CN107946293A - 一种功率模块封装结构 - Google Patents
一种功率模块封装结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107946293A CN107946293A CN201711408785.6A CN201711408785A CN107946293A CN 107946293 A CN107946293 A CN 107946293A CN 201711408785 A CN201711408785 A CN 201711408785A CN 107946293 A CN107946293 A CN 107946293A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- direct copper
- copper substrate
- substrate
- package structure
- collector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 63
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 62
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 55
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 55
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010923 batch production Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 3
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
本发明属于晶体管结构技术领域，具体涉及一种功率模块封装结构。其包括基板，所述基板上钎焊两个直接敷铜基板，所述两个直接敷铜基板上钎焊IGBT芯片和二极管芯片，功率端子和控制功率端子通过钎焊或超声焊接于所述直接敷铜基板，两个所述直接敷铜基板均设置集电极、发射极和控制极，一个所述直接敷铜基板的集电极通过铝线或铜线连接另一个所述直接敷铜基板的发射极，一个所述直接敷铜基板的控制极连接另一个所述直接敷铜基板。本发明工艺结构简单，兼容性好，批次生产中个体杂散参数差异小。
Description
技术领域
本发明属于晶体管结构技术领域，具体涉及一种功率模块封装结构。
背景技术
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品；封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上；功率模块主要包括基板、直接敷铜基板、功率半导体芯片和功率端子。在对模块中的内部连接结构进行设计时，要考虑到热设计、结构应力设计、EMC设计和电路结构设计，同时要兼顾工艺可靠性、生产成本和产品的电特性一致性。
现在的功率模块设计中，存在的主要问题是产品的兼容性不够、热设计不合理、生产成本高、电特性一致性不足。传统工艺是使用金属线，材质比较软，封装过程中需要对其进行人工缠绕或固定，个体之间差异比较大。普通金属线的焊接作业，对操作和夹具设计要求非常高。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种工艺结构简单、兼容性好、批次生产中个体杂散参数差异小的功率模块封装结构。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种功率模块封装结构，其包括基板，所述基板上钎焊两个直接敷铜基板，所述两个直接敷铜基板上钎焊IGBT芯片和二极管芯片，功率端子和控制功率端子通过钎焊或超声焊接于所述直接敷铜基板，两个所述直接敷铜基板均设置集电极、发射极和控制极，一个所述直接敷铜基板的集电极通过铝线或铜线连接另一个所述直接敷铜基板的发射极，一个所述直接敷铜基板的控制极连接另一个所述直接敷铜基板。
上述的一种功率模块封装结构，其所述集电极通过钎焊或超声焊接由所述功率端子引出。
上述的一种功率模块封装结构，其所述集电极设置于所述直接敷铜基板的中间区域。
上述的一种功率模块封装结构，其每个所述直接敷铜基板上的控制极和发射极均设置于所述集电极的两侧，且两个控制极和发射极分别设置于所述直接敷铜基板相对的两侧。
上述的一种功率模块封装结构，其还包括支撑架，所述支撑架通过卡槽连接所述控制功率端子。
上述的一种功率模块封装结构，其还包括贴片电阻，所述贴片电阻设置于所述一个直接敷铜基板的控制极上。
有益效果：
本发明将基板和直接敷铜基板通过钎焊结合，每块直接敷铜基板上设置控制极、集电极和发射极组成，控制端子的布线集中在直接敷铜基板上，然后通过钎焊将控制功率端子与直接敷铜基板相连，工艺结构简单，兼容性好，批次生产中个体杂散参数差异小。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2为本发明实施例的连接示意图。
图3为本发明实施例的电路拓扑图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例
参照图1，本发明以IGBT模块为例，包括基板1，所述基板1上钎焊两个直接敷铜基板(DBC)2，所述两个直接敷铜基板(DBC)2上钎焊IGBT芯片7和二极管芯片6，功率端子3和控制功率端子5通过钎焊或超声焊接于所述直接敷铜基板(DBC)2，基板1上还包括支撑架4和贴片电阻8，所述支撑架4通过卡槽连接所述控制功率端子5，所述贴片电阻8设置于所述一个直接敷铜基板(DBC)2的控制极上。
参照图2，两个所述直接敷铜基板(DBC)均设置集电极、发射极和控制极，每个所述直接敷铜基板上的控制极和发射极均设置于所述集电极的两侧，且两个控制极和发射极分别设置于所述直接敷铜基板相对的两侧。右侧的直接敷铜基板(DBC)2的中间区域是集电极12，通过钎焊或超声焊接由所述功率端子5引出，通过钎焊同IGBT芯片7和二极管芯片6连接在一起，通过铝线或铜线11与左侧的直接敷铜基板(DBC)2的发射极17连接，直接敷铜基板(DBC)2的左下方是控制极，其中栅极通过铝或铜线9与左侧的直接敷铜基板(DBC)2连接并由控制功率端子5引出；发射极13的一侧通过铝或铜线10与左侧的直接敷铜基板(DBC)2连接并由控制功率端子5引出，另一侧通过钎焊或超声焊接由功率端子3引出。左侧的直接敷铜基板(DBC)2的下方区域是作为右侧的直接敷铜基板(DBC)2的控制极引出的连接区域；中间区域是集电极16和发射极17，集电极16通过钎焊或超声焊接由功率端子3引出，通过钎焊同IGBT芯片7和二极管芯片6连接在一起，上方区域的栅极通过铝或铜线14，15，由控制功率端子5引出。
参照图3，图3所示的电路拓扑结构，A、B、C是模块集电极极和发射极的引出极，G、E是模块的控制极。
本发明将基板和直接敷铜基板通过钎焊结合，每块直接敷铜基板上设置控制极、集电极和发射极组成，控制端子的布线集中在直接敷铜基板上，然后通过钎焊将控制功率端子与直接敷铜基板相连，工艺结构简单，兼容性好，批次生产中个体杂散参数差异小。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种功率模块封装结构，其特征在于：包括基板，所述基板上钎焊两个直接敷铜基板，所述两个直接敷铜基板上钎焊IGBT芯片和二极管芯片，功率端子和控制功率端子通过钎焊或超声焊接于所述直接敷铜基板，两个所述直接敷铜基板均设置集电极、发射极和控制极，一个所述直接敷铜基板的集电极通过铝线或铜线连接另一个所述直接敷铜基板的发射极，一个所述直接敷铜基板的控制极连接另一个所述直接敷铜基板。
2.根据权利要求1所述的一种功率模块封装结构，其特征在于：所述集电极通过钎焊或超声焊接由所述功率端子引出。
3.根据权利要求1所述的一种功率模块封装结构，其特征在于：所述集电极设置于所述直接敷铜基板的中间区域。
