[發明專利]一種功率半導體模塊結構及制備方法

在審

• 申請號: 202010101352.1
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111180404A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 洪思忠;胡羽中
• 申請（專利權）人: 華芯威半導體科技（北京）有限責任公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/373;H01L25/07;H01L21/48
• 代理公司: 北京邦創至誠知識產權代理事務所(普通合伙) 11717
• 代理人: 張宇鋒

本發明涉及半導體技術領域，尤其是涉及一種功率半導體模塊結構及制備方法。該功率半導體模塊結構包括：若干個并聯設置的芯片、上覆銅基板、下覆銅基板、驅動端子、電極端子、金屬塊和塑封樹脂；所述芯片和驅動端子分別焊接于所述下覆銅基板的覆銅層；所述電極端子焊接于所述下覆銅基板的覆銅層；所述金屬塊焊接于所述芯片的表面，其中上橋區域的金屬塊的上表面與所述上覆銅基板的左側銅層連接，所述上覆銅基板的左側銅層與所述交流輸出極連接，其中下橋區域的金屬塊的上表面與所述上覆銅基板的右側銅層連接，所述上覆銅基板的右側銅層與負極連接；所述上覆銅基板與下覆銅基板之間通過塑封樹脂連接。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其是涉及一種功率半導體模塊結構及制備方法。

背景技術

隨著技術進步、政策扶持以及企業投入增加，我國新能源汽車行業近年迎來了跨越式發展。受新能源車的快速發展，內部控制器、充電樁和充電站等配套設施，也會迎來快速發展。對于電動汽車的控制器，逆變器是其核心電力轉換部件，目前采用的Si基IGBT模塊開關損耗比較大，體積較大，造成設備耗能增加，系統體積較大。隨著SiC器件及封裝技術地不斷發展，這一產品可以廣泛應用于電機驅動、電動汽車、高端電源等領域。

目前功率模塊內部主回路主要采用鍵合線方式進行電氣互聯，內部功率芯片焊接在陶瓷覆銅基板上，覆銅基板焊接在散熱底板上，進行單面散熱。對于大功率半導體模塊，在使用過程當中會承擔很大的功率并產生很大的熱量，熱量的積聚會對半導體模塊的功能和結構等產生負面影響，影響產品的可靠性。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的總體背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種功率半導體模塊結構及制備方法，以解決現有技術中存在的技術問題。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種功率半導體模塊結構，其包括：若干個并聯設置的芯片、上覆銅基板、下覆銅基板、驅動端子、電極端子、金屬塊和塑封樹脂；所述芯片和驅動端子分別焊接于所述下覆銅基板的覆銅層，所述驅動端子包括：上橋驅動端和下橋驅動端；所述電極端子焊接于所述下覆銅基板的覆銅層，所述電極端子包括：正極、負極和交流輸出極；所述金屬塊焊接于所述芯片的表面，其中上橋區域的金屬塊的上表面與所述上覆銅基板的左側銅層連接，所述上覆銅基板的左側銅層與所述交流輸出極連接，其中下橋區域的金屬塊的上表面與所述上覆銅基板的右側銅層連接，所述上覆銅基板的右側銅層與負極連接；所述上覆銅基板與下覆銅基板之間通過塑封樹脂連接。

作為一種進一步的技術方案，該功率半導體模塊結構包括：熱敏電阻端；所述熱敏電阻端通過焊料焊接于下覆銅基板的覆銅層。

作為一種進一步的技術方案，所述上覆銅基板包括：絕緣陶瓷層和設置于絕緣陶瓷層上下兩面的覆銅層。

作為一種進一步的技術方案，所述下覆銅基板包括：絕緣陶瓷層和設置于絕緣陶瓷層上下兩面的覆銅層，其中一面的覆銅層具有間隔分布的左側銅層、右側銅層。

作為一種進一步的技術方案，所述芯片為SiC MOSFET芯片或者IGBT芯片。

第二方面，本發明提供一種根據所述的功率半導體模塊結構的制備方法，其包括如下步驟：

將芯片分別通過焊料焊接于下覆銅基板的覆銅層；

將驅動端子分別通過焊料焊接于下覆銅基板的覆銅層；

將電極端子分別通過超聲波焊接的方式焊接于下覆銅基板的覆銅層；