[发明专利]功率模块封装结构

说明书

本发明提供一种功率模块封装结构，包括：散热基板，所述散热基板上开设有定位槽；焊片，所述焊片设置于所述定位槽内；陶瓷覆铜板下铜箔，所述陶瓷覆铜板下铜箔设置于所述焊片之上；陶瓷基板，所述陶瓷基板设置于所述陶瓷覆铜板下铜箔之上；陶瓷覆铜板上铜箔，所述陶瓷覆铜板上铜箔设置于所述陶瓷基板之上；芯片，所述芯片设置于所述陶瓷覆铜板上铜箔之上；封装胶，所述封装胶包裹所述芯片、所述陶瓷覆铜板上铜箔和所述陶瓷基板。本发明能够使焊料厚度均匀，并且降低了焊接过程中的分层失效风险和空洞风险，进而提高生产效率。

技术领域

本发明涉及半导体功率模块技术领域，具体涉及一种功率模块封装结构。

背景技术

功率模块在封装的过程中，需要将散热基板与陶瓷覆铜板焊接在一起，这个过程称为焊接工序，焊接工序是功率模块封装的核心工序，关键在于如何降低散热基板与陶瓷覆铜板之间的焊接空洞，以及散热基板与陶瓷覆铜板之间焊料厚度的一致性。其中，焊接空洞是由于散热基板与陶瓷覆铜板之间存在空气，而空气的散热能力远远低于金属焊料的散热能力，所以会导致功率模块局部散热能力下降。如果该空洞存在于芯片的下表面，可能会导致芯片因过热而烧毁。另外，焊料厚度的一致性也会影响功率模块的散热能力，在同一片陶瓷覆铜板的下表面，焊料厚的部分热阻偏大，散热能力差，反之，焊料薄的部分热阻偏小，散热能力也相对较好。所以焊料厚度的差异也会导致散热不均，影响功率模块的热阻，降低功率模块的工作效率。

目前现有的功率模块封装结构仍存在以下不足：

一，焊料厚度的一致性差异大。通过夹治具固定陶瓷覆铜板在散热基板上的位置，确保陶瓷覆铜板在散热基板中上下左右四个面的位置度，无器件约束陶瓷覆铜板上下面的活动空间，在高温焊接的过程中，容易导致陶瓷覆铜板在焊接炉中上下自由活动，致使冷却后存在焊料不均现象。

二，焊接空洞偏大。功率模块焊接是通过焊片融化，使液态的焊料与散热基板和陶瓷覆铜板面接触，冷却后散热基板和陶瓷覆铜板牢牢粘结在一起，由于焊接前焊料与陶瓷覆铜板不会100％面接触，所以焊接后会存在分层，导致空洞和气泡的产生。

三，生产效率低下。通过夹治具固定陶瓷覆铜板在散热基板上，装配、拆卸均需要人员以及设备操作，从而导致生产效率低。

四，焊接结合力差。焊料与散热基板和陶瓷覆铜板面接触，长期高低温后，由于材料热膨胀系数不同，容易产生面分层。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种功率模块封装结构，能够使焊料厚度均匀，并且降低了焊接过程中的分层失效风险和空洞风险，进而提高生产效率。

本发明采用的技术方案如下：

一种功率模块封装结构，包括：散热基板，所述散热基板上开设有定位槽；焊片，所述焊片设置于所述定位槽内；陶瓷覆铜板下铜箔，所述陶瓷覆铜板下铜箔设置于所述焊片之上；陶瓷基板，所述陶瓷基板设置于所述陶瓷覆铜板下铜箔之上；陶瓷覆铜板上铜箔，所述陶瓷覆铜板上铜箔设置于所述陶瓷基板之上；芯片，所述芯片设置于所述陶瓷覆铜板上铜箔之上；封装胶，所述封装胶包裹所述芯片、所述陶瓷覆铜板上铜箔和所述陶瓷基板。

所述功率模块封装结构，还包括外壳，所述外壳设置于所述散热基板上，位于所述封装胶外侧。

所述功率模块封装结构，还包括电极端子，所述电极端子的一端设置于所述外壳内，所述电极端子的另一端延伸出所述外壳。

所述功率模块封装结构，还包括键合线，所述键合线用于连接所述芯片和所述电极端子。

所述定位槽内开设有多个固定槽。

所述定位槽两侧对称开设有排气槽。

所述封装胶为硅凝胶。

本发明的有益效果：