一種基于銅夾和引線鍵合的功率模塊及電子設備制造技術

本技術的基于銅夾和引線鍵合的功率模塊安裝基板、芯片、銅夾和引線，芯片安裝于安裝基板上，銅夾包括一體形成的芯片連接部分和基板連接部分，基板連接部分與安裝基板連接，芯片連接部分與芯片連接。引線包括銅夾引線、基板引線和芯片引線，銅夾引線與芯片連接部分連接，基板引線兩端分別與不同的兩個銅夾的基板連接部分鍵合，芯片引線與芯片連接。本技術的基于銅夾和引線鍵合的功率模塊及電子設備解決了鍵合點易于脫落和無法即使發現鍵合點脫落或虛焊的問題。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及半導體，特別是涉及一種基于銅夾和引線鍵合的功率模塊及電子設備。

技術介紹

1、逆變器功率模塊正在向高功率密度、高效率方向發展。這要求功率模塊體積不斷減小、損耗不斷減小、承受電流能力不斷增強、寄生電感esl不斷降低。引線鍵合工藝具有成本低、應用廣泛和工藝成熟等優點，廣泛應用于功率器件封裝。功率模塊穩定可靠的使用不僅要具有高可靠性和高耐久性，還對其體積、重量和功率的要求越來越高，這些要求對芯片-基板的連接、芯片-芯片的連接提出了挑戰。

2、現有的功率模塊多采用引線鍵合技術實現電氣互連，形成回路，如圖2所示，器件功率回路的芯片之間的電氣連接采用鍵合線連接。傳統的引線鍵合工藝在大功率器件的封裝過程中通常需要對功率回路進行多次粗引線鍵合(wir?e?bond)，但使用的引線鍵合數量越多，生產效率越低。鍵合點越多，每個鍵合點都是一個潛在的故障風險點，在開關循環的熱應力影響下，鍵合點容易發生脫落，造成整個器件失效。此外，多次鍵合還會掩蓋鍵合質量的問題。當一個鍵合點脫落或者虛焊時，通常不會被立即發現，但故障往往會隱秘傳播，其它鍵合引線會因此過載過熱，進而造成其他引線依次失效。另外，引線鍵合往往需要相對較高的線弧高度，以便在芯片和基板或芯片-芯片之間循環連接，這會帶來封裝空間的相關問題。最后，采用引線鍵合工藝來實現功率器件封裝的電氣連接會帶來較大的寄生電感(esl)和寄生電阻(esr)問題，尤其是較大的寄生電感是影響器件開關性能的重要因素，較大的寄生電感不但限制了功率器件的開關速度，同時會與寄生電阻效應一同造成較大的損耗。</p>

技術實現思路

1、鑒于以上現有技術的缺點，本技術的目的在于提供一種基于銅夾(clip)和引線鍵合的功率模塊及電子設備，用于解決現有技術中鍵合點易于脫落和無法及時發現鍵合點脫落或虛焊的問題，通過在銅夾上鍵合引線來連接芯片的各個子芯片、同時通過銅夾作為介質將芯片和基板分別連接，從而實現了模塊功率回路的電氣連接。

