[发明专利]一种半导体模块结构

说明书

本发明公开了一种半导体模块结构，包括：基板、半导体芯片、触点元件和顶板，所述半导体芯片设有第一主电极和第二主电极，所述第一主电极耦接所述基板，所述第二主电极耦接所述触点元件，所述触点元件为螺纹结构，所述顶板与所述触点元件通过螺纹连接。通过采用触点元件的方式，单独旋转调节触点元件的高度来调整半导体芯片所承载的压力，实现单颗芯片压力可调，解耦芯片间的压力，实现芯片间应力均衡，一致性更高；通过采用螺纹结构的触点元件增大导电面积，降低热阻，提高通流能力，提高可靠性；针对超过阈值压力的部分通过承压体来承担，使得半导体芯片上的压力在规定的范围内，外部压力变化不会导致半导体芯片表面的压力变化。

技术领域

本发明属功率半导体器件封装领域，具体涉及一种半导体模块结构。

背景技术

现有电力系统，机车牵引等领域的发展对IGBT的器件功率提出了更高的要求。目前大功率 IGBT 的封装通常有两种形式，一种是底板绝缘模块式封装，由芯片，底板，覆铜陶瓷基板，键合线，密封材料，绝缘外壳，功率端子等组成，模块内部通过灌注硅凝胶或环氧树脂等绝缘材料来隔离芯片与外界环境（水，气，灰尘）的接触，缩短器件的使用寿命。另外一种为类似晶闸管，平板压接式封装，由陶瓷管壳及铜电极组成，芯片与电极通过压力接触。全压接 IGBT 封装由上下电极配合多层材料与硅片实现全压接式接触，消除了因焊接疲劳导致的器件失效。

现有技术方案使用加工精度非常高的部件，以确保部件厚度尽可能地匹配并且为终端用户提供这样的加压部件（如散热器等），对于多芯片压力接触设备要求具有极其严格的平行度、平面度、粗糙度等公差。在物料种类繁多、要求精度高、加工量大的情况下，对供应商及厂商的加工能力、质量管控能力等提出了极大的挑战，在大面积的多芯片压力接触设备中也是同样的情况。夹持部件的严格的平行度、平面度公差在大的表面面积上同样变得更难实现。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种半导体模块结构，采用触点元件的方式，可以通过将触点元件设为螺纹机构，单独旋转调节触点元件的高度来减少半导体芯片所承载的压力，实现单颗芯片压力可调，实现芯片间应力均衡，也可以通过将多颗半导体芯片的触点元件设置在指定高度后与顶板焊接，一致性更高；同时采用螺纹结构的触点元件增大导电面积，降低热阻，提高通流能力，提高可靠性；针对超过阈值压力的部分通过承压体来承担，使得半导体芯片上的压力在规定的范围内，外部压力变化不会导致半导体芯片表面的压力变化。

为解决现有技术问题，本发明公开了

一种半导体模块结构，包括：基板、半导体芯片、触点元件和顶板，所述半导体芯片设有第一主电极和第二主电极，所述第一主电极耦接所述基板，所述第二主电极耦接所述触点元件，所述顶板与所述触点元件连接,所述顶板设于所述基板的上方，所述顶板与所述基板之间设有承压体。

进一步地，

所述触点元件为螺纹结构，所述触点元件与所述顶板螺纹连接。

进一步地，

所述触点元件与所述顶板焊接。

进一步地，

所述顶板与所述触点元件耦接。

进一步地，

所述半导体芯片与所述触点元件之间还设有导电块，所述第二主电极通过导电块耦接所述触点元件。

进一步地，

所述承压体为电绝缘承压体。

进一步地，

所述顶板设有散热结构。

进一步地，

所述基板设有散热结构。

进一步地，

所述顶板为散热板、流道冷板、风冷型材板、针翅散热板或微通道散热板的任意一种。

进一步地，