[发明专利]一种功率半导体模块封装结构

说明书

本发明公开了一种功率半导体模块封装结构，其特征在于，包括基板；壳体，所述壳体与所述基板紧固连接；功率半导体模块子单元，其设置在所述壳体与所述基板形成的容纳空间内，用于形成拓扑控制电路结构，所述功率半导体模块子单元包括间隔设置在所述基板上的多个衬板，相对设置的两所述衬板之间通过主功率端子和模块级键合线连接，所述主功率端子的顶部外延伸出所述壳体的顶部；辅助端子，用于将驱动信号引入所述功率半导体模块子单元，所述辅助端子的底部引脚与所述衬板连接，所述辅助端子的顶部外延伸出所述壳体的顶部。本发明能够提高功率半导体模块的散热效率，均衡寄生电感或电阻参数，提高工艺的一致性，损耗低，可靠性好。

技术领域

本发明涉及一种功率半导体模块封装结构，属于半导体器件领域。

背景技术

功率半导体模块的用户期望功率模块能够以更小的体积，更低廉的价格，提高输出功率。功率密度的提升对功率半导体芯片和相应封装提出各种挑战。针对不同应用场景，多种新型封装方案伴随着功率半导体芯片技术、封装材料、封装工艺、封装设计等快速发展。

但是，由于现有功率半导体芯片制造技术依然无法直接制造单片的芯片以满足用户的功率需求，因此，采用多芯片并联成为一种满足大功率需求的典型方式。然而，随着并联功率半导体芯片数量的增加，功率半导体模块内部的均流、散热、热应力、可靠性等成为影响功率半导体模块可靠使用所面临的重要挑战。进一步地，随着功率半导体芯片数量的增加，导致功率半导体模块生产工艺对精度和一致性要求更高，造成工艺复杂度提高。同时，产品的成品率会受到过多芯片数量所带来的不一致性和工艺的不一致性影响，降低了整个功率半导体模块的可靠性和功率半导体模块之间的均匀性。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种功率半导体模块封装结构，其能够提高功率半导体模块的电流等级和功率等级，简化功率半导体模块内部连接的方法，提高功率半导体模块的散热效率，均衡寄生电感或电阻参数，提高工艺的一致性，损耗低，可靠性好。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种功率半导体模块封装结构，包括基板；壳体，所述壳体与所述基板紧固连接；功率半导体模块子单元，其设置在所述壳体与所述基板形成的容纳空间内，用于形成拓扑控制电路结构，所述功率半导体模块子单元包括间隔设置在所述基板上的多个衬板，相对设置的两所述衬板之间通过主功率端子和模块级键合线连接，所述主功率端子的顶部外延伸出所述壳体的顶部；辅助端子，用于将驱动信号引入所述功率半导体模块子单元，所述辅助端子的底部引脚与所述衬板连接，所述辅助端子的顶部外延伸出所述壳体的顶部。

在一个具体实施例中，在所述衬板的中部区域设置有芯片组，所述芯片组包括第一芯片和间隔设置在所述第一芯片一侧的第二芯片；所述第一芯片和所述第二芯片均为大尺寸功率芯片，所述第一芯片和所述第二芯片的面积尺寸为标准模块内芯片面积的N倍，N大于等于2；所述第一芯片和所述第二芯片之间通过芯片键合线连接。

在一个具体实施例中，在所述第一芯片和第二芯片的内部均设置有内电阻。

在一个具体实施例中，所述芯片组为多个时，多个芯片组之间并联连接，相邻两芯片组之间呈对称布置。

在一个具体实施例中，所述芯片键合线设置成铝线、铝带、铜线、铜带或铝包铜线。

在一个具体实施例中，所述主功率端子包括阳极功率端子和阴极功率端子，所述阳极功率端子和所述阴极功率端子在竖直方向上均设置成蜿蜒结构，所述阳极功率端子的底部引脚和所述阴极功率端子的底部引脚均分别连接在所述基板或相对设置的两所述衬板上，所述阳极功率端子底部引脚的顶部和所述阴极功率端子底部引脚的顶部相配合呈重叠耦合结构，以使所述功率端子组导通不同方向电流时降低杂散电感。