【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，具体而言，涉及一种功率模块及其制造方法。
技术介绍
1、功率模块是控制电路工作状态，实现电路保护和逆变功能的重要半导体器件，被广泛应用于汽车、电器和工业设备等领域。功率模块包括通流基板和功率芯片，目前功率芯片通常采用金属键合线与通流基板连接，以实现电流的传输。
2、由于金属键合带来的物理冲击容易导致功率芯片失效，相关技术中通常在实施金属键合前先为功率芯片的源极烧结一层缓冲铜箔，以保护功率芯片，降低功率芯片在金属键合过程中的失效概率。但是，一方面，这种方式实施过程复杂，导致封装良率较低，且增加了功率模块的制造成本。另一方面，功率模块中功率芯片的数量较多，相应地，金属键合线的数量较多，导致功率模块内寄生电感较大，影响功率模块的性能。
技术实现思路
1、本专利技术解决的问题是如何降低功率模块的制造复杂度和制造成本，以及功率模块运行时的寄生电感。
2、为解决上述问题，本专利技术提供一种功率模块及其制造成本。
3、第一方面，本专利技术提供了一种功率模块，包括：
4、第一基板，所述第一基板上设置有功率芯片安装区域和功率芯片电极连接区域；
5、母排，包括母排主体和多个支臂，各个所述支臂分别与所述母排主体连接，且各个所述支臂相互平行；
6、多个功率芯片，各个所述功率芯片的第一极分别与所述功率芯片安装区域连接，各个所述功率芯片的第二极分别通过一个所述支臂连接至所述功率芯片电极连接区域。
7、可选
8、可选地，所述第一金属层包括第一上桥臂区域和第二上桥臂区域，所述第二金属层包括第一下桥臂区域和第二下桥臂区域，所述第一下桥臂区域和所述第二下桥臂区域位于所述第一上桥臂区域和所述第二上桥臂区域之间；
9、部分所述功率芯片的第一极与所述第一上桥臂区域连接，作为第一上桥臂；部分所述功率芯片的第一极与所述第二上桥臂区域连接，作为第二上桥臂；部分所述功率芯片的第一极与所述第一下桥臂区域连接，作为第一下桥臂；部分所述功率芯片的第一极与所述第二下桥臂区域连接，作为第二下桥臂；
10、所述第一上桥臂与所述第二上桥臂内通过电流的方向均为第一方向，所述第一下桥臂和所述第二下桥臂内通过电流的方向均为第二方向，所述第一方向与所述第二方向平行且相反。
11、可选地，所述功率芯片电极连接区域包括所述第一下桥臂区域、所述第二下桥臂区域和设置在所述第一基板上的第三金属层，所述母排的数量为多个，多个所述母排包括第一上桥臂母排、第二上桥臂母排、第一下桥臂母排和所述第二下桥臂母排；
12、所述第一上桥臂中的各个所述功率芯片的第二极分别通过所述第一上桥臂母排的一个所述支臂连接至所述第一下桥臂区域，所述第二上桥臂中的各个所述功率芯片的第二极分别通过所述第二上桥臂母排的一个所述支臂连接至所述第二下桥臂区域，所述第一下桥臂中的各个所述功率芯片的第二极分别通过所述第一下桥臂母排的一个所述支臂连接至所述第三金属层，所述第二下桥臂中的各个所述功率芯片的第二极分别通过所述第二下桥臂母排的一个所述支臂连接至所述第三金属层，所述第一上桥臂母排的所述支臂中通过电流的方向为第三方向，所述第二上桥臂母排的所述支臂中通过电流的方向为第四方向，所述第三方向与所述第四方向平行且相反。
13、可选地，所述第一上桥臂母排的各个所述支臂与所述第二上桥臂母排的各个所述支臂一一对应，所述第一下桥臂母排的各个所述支臂与所述第二下桥臂母排的各个所述支臂一一对应，相对应的两个所述支臂在同一条直线上。
14、可选地，一个所述支臂的两端分别朝向所述第一基板弯折形成连接部，所述连接部与所述第一基板平行，且所述连接部面向所述第一基板的一面设置有多个凸起，一个所述连接部与所述功率芯片的第二极连接，另一所述连接部与所述功率芯片安装区域连接。
15、可选地，还包括第二基板和多个电阻，所述电阻与所述功率芯片一一对应，各个所述电阻分别安装在所述第二基板上，所述电阻的一端与对应的所述功率芯片的第三极连接，所述电阻的另一端用于连接信号端子，所述第二基板所在的平面与所述第一基板所在的平面相交。
