[实用新型]一种芯片上表面齐平的功率模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及功率模块，特别是涉及一种芯片上表面齐平的功率模块。

背景技术

功率模块是电子电力器件如金属氧化物半导体(功率MOS管)、绝缘栅型场效应晶体管(IGBT)，快恢复二极管(FRD)按一定的功能组合封装成的电力开关模块，其主要用于电动汽车，光伏发电，风力发电，工业变频等各种场合下的功率转换。

钎焊技术是目前功率模块中芯片与DBC连接所广泛采用的技术，但受焊料熔点限制，钎焊模块结温一般低于150℃，在高温工作时可靠性低，寿命短。银烧结技术是应用于功率模块制作中的一种先进连接技术，采用银烧结技术的功率模块，其可靠性高，寿命长，结温可达200℃以上，适于高温下长期稳定地工作。银烧结技术应用于芯片与DBC的连接时，一般需在芯片上表面施加一定压力，从而得到可靠的连接界面。由于不同种类芯片厚度不同，为了得到均匀的压力，加压夹具的压头需进行特殊设计，这对加压夹具设计及制造水平要求较高，增加了模块研发成本，延长了模块研发周期。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种能够解决现有技术中存在的缺陷的芯片上表面齐平的功率模块。

技术方案：本实用新型所述的芯片上表面齐平的功率模块，包括绝缘基板，绝缘基板上表面金属层上设有烧结层，烧结层上设有芯片，所有芯片的厚度不完全相同，所述上表面金属层厚度不均匀，使得所有芯片上表面高度一致。

进一步，所述上表面金属层上设有凸台，凸台上设有烧结层。

进一步，多个厚度相同的芯片共用一个凸台。

进一步，所述凸台顶部尺寸大于烧结层底部尺寸。

进一步，所述上表面金属层上设有凹槽，凹槽内设有烧结层。

进一步，多个厚度相同的芯片共用一个凹槽。

进一步，所述凹槽底部尺寸大于烧结层底部尺寸。

进一步，所有芯片中，厚度为中间值的芯片对应的烧结层直接设置在上表面金属层上，厚度大于中间值的芯片对应的烧结层设置在上表面金属层的凹槽内，厚度小于中间值的芯片对应的烧结层设置在上表面金属层的凸台上。

进一步，所述凸台为上表面金属层的一部分。

进一步，所述凸台为焊接在上表面金属层上的薄铜片。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1)本实用新型降低了对加压夹具设计及制作水平的要求。由于各芯片上表面高度一致，设计夹具时无需考虑芯片厚度不同的问题，夹具压头可简化至单一平面，一方面简化了设计制造难度，另一方面实现了夹具的通用性，从而降低了模块研发成本，缩短了模块研发周期。

2)本实用新型降低了双面冷却模块的设计制造难度。对于采用双面冷却的模块，会针对芯片厚度不同的情况，采取额外的厚度补偿设计，芯片上表面高度一致时，无需采取额外措施进行芯片厚度补偿，从而降低了设计制造难度。

附图说明

图1为现有技术中的绝缘基板的剖视图；

图2为本发明实施例1中的绝缘基板的剖视图；

图3为本发明实施例2中的绝缘基板的剖视图；

图4为本发明实施例3中的绝缘基板的剖视图；

图5为本发明实施例4中的绝缘基板的俯视图；

图6为本发明实施例5中的绝缘基板的俯视图；

图7为本发明实施例6中的绝缘基板的俯视图；

图8为本发明实施例7中的绝缘基板的俯视图；

图9为本发明实施例8中的绝缘基板的俯视图；

图10为本发明实施例9中的绝缘基板的俯视图；

图11为本发明实施例10中的绝缘基板的俯视图；

图12为本发明实施例11中的绝缘基板的俯视图；

图13为本发明实施例12中的绝缘基板的俯视图；

图14为本发明实施例13中的凸台结构的剖视图；

图15为本发明实施例14中的另一种凸台结构的加工过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的介绍。

图1为现有技术中的绝缘基板，绝缘基板包括中间层16、位于中间层16上表面的上金属层15以及位于中间层16下表面的下金属层17。上金属层15上设有厚度相等的第一烧结层13和第二烧结层14，第一烧结层13上设有第一芯片11，第二烧结层14上设有第二芯片12，第一芯片11和第二芯片12的厚度不相等。可见，第一芯片11和第二芯片12的上表面不在同一高度上。