[发明专利]一种用于绝缘栅双极型晶体管模块的基板有效

申请号：	200910097411.6	申请日：	2009-04-02
公开（公告）号：	CN101587867A	公开（公告）日：	2009-11-25
发明（设计）人：	金晓行;刘志宏;姚礼军;胡少华;张宏波;雷鸣;余传武;沈华	申请（专利权）人：	嘉兴斯达微电子有限公司
主分类号：	H01L23/13	分类号：	H01L23/13;H01L23/488;H01L25/07
代理公司：	杭州求是专利事务所有限公司	代理人：	沈志良
地址：	314000浙江省***	国省代码：	浙江;33
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摘要：
搜索关键词：	一种用于绝缘栅双极型晶体管模块
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【说明书】：

技术领域

本发明属于半导体封装以及功率模块领域，具体地说是一种用于绝缘栅双极型晶体管模块的基板。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的结构如图1所示，它主要由基板1、直接敷铜基板(DBC)4、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)芯片2、二极管芯片3和功率端子5等部分组成，其中基板1和直接敷铜基板4通过钎焊结合，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)芯片2和直接敷铜基板4通过钎焊结合。通常绝缘栅双极型晶体管模块应用于大电流和高电压的情况。它在工作的时候，有很大的功耗。但是绝缘栅双极型晶体管模块中各芯片的结温一般不能超过150℃，所以模块工作的时候需要有很好的散热，以尽量来减小模块的热阻。

而热阻、散热和温度之间的关系可用下面的公式1所示。

公式1：rtotal=Tj-TaP]]>

r_total----总热阻

T_j----节点温度

T_a----环境温度

P----模块功耗

一般来说，芯片温度越低，它的寿命越长。

模块的总热阻有三部分组成，可用下面的公式2所示。

公式2：r_total＝r_jcth+r_csth+r_cath

r_jcth----芯片到基板热阻

r_csth----基板到散热器热阻，又叫接触热阻

r_sath----散热器到环境热阻

在模块的生产过程中，直接敷铜基板4(为多层结构，一般由两层铜和中间一层陶瓷材料组成)和铜质基板1一般通过高温回流焊接(温度一般超过200摄氏度)在一起的。但由于直接敷铜基板4的热膨胀系数(8e-6/k)和铜质基板1的热膨胀系数(16e-6/k)失配，造成高温回流焊接后，铜质基板1出现中间突出的情况，如图2以及图3所示。图2为现有普通基板钎焊前的状态，图3为普通基板钎焊后变形的状态。当出现图3所示变形的状态，则模块在安装的时候，安装面和散热器之间会出现较大的间隙。

间隙的增大，会增大接触热阻，进而导致芯片结温的升高，带来的后果是影响芯片寿命甚至直接失效。间隙与接触热阻之间的关系可用如下的公式3和公式4表示。

公式3：hc=1Lg(AcA2kAkBkA+kB+kfAvA)]]>