16、可选地，所述第二基板包括硬性线路板和多个第一柔性线路板，各个所述电阻分别安装在所述硬性线路板上，各个所述电阻分别通过一个所述柔性线路板连接至对应的所述功率芯片的第三极。
17、第二方面，本专利技术提供了一种功率模块的制造方法，其特征在于，应用于制造如第一方面所述的功率模块，所述功率模块的制造方法包括：
18、将多个功率芯片贴装到第一基板的功率芯片安装区域，将母排贴装到所述第一基板上，其中，所述母排的各个支臂的一端分别压贴在一个所述功率芯片的第二极上，各个所述支臂的另一端分别压贴在所述第一基板的功率芯片电极连接区域上。
19、可选地，所述功率模块还包括第二基板和多个电阻，所述第二基板包括硬性线路板和多个第一柔性线路板，所述第一柔性线路板与所述电阻一一对应；所述功率模块的制造方法包括：
20、将各个所述电阻贴装到所述硬性线路板上，将各个所述第一柔性线路板的一端分别与对应的所述电阻的一端焊接；
21、将所述硬性线路板固定在所述第一基板的一侧，将各个所述第一柔性线路板的另一端分别与一个所述功率芯片的第三极焊接，其中，所述硬性线路板所在的平面与所述第一基板所在的平面相交。
22、本专利技术的功率模块及其制造方法的有益效果是：功率模块包括第一基板、母排和多个功率芯片，功率芯片的第一极与第一基板上的功率芯片安装区域连接，即功率芯片安装在功率芯片安装区域内，功率芯片的第二极通过母排的一个支臂连接至第一基板上的功率芯片电极连接区域，以连通电流路径。相较于采用金属键合线，通过母排连接功率芯片和第一基板，母排可通过焊接等贴装方式进行安装，能够避免金属键合带来的物理冲击，进而降低功率芯片的失效概率。并且，不需要为功率芯片的源极烧结缓冲铜箔，减少了工艺步骤和材料成本，进而降低了功率模块的制造复杂度和制造成本。另外，母排包括母排主体和多个支臂，各个支臂分别与母排主体连接，使得与支臂连接的各个功率芯片能够通过母排主体实现连通，并且各个支臂平行，能够改善相邻的功率芯片件的寄生参数，进而降低功率模块运行时的寄生电感。
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1.一种功率模块，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述功率芯片安装区域包括设置在所述第一基板(1)上的第一金属层(11)和第二金属层(12)，一部分所述功率芯片(14)的第一极与所述第一金属层(11)连接，另一部分所述功率芯片(14)的第一极与所述第二金属层(12)连接，所述第一金属层(11)上各个所述功率芯片(14)之间通过电流的方向与所述第二金属层(12)上各个所述功率芯片(14)之间通过电流的方向平行且相反。
3.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于，所述第一金属层(11)包括第一上桥臂区域(111)和第二上桥臂区域(112)，所述第二金属层(12)包括第一下桥臂区域(121)和第二下桥臂区域(122)，所述第一下桥臂区域(121)和所述第二下桥臂区域(122)位于所述第一上桥臂区域(111)和所述第二上桥臂区域(112)之间；
4.根据权利要求3所述的功率模块，其特征在于，所述功率芯片电极连接区域包括所述第一下桥臂区域(121)、所述第二下桥臂区域(122)和设置在所述第一基板(1)上的第三金属层(
5.根据权利要求4所述的功率模块，其特征在于，所述第一上桥臂母排(51)的各个所述支臂(502)与所述第二上桥臂母排(52)的各个所述支臂(502)一一对应，所述第一下桥臂母排(53)的各个所述支臂(502)与所述第二下桥臂母排(54)的各个所述支臂(502)一一对应，相对应的两个所述支臂(502)在同一条直线上。
