CN117546286A - 电源模块 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种电源模块，包括：基板；陶瓷衬底，其接合到基板的上表面；半导体芯片，其接合到陶瓷衬底的上表面；间隔件，其接合到所述陶瓷衬底的所述上表面，与所述半导体芯片间隔开；连接销，其设置在形成于间隔件的上表面上的电极层处；以及用于将半导体芯片的端子连接到间隔件的电极层的接合线。

Description

电源模块
技术领域
本公开涉及一种电源模块，并且更具体地，涉及一种其中使用高输出功率半导体芯片的电源模块。
背景技术
电源模块用于供应高压电流以驱动混合动力电动车辆、电动车辆等的电动机。
在电源模块中，双面冷却电源模块包括安装在半导体芯片的上部和下部的印刷电路板(PCB)衬底以及设置在PCB衬底的外表面上的基板。由于与在其一个表面上具有基板的单面冷却电源模块相比，双面冷却电源模块具有优异的冷却性能，因此其使用逐渐增加。
由于用于电动车辆等的双面冷却电源模块具有功率半导体芯片，例如碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)，功率半导体芯片安装在两个PCB衬底之间，以在行进期间由于高电压和振动而产生高热，因此重要的是同时满足高强度和高热辐射特性，以便解决这一问题。
发明内容
技术问题
本公开涉及提供一种电源模块，其能够通过结构简化来简化工艺，通过减少使用的辅助材料(材料)来降低制造成本，提高可靠性，并提高产品产量。
问题的解决方案
根据本公开的一个实施方式的用于实现该目的的电源模块包括基板；陶瓷衬底，其接合到所述基板的上表面；半导体芯片，其接合到所述陶瓷衬底的上表面；间隔件，其接合到所述陶瓷衬底的所述上表面，与所述半导体芯片间隔开；连接销，其安装在形成于所述间隔件的上表面上的电极层上；以及接合线，其将所述半导体芯片的端子连接到所述间隔件的所述电极层。
根据本公开的电源模块还可包括印刷电路板(PCB)衬底，其设置在陶瓷衬底上方并连接到连接销，其中半导体芯片可通过接合线、电极层和连接销电连接到PCB衬底。
半导体芯片可以具有比间隔件低的高度。
根据本公开的电源模块还可以包括构造成将电极层固定到间隔件的上表面的接合层，其中接合层由焊料或Ag膏形成。
半导体芯片可以是氮化镓(GaN)芯片，陶瓷衬底可以是活性金属钎焊(AMB)衬底。
根据本公开的另一个实施方式的电源模块包括壳体，在所述壳体中形成空的空间；下陶瓷衬底，其具有固定到所述壳体的边缘和暴露于所述壳体的下部的下表面；上陶瓷衬底，其设置成在所述下陶瓷衬底上方间隔开；半导体芯片，其安装在所述下陶瓷衬底的上表面上；以及一个或多个间隔件，其具有接合到所述下陶瓷衬底的一端、以及接合到所述上陶瓷衬底的与所述一端相对的另一端，并且设置在靠近所述半导体芯片的位置。
这里，壳体和下陶瓷衬底的下表面可以形成为具有相同的平面。
此外，半导体芯片可以是氮化镓(GaN)芯片，并且上陶瓷衬底和下陶瓷衬底可以是AMB衬底。
根据本公开的又一实施方式的电源模块包括基板；陶瓷衬底，其接合到所述基板的上表面；半导体芯片，其接合到所述陶瓷衬底的上表面；间隔件，其接合到所述陶瓷衬底的所述上表面，与所述半导体芯片间隔开；印刷电路板(PCB)衬底，其设置在所述陶瓷衬底上方并包括驱动装置；以及引线，其将所述半导体芯片的端子连接到所述驱动装置。
这里，半导体芯片可以具有比间隔件低的高度。
此外，引线可以包括水平引线，其固定到所述间隔件的上部；垂直引线，其垂直于所述水平引线；以及连接引线，其突出于所述水平引线的一侧或两侧并接合到所述半导体芯片的所述端子。
