CN211428155U - 连接组件及功率半导体 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种连接组件及功率半导体。一种连接组件，所述连接组件用于连接功率半导体中的两个部件，所述连接组件包括：连接线；连接部件，所述连接部件的一端用于与所述功率半导体中的部件连接；固定件，用于将所述连接线的两端分别与两个所述连接部件的另一端固定在一起。相对于传统的通过手工焊锡工艺利用键合线连接功率半导体中两个部件的方式，上述连接组件中通过固定件固定连接线和连接部件更加牢固，增加了功率半导体在复杂使用环境中连接的可靠性。相对于传统的通过回流焊工艺利用键合线连接功率半导体中两个部件的方式，上述连接组件中通过固定件固定连接线和连接部件使得不容易受温度冲击而引起连接线脱落。

Description

连接组件及功率半导体

技术领域

本实用新型涉及半导体封装技术领域，特别是涉及一种连接组件及功率半导体。

背景技术

功率半导体，例如绝缘双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate BipolarTransistor)模块的使用越来越加广泛，绝缘双极型晶体管模块等功率半导体由各种热膨胀系数不同材料封装而成，当承受温度波动时，各层封装材料会产生由热膨胀系数不匹配引起的热应力，从而在功率半导体中造成不可逆转的破坏，最终导致其疲劳失效。其中，键合线脱落属于功率半导体主要的失效方式之一。功率半导体封装模块中的键合线主要用于连接多个不能直接连接的部件，包括用于电子芯片、直接敷铜(DBC，Direct BondedCopper)基板、功率段子、信号端子以及其余基础结构之间的连接。

传统的功率半导体封装中利用键合线连接各部件的主要工艺是回流焊工艺和手工焊锡工艺。但是，对于手工锡焊工艺，在拉力下键合线容易脱落；对于回流焊连接工艺，回流焊的锡膏在温度反复冲击的情况下容易失效，最终会导致键合线脱落。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种连接组件及功率半导体。

一种连接组件，所述连接组件用于连接功率半导体中的两个部件，所述连接组件包括：

连接线；

连接部件，所述连接部件的一端用于与所述功率半导体中的部件连接；

固定件，用于将所述连接线的两端分别与两个所述连接部件的另一端固定在一起。

上述连接组件包括连接线、设置于连接线两端的连接部件以及用于固定连接线和连接部件的固定件，连接线两端的连接部件分别与功率半导体中的两个部件连接。相对于传统的通过手工焊锡工艺利用键合线连接功率半导体中两个部件的方式，上述连接组件中通过固定件固定连接线和连接部件更加牢固，增加了功率半导体在复杂使用环境中连接的可靠性；并且，生产过程中不会出现污染物，洁净度高，避免污染物造成的功率半导体电气失效；此外，上述连接组件一致性高，使得功率半导体成品率有所提高。相对于传统的通过回流焊工艺利用键合线连接功率半导体中两个部件的方式，上述连接组件中通过固定件固定连接线和连接部件使得不容易受温度冲击而引起连接线脱落。

在其中一个实施例中，所述连接线与所述连接部件的固定方式为铆接。

在其中一个实施例中，所述固定件为由长条形结构弯折而成的包裹所述连接线和所述连接部件的包边。

在其中一个实施例中，所述固定件弯折以形成一个同时包裹所述连接线和所述连接部件的容纳空间。

在其中一个实施例中，所述固定件的两端分别弯折以形成一个用于包裹所述连接线的包边和一个用于包裹所述连接部件的包边。

在其中一个实施例中，所述固定件的宽度范围为2mm～6mm。

在其中一个实施例中，所述固定件包括铜带、银带及铝带中的至少一个。

在其中一个实施例中，所述连接线和所述连接部件采用相同的材料。

在其中一个实施例中，所述连接部件包括与所述连接线铆接的前端和用于与所述功率半导体中的部件连接的后端，所述前端的尺寸小于所述后端的尺寸，且所述前端的尺寸与所述连接线的尺寸相同。

一种功率半导体，包括：直接敷铜基板、设置于所述直接敷铜基板上的多个电子部件以及如上任一所述的连接组件，所述连接组件用于连接所述直接敷铜基板与所述电子部件或者连接两个所述电子部件。

