[实用新型]非绝缘型功率模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体，尤其涉及非绝缘型功率模块及其封装技术。 

背景技术

功率模块，按照其芯片与基板之间是电气绝缘的结构还是非绝缘的结构，分为绝缘型功率模块，和非绝缘型功率模块。 

功率模块通常其基板用作公共电极，而且其具有正向压降低、浪涌电流大等特点，主要用于各类焊接机和开关电源。 

但是，正是由于功率模块通常工作在高电压、大电流条件下，因此，功率模块的散热就是通常必须考虑的一个问题。 

实用新型内容

本实用新型的目的之一是提供一种非绝缘型功率模块。这种非绝缘型功率模块能够降低模块的热阻，从而提高功率模块的可靠性。 

本实用新型的另一个目的是简化非绝缘型功率模块的结构，从而降低制造成本。 

按照本实用新型提供的非绝缘型功率模块200包含：铜基板210；位于铜基板210指定位置处的功率模块芯片220；从功率模块芯片220引出的门极电极230；以及外壳280，用于罩盖铜基板210、门极电极230和功率模块芯片220；其中，功率模块芯片220直接焊接在铜基板210上，电极230焊接在功率模块芯片220上。 

按照本实用新型提供的非绝缘型功率模块200，其中，功率模块芯片220、门极电极230、铜基板210以及外壳280采用硅凝胶270密封，在硅凝胶270上采用环氧树脂290固化封装，以形成密封结构。 

门极电极230最好从环氧树脂290中引出。 

在按照本实用新型的非绝缘型功率模块200中，门极电极230最好被打弯成型。 

在按照本实用新型的非绝缘型功率模块200中，在非绝缘型功率模块200中的芯片220和芯片220之间，最好采用铝丝键合在起来。 

在按照本实用新型的非绝缘型功率模块200中，铜基板的厚度最好为3毫米。 

附图说明

图1中示出现有技术中的绝缘型功率模块在封装时所采用的工艺步骤； 

图2示出的是现有技术中绝缘型功率模块的内部结构示意图； 

图3中示出的是本实用新型的非绝缘型功率模块在封装时所采用的工艺步骤；以及 

图4示出的是采用本实用新型的封装工艺所形成的非绝缘型功率模块的内部结构示意图。 

具体实施方式

下面参照附图，说明本实用新型实施例的非绝缘型功率模块及其封装工艺。 

本领域中的普通技术人员能够理解，本实用新型中所采用的术语“功率模块”是一种泛指，它可以是晶闸管、二极管模块、IGBT模块或MOSFET模块等。但为了描述方便起见，说明书的描述中，仅以“功率模块”来代表晶闸管、二极管模块、IGBT模块或MOSFET模块等。 

功率模块由于通常工作在大电流下，其本身的热阻会受很多因素的影响。例如，模块的散热条件、器件工作时的功率、焊接层的厚度以及焊接层的热膨胀系数等都会影响器件的热阻。 

功率模块的热阻由下式给出： 

R＝ΔT/P                                式(1) 

其中，R是热阻； 

ΔT是器件两端形成的温差； 

P是器件由于所加电流和电压所引起的功率。 

从式(1)可以看出，器件两端形成的温差越小，则热阻越小。因此，设法减小焊接层的厚度，可以减小器件两端的温差，从而大大减小功率器件的热阻。 

图1示出的是现有技术的绝缘型功率模块封装工艺，而图2示出的是采用图1所示工艺所制成的现有技术的绝缘型功率模块的内部结构示意图。 

如图2所示，现有技术的绝缘型功率模块100包括铜基板110，其设置于功率模块100的底部。铜基板110上设置有直接键合铜Direct Bonding Copper，DBC基板120。一个或多个芯片140被贴装在DBC基板120的预定位置上，经封装后形成绝缘型功率模块100。 

芯片140通过铝丝连接桥150在模块内部进行引线连接。弯折电极130由弯折铜片形成。铜片的一端弯折地接触于DBC基板120的表面上的芯片上，其另一端在功率模块的上表面弯折形成弯折电极130。 

另外，功率模块100还包括包覆铜基板110等的外壳180。外壳180的内部填充有硅凝胶170，功率模块100还包括外壳盖板190。 

图1示出图2所示现有技术的功率模块至少需要通过以下工艺步骤来形成：