4.根据权利要求1所述的一种功率模块封装结构，其特征在于：每个所述直接敷铜基板上的控制极和发射极均设置于所述集电极的两侧，且两个控制极和发射极分别设置于所述直接敷铜基板相对的两侧。
5.根据权利要求1所述的一种功率模块封装结构，其特征在于：还包括支撑架，所述支撑架通过卡槽连接所述控制功率端子。
6.根据权利要求1所述的一种功率模块封装结构，其特征在于：还包括贴片电阻，所述贴片电阻设置于所述一个直接敷铜基板的控制极上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711408785.6A CN107946293A (zh) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 一种功率模块封装结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711408785.6A CN107946293A (zh) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 一种功率模块封装结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107946293A true CN107946293A (zh) | 2018-04-20 |
Family
ID=61939752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711408785.6A Pending CN107946293A (zh) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 一种功率模块封装结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107946293A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112670276A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-16 | 芯长征微电子制造(山东)有限公司 | 高效率封装的igbt模块 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007281090A (ja) * | 2006-04-04 | 2007-10-25 | Kansai Electric Power Co Inc:The | ワイドギャップ複合半導体装置 |
| CN102222664A (zh) * | 2011-05-31 | 2011-10-19 | 常州瑞华电力电子器件有限公司 | 一种大电流高电压高频率高性能igbt模块 |
| US9443792B1 (en) * | 2015-10-31 | 2016-09-13 | Ixys Corporation | Bridging DMB structure for wire bonding in a power semiconductor device module |
| WO2016205929A1 (en) * | 2015-06-23 | 2016-12-29 | Tm4 Inc. | Physical topology for a power converter |
| CN207664044U (zh) * | 2017-12-22 | 2018-07-27 | 江苏宏微科技股份有限公司 | 一种功率模块封装结构 |
-
2017
- 2017-12-22 CN CN201711408785.6A patent/CN107946293A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007281090A (ja) * | 2006-04-04 | 2007-10-25 | Kansai Electric Power Co Inc:The | ワイドギャップ複合半導体装置 |
| CN102222664A (zh) * | 2011-05-31 | 2011-10-19 | 常州瑞华电力电子器件有限公司 | 一种大电流高电压高频率高性能igbt模块 |
| WO2016205929A1 (en) * | 2015-06-23 | 2016-12-29 | Tm4 Inc. | Physical topology for a power converter |
| US9443792B1 (en) * | 2015-10-31 | 2016-09-13 | Ixys Corporation | Bridging DMB structure for wire bonding in a power semiconductor device module |
| CN207664044U (zh) * | 2017-12-22 | 2018-07-27 | 江苏宏微科技股份有限公司 | 一种功率模块封装结构 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112670276A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-16 | 芯长征微电子制造(山东)有限公司 | 高效率封装的igbt模块 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN208739041U (zh) | 一种氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块 | |
| WO2020108365A1 (zh) | 一种igbt半桥模块结构 | |
| CN101630676B (zh) | 新型直接敷铜基板布局的绝缘栅双极性晶体管模块 | |
| CN207664044U (zh) | 一种功率模块封装结构 | |
| CN107946293A (zh) | 一种功率模块封装结构 | |
| CN114695290A (zh) | 一种基于SiC MOSFET的多芯片并联半桥模块 | |
| CN103780066B (zh) | 一种四象限绝缘栅双极性晶体管模块 | |
| CN203746840U (zh) | 一种大功率半桥模块 | |
| CN104339059A (zh) | Igbt模块一次焊接的方法 | |
| JP2004273749A (ja) | 半導体パワーモジュール | |
| CN209896059U (zh) | 多芯片并联的半桥型igbt模块 | |
| JP2012089794A (ja) | 半導体装置 | |
| CN105097738A (zh) | 半导体装置 | |
| CN104659011A (zh) | 一种igbt模块的芯片焊接结构 | |
| CN208015601U (zh) | 一种三相全桥电路及智能功率模块 | |
| CN102760714A (zh) | 电极结构及应用该电极的igbt模块 | |
| CN105023896A (zh) | 一种igbt模块电极结构 | |
| CN103779341A (zh) | 一种大功率半桥模块 | |
| CN110112122B (zh) | 多芯片并联的半桥型igbt模块 | |
| CN203722569U (zh) | 用于连接晶体硅光伏发电组件的光伏接线盒 | |
| CN203747635U (zh) | 一种四象限绝缘栅双极性晶体管模块 | |
| CN207637790U (zh) | 一种***集成智能功率模块 | |
| JPH11163257A (ja) | 半導体装置 | |
| CN213718312U (zh) | 一种贴片功率模块 | |
| CN213462478U (zh) | 一种工艺优化功率模块 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |