一种功率模块及功率器件制造技术

本发明专利技术公开了一种功率模块，包括至少两块模块基板、若干个功率芯片、若干片模块连接片和封装层；任意两块相邻的模块基板之间具有安装间隙；若干个功率芯片中的任一功率芯片设置在安装间隙中；若干个功率芯片中的任一功率芯片具有至少两个电极；若干个功率芯片中任一功率芯片上的至少一个电极基于相对应的模块连接片与模块基板电性连接；封装层封装至少两块模块基板、若干个功率芯片和模块连接片，封装层表面设置有对应于至少两块模块基板和若干个功率芯片的连接脚。该功率模块提供了一种新的多层板模块封装结构，制造成本低，加工良率高。另外，本发明专利技术还提供了一种功率器件。

【技术实现步骤摘要】
一种功率模块及功率器件
本专利技术涉及到电子器件领域，具体涉及到一种功率模块及功率器件。
技术介绍
图1为现有技术下的一种功率器件的结构示意图。功率器件是指具有电压电流处理能力的半导体器件，功率器件内部设置有若干个功率芯片。随着功率器件的微型化、集成化要求，通常会采用双层金属板的器件结构，将功率芯片置于两块金属板之间，利用两个金属板实现功率芯片的外部电性连接功能，并同时利用双层金属板对功率芯片进行散热。具体的，功率芯片主要包括二极管和开关管，开关管具有三个电极。在功率器件采用无打线烧结结构时，功率芯片上、下表面的电极均通过全烧结的方式实现固晶。对于开关管而言，但是由于栅极和源极之间的间距较小，栅极和源极上的银浆浆量很难控制，烧结工艺困难，往往容易出现栅源极短路的现象，产品良率较低。
技术实现思路
为了克服现有功率器件的问题，本专利技术提供了一种功率模块及功率器件，该功率模块通过新的结构设计，可克服功率芯片的电极银浆烧结短路问题。相应的，本专利技术提供了一种功率模块，包括至少两块模块基板、若干个功率芯片、若干片模块连接片和封装层；所述至少两块模块基板层叠设置，且任意两块相邻的模块基板之间具有安装间隙；所述若干个功率芯片中的任一功率芯片设置在所述安装间隙中；所述若干个功率芯片中的任一功率芯片具有至少两个电极；所述若干片模块连接片中的任一模块连接片在第一固定方向的两端分别为第一模块连接端和第二模块连接端，所述模块连接片在所述第一固定方向上的中部相对于所述第一模块连接端和第二模块连接端凸起形成模块弹性触点；所述若干个功率芯片中任一功率芯片上的至少一个电极基于相对应的模块连接片与所述模块基板电性连接；所述封装层封装所述至少两块模块基板、所述若干个功率芯片和所述模块连接片，所述封装层表面设置有对应于所述至少两块模块基板和所述若干个功率芯片的连接脚。可选的实施方式，所述若干片模块连接片中至少一片所述模块连接片的第一模块连接端和第二模块连接端键合设置在对应的电极上且模块弹性触点与所对应的模块基板接触形成电性连接。可选的实施方式，所述若干片模块连接片中至少一片所述模块连接片的第一模块连接端和第二模块连接端键合设置在对应的模块基板上且模块弹性触点与所对应的电极接触形成电性连接。可选的实施方式，所述若干个功率芯片中的至少部分功率芯片为二极管；所述二极管的电极包括正极和负极，所述正极和负极分别设置在所述二极管的两个相对的表面上；所述二极管的正极和/或负极基于所述模块连接片与相对应的模块基板电性连接。可选的实施方式，所述若干个功率芯片中的至少部分功率芯片为开关管；所述开关管的电极包括栅极、源极和漏极，所述栅极和源极设置在所述开关管的其中一个表面上，所述漏极设置在所述开关管的另外一个相对的表面上。可选的实施方式，所述至少两块模块基板中的任一模块基板的部分表面外露于所述封装层表面形成所述连接脚或基于一模块基板延伸结构引出至所述封装层表面形成所述连接脚。可选的实施方式，在所述若干个功率芯片包括二极管时，所述二极管的正极和负极分别与所对应的模块基板电性连接；在所述若干个功率芯片包括开关管时，所述开关管的漏极和源极分别与所对应的模块基板电性连接，所述开关管的栅极外露于所述封装层表面形成所述连接脚或基于一栅极延伸结构引出至所述封装层表面形成所述连接脚。相应的，本专利技术还提供了一种功率器件，包括器件顶板、器件底板和若干个所述的功率模块；所述器件顶板和所述器件底板正对设置，且所述器件顶板朝向所述器件底板一侧设置有顶板连接层，所述器件底板朝向所述器件顶板一侧设置有底板连接层；所述顶板连接层划分为若干个顶板连接区，所述底板连接层划分为若干个底板连接区；所述功率模块上的任一连接脚与相对应的顶板连接区或底板连接区电性连接。可选的实施方式，还包括若干片器件连接片；所述器件连接片在第二固定方向的两端分别为第一器件连接端和第二器件连接端，所述器件连接片在所述第二固定方向上的中部相对于所述第一器件连接端和第二器件连接端凸起形成器件弹性触点；所述功率模块上至少部分连接脚与相对应的顶板连接区或底板连接区基于所对应的器件连接片电性连接。可选的实施方式，所述若干片器件连接片中至少一片连接片的第一器件连接端和第二器件连接端设置在对应的连接脚上且所述器件弹性触点与对应的顶板连接区或底板连接区接触形成电性连接。可选的实施方式，所述若干片器件连接片中至少一片连接片的第一器件连接端和第二器件连接端设置在所述顶板连接区或所述底板连接区上且所述器件弹性触点与对应的连接脚接触。可选的实施方式，所述功率器件还包括若干个器件连接件，所述若干个顶板连接区和所述若干个底板连接区分别基于所述若干个器件连接件中相对应的器件连接件从朝向所述功率器件外部的方向引出。综上，本专利技术提供了一种功率模块及功率器件，该功率模块提供了一种新的多层板模块封装结构，制造成本低，加工良率高，使用较为便利；该功率器件可根据需求采用不同数量的功率模块，且功率器件的组装工艺简单，实际加工使用较为便利。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为现有技术下的一种功率器件的结构示意图；图2为本专利技术实施例一的功率器件的结构示意图；图3为本专利技术实施例一的二极管结构示意图；图4为本专利技术实施例一的开关管结构示意图；图5为本专利技术实施例一的模块连接片剖面结构示意图；图6为本专利技术实施例一的模块连接片的第一实施结构示意图。图7为本专利技术实施例二的功率器件的局部放大结构示意图；图8为现有技术下的一种半桥逆变式功率转换电路的电路结构示意图；图9为现有技术下的一种全桥逆变功率转换电路的电路结构示意图；图10为本专利技术实施例二的功率器件的连接结构示意图；图11为本专利技术实施例三的功率器件三维结构示意图；图12为本专利技术实施例三的功率器件的器件底板结构示意图；图13为本专利技术实施例三的功率器件的器件顶板结构示意图；图14为本专利技术实施例四的功率器件三维结构示意图；图15为本专利技术实施例四的功率器件的器件顶板结构示意图；图16为本专利技术实施例四的功率器件的器件底板结构示意图；图17为本专利技术实施例五的功率器件结构局部放大示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率模块，其特征在于，包括至少两块模块基板、若干个功率芯片、若干片模块连接片和封装层；/n所述至少两块模块基板层叠设置，且任意两块相邻的模块基板之间具有安装间隙；所述若干个功率芯片中的任一功率芯片设置在所述安装间隙中；所述若干个功率芯片中的任一功率芯片具有至少两个电极；/n所述若干片模块连接片中的任一模块连接片在第一固定方向的两端分别为第一模块连接端和第二模块连接端，所述模块连接片在所述第一固定方向上的中部相对于所述第一模块连接端和第二模块连接端凸起形成模块弹性触点；/n所述若干个功率芯片中任一功率芯片上的至少一个电极基于相对应的模块连接片与所述模块基板电性连接；/n所述封装层封装所述至少两块模块基板、所述若干个功率芯片和所述模块连接片，所述封装层表面设置有对应于所述至少两块模块基板和所述若干个功率芯片的连接脚。/n