此外，间隔件可以是嵌入成型块的形式，以包括水平引线，并且垂直引线和连接引线可以从间隔件向外露出。
同时，引线可以包括第一引线和第二引线，第一引线连接到半导体芯片的端子并且在由间隔件的上表面支撑的同时向外延伸，第二引线连接到半导体芯片的端子并且在由间隔件的上表面支撑的同时连接到驱动装置。
这里，第二引线可以与形成在PCB衬底的过孔中的电极接触，并且电极可以通过控制线连接到驱动装置。
发明的有益效果
根据本公开，可以通过结构简化来简化工艺，通过减少使用的辅助材料(材料)来降低制造成本，通过减少制造工艺中的热影响来提高可靠性。
此外，根据本公开，可以通过最小化半导体芯片和PCB衬底之间的信号传输路径来减小电感值，从而提高封装的驱动效率并提高产品产量。
附图说明
图1是示出电源模块的基本结构的截面图。
图2是示出图1的电源模块安装在壳体中的形式的截面图。
图3是示出安装在图2的壳体中的电源模块的修改示例的截面图。
图4是示出根据本公开的第一实施方式的电源模块的截面图。
图5是示出根据本公开的第二实施方式的电源模块的截面图。
图6是示出根据本公开的第三实施方式的电源模块的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施方式。作为参考，在图1至图6的截面图中，为了描述的方便和清楚，夸大地示出了相对厚度和长度或相对尺寸。
图1是示出具有基本结构的电源模块的截面图。
如图1所示，电源模块10'的基本结构是，下陶瓷衬底200'可以接合到基板100'的上表面，上陶瓷衬底300'可以设置成在下陶瓷衬底200'上方间隔开，并且印刷电路板(PCB)衬底板P'可以设置在上陶瓷衬底300'上方。
半导体芯片c'可以安装在下陶瓷衬底200'的上表面上。此外，半导体芯片c'可经由第一间隔件510'接合到上陶瓷衬底300'。半导体芯片c'可以是氮化镓(GaN)芯片。GaN芯片是用作大功率开关和高速开关的芯片。由于半导体芯片c'经由第一间隔件510'连接到上陶瓷衬底300'，所以上陶瓷衬底300'可以是大电流流过的主陶瓷衬底。
下陶瓷衬底200'可以经由接合层b'接合到半导体芯片c'的下表面。这里，接合层b'可以由焊料、Ag膏和Ag烧结膏中的一种形成。此外，接合层b'可以是包含选自Ti、Ag、Cu和AgCu中的一种的钎焊接合层，或其中两种或更多种混合的合金。如上所述，半导体芯片c'可以稳定地固定在两个陶瓷衬底200'和300'之间，并且从半导体芯片c'产生的热量可以快速地传递到基板100'。
下陶瓷衬底200'和上陶瓷衬底300'变成活性金属钎焊(AMB)衬底，以增加从半导体芯片c'产生的热的热辐射效率。AMB衬底是陶瓷衬底，其包括陶瓷基底210'和310'以及钎焊到陶瓷基底210'和310'的上下表面的金属层220'和320'。
基板100'可以用作经由接合层110'接合到下陶瓷衬底200'的下表面的热辐射板，以快速地将从半导体芯片c'产生的热量排放到外部。基板100'可由Cu制成。
导电间隔件510'可以设置在半导体芯片c'和上陶瓷衬底300'的金属层320'之间，并且可以将半导体芯片c'的端子t1'和t2'连接到上陶瓷衬底300'的金属层320'。这里，半导体芯片c'的每个端子t1'和t2'可以是漏极端子、源极端子和栅极端子中的任何一个。
导电间隔件510'可以通过第一接合层410'连接到半导体芯片c'的端子t1'和t2'。此外，导电间隔件510'可以通过第二接合层420'连接到上陶瓷衬底300'的金属层320'。第一接合层410'和第二接合层420'可以由焊料形成。或者，第一接合层410'和第二接合层420'可以由Ag膏或Ag烧结膏形成，以增加接合强度和确保电性能。导电间隔件510'可由Cu或Cu+CuMo合金制成。
