CN219286393U - 一种新型铜基板载体及智能功率半导体模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型铜基板载体及智能功率半导体模块，该新型铜基板载体包括铜基板本体，铜基板表面设置有供元器件和连接片机械固定的多个焊盘，和铜基板上腐蚀形成有连通于各个焊盘的走线道，走线道中压合有绝缘材料，绝缘材料上压合有铜箔，铜基板的除了焊盘位置的表面塑封有环氧树脂。本实用新型基于一个铜基板来作为电路载体，可以减少现有技术的生产过程中所需点胶设备、高温固化设备，从而大大减小了生产设备投入成本；铜基板在成本上比陶瓷电路板更低，更易于生产和改造，大大提高了生产效率，且采用铜基板取代陶瓷电路板，可以消除电路板受应力作用破裂风险。

Description

一种新型铜基板载体及智能功率半导体模块

技术领域

本实用新型涉及电路板技术领域，尤其涉及一种新型铜基板载体及智能功率半导体模块。

背景技术

智能功率模块(IPM)是Intelligent Power Module的缩写，是一种先进的功率开关器件，具有GTR(大功率晶体管)高电流密度、低饱和电压和耐高压的优点,以及MOSFET(场效应晶体管)高输入阻抗、高开关频率和低驱动功率的优点。而且IPM内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路，使用起来方便,不仅减小了系统的体积以及开发时间，也大大增强了系统的可靠性，适应了当今功率器件的发展方向——模块化、复合化和功率集成电路(PIC)，在电力电子领域得到了越来越广泛的应用。

在智能功率模块的生产中，现有技术的工艺流程如下：

1、在陶瓷电路板上进行Control IC及外围元器件的SMT贴片；

2、在铜框架上进行功率IGBT的Die bonding；

3、陶瓷电路板点胶粘接到铜框架中，粘接胶需要高温固化；

4、IGBT、电路板、铜框架PIN之间进行Wire bonding完成电气连接。

由以上工艺得知，生产中需要用到贴片设备、Die bonding设备、点胶设备、高温固化设备、Wire bonding设备等，生产设备投入大；铜框架表面需要特殊处理，才能满足Wirebonding工艺要求，材料成本高；陶瓷电路板本身材料性质，机械强度不高，容易受应力作用破裂损坏。

实用新型内容

鉴于以上技术问题，本实用新型提供了一种新型铜基板载体及智能功率半导体模块，以解决上述提及的几点问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本实用新型的一方面，公开一种新型铜基板载体，包括铜基板本体，所述铜基板表面设置有供元器件和连接片机械固定的多个焊盘，和所述铜基板上腐蚀形成有连通于各个所述焊盘的走线道，所述走线道中压合有绝缘材料，所述绝缘材料上压合有铜箔，所述铜基板的除了所述焊盘位置的表面塑封有环氧树脂。

根据本实用新型的另一方面，公开一种智能功率半导体模块，包括如上述的新型铜基板载体，所述元器件包括IGBT芯片、ASIC集成芯片、多个外围元件，所述IGBT芯片、所述ASIC集成芯片、所述外围元件、所述连接片焊接于铜基板的焊盘上且通过所述铜箔连接，且所述连接片从所述铜基板上往外引出。

采用上述方案，本实用新型的有益效果是：

基于一个铜基板来作为电路载体，可以减少现有技术的生产过程中所需点胶设备、高温固化设备，从而大大减小了生产设备投入成本；铜基板在成本上比陶瓷电路板更低，更易于生产和改造，大大提高了生产效率，且采用铜基板取代陶瓷电路板，可以消除电路板受应力作用破裂风险；

铜基板是一个完整的、非常可靠的接“地”平面，可以有效的屏蔽外界的电磁干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的铜基板载体的剖视结构图；

图2为本实用新型实施例的智能功率半导体模块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的铜基板拼板的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的铜基板拼板及连接片拼板的结构示意图。

其中，附图标识说明：

1、铜基板；11、焊盘；12、走线道；21、IGBT芯片；22、ASIC集成芯片；23、外围元件；3、绝缘材料；4、铜箔；5、环氧树脂；6、连接片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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作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。

如图1所示，一种新型铜基板1载体，包括铜基板1本体，铜基板1表面设置有供元器件和连接片6机械固定的多个焊盘11，和铜基板1上腐蚀形成有连通于各个焊盘11的走线道12，走线道12中压合有绝缘材料3，绝缘材料3上压合有铜箔4，铜基板1的除了焊盘11位置的表面塑封有环氧树脂5。

其中，铜基板1在生产时，将电路原理图转换为物理布局后，除焊盘11位置外，通过腐蚀在铜基板1表面形成具有一定深度的走线道12，然后将绝缘材料3和铜箔4按物理布局压合到铜基板1的走线道12上，此等同于现有技术的陶瓷电路板和铜框架整合成一个整体。因此，使得元器件中的ASIC集成芯片22、IGBT芯片21、外围元件23可以直接采用SMT焊接工艺固定在铜基板1上，并通过铜箔4连接。

基于以上的铜基板1载体，如图2所示，在另一种实施方式中提供一种智能功率半导体模块，在铜基板1上焊接元器件，元器件包括IGBT芯片21、ASIC集成芯片22、多个外围元件23，IGBT芯片21、ASIC集成芯片22、外围元件23、连接片6焊接于铜基板1的焊盘11上且通过铜箔4连接，且连接片6从铜基板1上往外引出，形成智能功率半导体模块的基本内容。

当中，由于采用了铜基板1，在生产时，可以如图3所示，形成两行M列的铜基板1拼板，该铜基板1沿行线对称，使得可以一次生产多个铜基板1，然后便可以在铜基板1的拼板上腐蚀走线道12、压合绝缘材料3和铜箔4，最后焊接连接片6。该连接片6具体为多个连接条，如图4所示，其可以将铜基板1上预留的焊盘11或引脚往外引出，使得实现元器件与外界的连接。与铜基板1拼板同理的，为了提高生产效率，连接片6可以是一整片拼接成的。

在焊接连接片6之后，便可以进行元器件贴装、回流焊等，然后进行下板、铜基板1切割分板、装盒，最后将整片连接片6切割分离即可。

基于上述的实施例可以得知，本实用新型采用一个铜基板1来作为电路载体，可以减少现有技术的生产过程中所需点胶设备、高温固化设备，从而大大减小了生产设备投入成本；铜基板1在成本上比陶瓷电路板更低，更易于生产和改造，大大提高了生产效率，且采用铜基板1取代陶瓷电路板，可以消除电路板受应力作用破裂风险；

铜基板1是一个完整的、非常可靠的接“地”平面，可以有效的屏蔽外界的电磁干扰。

最后应说明的是：以上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精神和范围。

Claims (2)

1.一种新型铜基板载体，其特征在于，包括铜基板本体，所述铜基板表面设置有供元器件和连接片机械固定的多个焊盘，和所述铜基板上腐蚀形成有连通于各个所述焊盘的走线道，所述走线道中压合有绝缘材料，所述绝缘材料上压合有铜箔，所述铜基板的除了所述焊盘位置的表面塑封有环氧树脂。

2.一种智能功率半导体模块，其特征在于，包括如权利要求1所述的新型铜基板载体，所述元器件包括IGBT芯片、ASIC集成芯片、多个外围元件，所述IGBT芯片、所述ASIC集成芯片、所述外围元件、所述连接片焊接于铜基板的焊盘上且通过所述铜箔连接，且所述连接片从所述铜基板上往外引出。

Images