[發明專利]封裝結構及應用該封裝結構的功率模塊

在審

• 申請號: 202210926308.3
• 申請日: 2022-08-03
• 公開（公告）號: CN115360151A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 和巍巍;傅俊寅;唐宏浩
• 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;H01L23/31;H01L23/15
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產權代理有限公司 44311
• 代理人: 曾昭毅;曾柳燕

本申請實施例公開一種封裝結構及功率模塊，包括至少一功率芯片、焊料層、金屬層、陶瓷基板和散熱底板；所述焊料層設置在所述至少一功率芯片與所述金屬層之間；所述金屬層設置在所述陶瓷基板靠近所述至少一功率芯片的一側表面上；所述陶瓷基板設置在所述散熱底板靠近所述至少一功率芯片的一側表面上；其中，所述陶瓷基板與所述散熱底板之間鍵合連接。采用本申請的實施例，可以降低模塊的熱阻以及熱應力，可以簡化模塊的封裝，可以提升模塊散熱能力，并且工藝簡單。

技術領域

本申請涉及功率模塊的封裝技術領域，尤其涉及一種封裝結構及應用該封裝結構的功率模塊。

背景技術

隨著電子技術的發展，功率模塊已經吸引了越來越多的關注。功率模塊中內部封裝的功率芯片包括絕緣柵雙極晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)或者金屬-氧化物半導體場效應晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，MOSFET)。高壓IGBT模塊的功率密度的提升將會導致模塊內部會產生較高的熱量，從而引起結溫的升高，因此將會增加損失密度和熱應力。

通?？梢酝ㄟ^減小結與殼之間的熱阻來有效地緩解熱應力。然而，現有功率模塊的導熱路徑較長，同時其制造工藝也非常復雜，散熱效率較差，將會降低功率模塊的可靠性。

發明內容

本申請提供一種封裝結構及應用該封裝結構的功率模塊，可以降低熱阻以及熱應力。可以簡化模塊的封裝，可以提升模塊散熱能力，并且工藝簡單，可以提升產品的競爭力。

第一方面，本申請的實施例提供一種封裝結構，包括至少一功率芯片、焊料層、金屬層、陶瓷基板和散熱底板；所述焊料層設置在所述至少一功率芯片與所述金屬層之間；所述金屬層設置在所述陶瓷基板靠近所述至少一功率芯片的一側表面上；所述陶瓷基板設置在所述散熱底板靠近所述至少一功率芯片的一側表面上；其中，所述陶瓷基板與所述散熱底板之間鍵合連接。

作為一種可選實施方式，所述陶瓷基板與所述散熱底板之間設有氧化物，以實現所述陶瓷基板與所述散熱底板之間的鍵合連接。

作為一種可選實施方式，所述陶瓷基板為氮化鋁陶瓷基板、氮化硅陶瓷基板、氧化鋁陶瓷基板中的任意一種。

作為一種可選實施方式，所述焊料層由Sn-Sb焊料制成。

作為一種可選實施方式，所述陶瓷基板遠離所述至少一功率芯片的一側表面上設有熔融鋁，所述熔融鋁與所述陶瓷基板產生金屬鍵合。

作為一種可選實施方式，所述熔融鋁的澆筑溫度為700-800攝氏度，所述陶瓷基板與所述熔融鋁的鍵合薄利強度為300-350兆帕。

作為一種可選實施方式，所述封裝結構包括多個功率芯片，相鄰的兩個所述功率芯片之間的間距為1.5-8.5毫米。

作為一種可選實施方式，所述散熱底板遠離所述功率芯片的一側表面設有多個散熱結構。

作為一種可選實施方式，所述散熱結構采用針翅結構。

第二方面，本申請的實施例還提供一種功率模塊，所述功率模塊包括如上述所述的封裝結構。所述功率模塊還可以包括封裝外殼，所述封裝外殼上設置有多個端子，所述功率芯片可以電連接于所述多個端子。

采用本申請實施例中的封裝結構及功率模塊，可以降低熱阻以及熱應力，簡化了模塊的封裝，可以提升模塊散熱能力，并且工藝簡單，可以提升產品的競爭力。

附圖說明

圖1是一種封裝結構的結構示意圖。

圖2是本申請實施例提供的一種封裝結構的結構示意圖。

圖3是本申請實施例的一種封裝結構的另一結構示意圖。