CN102522389A - 一种小型的功率半导体模块 - Google Patents

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    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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    • H01L2224/48472—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge

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Abstract

本发明涉及一种小型的功率半导体模块，它包括壳体、衬底、功率半导体元件、第一连接元件、第二连接元件、包封材料层；所述的壳体上分布有通孔，第二连接元件上部穿过通孔，壳体的相邻通孔之间分布着隔离片，隔离片内侧通过连接片连接，壳体上设有安装卡片。本发明的功率半导体模块封装体积小、制作成本低。

Description

一种小型的功率半导体模块
技术领域
本发明涉及一种功率半导体模块，特别是一种小型的功率半导体模块。
背景技术
现有的一些功率半导体模块封装体积过大、制作成本较高。
发明内容
本发明的目的是设计出一种结构紧凑的小型的功率半导体模块。
本发明要解决的是现有一些功率半导体模块封装体积过大、制作成本较高的问题。
本发明的技术方案是：它包括壳体、衬底和功率半导体元件，衬底包括陶瓷层、设于陶瓷层上侧的第一主表面和下侧的第二主表面，衬底的第一主表面上设有至少一个功率半导体元件。该模块还包括连接功率半导体元件上表面和第一主表面之间的第一连接元件，一端设于衬底第一主表面上、另一端延伸至壳体外部的第二连接元件；包覆第一主表面、功率半导体元件、第一连接元件、第二连接元件的包封材料层；所述的壳体上分布有通孔，第二连接元件上部穿过通孔，壳体的相邻通孔之间分布着隔离片，隔离片内侧通过连接片连接。
壳体上设有安装卡片。衬底的第一主表面和第二主表面均为铜层。第一主表面的铜层表面有深至陶瓷层的沟槽，沟槽将铜层隔断成至少两个孤立的面。功率半导体芯片的上主表面和下主表面分别设有一层导电材料层。
本发明的优点是：功率半导体模块封装体积小、制作成本低。 
附图说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的俯视示意图。
图3是图2所示的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的说明。
如图所示，本发明包括壳体1、衬底和功率半导体元件4，衬底3包括陶瓷层32、设于陶瓷层32上侧的第一主表面31和下侧的第二主表面33，衬底3的第一主表面31上设有至少一个功率半导体元件4。该模块还包括连接功率半导体元件上表面和第一主表面31之间的第一连接元件5，一端设于衬底3第一主表面上、另一端延伸至壳体1外部的第二连接元件2；包覆第一主表面31、功率半导体元件4、第一连接元件5、第二连接元件2的包封材料层7，该包封材料层7为电绝缘的材料层，起到电绝缘作用，同时也保护元件避免损伤；所述的壳体1上分布有圆柱形的通孔12，第二连接元件2上部的针状结构22穿过通孔12，壳体1的相邻通孔之间均匀分布着隔离片16，隔离片16内侧通过连接片17连接。隔离片16和连接片17的设置有效的解决了半导体模块的封装体积减小了之后，第二连接元件2在壳体1上表面爬电距离过短的问题。第二连接元件2下部设有底座21。
圆柱形通孔12的内边缘有圆形的倒角13，这些圆形的倒角13在壳体1与第二连接元件2配合时，有助于针状结构22的导入。
壳体1上设有安装卡片6。衬底的第一主表面31和第二主表面33均为铜层。第二主表面33在功率半导体模块安装后与冷却结构件紧密接触，将模块内部的热量有效的导出。
第一主表面31的铜层表面有深至陶瓷层的沟槽，沟槽将铜层隔断成至少两个孤立的面。功率半导体元件4的上主表面和下主表面分别设有一层导电材料层。功率半导体元件4的下主表面附在孤立的面上。
壳体1和衬底3的配合将功率半导体模块的主体部分限制在壳体1内，通过安装卡片6和壳体1的配合可以将整个功率半导体模块固定在冷却结构件上。
衬底3的第一主表面31上的铜层通过第一连接元件5和功率半导体元件4的上表面进行电连接。
陶瓷层32的材料主要为氧化铝或氮化铝，这层陶瓷层32为功率半导体模块的内部与外部之间提供有效的电绝缘。
壳体1的上表面正中心的位置，有一圆柱体11，该圆柱体11和安装卡片6上的椭圆形孔61配合，固定住安装卡片6的一边。壳体1的侧面有一个倒槽15，将安装卡片6固定在倒槽15的范围之内。倒槽15的中间有一小型的倒槽14，用于固定安装卡片6上的半圆形凸包63，这样壳体1和安装卡片6就牢固的固定在一起。安装卡片6的安装圆孔62延伸至壳体1的一侧，并有一个圆形或椭圆形的孔，以便于安装到冷却结构件上。
衬底3表面外围的陶瓷层32和壳体1边缘的配合留有一定的空隙。衬底3和壳体1之间的空隙用电绝缘的胶体灌注，在胶体干燥硬化后衬底3和壳体1很好的固定在一起，从而在衬底3和壳体1之间形成一个相对封闭的腔体，将内部的电路结构保护在内。

Claims (5)

1.一种小型的功率半导体模块，包括壳体、衬底和功率半导体元件，衬底包括陶瓷层、设于陶瓷层上侧的第一主表面和下侧的第二主表面，衬底的第一主表面上设有至少一个功率半导体元件，其特征在于该模块还包括连接功率半导体元件上表面和第一主表面之间的第一连接元件，一端设于衬底第一主表面上、另一端延伸至壳体外部的第二连接元件；包覆第一主表面、功率半导体元件、第一连接元件、第二连接元件的包封材料层；所述的壳体上分布有通孔，第二连接元件上部穿过通孔，壳体的相邻通孔之间分布着隔离片，隔离片内侧通过连接片连接。
2.根据权利要求1所述的小型的功率半导体模块，其特征在于壳体上设有安装卡片。
3.根据权利要求1所述的小型的功率半导体模块，其特征在于衬底的第一主表面和第二主表面均为铜层。
4.根据权利要求3所述的小型的功率半导体模块，其特征在于第一主表面的铜层表面有深至陶瓷层的沟槽，沟槽将铜层隔断成至少两个孤立的面。
5.根据权利要求1所述的小型的功率半导体模块，其特征在于所述的功率半导体芯片的上主表面和下主表面分别设有一层导电材料层。
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