一种功率模块衬底及半导体功率模块的制作方法

本技术涉及半导体功率模块，尤其涉及一种功率模块衬底及半导体功率模块。

背景技术：

1、在双面散热塑封的半导体功率模块的结构中(参见附图1)，由于半导体功率模块的两散热面需要被散热器夹持，因此模块的信号端子无法从模块的上下表面(图示z轴方向)直接出线；并且由于模块的左右两侧需要并排放置其他模块或出入水口，因此信号段子往往无法从模块的左右两侧(图示x轴方向)引出。

2、故双面散热功率模块的信号端子出线位置往往分布于模块的前后两个方向(如图所示的y轴上，与功率端子同向或对向)，这一限制使得信号端子位置以及衬底铜箔的走线很难以较高地自由度进行布局，难以实现芯片各回路间较均衡的杂感均衡。

技术实现思路

1、为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种均流路径、平衡芯片间的杂散电感的功率模块衬底及半导体功率模块。

2、本实用新型公开了一种功率模块衬底，包括沿第一方向排布的第一功率金属敷层和第二功率金属敷层，所述第一功率金属敷层上设有第一桥臂的功率半导体芯片，所述第二功率金属敷层上设有第二桥臂的功率半导体芯片；所述第一桥臂的功率半导体芯片和所述第二桥臂的功率半导体芯片包括至少两个功率半导体芯片，至少两个功率半导体芯片沿第二方向排布，所述第二方向与所述第一方向垂直；所述至少两个功率半导体芯片包括第一功率半导体芯片和第二功率半导体芯片；所述第二方向的一端设有电极，另一端设有门极引脚，从而所述门极引脚靠近所述第一功率半导体芯片而远离所述第二功率半导体芯片；还包括铜箔，所述铜箔包括引脚连接部和芯片连接部，所述门极引脚设于所述引脚连接部上，所述功率半导体芯片通过接合装置连接所述芯片连接部，从而使得所述功率半导体芯片与所述门极引脚连接；所述芯片连接部包括第一芯片连接部和第二芯片连接部，所述第二芯片连接部设于所述第二功率半导体芯片的附近，所述第一功率半导体芯片连接部远离所述第一芯片设置，从而使得所述第一功率半导体芯片的门极回路路径长度与所述第二功率半导体芯片的门极回路路径长度相近。

3、优选的，所述铜箔的所述第一芯片连接部沿所述第一方向延伸或沿所述第二方向延伸。

4、优选的，所述铜箔包括第一铜箔和第二铜箔，所述门极引脚包括第一门极引脚和第二门极引脚；所述第一门极引脚设于所述第一铜箔上，所述第二门极引脚设于所述第二铜箔上。

5、优选的，所述通用信号端子设于所述门极引脚的同侧；所述通用信号端子相对于所述门极引脚更靠近所述第一功率半导体芯片。

6、优选的，所述接合装置为金属材质连接线或带状金属连接件。

7、优选的，还包括第三功率金属敷层，所述电极包括第一电极、第二电极和第三电极，所述第一电极设于所述第一功率金属敷层上，所述第二电极设于所述第三功率金属敷层上，所述第三电极设于所述第二功率金属敷层上。

8、本实用新型还公开了一种半导体功率模块，上述的功率模块衬底为所述半导体功率模块衬底的下衬底，所述下衬底的所述第一功率金属敷层上设有第一导电块，所述下衬底的所述第二功率金属敷层上设有第二导电块；还包括上衬底，所述上衬底包括第四功率金属敷层、第五功率金属敷层，所述第四功率金属敷层包括与所述第二功率金属敷层相叠合的第一连通部、所述第五功率金属敷层包括与所述第三功率金属敷层相叠合的第二连通部；所述第一连通部上设有第三导电块，所述第二连通部上设有第四导电块；电流从所述第一电极进入所述下衬底，流经所述第一桥臂的功率半导体芯片、所述第一导电块，通过所述第一导电块进入所述上衬底的所述第四功率金属敷层，接着流入所述第一连通部上的所述第三导电块，通过所述第三导电块进入所述下衬底的第二功率金属敷层，接着流入所述第二导电块；接着通过所述第二导电块进入所述上衬底的所述第五功率金属敷层，接着流入所述第二连通部上的所述第四导电块，通过所述第四导电块进入所述下衬底的第三功率金属敷层，从而从所述第二电极流出所述下衬底；同时，通过所述第二导电块流经所述第二桥臂的功率半导体芯片，从而从所述第三电极流出所述下衬底。

9、采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

10、1.通过改变芯片的门极回路电流路径长度，使得并联芯片的门极回路电流路径长度相近，从而均衡多芯片并联模块内部的不同芯片间的门极回路杂散电感，避免由于芯片间不均衡的门极回路杂感导致开关瞬态的电压电流应力不均衡以及模块可靠性降低的问题。

技术特征：

1.一种功率模块衬底，其特征在于，包括沿第一方向排布的第一功率金属敷层和第二功率金属敷层，所述第一功率金属敷层上设有第一桥臂的功率半导体芯片，所述第二功率金属敷层上设有第二桥臂的功率半导体芯片；

2.根据权利要求1所述的功率模块衬底，其特征在于，所述铜箔的所述第一芯片连接部沿所述第一方向延伸或沿所述第二方向延伸。

3.根据权利要求1所述的功率模块衬底，其特征在于，所述铜箔包括第一铜箔和第二铜箔，所述门极引脚包括第一门极引脚和第二门极引脚；

4.根据权利要求1所述的功率模块衬底，其特征在于，还包括通用信号端子，所述通用信号端子设于所述门极引脚的同侧；

5.根据权利要求1所述的功率模块衬底，其特征在于，所述接合装置为金属材质连接线或带状金属连接件。

6.根据权利要求1所述的功率模块衬底，其特征在于，还包括第三功率金属敷层，所述电极包括第一电极、第二电极和第三电极，所述第一电极设于所述第一功率金属敷层上，所述第二电极设于所述第三功率金属敷层上，所述第三电极设于所述第二功率金属敷层上。

7.一种半导体功率模块，其特征在于，上述权利要求1-6任一所述的功率模块衬底为所述半导体功率模块衬底的下衬底，所述下衬底的所述第一功率金属敷层上设有第一导电块，所述下衬底的所述第二功率金属敷层上设有第二导电块；

技术总结
本技术提供了一种半导体功率模块，包括上衬底和下衬底，下衬底包括沿第一方向排布的第一功率金属敷层和第二功率金属敷层，各设有至少两个沿第二方向排布的功率半导体芯片，第二方向与第一方向垂直；第二方向的一端设有电极，另一端设有门极引脚，从而门极引脚靠近第一功率半导体芯片而远离第二功率半导体芯片；铜箔一端连接门极引脚，另一端的芯片连接部连接功率半导体芯片，从而使得功率半导体芯片与门极引脚连接；第二芯片连接部设于第二功率半导体芯片的附近，第一功率半导体芯片连接部远离第一芯片设置，从而使得第一功率半导体芯片的门极回路路径长度与第二功率半导体芯片的门极回路路径长度相近。

技术研发人员：袁乙中,王明阳
受保护的技术使用者：臻驱科技（上海）有限公司
技术研发日：20230209
技术公布日：2024/1/12