绝缘间隔件520'可以设置在下陶瓷衬底200'和上陶瓷衬底300'之间，以增加电绝缘和热辐射效率。绝缘间隔件520'可以成为包括绝缘层521'和金属柱层522'的结构，绝缘层521'用于使下陶瓷衬底200'和上陶瓷衬底300'绝缘，金属柱层522'由用于强度增强的金属材料制成。绝缘间隔件520'可以具有钎焊到下陶瓷衬底200'的一端和通过附接层530'接合到上陶瓷衬底300'的与一端相对的另一端。附接层530'可以由焊料、Ag膏和Ag烧结膏中的任何一种形成。
连接销600'可以安装在上陶瓷衬底300'上。可以通过装配到形成在上陶瓷衬底300'中的通孔(未示出)并经由焊料层610'固定到通孔的方法来安装连接销600'。连接销600'可以与位于上陶瓷衬底300'的上表面和下表面上的金属层320'接触，从而可以连接到半导体芯片c'。连接销600'可由Cu制成。位于上陶瓷衬底300'的上表面和下表面上的金属层320'可以形成有电极图案，以成为高电流流过的路径。电源模块10'可以通过连接销600'连接到单独的衬底。例如，连接销600'可以连接到PCB衬底P'。作为参考，图1至3示意性地示出了连接到连接销600'的PCB衬底P'，并且PCB衬底P'可以各种方式连接到连接销600'。此外，虽然未示出，但是连接销600'可以连接到电线(未示出)或电缆(未示出)。
同时，虽然未示出，但是可以在上陶瓷衬底300'中形成多个过孔(未示出)。这里，由于过孔中填充有导电材料，从而能够在位于上陶瓷衬底300'的上表面上的金属层320'和位于其下表面上的金属层320'之间导电，因此可以防止由仅流向一侧的高电流引起的问题(例如短路或过热)的发生。
在图1所示的电源模块10'的基本结构中，通过其将半导体芯片c'的操作信号传输到PCB衬底P'或者将PCB衬底P'的切换半导体芯片c'的驱动信号传输到半导体芯片c'的路径成为半导体芯片c'-第一接合层410'-导电间隔件510'-第二接合层420'-位于上陶瓷衬底300'的下表面上的金属层320'-通孔(未示出)-位于上陶瓷衬底300'的上表面上的金属层320'-焊料层610'-连接销600'-PCB衬底P'。
换句话说，图1所示的电源模块10'的基本结构是基板100'、下陶瓷衬底200'、半导体芯片c'/绝缘层521'、导电间隔件510'/柱层522'和上陶瓷衬底300'的五层结构。
图2是示出图1的电源模块安装在壳体中的形式的截面图，图3是示出安装在图2的壳体中的电源模块的修改示例的截面图。
如图2所示，电源模块10'可以安装在壳体50中，在壳体50中形成有空的空间。在图2和3中，壳体50被示出为垂直地打开，但是壳体50的上部开口最终可以被盖(未示出)覆盖。
壳体50可以容纳和封装构成电源模块10'的各种部件。壳体50可具有保护被设置在其中的基板100'、下陶瓷衬底200'、上陶瓷衬底300'、PCB衬底P'和半导体芯片c'的形状。在设置在壳体50内的电源模块10'中，上陶瓷衬底300'可以设置成在下陶瓷衬底200'上方间隔开，并且半导体芯片c'可以安装在下陶瓷衬底200'的上表面上。
绝缘间隔件520'可以具有接合到下陶瓷衬底200'的一端和接合到上陶瓷衬底300'的与一端相对的另一端，并且一个或多个绝缘间隔件520'可以设置在靠近半导体芯片c'的位置，并且优选地，可以设置多个绝缘间隔件520'。绝缘间隔件520'可用于防止下陶瓷衬底200'和上陶瓷衬底300'弯曲，并通过支撑下陶瓷衬底200'和上陶瓷衬底300'来保护设置在它们之间的半导体芯片c'。
