[發明專利]一種功率模塊及其應用方法

在審

• 申請號: 202010271721.1
• 申請日: 2020-04-09
• 公開（公告）號: CN111463177A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 張振中;和巍巍;孫軍;楊柳;刁紳;蝶名林幹也
• 申請（專利權）人: 深圳基本半導體有限公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/373;H01L21/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種功率模塊。所述功率模塊包括芯片、引線框架、基板、外殼及連接端子。所述芯片的第一表面通過金屬燒結的方式固定于基板上。所述引線框架一體成型，所述引線框架的一端通過金屬燒結的方式與芯片的第二表面及基板固定連接，以構成功率模塊的電路。所述外殼采用塑料樹脂填充，以塑封芯片、引線框架及基板。所述連接端子的一端塑封于外殼內，并電連接于基板，所述連接端子的另一端伸出外殼外。所述連接端子包括輸入端子及輸出端子，所述輸入端子與輸出端子分別設置于外殼相對的兩側。本發明還公開上述功率模塊的應用方法。如此可增強功率模塊的可靠性和功率密度。

技術領域

本發明涉及一種功率模塊及其應用方法。

背景技術

現有的大功率的功率模塊，如硅基絕緣型功率半導體模塊，是由多個Si-1GBT芯片和二極管芯片組合而成，在絕緣的底板上構成電路的模塊型產品。這些芯片的下表面通常用焊錫連接在基板上，還通過用焊錫接合在散熱板上，來提高基板的強度和散熱性。

然而，焊錫材料的使用會限制工作溫度在175℃左右，并且由于溫度循環，焊錫接合的惡化加劇，熱電阻上升，從而影響功率模塊的可靠性；另外，由于焊錫的導熱率低，使得功率模塊的體積一般較大，從而減低功率密度。

發明內容

鑒于此，有必要提供一種具有高可靠性和高功率密度的功率模塊及其應用方法。

本發明為達上述目的所提出的技術方案如下：

一種功率模塊，所述功率模塊包括芯片、引線框架、基板、外殼及連接端子，所述芯片的第一表面通過金屬燒結的方式固定于所述基板上，所述引線框架一體成型，所述引線框架的一端通過金屬燒結的方式與所述芯片的第二表面及所述基板固定連接，以構成所述功率模塊的電路，所述外殼采用塑料樹脂填充，以塑封所述芯片、所述引線框架及所述基板，所述連接端子的一端塑封于所述外殼內，并電連接于所述基板，所述連接端子的另一端伸出所述外殼外，所述連接端子包括輸入端子及輸出端子，所述輸入端子與所述輸出端子分別設置于所述外殼相對的兩側。

進一步地，所述芯片包括若干寬禁帶半導體器件，以構成四分之一橋模塊電路或者半橋模塊電路或者全橋模塊電路。

進一步地，所述芯片包括若干寬禁帶半導體器件、熱敏電阻及電流傳感器，以構智能功率模塊電路。

進一步地，所述金屬燒結為銅燒結或銀燒結，燒結厚度為30～200um。

進一步地，所述引線框架的厚度為0.5～1.5mm。

進一步地，所述基板為覆銅陶瓷板。

進一步地，所述外殼還包括固定部，用于固定所述功率模塊，所述固定部為一貫穿所述外殼的通孔。

進一步地，所述外殼還包括固定部，用于固定所述功率模塊，所述固定部為兩個固定件，這兩個固定件分別錯位地設置于所述外殼相對的兩側，且與所述連接端子伸出所述外殼的方向垂直。

如上述所述的功率模塊的應用方法。

進一步地，包括以下步驟：

提供三個所述功率模塊；

提供一散熱模塊，并將三個功率模塊通過金屬燒結的方式緊密排列地固定于所述散熱模塊上，這三個功率模塊之間并聯連接，并使得這三個功率模塊的輸入端子處于同一側，且這三個功率模塊的輸出端子均處于相對的另一側，所述金屬燒結為銅燒結或銀燒結，燒結厚度為30～200um；

將所述連接端子的輸入端子與輸入模塊電連接，將所述連接端子的輸出端子與輸出模塊電連接。