一种高功率开关模块制造技术

技术编号:40506652 阅读:6 留言:0更新日期:2024-03-01 13:21
本技术公开了一种高功率开关模块,涉及半导体技术领域,解决了现有的功率半导体模块可靠性低的技术问题。该模块包括:DBC陶瓷基板、以及设置在所述DBC陶瓷基板上的正极端子、负极端子和多个芯片模块;多个芯片首尾串联连接,所述正极端子与所述多个芯片模块的首个芯片模块连接,所述负极端子与所述多个芯片模块的最后一个芯片模块连接。本技术中的正极端子、负极端子及多个芯片模块串联连接,能够减小模块中的杂散电感,将电压分压,适用于大功率应用场景,提高开关模块的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体,尤其涉及一种高功率开关模块


技术介绍

1、功率半导体模块,也被称为电力电子器件,其一般起着功率处理的作用,是具有处理高电压,大电流能力的半导体器件,包括变频、变压、变流、功率管理等。

2、在现有的大功率半导体器件中,当电压超过2kv以上时,由于承受不了过大的功率导致器件被击穿或者损坏,为适应更多的高功率应用场景,现有模块通常采用多芯片串并联的方式进行设计,但多芯片串并联的模块杂散电感会影响功率半导体器件的可靠性。现有的功率半导体器件的功率端子往往采用插针、贴片等形式,将其焊接在pcb板的预定位置上,但由于pcb板较为光滑,在焊接过程中会不可避免地产生一定误差,使得功率模块不能准确的焊接在预想的指定位置上,降低了产品的可靠性。因此,现有的功率半导体模块具有过压过流能力弱、杂散电感较大,不能准确焊接在预定位置导致产品可靠性低等问题。

3、在实现本技术过程中,专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题:

4、现有的功率半导体模块可靠性低。


技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种高功率开关模块,以解决现有技术中存在的功率半导体模块可靠性低的技术问题。本技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

2、为实现上述目的,本技术提供了以下技术方案:

3、本技术提供的一种高功率开关模块,其特征在于,包括:dbc陶瓷基板、以及设置在所述dbc陶瓷基板上的正极端子、负极端子和多个芯片模块;多个芯片首尾串联连接,所述正极端子与所述多个芯片模块的首个芯片模块连接,所述负极端子与所述多个芯片模块的最后一个芯片模块连接。

4、优选的,所述dbc陶瓷基板包括陶瓷层、第一覆铜层和第二覆铜层,所述陶瓷层设置在所述第一覆铜层和第二覆铜层之间,所述正极端子、负极端子和多个芯片模块均设置在所述第二覆铜层上。

5、优选的,所述第二覆铜层上刻蚀有负极端子铜层和多个芯片模块铜层,所述负极端子设置在所述负极端子铜层上,所述多个芯片模块中的每个芯片模块设置在一个芯片模块铜层上,所述正极端子设置在第一个芯片模块对应的芯片模块铜层上。

6、优选的,每个所述芯片模块均包括第一功率芯片、第二功率芯片、门极控制端子和采样端子;每个所述芯片模块铜层均包括芯片铜层、门极控制端子铜层和采样端子铜层;

7、在每个所述芯片模块对应的芯片模块铜层中,所述第一功率芯片和第二功率芯片均设置在所述芯片铜层上,所述门极控制端子设置在所述门极控制端子铜层上,所述采样端子设置在所述采样端子铜层上。

8、优选的,在每个所述芯片模块中,所述门极控制端子铜层通过键合线与第一功率芯片的门极连接,所述采样端子铜层通过键合线与第一功率芯片上除门极之外的位置连接;

9、在相邻两个所述芯片模块中,相邻两个所述第一功率芯片串联连接,相邻两个所述第二功率芯片串联连接。

10、优选的,在每个所述芯片模块对应的所述芯片模块铜层中,所述第一功率芯片、第二功率芯片通过焊料以真空回流焊的方式与所述芯片铜层焊接,所述门极控制端子和采样端子通过焊料粘接或真空回流焊的方式分别与所述门极控制端子铜层和采样端子铜层连接;

11、所述正极端子和负极端子通过焊料粘接或真空回流焊的方式分别与所述第一个芯片模块铜层和负极端子铜层连接。

12、优选的,每个所述芯片模块铜层上的门极控制端子铜层和采样端子铜层位于所述第二覆铜层的侧边,多个所述芯片模块铜层上的门极控制端子和采样端子呈船桨型排列。

13、优选的,所述门极控制端子和采样端子为长条形,所述正极端子和负极端子为片状形,所述正极端子、负极端子和多个芯片模块的排列形状为平面u型。

14、优选的,所述陶瓷层、第一覆铜层和第二覆铜层之间通过平面陶瓷衬底工艺热压、焊接或低温烧结连接。

15、优选的,所述第二覆铜层上设有封装胶体,所述封装胶体包裹住所述正极端子、负极端子、多个芯片模块、多个芯片模块铜层和负极端子铜层。

16、实施本技术上述技术方案中的一个技术方案,具有如下优点或有益效果:

