一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块制造技术

技术编号:45021451 阅读:2 留言:0更新日期:2025-04-18 17:03
本技术涉及一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,包括管壳、基板和至少一个单元模块;单元模块包括至少一个独立封装器件;独立封装器件包括导电支架、至少一个芯片和塑封体;至少有一个独立封装器件中的所有芯片中的引脚均位于其自身的同一面;在芯片中的引脚均位于其自身同一面的独立封装器件中,芯片通过导电介质倒扣贴装在导电支架上;塑封体包覆住整个独立封装器件;导电支架中的引脚与基板上所对应的引脚电性连接。本技术每个独立封装器件单独封装,且芯片均倒扣封装,所有种类的芯片均按此种方案独立封装;所有独立封装器件根据电性要求安装到模块内,电性的输出使用导电构件进行连接并引出。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及集成电路制造,特别是一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块


技术介绍

1、在当代igbt/sic功率模块无疑是一颗耀眼明星,其在电力控制、能源置换和工业应用等领域有不可替代地位,在电动汽车领域,igbt/sic功率模块充当了驱动系统中的关键部件,帮助电能从电池传递到电动机,实现了高效能量转换;在太阳能和风能发电中,igbt/sic功率模块则将直流电转换为交流电,将可再生能源注入电网,为清洁能源的普及做出了贡献。工业自动化中,igbt/sic功率模块用于电机控制和变频调速,提高了生产效率和能源利用率。然而这一切背后,是igbt/sic功率模块的漫长发展历程,不论是igbt还是sic已经克服了许多技术障碍,在上世纪80年代随着半导体材料工艺的不断进步,使得高电压、高电流得到了提升,制造工艺的进步也提高了器件的稳定性和一致性,未来的发展,着眼于提高效率、降低损耗、提升集成度及适应更多应用场景。

2、高频率和高温应用:随便着通信技术的进步,频率开关性能的需求日益增加,igbt/sic功率模块性能优化成为一个重要研究方向,以满足射频等领域需求,同时高温环境下的工作能力也是重点,如果在高温下工作,如果提升散热能力来适应更苛刻的应用条件。

3、集成度和小型化:随着技术的进行,对器件尺寸和集成度的要求越来越高,未来igbt技术会朝着小型化和高度集成化方向发展,或由sic来逐步替代,以实现更紧凑的电路设计和更高效的能量转换。

4、更高的加工良率:如sic模块生产,其良率损失成本占到成品的20%,且sic芯片成本高,制作难度高,不利于批量生产,所以如果创新克服坏一颗芯片就会报废整个模块,也需要解决。

5、总结后有以下不足:

6、1散热能力除了靠外接散热器件外,还需要模块自身有更多的散热通道,而传统的igbt/sic功率模块只有一个散热通道,散热能力较差;

7、2由于模块内部温度较高,控制线路板等其他器件不能与模块集成,需要另外配备;如可降低产品温度,则可以集成度提高;

8、3芯片统一在模块里焊接、连接,如果一只芯片有问题,则会使整个模块报废。

9、所以聚焦点很明显,如果提升散热,如果让良率提升,成为急待解决的任务。


技术实现思路

1、针对上述技术问题,本技术专利的目的在于提供一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,

2、包括管壳、基板和至少一个单元模块;

3、所述基板设置于所述管壳内;

4、所述单元模块包括至少一个独立封装器件;

5、所述独立封装器件包括导电支架、至少一个芯片和塑封体;

6、在所有所述独立封装器件,至少有一个独立封装器件中的所有芯片中的引脚均位于其自身的同一面;

7、在芯片中的引脚均位于其自身同一面的独立封装器件中,所述芯片通过导电介质倒扣贴装在所述导电支架上,并与导电支架上相对应的引脚电性连接;

8、所述塑封体包覆住整个独立封装器件,且导电支架上的引脚均暴露在所述塑封体外;

9、所述独立封装器件中导电支架中的引脚与基板上所对应的引脚电性连接。

10、可选地,在芯片中的引脚均位于其自身同一面的独立封装器件中,所述芯片的背面暴露于塑封体外。

11、可选地,在芯片中的引脚均位于其自身同一面的独立封装器件中,所述芯片的背面暴露于塑封体内。

12、进一步地,在芯片中的引脚均位于其自身同一面的独立封装器件中设有散热片,所述散热片的底部通过粘结剂粘接在所述芯片的背面,所述散热片的上表面暴露在塑封体外。

13、具体地,除芯片中的引脚均位于其自身同一面的独立封装器件外,剩余的独立封装器件中,芯片的正面通过导电介质倒扣贴装在所述导电支架上,并与导电支架上相对应的引脚电性连接,芯片的背面通过导电介质连接导电散热件。

