[实用新型]一种IGBT功率模块

说明书

本实用新型公开了一种IGBT功率模块，包括：散热底板；封装外壳和半导体芯片，所述封装外壳和所述半导体芯片均设置在所述散热底板的一侧表面，所述半导体芯片位于所述封装外壳内；陶瓷基板，所述陶瓷基板设置在所述半导体芯片远离所述散热底板的一侧，所述陶瓷基板穿出所述封装外壳；其中，所述封装外壳上设置有若干个端子，所述半导体芯片通过所述陶瓷基板与所述端子电连接。本实用新型通过散热底板和陶瓷基板对半导体芯片进行双面散热，提高了散热性能，进而提高了模块的使用寿命，且本实用新型结构简单，简化了模块的封装，降低了IGBT功率模块的生产成本。本实用新型可广泛应用于半导体封装技术领域。

技术领域

本实用新型涉及半导体封装技术领域，尤其是一种IGBT功率模块。

背景技术

由于IGBT模块具有输入阻抗大、驱动功率小、控制电路简单、开关损耗小、通断速度快以及工作频率高等特点，广泛应用于交通、新能源等领域。IGBT功率模块在工作过程中会产生大量的热量而导致内部的元器件受损，需要对其进行散热。

目前，常用的焊接式IGBT模块，普遍采用将IGBT芯片的集电极和FRD芯片的阴极通过焊料焊接在衬板上，每个IGBT芯片发射极和FRD的阳极通过多根引线键合方式进行互连，衬板通过焊料焊接在基板或散热板上，实现背面冷却。这种结构采用的是单面冷却方式，散热效率低，热阻大，且随着芯片的数量增加，模块的尺寸随之增大，同时芯片之间采用键合线联接，单个IGBT模块中存在成百上千个键合点，单个键合点脱落，直接影响模块的可靠性。

双面散热功率模块是一种新型的高效散热模块，模块产生的热量沿着芯片上下表面进行散热。但是目前的双面散热模块设计组装的效率较低，材料多且不易识别，不适合自动化生产。且较多的零部件和连接层会引起模块平整度差，可靠性降低等问题，使原材料加工精度(如平整度)等要求提高，给加工造成难度。

名词解释：

IGBT：绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。

FRD：续流二极管芯片。

AMB陶瓷基板：使用AMB(Active Metal Brazing，活性金属钎焊覆铜)技术将铜箔钎焊到陶瓷表面的一种散热基础材料。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种结构简单、散热性能好的IGBT功率模块。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种IGBT功率模块，包括：

散热底板；

封装外壳和半导体芯片，所述封装外壳和所述半导体芯片均设置在所述散热底板的一侧表面，所述半导体芯片位于所述封装外壳内；

陶瓷基板，所述陶瓷基板设置在所述半导体芯片远离所述散热底板的一侧，所述陶瓷基板穿出所述封装外壳；

其中，所述封装外壳上设置有若干个端子，所述半导体芯片通过所述陶瓷基板与所述端子电连接。

进一步，所述半导体芯片包括IGBT芯片和FRD芯片，所述IGBT芯片通过所述陶瓷基板与所述FRD芯片电连接。

进一步，所述陶瓷基板为覆铜陶瓷基板。

进一步，所述覆铜陶瓷基板包括第一覆铜层、第二覆铜层以及陶瓷层，所述第二覆铜层位于所述覆铜陶瓷基板靠近所述半导体芯片的一侧，所述第一覆铜层位于所述覆铜陶瓷基板远离所述半导体芯片的一侧，所述陶瓷层位于所述第一覆铜层与所述第二覆铜层之间。

进一步，所述第二覆铜层靠近所述半导体芯片的一侧表面设置有通过刻蚀形成的线路，所述半导体芯片与所述线路电连接。