一种低电感大功率半导体模块制造技术

一种低电感大功率半导体模块，涉及半导体技术领域。包括壳体、绝缘基板、功率芯片、键合线、正电极、负电极和输出电极；所述绝缘基板固定设置在底板上，包括间隔设置的上半桥绝缘基板和下半桥绝缘基板；所述功率芯片键合在绝缘基板的顶部；所述绝缘基板的顶部设有与之电性连接的扁平连接桥。本案利用功率回路的扁平连接桥，与下方的电流流向相反，利用电磁原理、磁路互消原理，降低了模块的寄生电感。降低了模块的寄生电感。降低了模块的寄生电感。

【技术实现步骤摘要】
一种低电感大功率半导体模块


[0001]本专利技术涉及功率半导体
，尤其涉及一种低电感大功率半导体模块。

技术介绍

[0002]功率半导体技术在当今快速发展的工业领域占有非常重要的地位，功率模块作为功率半导体技术的代表，已广泛应用于电动汽车，光伏发电，风力发电，工业变频等行业。随着我国工业的崛起，功率半导体模块有着更加广阔的市场前景。
[0003]为了提升电力电子系统的工作效率，要求功率模块具有更高的开关频率，但是传统封装结构的寄生电感较大，在功率半导体器件开关时造成较大的电压过冲，增加了功率器件过压击穿的风险，限制了功率模块开关频率的进一步提高。寄生电感一直都是电力电子器件应用中需要克服的主要难题，尤其是高频、大功率应用场合。
[0004]现有的主流功率模块，包括外框、底板、绝缘基板、功率芯片、键合线、功率端子等。三块绝缘基板通过焊接设置在底板上方，每块绝缘基板的上方焊接有若干功率芯片，绝缘基板的铜层与芯片形成电连接；芯片的正面通过键合线与绝缘基板的铜层形式电连接。功率回路均依赖于绝缘基板上表面铜层，使得功率半导体的功率密度难以进一步提升；同时功率回路的寄生电感较大，无法满足快速开关动作，不适合用高频应用场合。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对以上问题，提供了一种降低模块的寄生电感，提高功率密度的一种低电感大功率半导体模块。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种低电感大功率半导体模块，包括壳体、绝缘基板、功率芯片、键合线、正电极、负电极和输出电极；所述绝缘基板固定设置在底板上，包括间隔设置的上半桥绝缘基板和下半桥绝缘基板；所述功率芯片键合在绝缘基板的顶部；所述绝缘基板的顶部设有与之电性连接的扁平连接桥。
[0007]具体的，所述扁平连接桥设置在所述下半桥绝缘基板的顶部；所述扁平连接桥的左侧引脚与上半桥绝缘基板连接，右侧引脚与正电极电连接。
[0008]具体的，所述扁平连接桥设置在所述上半桥绝缘基板的顶部；所述扁平连接桥的左侧引脚与下半桥绝缘基板连接，右侧引脚与所述负电极电连接。
[0009]具体的，所述扁平连接桥包括依次连接的左侧引脚，连接桥本体和右侧引脚；所述左侧引脚的个数不少于一只，与上半桥绝缘基板或下半桥绝缘基板连接；所述连接桥本体与键合线顶部设有间距；所述右侧引脚的个数不少于一只，与下半桥绝缘基板或上半桥绝缘基板连接。
[0010]具体的，所述扁平连接桥上设有若干从下半桥绝缘基板方向向上半桥绝缘基板方向延伸的矩形孔。
[0011]具体的，若干所述矩形孔间隔均布设置。
[0012]具体的，所述矩形孔上设有若干间隔设置的圆形孔一。
[0013]具体的，所述扁平连接桥上设有若干从下半桥绝缘基板方向向上半桥绝缘基板方向延伸的圆形孔二。
[0014]具体的，若干所述矩形孔之间的间隔从中部向两侧递增。
[0015]具体的，若干所述矩形孔的宽度从中部向两侧依次递减。
[0016]本专利技术有益效果：1）本专利技术利用功率回路的扁平连接桥，与下方的电流流向相反，利用电磁原理、磁路互消原理，降低了模块的寄生电感。
[0017]2）本案功率回路不完全依赖于绝缘基板上表面铜层，因此可以设置更多的功率半导体芯片，从而实现了更大电流规格，增加了功率密度。
附图说明