如图2所示，当电源模块10'的基板100'固定到壳体50的边缘时，基板100'的下表面暴露于壳体50的下部。当在这种状态下发生热收缩和膨胀时，部件可能由于基板100'的变形而断裂。为了防止这种情况，根据图3的修改示例的电源模块10”可以具有其中移除了图2的基板100'的结构。在根据图3的修改实例的电源模块10”中，下陶瓷衬底200”的边缘可固定到壳体50，且下陶瓷衬底200”的下表面可暴露于壳体50的下部，以代替图2的基板100'起到进行热辐射功能的作用。这里，壳体50的下表面和下陶瓷衬底200”的下表面可以形成为具有相同的平面。
与图2中所示的电源模块10'相比，根据图3的修改示例的电源模块10”可以具有其中基板100'被移除的构造，并且因此可以简化该结构以减少工艺和材料的数量，从而降低制造成本。此外，可以最小化由于基板100'在热收缩和膨胀期间的变形而引起的部件的破裂，从而提高可靠性。
在下文中，将描述通过改变电源模块的上述基本结构来最小化半导体芯片c和PCB衬底P之间的信号传输路径的实施方式。
图4是示出根据本公开的第一实施方式的电源模块的截面图。
如图4所示，根据本发明的第一实施方式的电源模块10-1可以包括基板100，陶瓷衬底200，半导体芯片c，连接销600，间隔件700和接合线800。
与图1所示的电源模块10'的基本结构相比，根据本发明第一实施方式的电源模块10-1可以具有这样的结构，其中上陶瓷衬底300'被移除，并且半导体芯片c被连接到PCB衬底P。换句话说，根据第一实施方式的电源模块10-1可以通过将大电流流过半导体芯片c的结构转换为部件来最小化信号传输路径并降低单位成本。
根据本发明第一实施方式的电源模块10-1可以具有这样的结构，其中移除作为由基板100'、下陶瓷衬底200'、上陶瓷衬底300'和PCB衬底P'组成的电源模块10'的基本结构的一部分的上陶瓷衬底300'，并且可以减小电源模块的制造过程中的热影响。
由于在图1所示的电源模块10'的基本结构中使用垂直双层结构的陶瓷衬底200'和300'，因此可能会出现以下问题：由于陶瓷衬底200'和300'以及在联接下陶瓷衬底200'和上陶瓷衬底300'的过程中的部件之间的不同热膨胀系数而引起的热变形，以及与下陶瓷衬底200'和上陶瓷衬底300'接触的部件断裂。因此，在根据本发明第一实施方式的电源模块10-1中，可以移除上陶瓷衬底300'，并且将安装半导体芯片c所需的部分转换为部件，从而根据热膨胀系数来降低缺陷率。
参照图4，在根据第一实施方式的电源模块10-1中，陶瓷衬底200可以接合到基板100的上表面上，半导体芯片c可以接合到陶瓷衬底200的上表面上，并且间隔件700可以接合到陶瓷衬底200的上表面上，与半导体芯片c间隔开。在电源模块10-1中，电极层710可以形成在间隔件700的上表面上，连接销600可以安装在电极层710上，并且半导体芯片c的端子t1和t2以及间隔件700的电极层710可以通过接合线800连接。作为参考，图4示意性地示出了连接到连接销600的PCB衬底P，并且PCB衬底P可以以各种方式连接到连接销600。
基板100可以由Cu制成，并且可以用作热辐射板。基板100可以形成为具有预定厚度的四边形板的形状。
陶瓷衬底200可以是AMB衬底。AMB衬底是陶瓷衬底，其包括陶瓷基底210和钎焊到陶瓷基底210的上下表面的金属层220。
陶瓷衬底200可以将从半导体芯片c产生的热量传递到基板100，并通过使半导体芯片c和基板100之间绝缘来防止短路。陶瓷衬底200可以通过接合层110焊接到基板100的上表面。