6.根据权利要求1至5任一项所述的功率模块，其特征在于，一个所述支臂(502)的两端分别朝向所述第一基板(1)弯折形成连接部，所述连接部与所述第一基板(1)平行，且所述连接部面向所述第一基板(1)的一面设置有多个凸起，一个所述连接部与所述功率芯片(14)的第二极连接，另一所述连接部与所述功率芯片安装区域连接。
7.根据权利要求1至5任一项所述的功率模块，其特征在于，还包括第二基板(2)和多个电阻(21)，所述电阻(21)与所述功率芯片(14)一一对应，各个所述电阻(21)分别安装在所述第二基板(2)上，所述电阻(21)的一端与对应的所述功率芯片(14)的第三极连接，所述电阻(21)的另一端用于连接信号端子(4)，所述第二基板(2)所在的平面与所述第一基板(1)所在的平面相交。
8.根据权利要求7所述的功率模块，其特征在于，所述第二基板(2)包括硬性线路板和多个第一柔性线路板(22)，所述硬性线路板所在的平面与所述第一基板(1)所在的平面相交，各个所述电阻(21)分别安装在所述硬性线路板上，各个所述电阻(21)分别通过一个所述第一柔性线路板(22)连接至对应的所述功率芯片(14)的第三极。
9.一种功率模块的制造方法，其特征在于，应用于制造如权利要求1至8任一项所述的功率模块，所述功率模块的制造方法包括：
10.根据权利要求9所述的功率模块的制造方法，其特征在于，所述功率模块还包括第二基板(2)和多个电阻(21)，所述第二基板(2)包括硬性线路板和多个第一柔性线路板(22)，所述第一柔性线路板(22)与所述电阻(21)一一对应；所述功率模块的制造方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种功率模块，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述功率芯片安装区域包括设置在所述第一基板(1)上的第一金属层(11)和第二金属层(12)，一部分所述功率芯片(14)的第一极与所述第一金属层(11)连接，另一部分所述功率芯片(14)的第一极与所述第二金属层(12)连接，所述第一金属层(11)上各个所述功率芯片(14)之间通过电流的方向与所述第二金属层(12)上各个所述功率芯片(14)之间通过电流的方向平行且相反。
3.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于，所述第一金属层(11)包括第一上桥臂区域(111)和第二上桥臂区域(112)，所述第二金属层(12)包括第一下桥臂区域(121)和第二下桥臂区域(122)，所述第一下桥臂区域(121)和所述第二下桥臂区域(122)位于所述第一上桥臂区域(111)和所述第二上桥臂区域(112)之间；
4.根据权利要求3所述的功率模块，其特征在于，所述功率芯片电极连接区域包括所述第一下桥臂区域(121)、所述第二下桥臂区域(122)和设置在所述第一基板(1)上的第三金属层(13)，所述母排(5)的数量为多个，多个所述母排(5)包括第一上桥臂母排(51)、第二上桥臂母排(52)、第一下桥臂母排(53)和第二下桥臂母排(54)；
5.根据权利要求4所述的功率模块，其特征在于，所述第一上桥臂母排(51)的各个所述支臂(502)与所述第二上桥臂母排(52)的各个所述支臂(502)一一对应，所述第一下桥臂母排(53)的各个所述支臂(502)与所述第二下桥臂母排(54)的各个所述支臂(502)一一对应，相对应的两个所述支臂(50...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄凯，梁天宇，于海生，
申请(专利权)人：无锡星驱动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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