专利名称：功率端子直接键合的功率模块的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力电子学领域，涉及功率模块的封装，具体地说是一种功率端
子直接键合的功率模块。
背景技术：
功率模块包括绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块、二极管模块，M0SFET模块，智能 功率(IPM)模块等。这些功率模块传统的封装形式存在一些固有的缺点，现以图2进行说 明。图2所示的为传统的绝缘栅双极型晶体管模块封装形式中。传统的绝缘栅双极型晶体 管模块包括绝缘栅双极型晶体管芯片7、二极管芯片3、绝缘基板(DBC)5、散热板6、功率端 子2、铝线4、塑料外壳1以及硅凝胶8。由图2可见，传统的功率端子2是通过回流焊焊接 到绝缘基板(DBC)5表面的导电铜层上的。因所用焊料的热胀系数与功率端子2、绝缘基板 (DBC)5的导电铜层的热胀系数相差较大，所以在温度大幅度变化时会产生很大的应力，这 样会降低模块的可靠性。所以为了提高模块在温度剧烈变化的条件下的可靠性，模块的功 率端子2的底部结构一般设计成减小应力的形式，但是这样一来，应力问题的改善却使寄 生电感不容易进行优化，造成寄生电感很大。
发明内容本实用新型的目的是设计出一种功率端子直接键合的功率模块。 本实用新型要解决的是现有功率模块内部因功率端子带来的寄生电感大的问题。 本实用新型的技术方案是包括芯片、绝缘基板、散热板、功率端子和外壳，功率端
子直接固定在外壳上。 本实用新型的优点是由于本实用新型改变了传统的功率端子焊接方式，直接将 功率端子在外壳固定，所以它可以很大程度上减小热应力的影响。因此本实用新型的模块 可以应用电感更小的功率端子，电感相比于传统的功率端子平均可以降低1/3左右，这将 极大地改善了模块的使用性能。
图1为本实用新型的结构示意图。 图2为传统绝缘栅双极型晶体管模块的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。 本实施例的功率模块为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块。如图1所示，本实用新 型包括绝缘栅双极型晶体管芯片7、二极管芯片3、绝缘基板(DBC)5、散热板6、功率端子2、 铝线4，塑料外壳1以及硅凝胶8，绝缘栅双极型晶体管芯片7与二极管芯片3回流焊接在 绝缘基板(DBC)5导电铜层上，绝缘基板(DBC)又直接通过钎焊焊接在散热板6上。功率端子2直接固定在外壳1上。各芯片(绝缘栅双极型晶体管芯片7、二极管芯片3)之间、各芯 片(绝缘栅双极型晶体管芯片7、二极管芯片3)与绝缘基板(DBC)5相应的导电层之间、以 及功率端子2与绝缘基板(DBC) 5上相应的引出处之间均通过铝线4键合来实现电气连接。本实用新型模块内部绝缘栅双极型晶体管芯片7、二极管芯片3构成的组数至少一组。 在本实用新型模块的结构中，之所以只考虑选用较低寄生电感的功率端子2，其原 因是一是因为本实用新型的功率端子2直接固定在外壳上，所以不再需要考虑焊接处的 热应力的影响。二是因为功率端子2很牢固地固定在外壳1内部，所以不用考虑安装的应 力释放。三是因为本实用新型采用一次焊接工艺，所以可以依据芯片焊接性能的要求选择 最合适的焊料，优化芯片的焊接性能。 本实用新型的生产方法如下 首先在模块外壳1成型的时候将键合面经过特殊电镀处理的功率端子2固定在里 面，然后按照传统的绝缘栅双极型晶体模块工艺生产，唯一与传统的工艺不同之处是在外 壳封装之前将功率部分通过键合引出到功率端子2的键合面上。 本实用新型的功率模块除了上述绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块外，还包括二 极管模块，MOSFET模块，智能功率(IPM)模块等模块。
权利要求一种功率端子直接键合的功率模块，包括芯片、绝缘基板、散热板、功率端子和外壳，其特征在于功率端子直接固定在外壳上。
2 . 根据权利要求1所描述的功率端子直接键合的功率模块，其特征在于芯片回流焊接 在绝缘基板导电铜层上，绝缘基板又直接焊接在散热板上。
3 根据权利要求1所描述的功率端子直接键合的功率模块，其特征在于芯片之间、芯 片与绝缘基板相应的导电层之间、以及功率端子与绝缘基板上相应的引出处之间通过铝线 键合来实现电气连接。
4. 根据权利要求3所描述的功率端子直接键合的功率模块，其特征在于芯片包括绝缘 栅双极型晶体管芯片和二极管芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种功率端子直接键合的功率模块，包括芯片、绝缘基板、散热板、功率端子和外壳，功率端子直接固定在外壳上。本实用新型功率端子的固定方式可以优化端子的设计形状，减小寄生电感，提高应用这种功率端子模块的可靠性和使用寿命。
文档编号H01L23/053GK201466026SQ20092011698
公开日2010年5月12日 申请日期2009年4月2日 优先权日2009年4月2日
发明者余传武, 刘志宏, 姚礼军, 张宏波, 沈华, 胡少华, 金晓行, 雷鸣 申请人:嘉兴斯达微电子有限公司