半导体芯片c可以是GaN芯片。间隔件700可以是绝缘间隔件。一个或多个间隔件700可以设置在靠近半导体芯片c的位置，并且优选地，可以设置多个间隔件。此外，半导体芯片c可以被提供为具有比间隔件700更低的高度。
连接销600可以通过焊接层610焊接到间隔件700的电极层710。连接销600可以将安装在陶瓷衬底200上的半导体芯片c以最短距离连接到安装在PCB衬底P上的驱动装置(未示出)。如上所述，其中半导体芯片c和PCB衬底P以最短距离连接的结构可以有助于通过消除各种输出损耗来根据电源模块的尺寸去解决限制。
尽管未详细示出，但是连接销600可以被制造为彼此连接的一束连接销，并且这束连接销可以被安装在间隔件700的电极层710上。
接合线800将半导体芯片c的端子t1和t2电连接到其上安装有连接销600的电极层710。半导体芯片c的端子t1和t2中的每一个可以是漏极端子、源极端子和栅极端子中的任一个。这里，栅极端子可以连接到连接销600以用作接通和断开半导体芯片c的端子。此外，漏极端子和源极端子可以负责通过将半导体芯片c通过接合线800连接到电源端子来输入和输出电流。接合线800的形状和长度不限于图4所示的那些，并且如果需要，可以应用各种形状的接合线。
电极层710可以由Cu层形成。电极层710可以通过接合层720固定到间隔件700的上表面。接合层720可以由焊料或Ag膏形成。接合层720可以由Ag烧结膏形成，以便将电极层710牢固地固定到间隔件700的上表面。
接合到间隔件700的上表面的电极层710可用于将连接到连接销600的PCB衬底P连接到半导体芯片c。换句话说，半导体芯片c可以通过接合线800、电极层710和连接销600电连接到设置在陶瓷衬底200上方的PCB衬底P。
半导体芯片c和间隔件700可以经由接合层b接合到陶瓷衬底200。接合层b可以由焊料、Ag膏和Ag烧结膏中的一种形成。此外，接合层b可以是包含选自Ti、Ag、Cu和AgCu中的一种的钎焊接合层，或者是与其中两种或更多种混合的合金。
在根据第一实施方式的电源模块10-1中，通过其将半导体芯片c的操作信号传输到PCB衬底P或者将PCB衬底P的切换半导体芯片c的驱动信号传输到半导体芯片c的路径可以成为半导体芯片c-接合线800-电极层710-焊料层610-连接销600-PCB衬底P。
换句话说，根据第一实施方式的电源模块10-1可以具有基板100、陶瓷衬底200和半导体芯片c/间隔件700的三层结构，并且半导体芯片c可以通过接合线800、电极层710和连接销600电连接到设置在陶瓷衬底200上方的PCB衬底P。
如上所述，由于根据第一实施方式的电源模块10-1可以通过最小化信号传输路径来减小电感值，因此可以通过减少部件的数量来增加封装的驱动效率并降低单位成本。此外，通过减少工艺期间的热影响，可以使由于陶瓷衬底在热收缩和膨胀期间的变形而引起的部件的破裂最小化，从而改善制造工艺中的缺陷并提高产品可靠性。
图5是示出根据本公开的第二实施方式的电源模块的截面图。
如图5所示，根据本公开的第二实施方式的电源模块10-2可以包括基板100，其可以由Cu制成并且可以用作热辐射板；陶瓷衬底200，其接合到基板100的上表面；半导体芯片c，其接合到陶瓷衬底200的上表面；间隔件700a，其接合到陶瓷衬底200的上表面，与半导体芯片c间隔开；PCB衬底P，其设置在陶瓷衬底200上方，并包括驱动装置(图6中的附图标记20)；以及引线730，其将半导体芯片c的端子t1和t2连接到驱动装置20。这里，陶瓷衬底200可以是AMB衬底，并且半导体芯片c可以是GaN芯片。间隔件700a可以是绝缘间隔件。这里，可以在靠近半导体芯片c的位置处设置一个或多个间隔件700a，并且优选地，可以设置多个间隔件。半导体芯片c可以被提供为具有比间隔件700a更低的高度。间隔件700a可经由接合层b接合到陶瓷衬底200。接合层b可以由焊料、Ag膏和Ag烧结膏中的一种形成。此外，接合层b可以是包含选自Ti、Ag、Cu和AgCu中的一种的钎焊接合层，或者是与其中两种或更多种混合的合金。
与根据图4中所示的第一实施方式的电源模块10-1相比，根据本公开的第二实施方式的电源模块10-2包括引线730，引线730通过嵌入成型(insert molding)与间隔件700a一体成型。
引线730可包括固定到间隔件700a的上部的水平引线731、垂直于水平引线731的垂直引线732、以及连接引线733，连接引线733突出到水平引线731的一侧或两侧并经由焊接接合层740接合到半导体芯片c的端子t1和t2。
引线730可以是框架的形式并由实心铜材料制成。当连接到半导体芯片c的端子t1和t2时，通过扩展接触区域，框架形引线730可以稳定地保持电连接，并提高操作可靠性。
间隔件700a可以是嵌入成型块(insert moldedblock)的形式，以包括水平引线731。这里，垂直引线732和连接到水平引线731的连接引线733可以从间隔件700a向外延伸并且可以从间隔件700a向外露出。此外，垂直引线732可以连接到PCB衬底P。作为参考，图5示意性地示出了连接到垂直引线732的PCB衬底P，并且PCB衬底P可以以各种方式连接到垂直引线732。
由于根据第二实施方式的电源模块10-2是嵌入成型块的形式以将引线730包括在间隔件700a中，因此不需要通过焊接工艺将引线730固定到间隔件，因此可以减少工艺和材料的数量，降低制造成本并提高生产率。
此外，根据第二实施方式的电源模块10-2可以通过将其中半导体芯片c连接到PCB衬底P的结构和其中大电流流过半导体芯片c的结构转换为部件来最小化信号传输路径并降低单位成本。
此外，由于根据第二实施方式的电源模块10-2具有从图1所示的电源模块10'的基本结构的多层结构中移除上部陶瓷衬底300'的结构，因此可以减小在类似于根据第一实施方式的电源模块10-1的电源模块的制造过程中的热影响。
在根据第二实施方式的电源模块10-2中，通过其将半导体芯片c的操作信号传输到PCB衬底P或者将PCB衬底P的切换半导体芯片c的驱动信号传输到半导体芯片c的路径可以成为半导体芯片c-焊接接合层740-引线730-PCB衬底P。
如上所述，根据第二实施方式的电源模块10-2可以通过最小化电路径来减小电感值，并提高封装的驱动效率。此外，根据第二实施方式的电源模块10-2可以在由于安装在陶瓷衬底上的部件的热膨胀系数而发生移动时减轻陶瓷衬底和部件之间的影响。
图6是示出根据本公开的第三实施方式的电源模块的截面图。
如图6所示，根据本公开的第三实施方式的电源模块10-3可以包括基板100、陶瓷衬底200、半导体芯片c、间隔件700以及引线731a和732a。
与图1所示的电源模块10'的基本结构相比，根据本公开的第三实施方式的电源模块10-3可以具有上陶瓷衬底300'被移除的结构，并且半导体芯片c和PCB衬底P连接的结构被改变，而且存在这样的优点，即可以改善工艺缺陷并提高产量。
图1中所示的电源模块10'的基本结构具有由基板100'、下陶瓷衬底200'和上陶瓷衬底300'组成的三层结构，并且由于与PCB衬底P'不同的热膨胀系数(CTE失配)，将出现工艺缺陷的可能性很高。此外，电源模块10'的基本结构可能由于在半导体芯片c的端子t1'和t2'与上陶瓷衬底300'连接时出现的工艺缺陷而具有产量问题。例如，当进行将电极材料填充到形成在上陶瓷衬底300'中的过孔(未示出)中的工艺时，可能发生填充缺陷。此外，在将连接销600'固定到形成在上陶瓷衬底300'中的通孔(未示出)并通过连接销600'连接PCB衬底P'的工艺中，由于复杂的制造工艺，制造成本可能增加。因此，在根据第三实施方式的电源模块10-3中，可以移除上陶瓷衬底300'，并且简单地形成用于安装半导体芯片c所必需的部分，从而减小由于热膨胀系数之间的差异而导致的缺陷率。
具体地，根据本公开的第三实施方式的电源模块10-3可以包括基板100，其可以由Cu制成并且可以用作热辐射板；陶瓷衬底200，其接合到基板100的上表面；半导体芯片c，其接合到陶瓷衬底200的上表面；间隔件700，其接合到陶瓷衬底200的上表面，与半导体芯片c间隔开；PCB衬底P，其设置在陶瓷衬底200上方并且是具有驱动装置20的驱动电路衬底；以及引线731a和732a，其将半导体芯片c的端子t1和t2连接到驱动装置20。
这里，PCB衬底P可以是具有连接到引线731a和732a的内部电极的FR4衬底。陶瓷衬底200可以是AMB衬底。陶瓷衬底200可以将从半导体芯片c产生的热量传递到基板100，并通过使半导体芯片c和基板100之间绝缘来防止短路。陶瓷衬底200可以通过接合层110焊接到基板100的上表面。半导体芯片c可以是GaN芯片。间隔件700可以是绝缘间隔件。间隔件700可被钎焊以牢固地固定到陶瓷衬底200的上表面。一个或多个间隔件700可以设置在靠近半导体芯片c的位置，并且优选地，可以设置多个间隔件。此外，半导体芯片c可以被提供为具有比间隔件700更低的高度。间隔件700可经由接合层b接合到陶瓷衬底200。接合层b可以由焊料、Ag膏和Ag烧结膏中的一种形成。此外，接合层b可以是包含选自Ti、Ag、Cu和AgCu中的一种的钎焊接合层，或者是与其中两种或更多种混合的合金。
引线731a和732a可以由Cu制成。这里，第一引线731a可以连接到半导体芯片c的端子t1和t2，具体地，第一引线731a可以具有连接到半导体芯片c的源极端子或漏极端子的一端。第一引线731a可以向外延伸，同时由间隔件700的上表面支撑并连接到电源端子。这里，第一引线731a的下表面可经由接合层720接合到间隔件700的上表面，且第一引线731a的上表面可与PCB衬底P接触。
第二引线732a可以连接到半导体芯片c的端子t1和t2，具体地，第二引线732a可以具有连接到半导体芯片c的栅极端子的一端。第二引线732a可连接到PCB衬底P的驱动装置20，同时由间隔件700的上表面支撑。这里，第二引线732a的下表面可经由接合层720接合到间隔件700的上表面，且第二引线732a的上表面可与形成于PCB衬底P的过孔中的电极30接触。在此情况下，形成于PCB衬底P的过孔中的电极30可通过控制线40连接到驱动装置20。因此，第二引线732a可以通过电极30和控制线40电连接到PCB衬底P的驱动装置20。
如上所述，根据第三实施方式的电源模块10-3可以采用使用引线731a和732a的电连接，而不是通过其中形成过孔和通孔的上陶瓷衬底的电连接。因此，可以改善由填入上陶瓷衬底的过孔而引起的缺陷，并解决当半导体芯片连接到上陶瓷衬底时出现的缺陷问题，从而解决产量问题。此外，由于根据第三实施方式的电源模块10-3可以具有其中形成有过孔和通孔的昂贵的上陶瓷衬底被移除的结构，从而大大降低了成本。
在附图和说明书中已经公开了本公开的最佳实施方式。这里，尽管使用了特定的术语，但是它们仅用于描述本公开的目的，而不用于限制权利要求中描述的本公开的含义或范围。因此，本领域的技术人员将理解，从本公开内容可以进行各种修改和等效实施方式。因此，本公开的真实技术范围应该由所附权利要求的技术精神来确定。

Claims (16)