17、本技术中的正极端子、负极端子及多个芯片模块串联连接,能够减小模块中的杂散电感,将电压分压,适用于大功率应用场景,提高开关模块的可靠性。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高功率开关模块,其特征在于,包括:DBC陶瓷基板(1)、以及设置在所述DBC陶瓷基板(1)上的正极端子(2)、负极端子(3)和多个芯片模块;多个芯片首尾串联连接,所述正极端子(2)与所述多个芯片模块的首个芯片模块连接,所述负极端子(3)与所述多个芯片模块的最后一个芯片模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种高功率开关模块,其特征在于,所述DBC陶瓷基板(1)包括陶瓷层(11)、第一覆铜层(12)和第二覆铜层(13),所述陶瓷层(11)设置在所述第一覆铜层(12)和第二覆铜层(13)之间,所述正极端子(2)、负极端子(3)和多个芯片模块均设置在所述第二覆铜层(13)上。

3.根据权利要求2所述的一种高功率开关模块,其特征在于,所述第二覆铜层(13)上刻蚀有负极端子铜层(14)和多个芯片模块铜层,所述负极端子(3)设置在所述负极端子铜层(14)上,所述多个芯片模块中的每个芯片模块设置在一个芯片模块铜层上,所述正极端子(2)设置在第一个芯片模块对应的芯片模块铜层上。

4.根据权利要求3所述的一种高功率开关模块,其特征在于,每个所述芯片模块均包括第一功率芯片(4)、第二功率芯片(5)、门极控制端子(6)和采样端子(7);每个所述芯片模块铜层均包括芯片铜层(15)、门极控制端子铜层(16)和采样端子铜层(17);

5.根据权利要求4所述的一种高功率开关模块,其特征在于,在每个所述芯片模块中,所述门极控制端子铜层(16)通过键合线(8)与第一功率芯片(4)的门极(41)连接,所述采样端子铜层(17)通过键合线(8)与第一功率芯片(4)上除门极(41)之外的位置连接;

6.根据权利要求4所述的一种高功率开关模块,其特征在于,在每个所述芯片模块对应的所述芯片模块铜层中,所述第一功率芯片(4)、第二功率芯片(5)通过焊料以真空回流焊的方式与所述芯片铜层(15)焊接,所述门极控制端子(6)和采样端子(7)通过焊料粘接或真空回流焊的方式分别与所述门极控制端子铜层(16)和采样端子铜层(17)连接;

7.根据权利要求4所述的一种高功率开关模块,其特征在于,每个所述芯片模块铜层上的门极控制端子铜层(16)和采样端子铜层(17)位于所述第二覆铜层(13)的侧边,多个所述芯片模块铜层上的门极控制端子(6)和采样端子(7)呈船桨型排列。

8.根据权利要求4所述的一种高功率开关模块,其特征在于,所述门极控制端子(6)和采样端子(7)为长条形,所述正极端子(2)和负极端子(3)为片状形,所述正极端子(2)、负极端子(3)和多个芯片模块的排列形状为平面U型。

9.根据权利要求2所述的一种高功率开关模块,其特征在于,所述陶瓷层(11)、第一覆铜层(12)和第二覆铜层(13)之间通过平面陶瓷衬底工艺热压、焊接或低温烧结连接。

10.根据权利要求2-9中任意一项所述的一种高功率开关模块,其特征在于,所述第二覆铜层(13)上设有封装胶体,所述封装胶体包裹住所述正极端子(2)、负极端子(3)、多个芯片模块、多个芯片模块铜层和负极端子铜层(14)。

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【技术特征摘要】

1.一种高功率开关模块,其特征在于,包括:dbc陶瓷基板(1)、以及设置在所述dbc陶瓷基板(1)上的正极端子(2)、负极端子(3)和多个芯片模块;多个芯片首尾串联连接,所述正极端子(2)与所述多个芯片模块的首个芯片模块连接,所述负极端子(3)与所述多个芯片模块的最后一个芯片模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种高功率开关模块,其特征在于,所述dbc陶瓷基板(1)包括陶瓷层(11)、第一覆铜层(12)和第二覆铜层(13),所述陶瓷层(11)设置在所述第一覆铜层(12)和第二覆铜层(13)之间,所述正极端子(2)、负极端子(3)和多个芯片模块均设置在所述第二覆铜层(13)上。

3.根据权利要求2所述的一种高功率开关模块,其特征在于,所述第二覆铜层(13)上刻蚀有负极端子铜层(14)和多个芯片模块铜层,所述负极端子(3)设置在所述负极端子铜层(14)上,所述多个芯片模块中的每个芯片模块设置在一个芯片模块铜层上,所述正极端子(2)设置在第一个芯片模块对应的芯片模块铜层上。

4.根据权利要求3所述的一种高功率开关模块,其特征在于,每个所述芯片模块均包括第一功率芯片(4)、第二功率芯片(5)、门极控制端子(6)和采样端子(7);每个所述芯片模块铜层均包括芯片铜层(15)、门极控制端子铜层(16)和采样端子铜层(17);

5.根据权利要求4所述的一种高功率开关模块,其特征在于,在每个所述芯片模块中,所述门极控制端子铜层(16)通过键合线(8)与第一功率芯片(4)的门极(4...

【专利技术属性】
技术研发人员:段金炽吴培杰廖光朝
申请(专利权)人:深圳云潼微电子科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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