[发明专利]微组装固体功率器件

说明书

本发明公开一种微组装固体功率器件，包括外壳、以及设置在外壳内的功率组件、控制组件和互连陶瓷电路板。通过在功率组件和控制组件之间增设互连陶瓷电路板，该互连陶瓷电路板不仅能够实现功率组件和控制组件之间的水平横向互连，同时也能实现厚膜控制电路板安装在控制陶瓷基板之间的垂直纵向互连；互连陶瓷电路板能够克服现有互连方式具有可耐高温、电气及力学性能可靠、装配过程中无释气污染气氛和不产生多余物，特别适用于共晶焊等自动化微组装焊接工艺等优点；此外，利用互连陶瓷电路板作为中介层，还能够缓冲由于热胀冷缩带来的多层结构的结构应力。

技术领域

本发明涉及固体功率器件技术领域，具体涉及一种微组装固体功率器件。

背景技术

随着电子行业的发展，电子产品的集成化要求越来越高，许多微组装固体功率器件设计上采取了多层的、控制电路和功率输出电路分离的、立体的微组装结构。现有的固体功率器件主要由外壳、功率组件和控制组件组成。功率组件由功率器件和功率陶瓷基板组成，功率器件安装在功率陶瓷基板上。控制组件由厚膜控制电路板和控制陶瓷基板组成，厚膜控制电路板安装在控制陶瓷基板上。功率组件和控制组件在外壳内呈水平设置。为了实现功率组件和控制组件的电气连接，目前则常采用引线键合或导流片焊接来实现。然而，对于微组装的固体功率器件来说，由于功率组件和控制组件之间需要进行水平横向互连的焊盘非常多，且焊盘因尺寸限制一般都比较小，因此使用导流片实现互连时，导流片在搭焊的过程中极其容易出现跑偏和移位的问题，严重时会导致影响固体功率器件的电气性能。此外，由于微组装的固体功率器件的引出杆需要从壳体的左右两侧引出，功率组件和控制组件之间的互连区域会设有横向延伸的功率引出杆，而横向延伸的功率引出杆会形成键合劈刀行进路线上的障碍物，因此无法通过引线键合方式实现互连。

发明内容

本发明所要解决的是现有微组装固体功率器件功率组件和控制组件的水平横向互连问题，提供一种微组装固体功率器件。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

微组装固体功率器件，包括外壳、以及设置在外壳内的功率组件和控制组件；功率组件由功率器件和功率陶瓷基板组成，功率器件安装在功率陶瓷基板上；控制组件由厚膜控制电路板和控制陶瓷基板组成，厚膜控制电路板安装在控制陶瓷基板上；功率组件和控制组件在外壳内呈水平设置；其不同之处是，外壳内还进一步设置有互连陶瓷电路板；互连陶瓷电路板包括陶瓷基板、上层金属互连线路图案、下层金属互连线路图案和金属过孔；上层金属互连线路图案和下层金属互连线路图案分别设置在陶瓷基板的上表面和下表面，且上层金属互连线路图案和下层金属互连线路图案上均设有焊盘；金属过孔贯穿设置在陶瓷基板上，并连通上层金属互连线路图案和下层金属互连线路图案；互连陶瓷电路板的一侧边缘搭接在功率陶瓷基板的边缘处；互连陶瓷电路板的下层金属互连线路图案的焊盘与其正下方的功率陶瓷基板上表面设有的对应焊盘焊接在一起；互连陶瓷电路板的另一侧跨过功率陶瓷基板和控制陶瓷基板之间的互连区域，并一直延伸覆盖在控制陶瓷基板的正上方；互连陶瓷电路板的下层金属互连线路图案的焊盘与其正下方的控制陶瓷基板上表面设有的对应焊盘焊接在一起；互连陶瓷电路板的上层金属互连线路图案的焊盘与其正下方的厚膜控制电路板下表面设有的对应焊盘焊接在一起。

上述方案中，互连陶瓷电路板的陶瓷基板为氧化铝陶瓷。

上述方案中，互连陶瓷电路板的下层金属互连线路图案的焊盘与其正下方的功率陶瓷基板上表面设有的对应焊盘、互连陶瓷电路板的下层金属互连线路图案的焊盘与其正下方的控制陶瓷基板上表面设有的对应焊盘、以及互连陶瓷电路板的上层金属互连线路图案的焊盘与其正下方的厚膜控制电路板下表面设有的对应焊盘通过共晶焊焊接在一起。

上述方案中，互连陶瓷电路板为矩形。