[实用新型]功率集成模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种功率集成模块，属于功率模块制造技术领域。

背景技术

大功率半导体模块是一种标准外形尺寸和非标准外形尺寸模块产品。功率集成模块主要用于直流（DC）变交流(AC)的逆变转换，用于给工业和民用空调进行变频控制，提高用电效率，降低能耗。传统智能功率半导体模块主要包括外壳、主电路板和驱动电路板，半导体芯片、多个电极端子和信号端子焊接在覆金属陶瓷基板并构成主电路板，而焊接有集成电路芯片及各器件的印刷电路板构成驱动电路板，为减小功率模块的体积，是将驱动电路板通过螺钉安装外壳上，各端子需穿出外壳盖板上的端子孔和驱动电路板上的端子孔，再通过焊料将端子焊接在驱动电路板上，通过端子实现与功率半导体模块外部电路的连接以及驱动信号的输入输出，但上述结构是将半导体芯片焊接在覆金属陶瓷基板，集成电路芯片以及各器件是焊接在印刷电路板，一方面无法进一步减小功率集成模块的体积，另一方面也无法对集成电路芯片进行散热。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能将半导体芯片、快恢复二极管芯片和集成电路芯片混合封装在铝基覆铜板，缩小整体尺寸，提高散热效果，并能降低制作成本的功率集成模块。

本实用新型为达到上述目的的技术方案是：一种功率集成模块，其特征在于：包括外壳，固定在外壳底部的铝基覆铜板、复数个电极端子、复数个信号端子、集成电路芯片以及器件和三组以上的半导体单元模块，集成电路芯片和器件分别通过铝丝与铝基覆铜板键合；所述的半导体单元模块包括铜基板、半导体芯片和快恢复二极管芯片，铜基板固定在铝基覆铜板上，半导体芯片的集电极和快恢复二极管芯片的阴极与铜基板连接，半导体芯片的发射极和栅极以及快恢复二极管芯片的阳极通过铝丝与铝基覆铜板连接，各电极端子和各信号端子分别嵌接在外壳的侧壁上，各电极端子和各信号端子的下部通过铝丝与铝基覆铜板连接，外壳内填充有硅凝胶并将集成电路芯片、器件和半导体单元模块密封，盖板连接在外壳上。

本实用新型将半导体芯片及快恢复二极管芯片与铜基板连接，代替传统半导体芯片和快恢复二极管芯片先焊在覆金属陶瓷基板，再将覆金属陶瓷基板焊在铜基板上，由于省掉覆金属陶瓷基，半导体芯片的热量直接通过铜基板而传至铝基覆铜板，提高了半导体芯片的散热能力，同时也提高半导体芯片工作温度和使用效率。本实用新型半导体芯片及快恢复二极管芯片通过铜基板与铝基覆铜板连接，同时也将集成电路芯片连接在铝基覆铜板上，实现了裸片即半导体芯片以及快恢复二极管芯片和单管即集成电路芯片的混合封装，能进一步缩小功率集成模块的尺寸，同时也能使器件和集成电路芯片通过铝基覆铜板下部的散热器进行散热，使器件和集成电路芯片具有一个较好的工作环境，本实用新型通过对半导体芯片的散热改进以及对电路进行设计，能提高变频器的使用寿命。本实用新型将各半导体芯片的栅极通过铝丝与铝基覆铜板实现超声键合在一起，然后铝基覆铜板再通过铝丝与嵌接在外壳上的各电极端子和信号端子进行超声键合，将栅极信号、器件信号通过信号端子引出，而半导体芯片的集电极和发射极以及恢复二极管芯片的阴极和阳极均通过电极端子引出，由于电极端子和信号端子设置在外壳上，方便与外部电路的连接。本实用新型由于外壳中间敞开，方便硅凝胶的灌入以及硅凝胶中气泡的排除，具有较好的工艺性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步的详细描述。

图1是本实用新型的功率集成模块的结构示意图。

图2是本实用新型的功率集成模块打开盖板时的结构示意图。

图3是本实用新型铝基覆铜板的结构示意图。

图4是本实用新型电极端子和信号端子固定在壳体上的结构示意图。

图5是本实用新型电极端子的结构示意图。

其中：1—盖板，2—信号端子，3—外壳，4—电极端子，5—衬套，6—负温度热敏电阻，7—铝丝，8—贴片电阻，9—贴片电容，10—集成电路芯片，11—铜基板，11-1—铝层，11-2—绝缘层，11-3—铜层，11-4—镀金部分，11-5—绝缘部分，12—半导体芯片，13—快恢复二极管芯片，14—铝基覆铜板。

具体实施方式