[發明專利]一種無引線鍵合的雙面散熱IGBT模塊

在審

• 申請號: 202110160268.1
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112736049A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 言錦春;姚禮軍
• 申請（專利權）人: 上海道之科技有限公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/488;H01L25/07
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳琦;陳繼亮

本發明公開了一種無引線鍵合的雙面散熱IGBT模塊，包括IGBT模塊本體，所述IGBT模塊本體主要包括相對設置的上絕緣基板、下絕緣基板及設置在兩絕緣基板間的端子和芯片部分，所述上絕緣基板和下絕緣基板均包括陶瓷絕緣層及設置在陶瓷絕緣層上下外表面的第一金屬層和第二金屬層，所述第二金屬層包括金屬導電層及附著在金屬導電層上的絕緣阻焊層，所述絕緣阻焊層用于控制上絕緣基板和下絕緣基板的焊接區域范圍；所述端子和芯片部分均通過焊料錫焊焊接在兩絕緣基板第二金屬層之間的金屬導電層上，各芯片部分之間、各芯片部分與兩絕緣基板相應的導電層之間、以及兩絕緣基板的導電層與各端子之間均通過焊料錫焊焊接以進行電氣連接。

技術領域

本發明涉及電子器件技術領域，具體涉及一種無引線鍵合的雙面散熱IGBT模塊。

背景技術

功率模塊是一種將電力電子和集成電路技術結合的功率驅動器件。由于具有高集成度、高可靠性等優勢，智能功率模塊贏得越來越大的市場，尤其適合于驅動電機的變頻器及各種逆變電源，是變頻調速、冶金機械、電力牽引、伺服驅動和變頻家電常用的電力電子器件。隨著IGBT模塊廣泛應用于交通、新能源等領域，市場對IGBT模塊的要求越來越高。目前，常用的焊接式IGBT模塊普遍采用的是背面單面冷卻方式，散熱能力低，熱阻大，同時芯片部分之間采用鍵合引線聯接，單個IGBT模塊中存在成百上千個鍵合點，單個鍵合點脫落，直接影響模塊的可靠性。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種可減小模塊尺寸、降低模塊熱阻、進一步提高模塊可靠性的無引線鍵合的雙面散熱IGBT模塊。

本發明的目的是通過如下技術方案來完成的，一種無引線鍵合的雙面散熱IGBT模塊，包括IGBT模塊本體，所述IGBT模塊本體主要包括相對設置的上絕緣基板、下絕緣基板及設置在兩絕緣基板間的端子和芯片部分，所述上絕緣基板和下絕緣基板均包括陶瓷絕緣層及設置在陶瓷絕緣層上下外表面的第一金屬層和第二金屬層，所述第二金屬層包括金屬導電層及附著在金屬導電層上的絕緣阻焊層，所述絕緣阻焊層用于控制上絕緣基板和下絕緣基板的焊接區域范圍；所述端子和芯片部分均通過焊料錫焊焊接在兩絕緣基板第二金屬層之間的金屬導電層上，各芯片部分之間、各芯片部分與兩絕緣基板相應的導電層之間、以及兩絕緣基板的導電層與各端子之間均通過焊料錫焊焊接以進行電氣連接。

進一步地，所述芯片部分為雙面可焊接芯片部分，所述上絕緣基板與下絕緣基板之間的空隙區域均填充有用于提高各原器件之間耐壓絕緣性能的絕緣凝膠。

進一步地，所述端子分布于IGBT模塊本體寬度方向的兩側邊上，所述端子包括功率端子和信號端子，且所述功率端子和信號端子均為柔性結構，端子靠近兩絕緣基板的一側設置有絕緣保護膜，絕緣保護膜的材質為聚酰亞胺薄膜。

進一步地，所述上絕緣基板和下絕緣基板的第一金屬層和第二金屬層均為裸露或電鍍有一層可焊接金屬材料。

進一步地，所述芯片部分與上絕緣基板和下絕緣基板間均通過焊接方式連接，所述焊接采用SnPb,SnAg, SnAgCu,PbSnAg含Sn焊接材料之一，焊接最高溫度在100°到400°之間。

進一步地，所述端子為銅或銀，端子表層為裸露或電鍍有一層可焊接金屬材料，端子通過錫焊焊接在上絕緣基板和下絕緣基板的導電層之間，所述的焊接采用SnPb,SnAg,SnAgCu,PbSnAg含Sn焊接材料之一，焊接最高溫度在100°到400°之間。

本發明的有益技術效果在于：本發明所述的IGBT模塊結構，模塊頂部和底部均可同時進行冷卻，且模塊內部無任何鍵合引線，使用絕緣基板金屬層直接連接，從而可以減小模塊結構尺寸，降低模塊熱阻，提高了模塊可靠性。

附圖說明

圖1為本發明的爆炸結構示意圖；

圖2為本發明的側視分解結構示意圖；

圖3為本發明的側視結構示意圖；

圖4為圖3的A向結構示意圖；