一种功率模块封装用的底板的制作方法

本发明涉及半导体电路板技术领域，尤其是一种功率模块封装用的底板。

背景技术：

标准功率模块里，不同数量功率半导体芯片(可以为igbt、mos、diode和fred)等焊接(一次焊接)到覆铜绝缘板上，然后覆铜绝缘板再焊接(二次焊接)到散热基板上，芯片金属化的上表面通过铝丝(或铜丝)用键合的方式连接到覆铜绝缘板上，覆铜绝缘板之间通过铝丝(或铜丝)采用键合的方式，或者采用铜桥焊接(二次焊接)的方式进行连接，电极端子通过焊接(二次焊接)或者超声键合方式连接到覆铜绝缘板上，

覆铜绝缘板的面积越大，覆铜绝缘板与散热基板焊接的焊接面积也越大，焊接抽真空时气泡排除的线路变长，气泡变得不容易排除，焊接空洞率变大，影响芯片散热；当覆铜绝缘板大到一定程度，会分成2块-5块，这些分开独立的覆铜绝缘板就需要用铝丝(或铜丝)用键合的方式连接，或者用铜桥焊接(二次焊接)的方式进行连接。

传统功率模块从下往上依次为铜层、焊锡层和覆铜绝缘板，而覆铜绝缘板又分三层，分别为下铜层，中间陶瓷层和上铜层，这样传统功率模块一共有5层；传统功率模块先将芯片焊接(一次焊接)在覆铜绝缘板上，再将覆铜绝缘板焊接(二次焊)在铜层，这样就需要焊接两次。

传统功率模块二次焊接时，随着功率等级增加，覆铜绝缘板相应增大后很难控制焊锡层的空洞率，需要将覆铜绝缘板分成2-5块，而独立的覆铜绝缘板需要拿出一部分空间，用铝丝(或者铜丝)或者铜桥将相同电位的区域进行连接，同时在二次焊接时还需要设计工装夹具进行定位。

如图1至图3所示，传统底板1-1是一块纯铜板，传统功率模块先将芯片2-7通过焊锡2-6焊接(一次焊接)在覆铜绝缘板上层铜层2-5上(覆铜绝缘板分三层，上层铜层2-5，中间陶瓷层2-4，下层铜层2-3)，再将覆铜绝缘板下层铜层2-3通过焊锡2-2焊接(二次焊)在底板2-1上，

传统功率模块中芯片上表面通过铝丝2-9(或铜丝)与覆铜绝缘板上层铜层连接，端子2-8通过焊锡焊接(或超声键合)与覆铜绝缘板上层铜层连接，传统功率模块中2块或更多独立覆铜绝缘板的上层铜层通过铜桥2-10或者铝丝2-11(或铜丝)进行连接

因此，对于上述问题有必要提出一种功率模块封装用的底板。

技术实现要素：

本发明目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种功率模块封装用的底板。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

一种功率模块封装用的底板，包括主体板、芯片和端子，所述芯片通过焊锡焊接在主体板的上端，所述端子连接在主体板的上端。所述芯片的上端表面通过导电丝焊锡焊接在主体板的上端，所述导电丝采用铝丝或铜丝。

优选地，所述端子与主体板之间采用钎焊焊接或超声键合方式连接。

优选地，所述主体板的四角边均设置有贯通孔。

优选地，所述主体板包括由下至上依次分布连接下层板、中间绝缘层板和上层板。

优选地，所述上层板和下层板均采用铜板。

优选地，所述下层板、中间绝缘层板和上层板的形状均为方形。

优选地，所述上层板的厚度为35-500um，所述下层板的厚度为1-3mm。

优选地，所述中间绝缘层板采用环氧树脂或者聚酰亚胺材料制成，所述中间绝缘层板的厚度为50-200um。

本发明有益效果：本发明底板用下层铜层(或表面镀镍)实现散热，中间层绝缘层实现电路隔绝，上层铜层实现电路连接，结构简单，使用安装方便，能显著降低工艺难度，降低热组，底板只有3层，少了一个铜层和一个焊锡层，这样热组可以大大降低；只需将芯片焊接一次，减少了工艺步骤和焊接材料，不需要二次焊接，相同电位的区域就是一整块，不需要用铝丝(或者铜丝)或者铜桥将相同电位的区域进行连接，也不需要设计工装夹具进行定位，也减小了工艺步骤和连接材料，降低的工艺成本和材料成本。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是现有技术的铜板示意图；

图2是是现有技术的底板结构示意图；

图3是图2中的a部位局部放大示意图；

图4是本发明的结构示意图；

图5是本发明的主视图；

图6是本发明的俯视图；

图7是图5的b部位局部放大示意图；

图8是本发明的主体板结构分解示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图4并结合图5至图8所示，一种功率模块封装用的底板，包括主体板1、芯片2和端子3，所述芯片2通过焊锡焊接在主体板1的上端，所述芯片2的上端表面通过若干个导电丝4连接在主体板1的上端，所述端子3分别连接在主体板1的上端。

进一步的，所述导电丝4采用铝丝或铜丝，所述端子3与主体板1之间采用焊接焊接或超声键合方式连接，所述主体板1的四角边均设置有贯通孔5。

其中，所述主体板1包括由下至上依次分布连接下层板6、中间绝缘层板7和上层板8，所述上层板8和下层板6均采用铜板或者含有微量铁的铜铁合金，所述下层板6、中间绝缘层板7和上层板8的形状均为方形。下层板主要是与不同数量功率半导体芯片(可以为igbt、mos、diode和fred)等进行焊接(一次焊接)，芯片金属化的上表面通过铝丝(或铜丝)用键合的方式连接到该层上，电极端子通过焊接(二次焊接)或者超声键合方式连接到该层上。

其中，所述上层板8的厚度为35-500um，主要用来功率模块的散热和起固定作用；所述下层板6的厚度为1-3mm，所述中间绝缘层板7采用环氧树脂或者聚酰亚胺材料制成，所述中间绝缘层板7的厚度为50-200um，主要将上层带电的电路层与起散热和固定作用的下层隔绝起来，该层的击穿电压可承受交流5300v以上。

本发明底板用下层铜层(或表面镀镍)实现散热，中间层绝缘层实现电路隔绝，上层铜层实现电路连接，结构简单，使用安装方便，能显著降低工艺难度，降低热组，底板只有3层，少了一个铜层和一个焊锡层，这样热组可以大大降低；只需将芯片焊接一次，减少了工艺步骤和焊接材料，不需要二次焊接，相同电位的区域就是一整块，不需要用铝丝(或者铜丝)或者铜桥将相同电位的区域进行连接，也不需要设计工装夹具进行定位，也减小了工艺步骤和连接材料，降低的工艺成本和材料成本。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种功率模块封装用的底板，包括主体板、芯片和端子，所述芯片通过焊锡焊接在主体板的上端，所述端子连接在主体板的上端；所述芯片的上端表面通过导电丝超声键合在主体板的上端，所述导电丝采用铝丝或铜丝。本发明有益效果：本发明底板用下层铜层实现散热，中间层绝缘层实现电路隔绝，上层铜层实现电路连接，结构简单，使用安装方便，能显著降低工艺难度，降低热组，只需将芯片焊接一次，减少了工艺步骤和焊接材料，不需要二次焊接，也不需要设计工装夹具进行定位，也减小了工艺步骤和连接材料，降低的工艺成本和材料成本。

技术研发人员：聂世义;张敏;麻长胜;王晓宝;赵善麒
受保护的技术使用者：江苏宏微科技股份有限公司
技术研发日：2017.12.22
技术公布日：2018.04.20