CN211150546U - 一种功率半导体模块结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种功率半导体模块结构。该功率半导体模块结构包括：若干个并联设置的芯片、上覆铜基板、下覆铜基板、驱动端子、电极端子、金属块和塑封树脂；所述芯片和驱动端子分别焊接于所述下覆铜基板的覆铜层；所述电极端子焊接于所述下覆铜基板的覆铜层；所述金属块焊接于所述芯片的表面，其中上桥区域的金属块的上表面与所述上覆铜基板的左侧铜层连接，所述上覆铜基板的左侧铜层与所述交流输出极连接，其中下桥区域的金属块的上表面与所述上覆铜基板的右侧铜层连接，所述上覆铜基板的右侧铜层与负极连接；所述上覆铜基板与下覆铜基板之间通过塑封树脂连接。

Description

一种功率半导体模块结构
技术领域
本实用新型涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种功率半导体模块结构。
背景技术
随着技术进步、政策扶持以及企业投入增加，我国新能源汽车行业近年迎来了跨越式发展。受新能源车的快速发展，内部控制器、充电桩和充电站等配套设施，也会迎来快速发展。对于电动汽车的控制器，逆变器是其核心电力转换部件，目前采用的Si基IGBT模块开关损耗比较大，体积较大，造成设备耗能增加，系统体积较大。随着SiC器件及封装技术地不断发展，这一产品可以广泛应用于电机驱动、电动汽车、高端电源等领域。
目前功率模块内部主回路主要采用键合线方式进行电气互联，内部功率芯片焊接在陶瓷覆铜基板上，覆铜基板焊接在散热底板上，进行单面散热。对于大功率半导体模块，在使用过程当中会承担很大的功率并产生很大的热量，热量的积聚会对半导体模块的功能和结构等产生负面影响，影响产品的可靠性。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种功率半导体模块结构及制备方法，以解决现有技术中存在的技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
第一方面，本实用新型提供一种功率半导体模块结构，其包括：若干个并联设置的芯片、上覆铜基板、下覆铜基板、驱动端子、电极端子、金属块和塑封树脂；所述芯片和驱动端子分别焊接于所述下覆铜基板的覆铜层，所述驱动端子包括：上桥驱动端和下桥驱动端；所述电极端子焊接于所述下覆铜基板的覆铜层，所述电极端子包括：正极、负极和交流输出极；所述金属块焊接于所述芯片的表面，其中上桥区域的金属块的上表面与所述上覆铜基板的左侧铜层连接，所述上覆铜基板的左侧铜层与所述交流输出极连接，其中下桥区域的金属块的上表面与所述上覆铜基板的右侧铜层连接，所述上覆铜基板的右侧铜层与负极连接；所述上覆铜基板与下覆铜基板之间通过塑封树脂连接。
作为一种进一步的技术方案，该功率半导体模块结构包括：热敏电阻端；所述热敏电阻端通过焊料焊接于下覆铜基板的覆铜层。
作为一种进一步的技术方案，所述上覆铜基板包括：绝缘陶瓷层和设置于绝缘陶瓷层上下两面的覆铜层。
作为一种进一步的技术方案，所述下覆铜基板包括：绝缘陶瓷层和设置于绝缘陶瓷层上下两面的覆铜层，其中一面的覆铜层具有间隔分布的左侧铜层、右侧铜层。
作为一种进一步的技术方案，所述芯片为SiC MOSFET芯片或者IGBT芯片。
第二方面，本实用新型提供一种根据所述的功率半导体模块结构的制备方法，其包括如下步骤：
将芯片分别通过焊料焊接于下覆铜基板的覆铜层；
将驱动端子分别通过焊料焊接于下覆铜基板的覆铜层；
将电极端子分别通过超声波焊接的方式焊接于下覆铜基板的覆铜层；
将金属块通过焊料焊接于芯片的表面，其中上桥区域的金属块的上表面与上覆铜基板的左侧铜层通过焊料连接，上覆铜基板的左侧铜层与交流输出极连接，其中下桥区域的金属块的上表面与上覆铜基板的右侧铜层通过焊料连接，上覆铜基板的右侧铜层与负极连接；
将上覆铜基板与下覆铜基板之间通过塑封树脂连接。
采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型提供一种功率半导体模块结构，同时采取了双面散热的方式，有利于大功率半导体模块的散热。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的功率半导体模块结构的立体图；
图2为本实用新型实施例提供的功率半导体模块结构去掉塑封树脂的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的功率半导体模块结构的内部示意图；
图4为本实用新型实施例提供的上覆铜基板的结构示意图。
图标：1-正极；2-负极；3-下桥驱动端；4-热敏电阻端；5-交流输出极；6-上桥驱动端；7-上覆铜基板；8-金属块；9-左侧铜层；10-右侧铜层；11-塑封树脂；12-下覆铜基板。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
