[发明专利]半导体模块及集成式双面冷却型半导体装置

说明书

本发明提供了一种半导体模块以及包含该半导体模块的集成式双面冷却型半导体装置。该半导体模块包括：半导体芯片组，包括至少四个半导体芯片；设置在半导体芯片组的第一侧面侧的第一衬板以及对应各半导体芯片的导电垫块；以及设置在半导体芯片组的第二侧面侧的第二衬板。其中，第一衬板上设置有分别与各导电垫块的第一侧面相触接的至少一个第一导电区域，导电垫块的第二侧面与对应的半导体芯片的第一信号端相触接，第二衬板上设置有分别与各半导体芯片的第二信号端相触接的至少一个第二导电区域、以及通过绑定线与各半导体芯片的第三信号端电连接的至少一个第三导电区域。这种结构，可以有效提高半导体模块的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种半导体模块以及包含该半导体模块的集成式双面冷却型半导体装置。

背景技术

电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。其组成包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。其具备无污染、噪声低、能源效率高、结构简单、维修方便等优点。因此，发展电动汽车已经成为世界主要国家和主流汽车制造商的共同选择，成为汽车产业发展的方向和潮流。

半导体模块作为电动汽车的核心部件(即电机控制器)的核心器件，其性能直接决定了整车的动力等级。不同于传统工业应用，电动汽车对半导体模块的要求更为严苛：其工作环境恶劣(-40℃～150℃)；驱动工况复杂；可靠性要求高(全生命周期需无需更换)；峰值电流能力要求高以满足频繁的短时加速需要；功率密度要求高以适应电机控制器的小型化和轻量化。为了满足高功率密度的要求，半导体模块的体积小型化成为了人们关注的热点。然而，体积的缩小对半导体模块的散热和冷却提出了较高的要求。

然而，现有技术中的半导体模块大多采用绑定线的方式使半导体芯片与上、下衬板连接，这种连接方式不仅容易在半导体模块的内部电路中产生寄生参数，使半导体模块的可靠性降低，而且使电路结构复杂，从而使半导体模块的尺寸增大，增加制造成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有技术中的半导体模块大多采用绑定线的方式使半导体芯片与上、下衬板连接，这种连接方式不仅容易在半导体模块的内部电路中产生寄生参数，使半导体模块的可靠性降低，而且使电路结构复杂，从而使半导体模块的尺寸增大，增加制造成本。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种半导体模块以及包含该半导体模块的集成式双面冷却型半导体装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种半导体模块，包括：

半导体芯片组，包括至少四个半导体芯片；

设置在所述半导体芯片组的第一侧面侧的第一衬板以及对应各半导体芯片的导电垫块；以及

设置在所述半导体芯片组的第二侧面侧的第二衬板，

其中，所述第一衬板上设置有分别与各导电垫块的第一侧面相触接的至少一个第一导电区域，所述导电垫块的第二侧面与对应的半导体芯片的第一信号端相触接，所述第二衬板上设置有分别与各半导体芯片的第二信号端相触接的至少一个第二导电区域、以及通过绑定线与各半导体芯片的第三信号端电连接的至少一个第三导电区域。

优选地，所述半导体芯片组包括上桥臂半导体芯片和下桥臂半导体芯片；

其中，所述第一衬板上设置的对应所述上桥臂半导体芯片的第一导电区域通过连接件与所述第二衬板上设置的对应所述下桥臂半导体芯片的第二导电区域电连接。

优选地，所述导电垫块通过焊接固定在所述第一衬板的第二侧面上，所述焊接所采用的焊接材料为焊料、银膜或含有金属微粒的低温烧结结合剂中的一种。

优选地，所述导电垫块的尺寸小于与其对应的半导体芯片的尺寸。