[发明专利]微通道直接敷铜基板及其功率器件的封装结构和工艺

权利要求书

1.一种功率电子封装结构，包括：微通道直接敷铜基板、二极管芯片、IGBT芯片、电极、塑料外壳、电流触点、灌封胶，其特征在于，微通道直接敷铜基板由至少两层金属层和一层陶瓷层组成，第一层金属层的顶面包含柱状阵列结构、一个流体进口孔和一个流体出口孔，陶瓷层是半封闭的罩壳结构，第二层金属层被分为高压焊盘和低压焊盘两部分，微通道直接敷铜基板的第一层金属层顶面的阵列结构为圆柱形或三角柱形或方柱形或六棱柱形，微通道直接敷铜基板的陶瓷层的大小是根据第一层金属层的尺寸来设计，陶瓷与第一层金属层的顶面相结合，从而形成冷却液的微通道结构，微通道直接敷铜基板的第二层金属层与陶瓷层的顶面相结合；二极管芯片贴装在直接敷铜基板上，分别与基板和IGBT芯片电连接，IGBT芯片贴装在直接敷铜基板上，分别与基板和二极管芯片电连接，电极直接贴装在直接敷铜基板上，将微通道直接敷铜基板、二极管芯片、IGBT芯片和电极用塑料外壳密封，灌封胶注入到塑料壳内，将二极管芯片、IGBT芯片和电极封装，电极延伸至塑料外壳之外，实现内部电路和外部电路的电连接。

2.根据权利要求1所述的功率电子封装结构，其特征在于二极管芯片贴装在微通道直接敷铜基板低压焊盘的顶面，二极管芯片的阳极与低压焊盘电连接，阴极焊线与IGBT的源极电连接。

3.根据权利要求1所述的功率电子封装结构，其特征在于IGBT芯片贴装在微通道直接敷铜基板的顶面，IGBT芯片的源极焊线与二极管的阴极电连接，漏极分别与低压焊盘和门极电连接。

4.根据权利要求1所述的功率电子封装结构，其特征在于利用导电胶将电极分别贴装在直接敷铜基板低压焊盘和高压焊盘上。

5.根据权利要求1所述的功率电子封装结构，其特征在于塑料外壳将二极管芯片、IGBT芯片、直接敷铜基板的顶面和电极的一部分密封起来，并向其中注入灌封胶，电极的另一部分延伸至塑料外壳之外。

6.根据权利要求1所述的功率电子封装结构，其特征在于至少有两个电流触点固定在塑料外壳外部的端子上。

7.根据权利要求1所述的功率电子封装结构，其特征在于IGBT芯片与二极管芯片之间至少需要3根铝线来连接。

8.根据权利要求1所述的功率电子封装结构，其特征在于二极管芯片与高压焊盘之间至少设有三根铝线来连接。

9.微通道直接敷铜基板的功率电子封装工艺，其特征在于形成微通道直接敷铜基板功率器件封装结构的步骤依次包括：将陶瓷层粘结在第一层金属层的顶面，形成冷却液的微通道，陶瓷层采用半封闭的陶瓷层罩壳结构，该第一层金属层的顶面含有柱状阵列结构和液体进出口,第一层金属层大小根据陶瓷层的尺寸设计，微通道具有半导通管道结构，将第二层金属层粘结在陶瓷层的顶面以形成微通道直接敷铜基板,第二层金属层包含高压焊盘和低压焊盘，将IGBT芯片贴装在直接敷铜基板低压焊盘的顶面，IGBT芯片含有漏极、源极和门极，其中将漏极用导电胶电连接在低压焊盘上,将二极管芯片贴装在直接敷铜基板低压焊盘的顶面，二极管芯片含有阴极和阳极，将阳极用导电胶电连接在低压焊盘上,将二极管芯片的阳极和IGBT芯片的源极电连接在高压焊盘上,用导电胶将两个电极分别电连接到微通道直接敷铜基板的高压焊盘和低压焊盘上,在直接敷铜基板上模制一个塑料外壳，将IGBT芯片、二极管芯片、部分电极和微通道直接敷铜基板的顶面包裹其中，并往塑料外壳中注入灌封胶,将电流端子固定在延伸到塑料外壳之外的电极，使其能够与外界电路进行电连接。

10.一种微通道直接敷铜基板，微通道直接敷铜基板由至少两层金属层和一层陶瓷层组成，其特征在于第一层金属层含有液体进口孔和出口孔，第二层金属层在面对第一层金属层的面上含有连续的微槽结构，陶瓷层上还设有分为高压焊盘和低压焊盘两部分的第三层金属层，陶瓷层采用半封闭的陶瓷层罩壳结构，第一层金属层的大小是根据第二层金属层的尺寸确定，第一层金属层的液体进出口孔要跟第二层金属层的微槽相匹配，第一层金属层固定在第二层金属层的下表面，从而形成冷却液的微通道。

11.根据权利要求10所述的微通道直接敷铜基板，其特征在于第二层金属层下表面的连续沟槽结构的截面形状为：矩形或者半圆形或者三角形。