CN203746841U - 功率半导体模块 - Google Patents

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金晓行
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STARPOWER SEMICONDUCTOR Ltd
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Abstract

一种功率半导体模块，它至少包含两块连接在散热基板上面的绝缘基板，每个绝缘基板上分别连接有功率端子和信号端子，每三个功率端子组成一个平行的半桥模块，使得电流在每个绝缘基板上的动态分配比较对称；其中一个功率端子连接外部一个母线；另两个分别为一个低电位和一个高电位的功率端子连接另外一个母线；在所述绝缘基板上分别粘结有功率芯片和二极管芯片，功率芯片和二极管芯片的表面和绝缘基板之间用键合铝线电气连接起来；它具有高功率、高效率、低成本、高可靠性等特点。

Description

功率半导体模块
技术领域
本实用新型涉及一种功率半导体模块，尤其是一种大功率半桥模块，属于电子器件的模块封装技术领域。
背景技术
功率模块IGBT(绝缘栅极双极晶体管)模块广泛用于变频器、焊机、UPS、太阳能和风能等领域，在传统的大功率模块封装，模块为了达到高可靠性，需要回流焊接功率端子，信号走线需要绕线，需要灌环氧树脂，因此存在工艺比较复杂，生产成本比较高等缺点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种高功率、高效率、低成本、高可靠性的功率半导体模块。
本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，所述功率半导体模块，它至少包含两块连接在散热基板上面的绝缘基板，每个绝缘基板上分别连接有功率端子和信号端子，每三个功率端子组成一个平行的半桥模块；其中一个功率端子连接外部一个母线；另两个分别为一个低电位和一个高电位的功率端子连接另外一个母线；在所述绝缘基板12上分别粘结有功率芯片11和二极管芯片10，功率芯片11和二极管芯片9的表面和绝缘基板12之间用键合铝线电气连接起来。
所述功率端子超声波键合的方式连接在每个绝缘基板上，所述的信号端子用超声波或者软钎焊连接在所述绝缘基板上面；所述的功率芯片11和二极管芯片10通过回流软钎焊接、扩散焊接，银粉压接中的一种粘结方式连接在绝缘基板上。
    所述绝缘基板由中间陶瓷材料层和上下覆铜层组成，其中所述的陶瓷材料是Al2O3，ALN，Si3N4中的至少一种；所述的两侧覆铜，其厚度0.1-0.3mm之间；每个绝缘基板上包含一个单独的半桥电路结构。
所述绝缘基板粘结在用铜或AiSiC或CuSiC制成的平板状散热基板上，所述散热基板的厚度是3-5mm；
所述散热基板上包含有六个安装孔，每四个安装孔锁住有一块绝缘基板。
本实用新型具有高功率、高效率、低成本、高可靠性等特点。
附图说明
图1是本实用新型所述功率半导体模块的结构示意图。
图2是对应图1所示结构的电路拓扑结构图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：图1所示，本实用新型所述的功率半导体模块，它至少包含两块连接在散热基板13上面的绝缘基板12，每个绝缘基板12上分别连接有功率端子1、2、3和信号端子5、6、7、8，每三个功率端子组成一个平行的半桥模块；其中一个功率端子连接外部一个母线；另两个分别为一个低电位和一个高电位的功率端子连接另外一个母线；在所述绝缘基板12上分别粘结有功率芯片11和二极管芯片10，功率芯片11和二极管芯片9的表面和绝缘基板12之间用键合铝线电气连接起来。
所述功率端子1、2、3用超声波键合的方式连接在每个绝缘基板12上，所述的信号端子5、6、7、8用超声波或者软钎焊连接在所述绝缘基板12上面；所述的功率芯片11和二极管芯片10通过回流软钎焊接、扩散焊接，银粉压接中的一种粘结方式连接在绝缘基板上。
    所述绝缘基板12由中间陶瓷材料层和上下覆铜层组成，其中所述的陶瓷材料是Al2O3，ALN，Si3N4中的至少一种；所述的两侧覆铜，其厚度0.1-0.3mm之间；每个绝缘基板上包含一个单独的半桥电路结构。
所述绝缘基板12粘结在用铜或AiSiC或CuSiC制成的平板状散热基板13上，所述散热基板13的厚度是3-5mm；
所述散热基板13上包含有六个安装孔，每四个安装孔锁住有一块绝缘基板。
实施例：以图1为例，本实用新型首先把功率芯片11和二极管芯片10粘结到绝缘基板12上，粘结方式可以是回流软钎焊接，扩散焊接，银粉压接; 然后功率芯片11、二极管芯片9表面和绝缘基板12之间用键合铝线电气连接起来;再把绝缘基板12粘结到散热基板13上，最后使用超声波键合的方式分别把功率端子2、3的脚14、15、16、17连接到每个绝缘基板上。信号端子5,6,7,8超声波或者软钎焊接到绝缘基板9上面. 图2是对应图1的电路拓扑结构，19、20、21分别表示图1功率端子1、2、3；图1信号端子5、6、7, 8分别对应图2的22、23、24、25。

Claims (5)

1.一种功率半导体模块，它至少包含两块连接在散热基板上面的绝缘基板，其特征在于每个绝缘基板上分别连接有功率端子和信号端子，每三个功率端子组成一个平行的半桥模块；其中一个功率端子连接外部一个母线；另两个分别为一个低电位和一个高电位的功率端子连接另外一个母线；在所述绝缘基板上分别粘结有功率芯片和二极管芯片，功率芯片和二极管芯片的表面和绝缘基板之间用键合铝线电气连接起来。
2.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于所述功率端子超声波键合的方式连接在每个绝缘基板上，所述的信号端子用超声波或者软钎焊连接在所述绝缘基板上面；所述的功率芯片和二极管芯片通过回流软钎焊接、扩散焊接，银粉压接中的一种粘结方式连接在绝缘基板上。
3.   根据权利要求1或2所述的功率半导体模块，其特征在于所述绝缘基板由中间陶瓷材料层和上下覆铜层组成，其中所述的陶瓷材料是Al2O3，ALN，Si3N4中的至少一种；所述的两侧覆铜，其厚度0.1-0.3mm之间；每个绝缘基板上包含一个单独的半桥电路结构。
4.根据权利要求3所述的功率半导体模块，其特征在于所述绝缘基板粘结在用铜或AiSiC或CuSiC制成的平板状散热基板上，所述散热基板的厚度是3-5mm。
5.根据权利要求4所述的功率半导体模块，其特征在于所述散热基板上包含有六个安装孔，每四个安装孔锁住有一块绝缘基板。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103779343A (zh) * 2014-01-24 2014-05-07 嘉兴斯达微电子有限公司 功率半导体模块
CN108682664A (zh) * 2018-05-30 2018-10-19 重庆大学 一种基于相变材料的功率模块及其制作方法

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