[发明专利]一种功率半导体模块的封装结构及封装方法

权利要求书

1.一种功率半导体模块的封装结构，包括覆铜陶瓷基板，该覆铜陶瓷基板正面具有正极铜箔、交流铜箔、负极铜箔、上桥臂驱动栅极铜箔、上桥臂驱动源极铜箔、下桥臂驱动栅极铜箔、下桥臂驱动源极铜箔、通过正极铜箔相互并联的第一功率芯片和第二功率芯片、以及通过交流铜箔相互并联的第三功率芯片和第四功率芯片，其特征在于：

正极铜箔的主体、交流铜箔、负极铜箔、上桥臂驱动栅极铜箔、上桥臂驱动源极铜箔、下桥臂驱动栅极铜箔、下桥臂驱动源极铜箔均为以纵向对称中心线为对称中心的镜像对称式形状；

所述第一功率芯片和第二功率芯片设置在正极铜箔处，所述第三功率芯片和第四功率芯片设置在交流铜箔处，且第一功率芯片和第二功率芯片以纵向对称中心线为对称中心镜像对称布置，所述第三功率芯片和第四功率芯片以纵向对称中心线为对称中心镜像对称布置。

2.根据权利要求1所述的功率半导体模块的封装结构，其特征在于：所述正极铜箔焊接有两组正极端子，两组所述正极端子以纵向对称中心线为对称中心的镜像对称式布置；所述交流铜箔焊接有两组交流端子，两组所述交流端子以纵向对称中心线为对称中心的镜像对称式布置。

3.根据权利要求1所述的功率半导体模块的封装结构，其特征在于：所述上桥臂驱动栅极铜箔焊接有上桥臂驱动栅极端子，所述上桥臂驱动源极铜箔焊接有上桥臂驱动源极端子，所述下桥臂驱动栅极铜箔焊接有下桥臂驱动栅极端子，所述下桥臂驱动源极铜箔焊接有下桥臂驱动源极端子，且所述上桥臂驱动栅极端子、上桥臂驱动源极端子、下桥臂驱动栅极端子和下桥臂驱动源极端子均焊接在纵向对称中心线上。

4.根据权利要求1所述的功率半导体模块的封装结构，其特征在于：所述第一功率芯片、第二功率芯片、第三功率芯片和第四功率芯片的驱动信号连接均采用了Kelvin结构。

5.根据权利要求4所述的功率半导体模块的封装结构，其特征在于：所述第一功率芯片的源极通过第一功率键合线连接到交流铜箔上，第二功率芯片的源极通过第二功率键合线连接到交流铜箔上；第一功率芯片的源极通过上桥臂第三驱动键合线连接到上桥臂驱动源极铜箔上，第二功率芯片的源极通过上桥臂第四驱动键合线连接到上桥臂驱动源极铜箔上；

第三功率芯片的源极通过第三功率键合线连接到负极铜箔上，第四功率芯片的源极通过第四功率键合线连接到负极铜箔上；第三功率芯片的源极通过下桥臂第三驱动键合线连接到下桥臂驱动源极铜箔上，第四功率芯片的源极通过下桥臂第四驱动键合线连接到下桥臂驱动源极铜箔上。

6.根据权利要求1所述的功率半导体模块的封装结构，其特征在于：所述正极铜箔具有对应上桥臂驱动栅极铜箔和上桥臂驱动源极铜箔的缺口，所述上桥臂驱动源极铜箔为“山”字形结构，所述上桥臂驱动栅极铜箔为“品”字形结构；

所述交流铜箔具有对应下桥臂驱动栅极铜箔和下桥臂驱动源极铜箔的缺口，所述下桥臂驱动源极铜箔为“山”字形结构，所述下桥臂驱动栅极铜箔为“品”字形结构。

7.根据权利要求1所述的功率半导体模块的封装结构，其特征在于：所述覆铜陶瓷基板为氮化铝覆铜陶瓷基板，该覆铜陶瓷基板的背面通过其表面的下层铜箔直接与散热器相连，以提高散热性能。

8.根据权利要求7所述的功率半导体模块的封装结构，其特征在于：所述下层铜箔的四周边缘刻蚀有均匀且等间距布置的Dimple孔。

9.一种功率半导体模块的封装方法，封装如权利要求1-8任一项所述的功率半导体模块的封装结构，其特征在于：

根据拟封装的功率模块的结构制备相应的覆铜陶瓷基板，刻蚀所述覆铜陶瓷基板的正面金属层和底面金属层，之后进行表面处理；

采用第一焊料将功率芯片、热敏电阻焊接到所述覆铜陶瓷基板的对应位置上；

将功率芯片的顶部电极与所述覆铜陶瓷基板的相应金属层通过引线键合工艺进行电连接；

采用第二焊料将针式端子焊接至覆铜陶瓷基板对应的铜箔上；

将外壳粘接在覆铜陶瓷基板，注入硅凝胶并抽真空，通过加热或室温静置使硅凝胶固化。