[發明專利]壓接型功率半導體模塊結構及其子單元和制作方法

在審

• 申請號: 202110292578.9
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113066785A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 任海;冉立;蔣華平;劉立;王小勇
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H01L25/07
• 分類號: H01L25/07;H01L25/18;H05K1/18;H05K3/32;G01K11/32
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 張雪林

1.壓接型功率半導體模塊結構的子單元，其特征在于：包括絕緣框架和從下至上依次堆疊于絕緣框架內的銀片、下鉬片、芯片和上鉬片；絕緣框架上設置有彈簧針，彈簧針與芯片的柵極相連；下鉬片接觸芯片的表面開設有水平貫通的溝槽，光纖穿過溝槽，并且溝槽內的光纖上集成有一個以上的光柵。

2.根據權利要求1所述的壓接型功率半導體模塊結構的子單元，其特征在于：所述光柵外套設有套管，套管設置于溝槽內，套管的頂部與下鉬片接觸芯片的表面平齊，以使套管貼緊芯片的表面。

3.根據權利要求2所述的壓接型功率半導體模塊結構的子單元，其特征在于：所述套管的材質為不銹鋼。

4.根據權利要求2所述的壓接型功率半導體模塊結構的子單元，其特征在于：所述套管的壁厚為0.1mm，套管與溝槽的間隙為0.05～0.1mm，套管與光纖的間隙為0.05mm。

5.根據權利要求1所述的壓接型功率半導體模塊結構的子單元，其特征在于：所述溝槽沿下鉬片接觸芯片的表面中心延伸。

6.根據權利要求1所述的壓接型功率半導體模塊結構的子單元，其特征在于：所述芯片為IGBT芯片或者FRD芯片。

7.根據權利要求1所述的壓接型功率半導體模塊結構的子單元，其特征在于：所述芯片的正面通過機械壓力與下鉬片連接，芯片的背面通過燒結或機械壓力與上鉬片連接。

8.壓接型功率半導體模塊結構，其特征在于：包括殼體和從下至上依次堆疊并封裝在殼體內的基板、PCB網狀板、多個如權利要求1～7任一項所述的子單元，多個子單元通過PCB網狀板并行排布在基板上；子單元的彈簧針與PCB網狀板相連；子單元的光纖與集成在殼體上的光纖接口相連。

9.根據權利要求8所述的壓接型功率半導體模塊結構，其特征在于：所述殼體包括帶有開口的外殼和覆蓋外殼開口的蓋板；外殼的材質為陶瓷，蓋板和基板的材質為銅。

10.壓接型功率半導體模塊結構的制作方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1.將集成有光柵的光纖穿過下鉬片表面開設的溝槽；

S2.將彈簧針安裝在絕緣框架上，向絕緣框架內依次堆疊銀片、下鉬片、芯片和上鉬片，并且彈簧針的一端與芯片的柵極相連，組成子單元；

S3.將基板、PCB網狀板、多個子單元依次堆疊在殼體內，其中，多個子單元通過PCB網狀板并行排布在基板上，子單元的彈簧針另一端與PCB網狀板相連，并將光纖與集成在殼體上的光纖接口連接；

S4.向殼體內充入氮氣，加壓密封殼體。