2、本技術提供一種基于銅夾和引線鍵合的功率模塊，包括：

3、安裝基板；

4、芯片，芯片安裝于安裝基板上；

5、銅夾，銅夾包括一體形成的芯片連接部分和基板連接部分，基板連接部分與安裝基板連接，芯片連接部分與芯片連接；

6、引線，引線包括銅夾引線、基板引線和芯片引線，銅夾引線鍵合在銅夾的芯片連接部分上，基板引線兩端分別與不同的兩個銅夾的基板連接部分鍵合，芯片引線與芯片連接。

7、在本技術的一個實施例中，每個芯片包括門極部分和源極部分，源極部分與銅夾的芯片連接部分連接。

8、在本技術的一個實施例中，同一半橋內，銅夾引線分別與對應每個芯片的銅夾的芯片連接部分鍵合。

9、在本技術的一個實施例中，同一半橋內，所有芯片通過同一根芯片引線串聯。

10、在本技術的一個實施例中，芯片的門極部分與芯片引線鍵合。

11、在本技術的一個實施例中，同一半橋內，芯片引線依次分別與每個芯片鍵合。

12、在本技術的一個實施例中，銅夾的基板連接部分的下表面與安裝基板之間燒結，基板連接部分的上表面與基板引線鍵合。

13、在本技術的一個實施例中，同一半橋內，兩個相鄰銅夾的基板連接部分之間通過基板引線連接。

14、在本技術的一個實施例中，功率模塊還包括散熱基板，散熱基板與安裝基板之間燒結，安裝基板與芯片之間燒結。

15、本技術還提供一種電子設備，電子設備包括上述任一項的封裝結構。

16、本技術提供一種基于銅夾和引線鍵合的功率模塊及電子設備，通過銅夾作為介質將芯片和基板分別連接、再鍵合相應的引線，從而實現了模塊功率回路的電氣連接。具體地，本技術通過銅夾連接芯片和基板，每個銅夾包括芯片連接部分和基板連接部分，再通過焊接于芯片源極上的銅夾鍵合銅夾引線將芯片的電流引出形成回路，然后通過基板引線將焊接在基板上的不同銅夾的基板連接部分鍵合在一起，最后將芯片引線與芯片鍵合，通過芯片引線導出信號回路。同時，本技術中，完成鍵合的任意銅夾引線都具有相同的長度，并且任意基板引線的長度也彼此相等，使得每個芯片在功率回路中的電流路徑長度盡可能一致，以使每個芯片由電氣連接帶來的寄生電感與寄生電阻相近，從而改善功率模塊并聯芯片的電流均流程度。

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【技術保護點】

1.一種基于銅夾和引線鍵合的功率模塊，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的基于銅夾和引線鍵合的功率模塊，其特征在于，每個所述芯片(30)包括門極部分(31)和源極部分(32)，所述源極部分(32)與所述銅夾(40)的所述芯片連接部分(41)連接。

3.根據權利要求2所述的基于銅夾和引線鍵合的功率模塊，其特征在于，同一半橋內，所述銅夾引線(51)分別與對應每個所述芯片(30)的所述銅夾(40)的所述芯片連接部分(41)鍵合。

4.根據權利要求3所述的基于銅夾和引線鍵合的功率模塊，其特征在于，同一所述半橋內，所有所述芯片(30)通過同一根所述芯片引線(53)串聯。

5.根據權利要求4所述的基于銅夾和引線鍵合的功率模塊，其特征在于，所述芯片(30)的所述門極部分(31)與所述芯片引線(53)鍵合。

6.根據權利要求5所述的基于銅夾和引線鍵合的功率模塊，其特征在于，同一所述半橋內，所述芯片引線(53)依次分別與每個所述芯片(30)鍵合。

7.根據權利要求1所述的基于銅夾和引線鍵合的功率模塊，其特征在于，所述銅夾(40)的所述基板連接部分(42)的下表面與所述安裝基板(10)之間燒結，所述基板連接部分(42)的上表面與所述基板引線(52)鍵合。

8.根據權利要求7所述的基于銅夾和引線鍵合的功率模塊，其特征在于，同一半橋內，兩個相鄰所述銅夾(40)的所述基板連接部分(42)之間通過所述基板引線(52)連接。

9.根據權利要求1所述的基于銅夾和引線鍵合的功率模塊，其特征在于，所述功率模塊還包括散熱基板(20)，所述散熱基板(20)與所述安裝基板(10)之間燒結，所述安裝基板(10)與所述芯片(30)之間燒結。

10.一種電子設備，所述電子設備包括權利要求1-9中任一項所述的功率模塊。

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【技術特征摘要】

1.一種基于銅夾和引線鍵合的功率模塊，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的基于銅夾和引線鍵合的功率模塊，其特征在于，每個所述芯片(30)包括門極部分(31)和源極部分(32)，所述源極部分(32)與所述銅夾(40)的所述芯片連接部分(41)連接。

3.根據權利要求2所述的基于銅夾和引線鍵合的功率模塊，其特征在于，同一半橋內，所述銅夾引線(51)分別與對應每個所述芯片(30)的所述銅夾(40)的所述芯片連接部分(41)鍵合。

4.根據權利要求3所述的基于銅夾和引線鍵合的功率模塊，其特征在于，同一所述半橋內，所有所述芯片(30)通過同一根所述芯片引線(53)串聯。

5.根據權利要求4所述的基于銅夾和引線鍵合的功率模塊，其特征在于，所述芯片(30)的所述門極部分(31)與所述芯片引線(53)鍵合。

6.根據權利要求5所述的基于銅夾和引...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李渡闊，宋建華，唐燕南，劉進明，張馳，孫志超，何挺，
申請(專利權)人：聯合汽車電子有限公司，
類型：新型
國別省市：