14、进一步地,所述导电散热件与基板上对应的引脚电性连接。

15、进一步地,所述管壳上设有绝缘保护层,所述导电散热件和/或芯片的背面位于绝缘保护层的内部或外部。

16、具体地,所述独立封装器件中的芯片可为三极管、igbt功率芯片、sic功率芯片、gan功率芯片、mosfet功率芯片、二极管的一种或多种组合。

17、可选地,所述基板上按照电性功能需要设有被动元器件、主动元器件和传感器的一种或多种。

18、具体地,所述绝缘保护层为保护胶。

19、优选地,所述独立封装器件中的芯片数量为1。

20、可选地,所述导电散热件为铜片。

21、可选地,所述导电散热件为若干导电针,所述导电针通过导电介质连接所对应的芯片的背面,实现电性连接。

22、优选地,一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,还包括散热构件,所述散热构件与芯片的背面连接,将管壳内的热量散发于管壳外。

23、本技术的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块跟现有技术相比具有的优点:

24、(1)每个独立封装器件单独封装,且芯片均倒扣封装,所有种类的芯片均按此种方案独立封装;所有独立封装器件根据电性要求安装到模块内,电性的输出使用导电构件进行连接并引出;

25、(2)上述功率模块结构的改变,使得工艺流程短,材料品种少,生产周期短;

26、(3)封装器件尺寸减小更有利于良率提升,每种器件单独封装后可各自筛选后放入模块,保证了每一颗产品均为良品,也提升了模块的良率,如果有一颗器件有问题,可直接取下重新换一颗,不用报废整个模块。

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【技术保护点】

1.一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,

2.如权利要求1所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,在芯片中的引脚均位于其自身同一面的独立封装器件中,所述芯片的背面暴露于塑封体外。

3.如权利要求1所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,在芯片中的引脚均位于其自身同一面的独立封装器件中,所述芯片的背面暴露于塑封体内。

4.如权利要求3所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,在芯片中的引脚均位于其自身同一面的独立封装器件中设有散热片,所述散热片的底部通过粘结剂粘接在所述芯片的背面。

5.如权利要求4所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,所述散热片的上表面暴露在塑封体外。

6.如权利要求1所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,除芯片中的引脚均位于其自身同一面的独立封装器件外,剩余的独立封装器件中,芯片的正面通过导电介质倒扣贴装在所述导电支架上,并与导电支架上相对应的引脚电性连接,芯片的背面通过导电介质连接导电散热件。

7.如权利要求6所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,所述导电散热件与基板上对应的引脚电性连接。

8.如权利要求6所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,所述管壳上设有绝缘保护层,所述导电散热件和/或芯片的背面位于绝缘保护层的内部或外部。

9.如权利要求1所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,所述独立封装器件中的芯片可为三极管、IGBT功率芯片、SIC功率芯片、GAN功率芯片、MOSFET功率芯片、二极管的一种或多种组合。

10.如权利要求1~9任一项所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,所述基板上按照电性功能需要设有被动元器件、主动元器件和传感器的一种或多种。

11.如权利要求8所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,所述绝缘保护层为保护胶。

12.如权利要求1所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,所述独立封装器件中的芯片数量为1。

13.如权利要求6所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,所述导电散热件为铜片。

14.如权利要求6所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,所述导电散热件为若干导电针,所述导电针通过导电介质连接所对应的芯片的背面,实现电性连接。

15.如权利要求8所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,还包括散热构件,所述散热构件与芯片的背面连接,将管壳内的热量散发于管壳外。

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【技术特征摘要】

1.一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,

2.如权利要求1所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,在芯片中的引脚均位于其自身同一面的独立封装器件中,所述芯片的背面暴露于塑封体外。

3.如权利要求1所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,在芯片中的引脚均位于其自身同一面的独立封装器件中,所述芯片的背面暴露于塑封体内。

4.如权利要求3所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,在芯片中的引脚均位于其自身同一面的独立封装器件中设有散热片,所述散热片的底部通过粘结剂粘接在所述芯片的背面。

5.如权利要求4所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,所述散热片的上表面暴露在塑封体外。

6.如权利要求1所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,除芯片中的引脚均位于其自身同一面的独立封装器件外,剩余的独立封装器件中,芯片的正面通过导电介质倒扣贴装在所述导电支架上,并与导电支架上相对应的引脚电性连接,芯片的背面通过导电介质连接导电散热件。

7.如权利要求6所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的芯片的功率模块,其特征在于,所述导电散热件与基板上对应的引脚电性连接。

8.如权利要求6所述的一种超高效散热性能的含有引脚位于同一面的...

【专利技术属性】
技术研发人员:王新潮吴奇斌吴莹莹史红浩杨程张伟
申请(专利权)人:江苏尊阳电子科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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