附图说明

图1为一实施例中的连接组件的立体图。

图2为一实施例中的连接组件的俯视图。

图3为一实施例中的连接部件的俯视图。

图4a至图4c为一实施例中的铆接连接线和连接部件的过程示意图。

图5a为另一实施例中的固定件的弯折方式示意图。

图5b为又一实施例中的固定件的弯折方式示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”以及“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申请和简化描述，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申请的限制。此外，需要说明的是，当元件被称为“形成在另一元件上”时，它可以直接连接到另一元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以直接连接到另一元件或者同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。

功率半导体，例如绝缘双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate BipolarTransistor)模块的使用越来越加广泛，绝缘双极型晶体管模块等功率半导体由各种热膨胀系数不同材料封装而成，当承受温度波动时，各层封装材料会产生由热膨胀系数不匹配引起的热应力，从而在功率半导体中造成不可逆转的破坏，最终导致其疲劳失效。其中，键合线脱落属于功率半导体主要的失效方式之一。功率半导体封装模块中的键合线主要用于连接多个不能直接连接的部件，包括用于电子芯片、直接敷铜(DBC，Direct BondedCopper)基板、功率段子、信号端子以及其余基础结构之间的连接。

传统的功率半导体封装中利用键合线连接各部件的主要工艺是回流焊工艺和手工焊锡工艺。但是，对于手工锡焊工艺，在拉力下键合线容易脱落；对于回流焊连接工艺，回流焊的锡膏在温度反复冲击的情况下容易失效，最终会导致键合线脱落。

对于上述问题，本申请提出了一种连接组件以替代传统工艺中的键合线，且连接组件中的连接线不容易受外力拉扯和受功率半导体温度冲击而脱落。

图1为一实施例中的连接组件的立体图，图2为一实施例中的连接组件的俯视图。如图1和图2所示，连接组件100包括连接线110、连接部件120以及固定件130。连接部件100用于连接功率半导体中的两个部件，例如，连接组件用于功率半导体中电子部件之间的连接，或者电子部件和直接敷铜基板的连接，电子部件可以是功率半导体中的电子芯片、功率端子、信号端子等。

其中，连接部件120的一端用于与功率半导体中的部件连接，固定件130用于将连接线110的两端分别与两个连接部件120的另一端固定在一起。例如，连接线110与连接部件120的固定方式可以为铆接。连接线110、连接部件120以及固定件130的材料和尺寸可以根据实际需求进行设置。

上述连接组件100包括连接线110、设置于连接线110两端的连接部件120以及用于固定连接线110和连接部件120的固定件130，连接线110两端的连接部件120分别与功率半导体中的两个部件连接。相对于传统的通过手工焊锡工艺利用键合线连接功率半导体中两个部件的方式，上述连接组件100中通过固定件130固定连接线110和连接部件120更加牢固，增加了功率半导体在复杂使用环境中连接的可靠性；并且，生产过程中不会出现污染物，洁净度高，避免污染物造成的功率半导体电气失效；此外，上述连接组件100一致性高，使得功率半导体成品率有所提高。相对于传统的通过回流焊工艺利用键合线连接功率半导体中两个部件的方式，上述连接组件100中通过固定件130固定连接线110和连接部件120使得不容易受温度冲击而引起连接线110脱落。

在一实施例中，如图3所示，连接部件120包括与连接线110固定的前端121和用于与功率半导体中部件连接的后端122，前端121的尺寸小于后端122的尺寸，且前端121的尺寸与连接线110的尺寸相同。连接部件120的前端121可以与功率半导体中的部件采用真空回流焊或者超声焊方式进行连接。

示例性的，连接部件120的前端121和后端122可以为厚度一致的长方体，且前端121的宽度小于后端122的宽度。后端122的宽度较宽是为了在与功率半导体中部件焊接时能够增大接触面积从而连接部件120的后端122不容易从焊接处脱落。前端121的宽度可以与连接线110的直径相同或者相近，使得在利用固定件130铆接连接部件120的前端121和连接线110时固定更加牢固。在其他实施例中，可以根据实际需求将连接部件120适应性的设置成各种形状和尺寸。

