一种IGBT模块的封装结构的制作方法

本发明专利涉及功率半导体领域，尤其涉及一种igbt模块的封装结构。

背景技术：

1、当前焊接式igbt作为电压驱动型器件广泛应用于电源、中大功率变流器中，作为市场常用的功率器件，焊接式igbt模块封装结构包括芯片、键合线、一次焊料、dbc、功率端子、二次焊料、硅凝胶及基板，并对芯片和封装进行折中布局。在igbt模块变流器中应用时，随着输出功率增加，模块中igbt及frd芯片在短时间内释放出大量的热，产生的热主要通过热传导的方式按照从里到外的方式依次从芯片、一次焊料、dbc、二次焊料及基板最后通过冷却液对igbt模块进行散热，直至达到热平衡，但是在igbt的整个模块中，受多个芯片布局及热阻通路影响，芯片散热到基板效果虽然起到一定的效果，但是针对多个芯片并联工作的耦合加热影响，平面基板散热效果还待进一步提高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种igbt模块的封装结构。

2、为解决现有技术问题，本发明公开了一种igbt模块的封装结构，包括igbt基板，所述igbt基板设有上半桥微沟槽结构、下半桥微沟槽结构和凹形槽，所述上半桥微沟槽结构和下半桥微沟槽结构上分别设置固定igbt芯片和frd芯片，所述上半桥微沟槽结构和下半桥微沟槽结构用于对igbt芯片和frd芯片形成散热，所述凹形槽设于上半桥微沟槽结构和下半桥微沟槽结构的外围，所述凹形槽用于嵌合散热器，使散热器的冷却液对igbt芯片和frd芯片进行冷却。

3、进一步地，所述上半桥微沟槽结构和下半桥微沟槽结构包括若干个柱形槽。

4、进一步地，若干个柱形槽呈矩形分布。

5、进一步地，所述凹形槽呈矩形，将所有上半桥微沟槽结构和下半桥微沟槽结构框在矩形内。

6、进一步地，所述上半桥微沟槽结构和下半桥微沟槽结构的数量均为3个。

7、进一步地，每个上半桥微沟槽结构和下半桥微沟槽结构上分别设置一个igbt芯片和frd芯片。

8、本发明具有的有益效果：

9、在不改变igbt模块基板大小、厚度的基础上，通过在焊接式igbt模块的基板上进行微沟槽柱形pressfit连接技术和凹嵌合密封连接技术，通过这种技术，在对igbt模块进行功率循环实验或实际应用在变流器中时，可以改变芯片之间的热耦合路径，从改变igbt模块的散热能力，另外通过凹嵌合密封连接技术把整个模块嵌合到散热器中，并密封起来，然后通过冷却液加速把igbt模块中的热量带走，从而达到优化igbt模块散热的目的。

技术特征：

1.一种igbt模块的封装结构，其特征在于，包括igbt基板，所述igbt基板设有上半桥微沟槽结构（7）、下半桥微沟槽结构（8）和凹形槽（9），所述上半桥微沟槽结构（7）和下半桥微沟槽结构（8）上分别设置固定igbt芯片（10）和frd芯片（11），所述上半桥微沟槽结构（7）和下半桥微沟槽结构（8）用于对igbt芯片（10）和frd芯片（11）形成散热，所述凹形槽（9）设于上半桥微沟槽结构（7）和下半桥微沟槽结构（8）的外围，所述凹形槽（9）用于嵌合散热器，使散热器的冷却液对igbt芯片（10）和frd芯片（11）进行冷却。

2.根据权利要求1所述的igbt模块的封装结构，其特征在于，所述上半桥微沟槽结构（7）和下半桥微沟槽结构（8）包括若干个柱形槽。

3.根据权利要求2所述的igbt模块的封装结构，其特征在于，若干个柱形槽呈矩形分布。

4.根据权利要求1所述的igbt模块的封装结构，其特征在于，所述凹形槽（9）呈矩形，将所有上半桥微沟槽结构（7）和下半桥微沟槽结构（8）框在矩形内。

5.根据权利要求1所述的igbt模块的封装结构，其特征在于，所述上半桥微沟槽结构（7）和下半桥微沟槽结构（8）的数量均为3个。

6.根据权利要求1所述的igbt模块的封装结构，其特征在于，每个上半桥微沟槽结构（7）和下半桥微沟槽结构（8）上分别设置一个igbt芯片（10）和frd芯片（11）。

技术总结
本发明提供一种IGBT模块的封装结构，针对当前国内外焊接式IGBT模块结构依然按照芯片、焊料、DBC及平面基板常规的方式从内到外组成，在整个封装结构中，芯片热耦合严重，热传递路径散热热耦合同样严重，整个模块的散热效果较差的问题，通过对芯片传热路径中基板进行微型化PressFIT微型化及基板凹槽嵌合技术处理，通过对IGBT模块基板的结构处理，即改变芯片散热通道及热阻，减少芯片及热传递路径耦合，这样可以进一步加大芯片的散热效果，在不超过芯片的最高结温下，通过这一技术可以提高芯片的功率密度，用在变流器中时，可以提供整个变流器单元的功率密度，从而减小IGBT模块的热失效率，提高整个IGBT模块寿命，其IGBT模块鲁棒性也大大加强。

技术研发人员：董志意,王蕤
受保护的技术使用者：南瑞联研半导体有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14