[发明专利]半导体模块功率互联装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件互联装置及其方法，尤其是涉及一种实现功率半导体模块功率互联的装置及其方法。

背景技术

一个功率半导体模块半成品的组成由以下几个部分组成：母排、侧框和基板。为完成该功率半导体模块半成品，首先需要进行真空焊接工艺，完成功率半导体模块基板组件，在该真空焊接工艺中，可以同时实现母排的焊接。然后在功率半导体模块基板组件上安装侧框，最后在功率模块基板组件上进行PCB板的组装。功率模块实现功率互联，主要包括功率端的互联和辅助端的互联。在功率端互联方法上，国内、国外所有同类行业都是使用铜母排实现的，而在辅助端的互联方法上目前主要有三种。

第一种辅助端互联的方法是使用导线连接：即使用手工焊接的方式，将作为辅助端引线用的导线两端分别焊接在功率模块电极上和辅助端母排上。这种方法由于需要对导线两端都进行手工焊接，实现效率比较低，手工操作可靠性较低，返修困难，不能适应大规模生产的要求。

第二种辅助端互联的方法是使用引线键合的方式：使用超声引线键合技术，将键合铜带或铝带作为辅助端引线，实现功率模块电极和辅助端母排的连接。这种工艺方法可实现性强，效率也很高，但是实现成本较高，且超声引线键合点的强度相比焊接点要低，键合后即不可返修，所以比较适合于小功率的功率模块。

第三种辅助端互联的方法是使用PCB板连接的方式：即使用PCB板作为辅助端引线和辅助端母排间的过渡，实现功率模块电极和辅助端母排的焊接。目前这种工艺仍然需要使用手工焊实现辅助端引线和辅助端母排与PCB板的焊接，但是相比较第一种方法效率更高，且相比较第二种方法得到的互联焊点也更可靠，是国内、国外大部分高压大功率模块制造厂家实现功率互所联采用的方法，但是如何能够更大程度上实现设备生产代替手工操作，一直是所有厂家研究的课题。

现有的三种功率模块辅助端互联的方法中，第一种辅助端互联的方法由于需要导线两端都进行手工焊接，实现效率比较低，手工操作可靠性较低，返修困难，不能适应大规模生产的要求。第二种辅助端互联的方法工艺方法可实现性强，效率也很高，但是实现成本较高，且超声引线键合点的强度相比焊接点要低，键合后即不可返修，所以比较适合于小功率的功率模块。第三种辅助端互联的方法是使用PCB板，目前这种工艺仍然需要使用手工焊实现辅助端引线和辅助端母排与PCB板的焊接，但是相比较第一种方法效率更高，且相比较第二种方法得到的互联焊点也更可靠，是国内、国外大部分高压大功率模块制造厂家实现功率互所联采用的方法，但是如何能够更大程度上实现设备生产代替手工操作，一直是所有厂家研究的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种半导体模块功率互联装置及其方法，解决了现有技术存在的需要大量手工操作、效率低下、质量问题发生率高的问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种半导体模块功率互联装置的技术实现方案，一种半导体模块功率互联装置，包括：母排、侧框、基板、印制电路板、辅助端引线组件和衬板组件。所述基板的边缘处设置有所述侧框，所述母排和所述衬板组件均设置在所述基板上，所述辅助端引线组件的一端与位于所述基板上的功率模块电极相连，所述辅助端引线组件的另一端与所述印制电路板相连，所述基板与所述印制电路板之间通过所述辅助端引线组件可活动的连接。

优选的，所述印制电路板上进一步设置有辅助端母排。

优选的，所述辅助端引线组件进一步包括第一组件和第二组件。所述辅助端引线组件的第一组件和第二组件之间通过契合或插接或卡钩方式连接。

优选的，所述第一组件一端为第一焊接端，另一端为插头，所述第一焊接端焊接在所述印制电路板上。所述第二组件一端为插口，另一端为第二焊接端，所述第二焊接端焊接在所述功率模块电极上。所述插头和所述插口结合后形成可逆性契合结构。

优选的，所所述第一组件采用台阶式结构，直径相对较大的一端为所述第一焊接端，直径相对较小的一端为所述插头。

优选的，所述第二组件的插口包括两个用于夹持所述第一组件的插头的夹持部件，两个夹持部件之间形成具有两个缺口的半封闭圆形契合插口结构。

优选的，所述半导体模块功率互联装置实现半导体模块之间的功率互联，所述母排分别与所述半导体模块的发射极和集电极相连。

优选的，所述辅助端母排分别与所述半导体模块的发射极控制端、门极控制端和集电极控制端相连。

本发明还另外具体提供了一种半导体模块功率互联方法的技术实现方案，一种半导体模块功率互联方法，包括以下步骤：