CN110544680A - 功率模块钼搭桥连接方法 - Google Patents

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宗瑞
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Abstract

本发明公开了一种功率模块钼搭桥连接方法，涉及半导体模块连接结构方法技术领域，其包括DBC基板、设置于所述DBC基板上的第一芯片、钼桥、铅锡焊料、第二芯片和一端与第一芯片焊接另一端与第二芯片焊接的铜片。该功率模块钼搭桥连接方法，针对于传统工艺上，芯片本身热阻较大，综合性能指标下降，而新型工艺中，由于键合铝线过多，往往导致作业时间长，效率底，对生产设备有比较高的要求，前期投资成本高，本发明通过采用平面芯片，使用铅锡烧结，使得芯片与铜片之间能够简单快速的连接，同时利用钼桥进行过渡连接，实现各种方式的连接，这样使得加工作业简单，提高了工作效率，降低了生产成本。

Description

功率模块钼搭桥连接方法
技术领域
本发明涉及半导体模块连接结构方法技术领域，具体为一种功率模块钼搭桥连接方法。
背景技术
半导体模块在生产过程中需要将多粒芯片的AK极通过物理连接，组成各种结构方式，芯片本身是由单晶硅组成，物理连接一般需要用到铅锡材料通过高温焊接，在高温焊接时与其它金属连接会存在应力作用，容易导致芯片失效。因此目前芯片连接有两种方式：
传统工艺是在芯片的AK极上通过一些手段结合上钼片，因钼片与单晶硅应力接近。此种工艺，芯片本身热阻较大，综合性能指标下降。
新型工艺是通过在平面芯片(裸单晶硅)表面键合多根铝线，因铝线均匀分布，不存在应力作用，实现物理连接。此种工艺芯片本身性能优良，是目前市面上比较主流的一种连接方式，但单颗芯片表面一般需要键合多根铝线，作业时间长，效率低，对生产设备需要有比较高的要求，前期投资成本高，因此需要一种既能有效避免应力作用，又能高效作业连接且对设备要求较低的一种功率模块钼搭桥连接方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种功率模块钼搭桥连接方法，解决了传统工艺上，芯片本身热阻较大，综合性能指标下降，而新型工艺中，由于键合铝线过多，往往导致作业时间长，效率底，对生产设备有比较高的要求，前期投资成本高的问题。
(二)技术方案
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种功率模块钼搭桥连接方法，包括DBC基板、设置于所述DBC基板上的第一芯片、钼桥、铅锡焊料、第二芯片和一端与第一芯片焊接另一端与第二芯片焊接的铜片：所述DBC基板表面的两个第一芯片利用铅锡高温烧结，使用大小不一的铜片作为连接载体，在第一芯片与铜片的一端和第二芯片与铜片的另一端之间均利用钼桥实现过渡连接，实现各种连接方式。
优选的，所述DBC基板上的钼桥根据第一芯片和第二芯片大小配备的搭桥大小也不相同。
优选的，所述钼桥的外形利用金工车间的15T冲床，安装上对应的搭桥模具，对钼板进行整形加工成不同的外型结构。
优选的，所述第一芯片和第二芯片均为平面芯片。
(三)有益效果
本发明的有益效果在于：
1、该功率模块钼搭桥连接方法，针对于传统工艺上，芯片本身热阻较大，综合性能指标下降，而新型工艺中，由于键合铝线过多，往往导致作业时间长，效率底，对生产设备有比较高的要求，前期投资成本高，本发明通过采用平面芯片，使用铅锡烧结，使得芯片与铜片之间能够简单快速的连接，同时利用钼桥进行过渡连接，实现各种方式的连接，这样使得加工作业简单，提高了工作效率，降低了生产成本。
2、该功率模块钼搭桥连接方法，通过预先加工好钼桥的形状，能够有效的提高工作的效果，降低加工二极管模块连接的麻烦，且本发明结构紧凑，设计合理，实用性强。既能有效避免应力作用，又能高效作业连接且对设备要求较低的一种结构件。
附图说明
图1为本发明一种功率模块钼搭桥连接方法结构示意图。
图2为本发明方法得到的实物图。
图中：1DBC基板、2第一芯片、3钼桥、4铅锡焊料、5铜片、6第二芯片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供一种技术方案：一种功率模块钼搭桥连接方法，包括DBC基板1、设置于所述DBC基板1上的第一芯片2、钼桥3、铅锡焊料4、第二芯片6和一端与第一芯片2焊接另一端与第二芯片6焊接的铜片5：所述DBC基板1表面的两个第一芯片2利用铅锡高温烧结，使用大小不一的铜片5作为连接载体，在第一芯片2与铜片5的一端和第二芯片6与铜片5的另一端之间均利用钼桥3实现过渡连接，实现各种连接方式。实物参照图2。