实施例一
结合图1至图4所示，本实施例提供一种功率半导体模块结构，其包括：若干个并联设置的芯片、上覆铜基板7、下覆铜基板12、驱动端子、电极端子、金属块8和塑封树脂11；所述芯片和驱动端子分别焊接于所述下覆铜基板12的覆铜层，所述驱动端子包括：上桥驱动端6和下桥驱动端3；所述电极端子焊接于所述下覆铜基板12的覆铜层，所述电极端子包括：正极1、负极2和交流输出极5；所述金属块8焊接于所述芯片的表面，其中上桥区域的金属块8的上表面与所述上覆铜基板7的左侧铜层9连接，所述上覆铜基板7的左侧铜层9与所述交流输出极5连接，其中下桥区域的金属块8的上表面与所述上覆铜基板7的右侧铜层10连接，所述上覆铜基板7的右侧铜层10与负极2连接；所述上覆铜基板7与下覆铜基板12之间通过塑封树脂11连接。本实施例采取了双面散热的方式，有利于大功率半导体模块的散热。
本实施例中，作为一种进一步的技术方案，该功率半导体模块结构包括：热敏电阻端4；所述热敏电阻端4通过焊料焊接于下覆铜基板12的覆铜层。
本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述上覆铜基板7包括：绝缘陶瓷层和设置于绝缘陶瓷层上下两面的覆铜层。
本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述下覆铜基板12包括：绝缘陶瓷层和设置于绝缘陶瓷层上下两面的覆铜层，其中一面的覆铜层具有间隔分布的左侧铜层9、右侧铜层10。
本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述芯片为SiC MOSFET芯片或者IGBT芯片。
本实施例中，作为一种进一步的技术方案，本方案中芯片可以是两颗芯片并联也可以是其他数量芯片进行并联，形成不同电流规格的产品。
本实施例中，作为一种进一步的技术方案，本方案中采用上下两块覆铜陶瓷基板形成双面散热的设计结构。
本实施例中，作为一种进一步的技术方案，本方案产品内部芯片功率回路，采取了免键合线的铜块焊接互联方式。
本实施例中，作为一种进一步的技术方案，本方案产品内部含有热敏电阻，可以在应用中通过热敏电阻引出的端子进行产品的温度监测。
本实施例中，作为一种进一步的技术方案，本方案产品的电极端子采用超声波焊接方式进行，不是传统的焊料焊接方式。
实施例二
本实施例在上述实施例一的基础之上提供一种根据所述的功率半导体模块结构的制备方法，其包括如下步骤：
将芯片分别通过焊料焊接于下覆铜基板12的覆铜层；
将驱动端子分别通过焊料焊接于下覆铜基板12的覆铜层(驱动端引线键合)；
将电极端子分别通过超声波焊接的方式焊接于下覆铜基板12的覆铜层；
将金属块8通过焊料焊接于芯片的表面，其中上桥区域的金属块8的上表面与上覆铜基板7的左侧铜层9通过焊料连接，上覆铜基板7的左侧铜层9与交流输出极5连接，其中下桥区域的金属块8的上表面与上覆铜基板7的右侧铜层10通过焊料连接，上覆铜基板7的右侧铜层10与负极2连接；
将上覆铜基板7与下覆铜基板12之间通过塑封树脂11连接。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种功率半导体模块结构，其特征在于，包括：若干个并联设置的芯片、上覆铜基板、下覆铜基板、驱动端子、电极端子、金属块和塑封树脂；
所述芯片和驱动端子分别焊接于所述下覆铜基板的覆铜层，所述驱动端子包括：上桥驱动端和下桥驱动端；
所述电极端子焊接于所述下覆铜基板的覆铜层，所述电极端子包括：正极、负极和交流输出极；
所述金属块焊接于所述芯片的表面，其中上桥区域的金属块的上表面与所述上覆铜基板的左侧铜层连接，所述上覆铜基板的左侧铜层与所述交流输出极连接，其中下桥区域的金属块的上表面与所述上覆铜基板的右侧铜层连接，所述上覆铜基板的右侧铜层与负极连接；
所述上覆铜基板与下覆铜基板之间通过塑封树脂连接。
2.根据权利要求1所述的功率半导体模块结构，其特征在于，包括：热敏电阻端；所述热敏电阻端通过焊料焊接于下覆铜基板的覆铜层。
3.根据权利要求1所述的功率半导体模块结构，其特征在于，所述上覆铜基板包括：绝缘陶瓷层和设置于绝缘陶瓷层上下两面的覆铜层。
4.根据权利要求1所述的功率半导体模块结构，其特征在于，所述下覆铜基板包括：绝缘陶瓷层和设置于绝缘陶瓷层上下两面的覆铜层，其中一面的覆铜层具有间隔分布的左侧铜层、右侧铜层。
5.根据权利要求1所述的功率半导体模块结构，其特征在于，所述芯片为SiC MOSFET芯片或者IGBT芯片。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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