流二极管芯片的阳极互连，门极互连板将多个IGBT芯片的门极互连；外露的接线端子包括模块的集电极端子C和发射极端子E、从每个并联单板的第二金属板上引出的发射极端子e和从每个并联单板的门极互连板上引出的门极端子g；多个并联单板层叠互连时，位于上一层的并联单板的第一金属板与相邻下一层的并联单板的第二金属板互连，发射极端子E从最上层的并联单板的第二金属板上引出，集电极端子C从最下层的并联单板的第一金属板上引出。2.基于芯片三维排列的微型窄脉冲大功率输出模块，包括外壳、外露的接线端子以及外壳内部的芯体，其特征在于：所述芯体包括多个层叠互连的并联单板，外露的接线端子包括模块的集电极端子C和发射极端子E、从每个并联单板引出的发射极端子e和从每个并联单板引出的门极端子g；每个并联单板包括第一金属板、门极互连板、IGBT芯片及续流二极管芯片，第一金属板将多个IGBT芯片的集电极及续流二极管芯片的阴极互连，门极互连板将多个IGBT芯片的门极互连；多个并联单板层叠互连时，位于最上层的并联单板上还设有第二金属板，第二金属板将该并联单板上的多个IGBT芯片的发射极及续流二极管的阳极互连；模块的发射极端子E从最上层的并联单板的第二金属板上引出，模块的集电极端子C从最下层的并联单板的第一金属板上引出，每个并联单板的门极互连板引出门极端子g；最上层的并联单板下方层叠的多个并联单板中，位于上一层并联单板的第一金属板底部与相邻下一层并联单板上的多个IGBT芯片的发射极及续流二极管芯片的阳极互连，且位于上一层并联单板的第一金属板上还引出发射极端子e。3.根据权利要求1或2所述的基于芯片三维排列的微型窄脉冲大功率输出模块，其特征在于：所述模块的集电极端子C和发射极端子E、每个并联单板的发射极端子e和门极端子g均排列于外壳的同一端面，集电极端子C和发射极端子E上下对齐且位于所在外壳端面的一端，所有的发射极端子e上下对齐且位于所在外壳端面的另一端，所有的门极端子g上下对齐且位于所在外壳端面的中间。4.根据权利要求1或2所述的基于芯片三维排列的微型窄脉冲大功率输出模块，其特征在于：所述并联单板上的IGBT芯片沿第一金属板的长度方向对称排布成两列，沿第一金属板的宽度方向对称排布成m行，且其列间距大于行间距，每行中的两颗IGBT芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永恒，保爱林，顾在意，王文波，李成，张翼飞，庄须叶，
申请(专利权)人：山东宝乘电子有限公司，
类型：新型
国别省市：