CN220796734U - 一种半桥功率模块封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供了一种半桥功率模块封装结构，该半桥功率模块封装结构包括：基板、半桥驱动芯片、散热底板以及金属引线框架。半桥驱动芯片的顶面通过金属键合线与基板的金属导线电性连接，半桥驱动芯片的另一面与基板固定连接，能够更好地发挥半桥驱动芯片的性能，提高半桥驱动芯片的可靠性。基板的金属导线与金属引线框架电性连接，散热底板又与基板的背面贴合，能够及时地带走基板上的热量，提高了半桥驱动芯片的工作结温。半桥驱动芯片能够在合适的温度范围内更加稳定地工作，也提高了半桥功率模块的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种半桥功率模块封装结构。
背景技术
传统SIC功率器件封装是将SIC芯片焊接在DBC(Direct Bonding Copper，覆铜板)上，利用金属键合的方式将SIC芯片上表面与独立的金属层相连，DBC铜层焊接在散热底板上，散热底板直接与外壳相连进行散热，不同层间通过焊料层连接。
当前，SIC功率器件封装厂发现HPD封装工艺无法发挥SIC材料的最大优势，因而现有SIC封装工艺的工作结温、杂散电感以及功率循环可靠性等较为低下。
实用新型内容
本实用新型实施例通过提供一种半桥功率模块封装结构，解决了现有功率器件工作结温较高，且杂散电感以及功率循环可靠性低下的技术问题。
本实用新型通过本实用新型的一实施例，提供了一种半桥功率模块封装结构，包括：基板、半桥驱动芯片、散热底板以及金属引线框架；
所述半桥驱动芯片的顶面通过金属键合线与所述基板的金属导线电性连接；所述半桥驱动芯片的另一面与所述基板固定连接；
所述基板的金属导线与所述金属引线框架电性连接；
所述散热底板与所述基板的背面贴合。
可选的，所述半桥驱动芯片上覆盖有绝缘层，且所述金属键合线位于所述绝缘层内。
可选的，所述绝缘层还将所述基板以及所述基板与所述金属引线框架焊接的区域包裹；所述金属引线框架的其余区域暴露在所述绝缘层外。
可选的，所述绝缘层的材质为环氧树脂。
可选的，所述半桥驱动芯片的顶面烧结有金属层，所述金属层与所述金属键合线电性连接。
可选的，所述金属层的材质为铜。
可选的，所述散热底板设置有多张鳍片或多个不相连的凸起。
可选的，所述散热底板的材质为铜镀镍。
可选的，所述基板包括AMB绝缘陶瓷基板。
可选的，所述半桥驱动芯片包括碳化硅半桥驱动芯片。
本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本实用新型实施例提供的半桥功率模块封装结构包括：基板、半桥驱动芯片、散热底板以及金属引线框架。半桥驱动芯片的顶面通过金属键合线与基板的金属导线电性连接，半桥驱动芯片的另一面与基板固定连接，能够更好地发挥半桥驱动芯片的性能，提高半桥驱动芯片的可靠性。基板的金属导线与金属引线框架电性连接，散热底板又与基板的背面贴合，能够及时地带走基板上的热量，提高了半桥驱动芯片的工作结温。半桥驱动芯片能够在合适的温度范围内更加稳定地工作，也提高了半桥功率模块的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，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中半桥功率模块的主视结构示意图；
图2为本实用新型实施例中半桥功率模块结构的剖视示意图；
图3为本实用新型实施例中半桥驱动芯片在基板上的分布示意图。
具体实施方式
本实用新型实施例通过提供一种半桥功率模块封装结构，解决了现有功率器件工作结温较高，且杂散电感以及功率循环可靠性低下的技术问题。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
