[實(shí)用新型]一種雙向散熱的IGBT模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220452128.8
• 申請(qǐng)日: 2012-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN202855730U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂新立;關(guān)仕漢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 淄博美林電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/492
• 分類號(hào): H01L23/492;H01L23/488;H01L29/739
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務(wù)所 37223
• 代理人: 孫愛華

技術(shù)領(lǐng)域

一種雙向散熱的IGBT模塊，屬于半導(dǎo)體器件制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型NOWPAK?IGBT（絕緣柵雙極性晶體管）模塊。?

背景技術(shù)

如圖9所示，傳統(tǒng)絕緣柵雙極性晶體管IGBT模塊封裝均采用打金屬線7的方式進(jìn)行芯片的并聯(lián)、串聯(lián)以達(dá)到提高模塊電流電壓的目的，此方法對(duì)于大功率IGBT芯片極易造成損傷（芯片面積較大，打線條數(shù)多，如芯片焊接稍有不平整即會(huì)損傷芯片），且芯片上部無法接散熱片，散熱效果差。在使用時(shí)容易因溫度升高造成產(chǎn)品失效。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，不用傳統(tǒng)打線方式，工藝先進(jìn)、制作出的產(chǎn)品散熱效果好、能夠提升芯片效率的一種雙向散熱的IGBT模塊。?

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該雙向散熱的IGBT模塊，其特征在于：在芯片上植入金屬球，金屬球直接將芯片與帶有線路的上基板連接，在上基板上方設(shè)置散熱裝置。?

散熱裝置包括上基板和其上方的上散熱片。?

上基板為陶瓷覆銅板。陶瓷層為絕緣層所以可以外加上散熱片。?

上散熱片為翅片狀。提高產(chǎn)品的散熱能力。提高模塊使用壽命。?

金屬球的材料使用金、錫或銀中的一種，金屬球單顆直徑12-15mil。?

該雙向散熱的IGBT模塊的封裝工藝，包括如下步驟：?

在芯片上植入金屬球→不良芯片覆蓋及切割芯片→下基板與晶粒真空焊接→上基板電路板焊接及散熱片焊接→極片端子焊接→外殼成型及印字→硅膠注入→測(cè)試→包裝。?

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的一種雙向散熱的IGBT模塊的有益效果是：取消使用打金屬線的方式對(duì)芯片進(jìn)行并聯(lián)、串聯(lián)，采用芯片植球技術(shù)直接使用帶有線路的上基板實(shí)現(xiàn)芯片的并聯(lián)及串聯(lián)，同時(shí)因上基板采用陶瓷覆銅板,中間或背面的陶瓷為絕緣層所以可以外加上散熱片，增加散熱效果提高IGBT模塊的散熱能力和使用壽命。避免產(chǎn)生如圖9所示打金屬線對(duì)芯片造成損傷的問題。?

1、采用芯片金屬植球技術(shù)，不用打金屬線減少打線對(duì)芯片的損傷，不用傳統(tǒng)打線方式而用金屬植球直接將芯片與帶有線路的上基板連接，提升芯片效率15%，芯片效率達(dá)到95%以上，IGBT模塊良率可以提高10%。?

2、本雙向散熱的IGBT模塊的上基板上可外加上散熱片提高產(chǎn)品的散熱能力，下基板可外加水冷式散熱裝置，有效達(dá)到散熱能力，散熱能力提高20%以上。?

3、金屬球的材料使用金、錫、銀，植球單顆直徑12mil到15mil之間。?

4、本實(shí)用新型亦適用于其它功率模塊的封裝流程。?

克服了現(xiàn)有技術(shù)，對(duì)于大功率IGBT芯片極易造成損傷（芯片面積較大，打線條數(shù)多，如芯片焊接稍有不平整即會(huì)損傷芯片），且芯片上部無法接散熱片，散熱效果差。在使用時(shí)容易因溫度升高造成產(chǎn)品失效等缺點(diǎn)。?

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一種雙向散熱的IGBT模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖2是圖1的I局部放大示意圖；?

圖3是芯片未植入金屬球結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖4是芯片植入金屬球結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖5是芯片與下基板6焊接結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖6是芯片與上基板3焊接結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖7是上基板3外焊接上散熱片1結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖8是實(shí)用新型IGBT的工藝流程圖；?

圖9是現(xiàn)有技術(shù)打線圖。?

其中：1、上散熱片??2、金屬球??3、上基板??4、芯片??5、下散熱板??6、下基板??7、金屬線。?

具體實(shí)施方式

圖1-2、4-8是本實(shí)用新型一種雙向散熱的IGBT模塊的最佳實(shí)施例，下面結(jié)合附圖1-8對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明：?

參照附圖1-8：?

本雙向散熱的IGBT模塊由上散熱片1、金屬球2、上基板3、芯片4、下散熱板5和下基板6組成，在芯片4上植入金屬球2，金屬球2直接將芯片4與帶有線路的上基板3連接，在金屬球2上方設(shè)置散熱裝置。散熱裝置包括上基板3和其上方的上散熱片1。上基板3和下基板6均為陶瓷覆銅板。上散熱片1為翅片狀。?

參照附圖4和圖5：?

圖4是現(xiàn)有技術(shù)未植入金屬球2的芯片。?

圖5是植入金屬球2的芯片。金屬球2材料使用金、錫、銀，植球單顆直徑12mil到15mil之間。如圖5所示將成排的金屬球2間隔均布植入芯片4上，植滿整個(gè)芯片4。實(shí)現(xiàn)將?芯片4與帶有線路的上基板3的直接連接。?