[發明專利]具有新型焊線的電力電子模塊裝置

在審

• 申請號: 201210570401.1
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103887267A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 謝剛;仲雪倩;盛況;汪濤;郭清
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01L23/49
• 分類號: H01L23/49
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，尤其涉及大功率電力半導體模塊、功率控制電路、智能功率組件和高頻開關電源等應用場合，具體是涉及一種具有新型焊線的電力電子功率模塊裝置。

背景技術

在電力電子功率模塊的發展中，隨著集成度提高，體積減小，使得單位散熱面積上的功耗增加，從而導致較高的模塊內部工作溫度。過高的模塊內部工作溫度會帶來一系列問題，其中之一為金屬焊線的安全性問題。傳統電力電子功率模塊中采用的金屬焊線，一般為鋁材料制成，鋁材料具有較高的熱膨脹率(23.2×10^-6K^-1)。當環境溫度發生變化或者組件在使用中發熱時，會在金屬焊線與金屬散熱底板的交界面上產生熱應力，長期承受這樣的應力會使金屬焊線發生斷裂，帶來可靠性問題，進而影響整個模塊的壽命。

鑒于此，本發明提出一種新型焊線，可以降低金屬焊線與其接合材料交界面的應力，增強了焊線的可靠性，提高電力電子功率模塊的壽命。

發明內容

本發明針對傳統電力電子功率模塊中焊線與其接合材料之間應力較大的不足，提出一種新型焊線材料，并應用于電力電子功率模塊裝置。本發明提出的具有新型焊線的電力電子功率模塊裝置與傳統模塊相比，可以降低金屬焊線與其接合材料交界面之間的應力，增強其可靠性，使整個功率模塊的性能得到進一步改善。

為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決：

使用具有低膨脹系數的金屬替代傳統鋁金屬，作為電力電子功率模塊中的金屬焊線，來達到降低應力的目的。

一種具有新型焊線的電力電子功率模塊裝置，其特征在于：使用具有低膨脹系數的金屬作為芯片之間或芯片與底板電極之間的連接焊線。

作為優選，所述的金屬焊線可以采用鉬金屬(Mo)，其熱膨脹系數為5.2×10^-6K^-1。

作為優選，所述的金屬焊線可以采用鉻金屬(Cr)，其熱膨脹系數為6.2×10^-6K^-1。

本發明由于采用了以上技術方案，具有以下顯著的技術效果：在傳統電力電子功率模塊裝置的基礎上，通過采用新型低膨脹系數金屬代替鋁金屬作為金屬焊線，有效地解決了傳統鋁焊線與其接合材料的交界面上具有較大熱應力的不足，有效改善了金屬焊線的安全性問題，并提高了整個功率模塊裝置的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發明的一種具有新型焊線的電力電子功率模塊裝置的實施例1的俯視示意圖。

圖2為本發明的一種具有新型焊線的電力電子功率模塊裝置的實施例2的俯視示意圖。

其中：101-電極、102-金屬散熱底板、103-芯片1、104-金屬焊線、105-芯片2。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

實施例1

104金屬焊線采用低膨脹系數金屬鉬(Mo)，其熱膨脹系數為5.2×10^-6K^-1，通常采用壓接方式。

實施例2

104金屬焊線采用低膨脹系數金屬鉻(Cr)，其熱膨脹系數為6.2×10^-6K^-1，通常采用壓接方式。

通過上述實例闡述了本發明，同時也可以采用其他實例實現本發明，本發明不局限與上述具體實例，因此本發明由所附權利要求范圍限定。