[實(shí)用新型]一種功率模塊倒裝芯片垂直堆疊結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202120681743.5
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN214336714U
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱文輝;孫國遼;汪煉成;彭程
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué);長沙安牧泉智能科技有限公司
• 主分類號: H01L25/18
• 分類號: H01L25/18
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 叢詩洋

本實(shí)用新型公開了一種功率模塊倒裝芯片垂直堆疊結(jié)構(gòu)，包括IGBT芯片、二極管芯片、銅片、Spacer層、DBC基板、接線端子，所述IGBT芯片設(shè)于所述二極管芯片下方，所述IGBT芯片下端設(shè)有連接層；所述銅片上下兩端設(shè)置的第一納米銀燒結(jié)層與第二納米銀燒結(jié)層分別與所述二極管芯片的下端面、所述IGBT芯片的上端面聯(lián)結(jié)；所述Spacer層上下兩端分別設(shè)有焊料層和第三納米銀燒結(jié)層，所述Spacer層通過所述第三納米銀燒結(jié)層與所述二極管芯片上端面聯(lián)結(jié)；所述DBC基板與焊料層、連接層的外端面聯(lián)接；所述接線端子分別與所述DBC基板及銅片聯(lián)接并穿出設(shè)置的塑封。本實(shí)用新型將IGBT芯片倒裝并與二極管芯片堆疊，可進(jìn)一步縮小電源封裝模塊體積，并進(jìn)一步提高功率密度。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種功率模塊倒裝芯片垂直堆疊結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)作為能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷呀?jīng)成為功率半導(dǎo)體器件的主流，在軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領(lǐng)域應(yīng)用極廣。

目前廣泛應(yīng)用的電源封裝技術(shù)是使用鋁線連接器件頂端端子，現(xiàn)有技術(shù)中IGBT電源封裝模塊，通常是IGBT芯片與二極管芯片并聯(lián)使用，而倒裝IGBT芯片雙面散熱封裝技術(shù)中使用雙面散熱結(jié)構(gòu)且用焊接端子方式引出電極來代替?zhèn)鹘y(tǒng)打線式連接，但存在如下缺點(diǎn)：1、芯片布局仍為平面結(jié)構(gòu)；2、電源封裝模塊體積大；3、功率密度不高。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型旨在一定程度上解決上述存在的技術(shù)問題，提供一種功率模塊倒裝芯片垂直堆疊結(jié)構(gòu)，將IGBT芯片倒裝并二極管芯片堆疊，縮小電源封裝模塊體積，提高功率密度。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種功率模塊倒裝芯片垂直堆疊結(jié)構(gòu)，包括二極管芯片、IGBT芯片、銅片、Spacer層、DBC基板、接線端子，所述二極管芯片陰極朝上、陽極朝下；所述IGBT芯片設(shè)于所述二極管芯片下方，所述IGBT芯片下端設(shè)有連接層；所述銅片設(shè)于所述二極管芯片與所述IGBT芯片之間，并通過銅片上下兩端設(shè)置的第一納米銀燒結(jié)層與第二納米銀燒結(jié)層分別與所述二極管芯片的下端面、所述IGBT芯片的上端面聯(lián)結(jié)；所述Spacer層上下兩端分別設(shè)有焊料層和第三納米銀燒結(jié)層，所述Spacer層通過所述第三納米銀燒結(jié)層與所述二極管芯片上端面聯(lián)結(jié)；所述DBC基板相對設(shè)置設(shè)有兩個并分別與焊料層、連接層的外端面聯(lián)接；所述接線端子分別與所述DBC基板及銅片聯(lián)接并穿出設(shè)置的塑封。

優(yōu)選的，所述DBC基板為DBC陶瓷基板。

優(yōu)選的，所述DBC基板包括中間層及設(shè)于中間層上下兩邊的銅片，所述中間層為Al2O3或AlN。

優(yōu)選的，所述Spacer層為Cu、Mo、CuMo、AlSiC或AlSiMg。

優(yōu)選的，所述連接層為錫焊球或銅柱。

優(yōu)選的，所述接線端子包括第一接線端子、第二接線端子、第三接線端子和第四接線端子，所述第一接線端子與聯(lián)接所述焊料層的DBC基板聯(lián)接，所述第二接線端子聯(lián)接所述銅片，所述第三接端子和第四接線端子與聯(lián)接所述連接層的DBC基板聯(lián)接。

優(yōu)選的，所述第一接線端子、第二接線端子及第三接線端子穿出塑封位于同一側(cè)，所述第四接線端子相對第三接線端子設(shè)置在另一側(cè)。

本申請實(shí)施例提供的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

該功率模塊倒裝芯片垂直堆疊結(jié)構(gòu)將IGBT芯片倒裝并與二極管芯片堆疊，可進(jìn)一步縮小電源封裝模塊體積，并進(jìn)一步提高功率密度，同時減少工藝流程、縮短IGBT芯片集電極至二極管芯片陰極聯(lián)結(jié)距離、減小寄生電感，降低損耗。

附圖說明

此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本實(shí)用新型的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本實(shí)用新型的原理。