一种功率模块的制作方法

本发明涉及电力电子学，尤其涉及一种功率模块。

背景技术：

1、功率模块是一种功率电力电子器件，按一定的功能组合再封装成一个模块。它们可以广泛应用于从工业、电气化铁路到汽车等多种用途。

2、在电力传动系统中，功率模块将电动汽车电池中的直流电流转换为交流电流，以供电机使用，从而驱动汽车的推进系统。因此，功率模块是改进能效和电动汽车电池续航时间的关键元件。

3、使用功率模块的好处主要体现在以下几个方面：

4、集成度高：功率模块将多个功率半导体器件集成在一起，可以减少外部连接，提高系统的可靠性。

5、体积小，重量轻：由于集成度高，功率模块的体积和重量都相对较小，有利于节省空间，降低系统的重量。

6、热性能好：功率模块通常采用优良的散热设计，可以有效地将内部产生的热量导出，保证器件的稳定运行。

7、易于安装和维护：功率模块通常设计成标准化的封装形式，便于安装和更换，降低了系统的维护难度。

8、目前车用功率模块在新能源汽车领域运用越来越广泛，对于车用模块均流能力方面和低电感方面有了更高的要求，这需要对车用模块的工艺及封装有进一步的完善。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种功率模块，包括：

2、功率芯片，所述功率芯片的背面焊接在多层结构基板的正面的功率电路区，所述功率芯片的门极通过键合线与所述多层结构基板的正面的信号电路区连接，所述功率芯片的正面的功率极与所述多层结构基板的正面的功率电路区通过键合线连接；

3、二极管，所述二极管的正面焊接有二极管铜箔，所述二极管铜箔与所述功率芯片的正面的功率极通过键合线连接，所述二极管的背面与所述多层结构基板的正面的功率电路区相连接；

4、引线框架，所述引线框架与所述多层结构基板的正面的功率电路区和所述信号电路区焊接连接；

5、所述功率电路区和所述信号电路区在所述多层结构基板的正面对称分布。

6、优选的，所述多层结构基板为采用活性金属钎焊工艺制备的si3n4陶瓷基板，包括：

7、自上而下依次堆叠的第一铜层、si3n4陶瓷层和第二铜层；

8、所述第一铜层的背面和所述si3n4陶瓷层之间以及所述第二铜层的正面和所述si3n4陶瓷层之间采用烧结工艺粘结。

9、优选的，所述第一铜层的正面刻蚀有所述功率电路区和所述信号电路区。

10、优选的，所述二极管与所述二极管铜箔之间以及所述二极管与所

11、优选的，所述功率芯片的正面的功率极还焊接有芯片铜箔，所述芯片铜箔的正面通过键合线分布连接所述二极管铜箔的正面和所述多层结构基板的功率电路区。

12、优选的，所述功率芯片的正面的功率极与所述芯片铜箔的背面之间，以及所述功率芯片的背面与所述多层结构基板的正面的功率电路区之间采用银浆烧结工艺相连接。

13、优选的，所述银浆烧结工艺中烧结温度为200-300摄氏度，烧结压力为20-70mpa。

14、优选的，所述功率芯片的功率极与所述多层结构基板的功率电路区之间，以及所述芯片的功率极与所述二极管铜箔之间通过铜线键合连接。

15、上述技术方案具有如下优点或有益效果：在多层结构基板的正面采用蚀刻工艺蚀刻出模块所需的功率电路区和信号电路区，且功率电路区和信号电路区在多层结构基板的正面对称分布，使模块均流性能和芯片散热性能更好，能够有利于降低功率模块的电感。

技术特征：

1.一种功率模块，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述多层结构基板为采用活性金属钎焊工艺制备的si3n4陶瓷基板，包括：

3.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于，所述第一铜层的正面刻蚀有所述功率电路区和所述信号电路区。

4.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述二极管与所述二极管铜箔之间以及所述二极管与所述多层结构基板的正面的功率电路区之间采用银浆烧结工艺相连接。

5.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述功率芯片的正面的功率极还焊接有芯片铜箔，所述芯片铜箔的正面通过键合线分布连接所述二极管铜箔的正面和所述多层结构基板的功率电路区。

6.根据权利要求5所述的功率模块，其特征在于，所述功率芯片的正面的功率极与所述芯片铜箔的背面之间，以及所述功率芯片的背面与所述多层结构基板的正面的功率电路区之间采用银浆烧结工艺相连接。

7.根据权利要求4或6所述的功率模块，其特征在于，所述银浆烧结工艺中烧结温度为200-300摄氏度，烧结压力为20-70mpa。

8.根据权利要求5所述的功率模块，其特征在于，所述功率芯片的功率极与所述多层结构基板的功率电路区之间，以及所述芯片的功率极与所述二极管铜箔之间通过铜线键合连接。

技术总结
本发明提供一种功率模，涉及电力电子学技术领域，包括：功率芯片，功率芯片的背面焊接在多层结构基板的正面的功率电路区，功率芯片的门极通过键合线与多层结构基板的正面的信号电路区连接，功率芯片的正面的功率极与多层结构基板的正面的功率电路区通过键合线连接；二极管，二极管的正面焊接有二极管铜箔，二极管铜箔与功率芯片的正面的功率极通过键合线连接，二极管的背面与多层结构基板的正面的功率电路区相连接；引线框架，引线框架与多层结构基板的正面的功率电路区和信号电路区焊接连接；功率电路区和信号电路区在多层结构基板的正面对称分布。有益效果是使模块均流性能和芯片散热性能更好，有利于降低功率模块的电感。

技术研发人员：凌曦,陈烨,马佳杰,姚礼军,刘志红
受保护的技术使用者：嘉兴斯达微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8