[實用新型]功率集成模塊

有效

• 申請號: 201320812838.1
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN203607394U
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 聶世義;王曉寶;趙善麒
• 申請（專利權）人: 江蘇宏微科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/498
• 分類號: H01L23/498;H01L25/16;H01L23/36
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 賈海芬

技術領域

本實用新型涉及一種功率集成模塊，屬于功率模塊制造技術領域。

背景技術

大功率半導體模塊是一種標準外形尺寸和非標準外形尺寸模塊產品。功率集成模塊主要用于直流（DC）變交流(AC)的逆變轉換，用于給工業和民用空調進行變頻控制，提高用電效率，降低能耗。傳統智能功率半導體模塊主要包括外殼、主電路板和驅動電路板，半導體芯片、多個電極端子和信號端子焊接在覆金屬陶瓷基板并構成主電路板，而焊接有集成電路芯片及各器件的印刷電路板構成驅動電路板，為減小功率模塊的體積，是將驅動電路板通過螺釘安裝外殼上，各端子需穿出外殼蓋板上的端子孔和驅動電路板上的端子孔，再通過焊料將端子焊接在驅動電路板上，通過端子實現與功率半導體模塊外部電路的連接以及驅動信號的輸入輸出，但上述結構是將半導體芯片焊接在覆金屬陶瓷基板，集成電路芯片以及各器件是焊接在印刷電路板，一方面無法進一步減小功率集成模塊的體積，另一方面也無法對集成電路芯片進行散熱。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種能將半導體芯片、快恢復二極管芯片和集成電路芯片混合封裝在鋁基覆銅板，縮小整體尺寸，提高散熱效果，并能降低制作成本的功率集成模塊。

本實用新型為達到上述目的的技術方案是：一種功率集成模塊，其特征在于：包括外殼，固定在外殼底部的鋁基覆銅板、復數個電極端子、復數個信號端子、集成電路芯片以及器件和三組以上的半導體單元模塊，集成電路芯片和器件分別通過鋁絲與鋁基覆銅板鍵合；所述的半導體單元模塊包括銅基板、半導體芯片和快恢復二極管芯片，銅基板固定在鋁基覆銅板上，半導體芯片的集電極和快恢復二極管芯片的陰極與銅基板連接，半導體芯片的發射極和柵極以及快恢復二極管芯片的陽極通過鋁絲與鋁基覆銅板連接，各電極端子和各信號端子分別嵌接在外殼的側壁上，各電極端子和各信號端子的下部通過鋁絲與鋁基覆銅板連接，外殼內填充有硅凝膠并將集成電路芯片、器件和半導體單元模塊密封，蓋板連接在外殼上。

本實用新型將半導體芯片及快恢復二極管芯片與銅基板連接，代替傳統半導體芯片和快恢復二極管芯片先焊在覆金屬陶瓷基板，再將覆金屬陶瓷基板焊在銅基板上，由于省掉覆金屬陶瓷基，半導體芯片的熱量直接通過銅基板而傳至鋁基覆銅板，提高了半導體芯片的散熱能力，同時也提高半導體芯片工作溫度和使用效率。本實用新型半導體芯片及快恢復二極管芯片通過銅基板與鋁基覆銅板連接，同時也將集成電路芯片連接在鋁基覆銅板上，實現了裸片即半導體芯片以及快恢復二極管芯片和單管即集成電路芯片的混合封裝，能進一步縮小功率集成模塊的尺寸，同時也能使器件和集成電路芯片通過鋁基覆銅板下部的散熱器進行散熱，使器件和集成電路芯片具有一個較好的工作環境，本實用新型通過對半導體芯片的散熱改進以及對電路進行設計，能提高變頻器的使用壽命。本實用新型將各半導體芯片的柵極通過鋁絲與鋁基覆銅板實現超聲鍵合在一起，然后鋁基覆銅板再通過鋁絲與嵌接在外殼上的各電極端子和信號端子進行超聲鍵合，將柵極信號、器件信號通過信號端子引出，而半導體芯片的集電極和發射極以及恢復二極管芯片的陰極和陽極均通過電極端子引出，由于電極端子和信號端子設置在外殼上，方便與外部電路的連接。本實用新型由于外殼中間敞開，方便硅凝膠的灌入以及硅凝膠中氣泡的排除，具有較好的工藝性。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型的實施例作進一步的詳細描述。

圖1是本實用新型的功率集成模塊的結構示意圖。

圖2是本實用新型的功率集成模塊打開蓋板時的結構示意圖。

圖3是本實用新型鋁基覆銅板的結構示意圖。

圖4是本實用新型電極端子和信號端子固定在殼體上的結構示意圖。

圖5是本實用新型電極端子的結構示意圖。

其中：1—蓋板，2—信號端子，3—外殼，4—電極端子，5—襯套，6—負溫度熱敏電阻，7—鋁絲，8—貼片電阻，9—貼片電容，10—集成電路芯片，11—銅基板，11-1—鋁層，11-2—絕緣層，11-3—銅層，11-4—鍍金部分，11-5—絕緣部分，12—半導體芯片，13—快恢復二極管芯片，14—鋁基覆銅板。

具體實施方式