【技术特征摘要】
1.一种功率模块，其特征在于，包括至少两块模块基板、若干个功率芯片、若干片模块连接片和封装层；
所述至少两块模块基板层叠设置，且任意两块相邻的模块基板之间具有安装间隙；所述若干个功率芯片中的任一功率芯片设置在所述安装间隙中；所述若干个功率芯片中的任一功率芯片具有至少两个电极；
所述若干片模块连接片中的任一模块连接片在第一固定方向的两端分别为第一模块连接端和第二模块连接端，所述模块连接片在所述第一固定方向上的中部相对于所述第一模块连接端和第二模块连接端凸起形成模块弹性触点；
所述若干个功率芯片中任一功率芯片上的至少一个电极基于相对应的模块连接片与所述模块基板电性连接；
所述封装层封装所述至少两块模块基板、所述若干个功率芯片和所述模块连接片，所述封装层表面设置有对应于所述至少两块模块基板和所述若干个功率芯片的连接脚。


2.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述若干片模块连接片中至少一片所述模块连接片的第一模块连接端和第二模块连接端键合设置在对应的电极上且模块弹性触点与所对应的模块基板接触形成电性连接。


3.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述若干片模块连接片中至少一片所述模块连接片的第一模块连接端和第二模块连接端键合设置在对应的模块基板上且模块弹性触点与所对应的电极接触形成电性连接。


4.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述若干个功率芯片中的至少部分功率芯片为二极管；
所述二极管的电极包括正极和负极，所述正极和负极分别设置在所述二极管的两个相对的表面上；
所述二极管的正极和/或负极基于所述模块连接片与相对应的模块基板电性连接。


5.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述若干个功率芯片中的至少部分功率芯片为开关管；
所述开关管的电极包括栅极、源极和漏极，所述栅极和源极设置在所述开关管的其中一个表面上，所述漏极设置在所述开关管的另外一个相对的表面上。


6.如权利要求1至5任一项所述的功率模块，其特征在于，所述至少两块模块基板中的任一模块基板的部分表面外露于所述封装层表面形成所述连接脚...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宁，谢健兴，王冠玉，林宇珊，袁毅凯，
申请(专利权)人：佛山市国星光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44