[0018]图1是本专利技术外部立体结构示意图，图2是本专利技术内部立体结构示意图，图3是扁平连接桥连接状态立体结构示意图一，图4是扁平连接桥连接状态立体结构示意图二，图5是扁平连接桥连接状态立体结构示意图三，图6是上半桥绝缘基板和下半桥绝缘基板设置状态立体结构示意图，图7是扁平连接桥结构设计一的立体结构示意图，图8是扁平连接桥结构设计二的立体结构示意图，图9是扁平连接桥结构设计三的立体结构示意图，图10是扁平连接桥结构设计四的立体结构示意图，图11是扁平连接桥结构设计五的立体结构示意图，图12是功率半导体模块功率回路电流流向示意图；图中100是底板，200是绝缘基板，210是上半桥绝缘基板，211是第一金属层一，220是下半桥绝缘基板，221是第二金属层一，300是功率芯片，310是上半桥功率半导体芯片，311是IGBT芯片一，312是FRD芯片一，320是下半桥功率半导体芯片，321是IGBT芯片二，322是FRD芯片二，400是键合线，500是扁平连接桥，510是矩形孔，511是圆形孔一，520是圆形孔二，530是左侧引脚，540是右侧引脚，610是正电极，620是负电极，630是输出电极。
具体实施方式
[0019]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0020]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、
ꢀ“
下”、
ꢀ“
左”、
ꢀ“
右”、
ꢀ“
竖直”、
ꢀ“
水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，除非另有说明，
ꢀ“
多个”的含义是两个或两个以上。
[0021]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、
ꢀ“
相连”、
ꢀ“
连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接 ；可以是机械连接，也可以是电连接 ；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0022]本专利技术如图1
‑
12所示；一种低电感大功率半导体模块，包括由壳体（壳体包括外框，底板100和顶盖）、绝缘基板200、功率芯片300、键合线400、正电极、负电极和输出电极；所述绝缘基板200固定设置在底板100上，包括间隔设置的上半桥绝缘基板210和下半桥绝缘基板220；所述功率芯片300键合在绝缘基板的顶部；所述绝缘基板的顶部设有与之电性连接的扁平连接桥500。
[0023]进一步限定，所述扁平连接桥500设置在所述下半桥绝缘基板220的顶部；所述扁平连接桥500的左侧引脚530与上半桥绝缘基板210连接，右侧引脚540与正电极电连接。
[0024]参照图6所示，功率半导体模块有两块绝缘基板，其中左侧为上半桥绝缘基板210，右侧为下半桥绝缘基板220，扁平连接桥500设置在下半桥绝缘基板220的上方。下半桥绝缘基板220与扁平连接桥500之间设置有下半桥功率半导体芯片320和键合线400，其中下半桥功率半导体芯片320焊接在右侧绝缘基板的相应铜层上，下半桥功率半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低电感大功率半导体模块，其特征在于，包括壳体、绝缘基板、功率芯片、键合线、正电极、负电极和输出电极；所述绝缘基板固定设置在底板上，包括间隔设置的上半桥绝缘基板和下半桥绝缘基板；所述功率芯片焊接在绝缘基板的顶部；所述绝缘基板的顶部设有与之电性连接的扁平连接桥。2.根据权利要求1所述的一种低电感大功率半导体模块，其特征在于，所述扁平连接桥设置在所述下半桥绝缘基板的顶部；所述扁平连接桥的左侧引脚与上半桥绝缘基板连接，右侧引脚与正电极电连接。3.根据权利要求1所述的一种低电感大功率半导体模块，其特征在于，所述扁平连接桥设置在所述上半桥绝缘基板的顶部；所述扁平连接桥的左侧引脚与下半桥绝缘基板连接，右侧引脚与所述负电极电连接。4.根据权利要求1所述的一种低电感大功率半导体模块，其特征在于，所述扁平连接桥包括依次连接的左侧引脚，连接桥本体和右侧引脚；所述左侧引脚的个数不少于一只，与上半桥绝缘基板或下半桥绝缘基板连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：金晓行，王玉林，李冯，王毅，
申请(专利权)人：江苏扬杰半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：