1.一种电源模块，其特征在于，包括：
基板；
陶瓷衬底，其接合到所述基板的上表面；
半导体芯片，其接合到所述陶瓷衬底的上表面；
间隔件，其接合到所述陶瓷衬底的所述上表面,与所述半导体芯片间隔开；
连接销，其安装在形成于所述间隔件的上表面上的电极层上；以及
接合线，其将所述半导体芯片的端子连接到所述间隔件的所述电极层。
2.根据权利要求1所述的电源模块，其特征在于，还包括印刷电路板衬底，所述印刷电路板衬底设置在所述陶瓷衬底上方并连接到所述连接销，
其中，所述半导体芯片通过所述接合线、所述电极层和所述连接销电连接到所述印刷电路板衬底。
3.根据权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述半导体芯片具有比所述间隔件低的高度。
4.根据权利要求1所述的电源模块，其特征在于，还包括接合层，所述接合层被构造为将所述电极层固定到所述间隔件的所述上表面，
其中，所述接合层由焊料或Ag膏形成。
5.根据权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述半导体芯片是氮化镓芯片。
6.根据权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述陶瓷衬底是活性金属钎焊衬底。
7.一种电源模块，其特征在于，包括：
壳体，在所述壳体中形成空的空间；
下陶瓷衬底，其具有固定到所述壳体的边缘和暴露于所述壳体的下部的下表面；
上陶瓷衬底，其设置成在所述下陶瓷衬底上方间隔开；
半导体芯片，其安装在所述下陶瓷衬底的上表面上；以及
一个或多个间隔件，其具有接合到所述下陶瓷衬底的一端、以及接合到所述上陶瓷衬底的与所述一端相对的另一端，并且设置在靠近所述半导体芯片的位置。
8.根据权利要求7所述的电源模块，其特征在于，所述壳体和所述下陶瓷衬底的下表面形成为具有相同的平面。
9.根据权利要求7所述的电源模块，其特征在于，所述半导体芯片是氮化镓芯片。
10.根据权利要求7所述的电源模块，其特征在于，所述上陶瓷衬底和所述下陶瓷衬底是活性金属钎焊衬底。
11.一种电源模块，其特征在于，包括：
基板；
陶瓷衬底，其接合到所述基板的上表面；
半导体芯片，其接合到所述陶瓷衬底的上表面；
间隔件，其接合到所述陶瓷衬底的所述上表面，与所述半导体芯片间隔开；
印刷电路板衬底，其设置在所述陶瓷衬底上方并包括驱动装置；以及
引线，其将所述半导体芯片的端子连接到所述驱动装置。
12.根据权利要求11所述的电源模块，其特征在于，所述半导体芯片的高度低于所述间隔件的高度。
13.根据权利要求11所述的电源模块，其特征在于，所述引线包括：
水平引线，其固定到所述间隔件的上部；
垂直引线，其垂直于所述水平引线；以及
连接引线，其突出于所述水平引线的一侧或两侧并接合到所述半导体芯片的所述端子。
14.根据权利要求13所述的电源模块，其特征在于，所述间隔件是嵌入成型块的形式，以包括所述水平引线，以及
所述垂直引线和所述连接引线从所述间隔件向外露出。
15.根据权利要求11所述的电源模块，其特征在于，所述引线包括：
第一引线，其连接到所述半导体芯片的所述端子，并且在由所述间隔件的所述上表面支撑的同时向外延伸；以及
第二引线，其连接到所述半导体芯片的所述端子，并且在由所述间隔件的所述上表面支撑的同时连接到驱动装置。
16.根据权利要求15所述的电源模块，其特征在于，所述第二引线与形成在所述印刷电路板衬底的过孔中的电极接触，并且
所述电极通过控制线与所述驱动装置连接。
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