一种新型封装结构的功率模块制造技术

一种新型封装结构的功率模块，属于电子封装技术领域。包括底板、陶瓷电路板、半导体功率芯片、键合丝、封装外壳、灌封体、一体化电极。一体化电极包括电极本体、电极通孔、电极端子固定孔，在封装外壳内部部分设有一个以上电极通孔，电极引出端部分设有电极端子固定孔。陶瓷电路板烧结的底板上表面，半导体功率芯片烧结在设定的导带区域，半导体功率芯片与导带、导带与导带、导带与一体化电极焊接处导带之间的通过键合丝连接，封装外壳位于底板的上方，完全封装整个模块电路，露出底板固定孔及一体化电极端子的电极引出端部分，封装外壳内填充有灌封体。解决了使用飞线焊接造成生产效率低、可靠性差的问题。广泛应用于功率模块电路的封装结构中。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电子封装，进一步来说涉及功率模块电路封装领域，具体来说，涉及一种新型封装结构的功率模块。

技术介绍

1、随着电力电子系统应用的日益增长，功率模块的应用场景越来越多，且功率模块的需求呈现爆发式增长，对功率模块的产能要求及质量要求也越来越高。目前功率模块产品内部结构采用飞线焊接的方式进行电气连接（如图1所示），该封装结构主要存在以下问题：①生产工艺复杂，无法采用自动化方式进行生产，生产效率低；②在对飞线焊接过程中，很大可能会触碰产品键合铝丝及芯片，造成产品损坏，产品成品率降低；③因产品灌封的硅凝胶较软，结构内部的飞线在较大机械应力环境中，会存在一定程度的晃动，造成质量隐患。

2、有鉴于此，特提出本技术。

技术实现思路

1、本技术所要解决的技术问题是：解决现有技术中使用飞线焊接及灌封造成工艺复杂、不能自动化、生产效率低、易损坏、可行性差、飞线易脱落的问题。

2、本技术的专利技术构思是：（1）将飞线结构改为一体化电极结构，直接焊接至陶瓷电路板上；（2）在一体化电极与陶瓷电路板的焊接端设计为s形结构，以应对较大的外部机械应力；（3）在一体化电极位于封装体的部分设置多个通孔，便于灌封料的流动，减小灌封料的流动应力；（4）增大一体化电极焊接处焊接结面积，进一步增加焊接可靠性。

3、为此，本技术提供一种新型封装结构的功率模块，如图2所示。包括底板1、陶瓷电路板2、半导体功率芯片3、键合丝4、封装外壳5、灌封体8、一体化电极9。

4、所述底板1包括底板本体101、底板固定孔102，底板固定孔102用于固定模块。

5、所述陶瓷电路板2包括陶瓷片201、金属导带202，金属导带202制作于陶瓷片201上，金属导带202用于电气连接、半导体功率芯片3焊接、一体化电极9焊接，根据模块电路结构及电流负载进行设计。

6、所述一体化电极9包括一体化电极本体901、一体化电极通孔902、一体化电极端子固定孔903。一体化电极本体901上设有一个以上一体化电极通孔902，用于减小灌封料的流动应力，一体化电极9的电极引出端设有一体化电极端子固定孔903，用于对外电气连接，一体化电极9与陶瓷电路板2焊接的一端为焊接端，焊接端面为平面，用于与陶瓷电路板2的焊接。

7、所述陶瓷电路板2烧结的底板1上表面，半导体功率芯片3烧结在设定的导带区域，键合丝4用于芯片与导带、导带与导带、或导带与一体化电极9焊接处导带之间的电气连接，封装外壳5位于底板1的上方，完全封装整个模块电路，露出底板固定孔102及一体化电极端子固定孔903，封装外壳5内填充灌封体8，用于保护整个封装内部模块电路。

8、有益效果

9、本技术实现了一种新型结构的功率模块电极端子设计，取消了飞线连接，具有可靠性高、生产效率高、适用于自动化生产、质量一致性高等优点。

10、本技术所述技术方案可广泛应用于电子元器件功率模块电路的封装结构中。

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【技术保护点】

1.一种新型封装结构的功率模块，其特征在于：包括底板（1）、陶瓷电路板（2）、半导体功率芯片（3）、键合丝（4）、封装外壳（5）、灌封体（8）、一体化电极（9）；

2.如权利要求1所述的一种新型封装结构的功率模块，其特征在于：所述陶瓷片（201）为三氧化二铝陶瓷或氮化铝陶瓷。

3.如权利要求1所述的一种新型封装结构的功率模块，其特征在于：所述底板（1）为铜底板，铜底板的表面为镀镍层，铜底板的左右两端分别设有1个底板固定孔（102）。

4.如权利要求1所述的一种新型封装结构的功率模块，其特征在于：所述陶瓷电路板（2）为2块陶瓷覆铜电路板。

5.如权利要求1所述的一种新型封装结构的功率模块，其特征在于：所述半导体功率芯片（3）为2块IGBT半导体功率芯片，装贴在设定的导带烧结区域。

6.如权利要求1所述的一种新型封装结构的功率模块，其特征在于：所述键合丝（4）为金丝或硅铝丝。

7.如权利要求1所述的一种新型封装结构的功率模块，其特征在于：所述一体化电极（9）为7个，对应于IGBT模块相应的电极，一体化电极端子固定孔（903）为圆形。

8.如权利要求1所述的一种新型封装结构的功率模块，其特征在于：所述一体化电极（9）为纯铜电极，表面镀镍。

9.如权利要求1所述的一种新型封装结构的功率模块，其特征在于：所述一体化电极（9）靠近焊接端的部分为S形结构。

10.如权利要求1所述的一种新型封装结构的功率模块，其特征在于：所述封装结构外形为方形。

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【技术特征摘要】

1.一种新型封装结构的功率模块，其特征在于：包括底板（1）、陶瓷电路板（2）、半导体功率芯片（3）、键合丝（4）、封装外壳（5）、灌封体（8）、一体化电极（9）；

2.如权利要求1所述的一种新型封装结构的功率模块，其特征在于：所述陶瓷片（201）为三氧化二铝陶瓷或氮化铝陶瓷。

3.如权利要求1所述的一种新型封装结构的功率模块，其特征在于：所述底板（1）为铜底板，铜底板的表面为镀镍层，铜底板的左右两端分别设有1个底板固定孔（102）。

4.如权利要求1所述的一种新型封装结构的功率模块，其特征在于：所述陶瓷电路板（2）为2块陶瓷覆铜电路板。

5.如权利要求1所述的一种新型封装结构的功率模块，其特征在于：所述半导体功率芯片（3）为...

【专利技术属性】
技术研发人员：周卓，杨若柢，吕前进，吴双彪，郭俊峰，王智，代骞，简青青，
申请(专利权)人：中国振华集团永光电子有限公司国营第八七三厂，
类型：新型
国别省市：