所述DBC基板1上的钼桥3根据第一芯片2和第二芯片6大小配备的搭桥大小也不相同。
所述钼桥3的外形利用金工车间的15T冲床，安装上对应的搭桥模具，对钼板进行整形加工成不同的外型结构。
所述第一芯片2和第二芯片6均为平面芯片。
针对于传统工艺上，芯片本身热阻较大，综合性能指标下降，而新型工艺中，由于键合铝线过多，往往导致作业时间长，效率底，对生产设备有比较高的要求，前期投资成本高，本发明通过采用平面芯片，使用铅锡烧结，使得芯片与铜片5之间能够简单快速的连接，同时利用钼桥3进行过渡连接，实现各种方式的连接，这样使得加工作业简单，提高了工作效率，降低了生产成本。
通过预先加工好钼桥3的形状，能够有效的提高工作的效果，降低加工二极管模块连接的麻烦，且本发明结构紧凑，设计合理，实用性强。
本发明的操作步骤以二极管模块为例：
二极管模块生产过程是将若干个第一芯片2和若干个第二芯片6通过铅锡高温烧结，使用铜片5作连接载体，实现各种连接方式；由于铜片5直接与第一芯片2或者第二芯片6连接容易导致自身电特性失效，需要使用钼桥3作中间过渡连接。二极管模块有多种连接方式，根据第一芯片2或者第二芯片6大小配备的搭桥大小也不相同。
本发明工艺得到的二极管模块测试情况
测试用到的仪器：晶闸管阻断特性测试仪、通态及正向峰值电压测试台
合格标准：IRRM≤12mA VFM≤2.00V
100安二极管模块参数测试数据(测试条件IFM:300Atw:10ms)
室温25度参数：反向重复峰值电压VRRM＝400V
反向重复峰值电流IRRM＝0mA
正向峰值电压VFM＝1.57V-1.66V
高温150度参数：反向重复峰值电压VRRM＝400V
反向重复峰值电流IRRM＝0.2mA
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种功率模块钼搭桥连接方法，包括DBC基板(1)、设置于所述DBC基板(1)上的第一芯片(2)、钼桥(3)、铅锡焊料(4)、第二芯片(6)和一端与第一芯片(2)焊接另一端与第二芯片(6)焊接的铜片(5)，其特征在于：所述DBC基板(1)表面的两个第一芯片(2)利用铅锡高温烧结，使用大小不一的铜片(5)作为连接载体，在第一芯片(2)与铜片(5)的一端和第二芯片(6)与铜片(5)的另一端之间均利用钼桥(3)实现过渡连接，实现各种连接方式。
2.根据权利要求1所述的功率模块钼搭桥连接方法，其特征在于：所述DBC基板(1)上的钼桥(3)根据第一芯片(2)和第二芯片(6)大小配备的搭桥大小也不相同。
3.根据权利要求1所述的功率模块钼搭桥连接方法，其特征在于：所述钼桥(3)的外形利用金工车间的15T冲床，安装上对应的搭桥模具，对钼板进行整形加工成不同的外型结构。
4.根据权利要求1所述的功率模块钼搭桥连接方法，其特征在于：所述第一芯片(2)和第二芯片(6)均为平面芯片。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011243752A (ja) * 2010-05-18 2011-12-01 Panasonic Corp 半導体装置の製造方法、半導体内部接続部材および半導体内部接続部材群
CN104218031A (zh) * 2013-05-31 2014-12-17 湖北台基半导体股份有限公司 母排联接式高性能igbt模块及其制作方法
CN104332458A (zh) * 2014-11-05 2015-02-04 中国电子科技集团公司第四十三研究所 功率芯片互连结构及其互连方法
CN105655306A (zh) * 2016-03-10 2016-06-08 嘉兴斯达半导体股份有限公司 一种集成在散热基板上的双面焊接单面散热功率模块

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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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