请参见如图1-3所示，本实用新型通过本实用新型的一实施例，提供了一种半桥功率模块封装结构，该半桥功率模块封装结构包括：基板100、半桥驱动芯片200、散热底板300以及金属引线框架400。
其中，如图3所示，可以在基板100上设置多个半桥驱动芯片200，每个半桥驱动芯片200的顶面通过金属键合线与基板100的金属导线电性连接，每个半桥驱动芯片200的另一面与基板100固定连接。基板100的金属导线又与金属引线框架400电性连接，散热底板300与基板100的背面贴合。
每个半桥驱动芯片200的另一面可以利用焊接材料粘接固定在基板100上。作为一种可选的实施方式，基板100可以包括AMB(Active Metal Brazing，活性金属钎焊)绝缘陶瓷基板100。绝缘陶瓷的材质可以是氮化硅或氮化铝。
基板100上的金属导线可以采用铜或金制备。金属键合线可以是铝线、金线、铜线或铝包铜线中的任一一种。
半桥驱动芯片200可以是第三代宽禁带半导体芯片，举例来讲，上述半桥驱动芯片200可以是氮化镓半桥驱动芯片200，也可以是碳化硅半桥驱动芯片200。
为了便于建立半桥驱动芯片200与金属键合线的电气连接，可以利用DTS(die TopSystem，芯片顶面材料系统)工艺在半桥驱动芯片200的顶面烧结金属层，再将该金属层与金属键合线电性连接。其中，金属层的材质包括铜。
为了提高半桥功率模块的使用寿命，可以在半桥驱动芯片200上覆盖绝缘层500，且将金属键合线也覆盖在绝缘层500内，避免金属键合线被腐蚀氧化。
当然，为了对基板100以及金属引线框架400进行保护，绝缘层500还可以将基板100以及基板100与金属引线框架400焊接的区域包裹，只需将金属引线框架400的其余区域暴露在绝缘层500外，就可以引出半桥功率模块的电性能。
上述绝缘层500可以采用环氧树脂塑封制备得到。
为了进一步降低半桥功率模块的工作结温，还可以在散热底板300上设置多张鳍片或多个不相连的凸起。通过设置多张鳍片或多个不相连的凸起，能够增大散热底板300的散热面积，进一步提高散热底板300的散热能力，从而降低半桥功率模块的工作结温。
可以理解的是，散热底板300可以采用金属铜制备，并且，为了避免散热底板300被氧化而降低散热能力，还可以在散热底板300表面电镀镍。
尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种半桥功率模块封装结构，其特征在于，包括：基板、半桥驱动芯片、散热底板以及金属引线框架；
所述半桥驱动芯片的顶面通过金属键合线与所述基板的金属导线电性连接；所述半桥驱动芯片的另一面与所述基板固定连接；
所述基板的金属导线与所述金属引线框架电性连接；
所述散热底板与所述基板的背面贴合。
2.如权利要求1所述的半桥功率模块封装结构，其特征在于，所述半桥驱动芯片上覆盖有绝缘层，且所述金属键合线位于所述绝缘层内。
3.如权利要求2所述的半桥功率模块封装结构，其特征在于，所述绝缘层还将所述基板以及所述基板与所述金属引线框架焊接的区域包裹；
所述金属引线框架的其余区域暴露在所述绝缘层外。
4.如权利要求2或3所述的半桥功率模块封装结构，其特征在于，所述绝缘层的材质为环氧树脂。
5.如权利要求4所述的半桥功率模块封装结构，其特征在于，所述半桥驱动芯片的顶面烧结有金属层，所述金属层与所述金属键合线电性连接。
6.如权利要求5所述的半桥功率模块封装结构，其特征在于，所述金属层的材质为铜。
7.如权利要求6所述的半桥功率模块封装结构，其特征在于，所述散热底板设置有多张鳍片或多个不相连的凸起。
8.如权利要求7所述的半桥功率模块封装结构，其特征在于，所述散热底板的材质为铜镀镍。
9.如权利要求8所述的半桥功率模块封装结构，其特征在于，所述基板包括AMB绝缘陶瓷基板。
10.如权利要求9所述的半桥功率模块封装结构，其特征在于，所述半桥驱动芯片包括碳化硅半桥驱动芯片。
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