在一实施例中，连接线110和连接部件120采用相同的材料，从而便于对连接线110和连接部件120进行固定。连接线110可以采用单股形式也可以采用多股形式，具体的，可以根据连接强度进行调整。需要注意的是，连接线110和连接部件120的选材需要考虑耐高压和耐高温等性能。

在一实施例中，固定件130为由长条形结构弯折而成的包裹连接线110和连接部件120的包边。固定件130可以采用铜带，其厚度较薄，从而便于弯折以形成用于包裹连接线110和连接部件120的包边，从而对连接部件120和连接线110进行铆接。固定件130的长度可以根据连接线110和连接部件120的尺寸进行设置，固定件130的宽度可以根据连接强度和导流要求进行设置，例如固定件130的宽度范围为2mm～6mm。进一步的，固定件130的宽度可以为2mm、4mm、6mm等。此外，还可以通过设置固定件130的厚度范围为0.3mm-0.4mm以进一步增强连接强度。本实施例中，采用铜带铆接连接线110和连接部件120，导流能力强，对连接线110材料的要求较低。在其他实施例中，固定件130也可以采用导电性能更强的银带，或者选用硬度更大的铝带，根据在不同使用场景下选择优势更强的材料作为固定件130材料。

在一实施例中，将固定件130弯折以形成一个同时包裹连接线110和连接部件120的容纳空间。如图4a至图4c所示，将连接部件120的前端121和连接线110的一部分重叠在一起，将固定件130两端分别沿着连接部件120前端121的外表面弯折(图中箭头方向为施力方向)，再利用固定工具140将固定件130的两端围绕连接线110的外表面进行固定，最终固定件130形成一个包裹连接部件120前端121和连接线110重叠的部分的容纳空间，连接方式简单。在其他实施例中，还可以在该容纳空间内灌注摩擦力大的材料，例如粘性材料，从而使得连接线110和连接部件120前端121的铆接更加牢固，连接线110不容易脱落。

在另一实施例中，如图5a和图5b所示，固定件130的两端分别弯折以形成一个用于包裹连接线110的包边和一个用于包裹连接部件120的前端121的包边。形成的两个包边可以在固定件130的同一侧，也可以在固定件130的不同侧。

本申请还提供一种功率半导体。功率半导体包括直接敷铜基板、设置于直接敷铜基板上的多个电子部件以及如上任意一个实施例中的连接组件100，连接组件100用于连接直接敷铜基板与电子部件或者连接两个电子部件。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种连接组件，其特征在于，所述连接组件用于连接功率半导体中的两个部件，所述连接组件包括：

连接线；

连接部件，所述连接部件的一端用于与所述功率半导体中的部件连接；

固定件，用于将所述连接线的两端分别与两个所述连接部件的另一端固定在一起。

2.根据权利要求1所述的连接组件，其特征在于，所述连接线与所述连接部件的固定方式为铆接。

3.根据权利要求2所述的连接组件，其特征在于，所述固定件为由长条形结构弯折而成的包裹所述连接线和所述连接部件的包边。

4.根据权利要求3所述的连接组件，其特征在于，所述固定件弯折以形成一个同时包裹所述连接线和所述连接部件的容纳空间。

5.根据权利要求3所述的连接组件，其特征在于，所述固定件的两端分别弯折以形成一个用于包裹所述连接线的包边和一个用于包裹所述连接部件的包边。

6.根据权利要求2所述的连接组件，其特征在于，所述固定件的宽度范围为2mm～6mm。

7.根据权利要求1所述的连接组件，其特征在于，所述固定件包括铜带、银带及铝带中的至少一个。

8.根据权利要求1所述的连接组件，其特征在于，所述连接线和所述连接部件采用相同的材料。

9.根据权利要求1所述的连接组件，其特征在于，所述连接部件包括与所述连接线固定的前端和用于与所述功率半导体中的部件连接的后端，所述前端的尺寸小于所述后端的尺寸，且所述前端的尺寸与所述连接线的尺寸相同。

10.一种功率半导体，其特征在于，包括：直接敷铜基板、设置于所述直接敷铜基板上的多个电子部件以及如权利要求1至9任一所述的连接组件，所述连接组件用于连接所述直接敷铜基板与所述电子部件或者连接两个所述电子部件。

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