[實用新型]一種微氣孔功率電子模塊

有效

• 申請號: 201820668434.2
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN208589436U
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 葉宗蘭
• 申請（專利權）人: 平湖市超越時空圖文設計有限公司
• 主分類號: H01L23/495
• 分類號: H01L23/495;H01L21/48
• 代理公司: 麗水創智果專利代理事務所(普通合伙) 33278
• 代理人: 朱琴琴

本實用新型公開了一種微氣孔功率電子模塊，所述微氣孔功率電子模塊通過在真空回流爐中的回流工序將半導體芯片與所述襯底的第一金屬表面進行焊接，然后再將所述金屬基板與所述襯底的第二金屬表面進行焊接、所述襯底的第一金屬表面分別與功率端子和與所述信號引線進行焊接，制得的微氣孔功率電子模塊的焊接層氣孔率小于2%，且無大氣孔，產品性能好；使用該制備方法制備功率電子模塊，焊接后沒有助焊劑殘留，產品無需清洗，省去了清洗費用和清洗工藝，相應的降低了生產成本和設備維護成本，并且不會對環境造成污染。

技術領域

本實用新型屬于半導體封裝技術領域，具體地，涉及一種微氣孔功率電子模塊。

背景技術

目前功率電子模塊的軟釬焊工藝主要是先在襯底上絲網印刷焊膏，然后在印刷了焊膏的焊盤上貼裝芯片等元件，再把組裝體送入到設備內進行回流焊接的。有兩種情況，第一種是組裝體經過隧道式非真空回流爐焊接，因為這種回流爐回流時僅充惰性氣體保護焊接，而不能抽真空，氣體不能有效排出，所以焊接氣孔一般很大，典型地，氣孔率可達10%以上；另一種情況是組裝體經過真空式回流爐焊接，因為這種回流爐具有密封腔體，既能充惰性氣體保護，又能抽真空，典型地，氣孔率可以小于2%。

以上兩種使用焊膏軟釬焊的工藝有都很大的缺點，第一種是氣孔率很大，難于滿足功率微氣孔功率電子模塊焊接要求，故現在使用較少。第二種雖然氣孔率較小，但是回流過程會產生大量助焊劑殘留，設備維護時間長，利用率較低，且產品要經過化學液體清洗，費用較高，并產生環境保護方面的問題。

實用新型內容

針對上述技術中存在的不足之處，本實用新型提供了一種微氣孔功率電子模塊。

為了達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：

本實用新型的目的是提供一種微氣孔功率電子模塊及其制備方法，該微氣孔功率電子模塊包括：外殼、金屬基板、襯底、半導體芯片、第一焊接層、第二焊接層、功率端子、信號引線、信號端子、鍵合線、填充材料，所述襯底為引線框架襯底，所述引線框架襯底包括陶瓷層、第一金屬表面和第二金屬表面，所述陶瓷層設于第一金屬表面與第二金屬表面之間，所述金屬基板通過第二焊層與第二金屬表面焊接，所述半導體芯片通過第一焊接層焊接至所述第一金屬表面，所述半導體芯片通過鍵合線電連接到第一金屬表面上，所述第一金屬表面通過所述信號引線與所述信號端子電連接，所述第一金屬表面與和功率端子電連接，所述外殼設于所述金屬基板上，所述填充材料填充在外殼與金屬基板構成的區域內，包括功率端子和信號端子的一部分，信號引線、鍵合線、半導體芯片、第一焊接層、引線框架襯底、第二焊接層的一部分或全部。

所述第一金屬表面為第一銅表面，所述第二金屬表面為第二銅表面，所述第一銅表面、所述陶瓷層和所述第二銅表面鍵合形成三明治式的導熱絕緣的陶瓷覆銅襯底。

所述第一金屬表面為第一鎳表面，所述第二金屬表面為第二鎳表面，所述第一鎳表面、所述陶瓷層和所述第二鎳表面鍵合形成三明治式的導熱絕緣的陶瓷覆鎳襯底。所述填充材料008為硅凝膠、硅凝膠、環氧雙層中的一種。

所述鍵合線通過超聲波引線鍵合法鍵合至所述半導體芯片和所述第一金屬表面上，所述鍵合線為Al，Al-Si，Al-Mg，Cu，Au中的一種；

所述的微氣孔功率電子模塊的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

（1）所述半導體芯片與所述第一金屬表面的焊接：在第一金屬表面上放置固定框，在固定框內，依次放置焊片和半導體芯片；將貼裝好的半導體芯片、焊片、引線框架襯底作為一個組裝體，放入回流設備內回流。完成回流工序的組裝體冷卻后，去除固定框，完成所述半導體芯片與所述第一金屬表面的焊接。