一种多芯片并联的高功率半导体模块的封装结构的制作方法

本发明涉及sic模块，特别涉及一种多芯片并联的高功率半导体模块的封装结构。

背景技术：

1、目前tpak封装形式的模块在变频器，光伏，风力发电与电动汽车领域的应用越来越广泛，以上的各个领域对于功率半导体器件来说，封装的体积，功率密度，可靠性等各方面的要求也越来越严苛。

2、在传统的tpak封装中，为良好的可靠性和散热条件，以及功率密度之间平衡，会受限于内部芯片并联数量。传统封装的模块内部多采用铜线或者铝线键合的方式进行电性能连接，键合铝线和功率端子形成的电路势必存在较大的寄生电感和电阻，在关断过程中会造成较大的电压应力施加在芯片上。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种多芯片并联的高功率半导体模块的封装结构，以解决上述技术问题。

2、一种多芯片并联的高功率半导体模块的封装结构其包括一个绝缘散热片组件，多个设置在所述绝缘散热片组件内的芯片，以及一个设置在所述绝缘散热片组件上的金属引线框架组件。所述绝缘散热片组件包括一个绝缘层，一个设置在所述绝缘层的端面上的内金属导电层，以及一个设置在所述绝缘层另一个端面上的外金属导电层。所述内金属导电层上蚀刻设置有至少一条用于对芯片进行电信号引出的沟道，将所述内金属导电层分为一个镀银烧结芯片区，一个与所述镀银烧结芯片区间隔设置的引脚信号区，以及一个与所述镀银烧结芯片区紧贴的引脚输入区。所述引脚信号区与所述镀银烧结芯片区间隔设置。所述金属引线框架组件包括一个与所述芯片连接的引脚输出部，一个与所述引脚信号区连接的引脚信号部，以及一个设置在所述引脚输入区上的引脚输入部。所述引脚输出部的一端延伸出来有多个并排设置的焊接部，另一端延伸至所述绝缘散热片组件外侧，所述焊接部呈长条形结构且一端与所述引脚输出部连接，另一端多个引脚输出部相互连接实现并联。所述焊接部位于所述芯片的上方且经过所述芯片处设置有与所述芯片贴合的焊接凹槽，所述焊接凹槽与所述芯片之间通过焊接的方式进行连接。

3、进一步地，多个所述芯片相互间隔设置并为碳化硅基芯片mosfet芯片。

4、进一步地，所述焊接凹槽的数量、形状及大小与所述芯片相匹配，所述焊接凹槽的外表面光滑无毛刺。

5、进一步地，所述焊接凹槽的下表面与烧结后芯片的上表面间距为0-0.2mm。

6、进一步地，在模块内部有键合引线用于连接电路，所述键合引线连接所述芯片的信号部分和所述引脚信号区，其中有一根所述键合引线连接所述引脚信号区和所述引脚信号部。

7、进一步地，所述引脚输入部的一端与所述引脚输入区连接，另一端延伸至所述绝缘散热片组件外侧，所述引脚输入部和所述引脚输出部延伸至所述绝缘散热片组件外侧的一端设置有弯折边，同时所述引脚输入部和所述引脚输出部弯折后高度相同。

8、进一步地，所述引脚输入部和所述引脚输出部上均设置有用于减少机械应力及增加与注塑料结合力的蚀刻槽或圆孔。

9、进一步地，所述多芯片并联的高功率半导体模块的封装结构还包括一个设置在所述金属引线框架组件上的塑封体。

10、与现有技术相比，本发明提供的多芯片并联的高功率半导体模块的封装结构通过在所述引脚输出部的一端延伸出来有多个并排设置的焊接部。所述焊接部一端与所述引脚输出部连接，另一端多个引脚输出部相互连接实现并联。对内部芯片并联数量进行优化，提高封装的额定电流上限。所述焊接部位于所述芯片的上方且经过所述芯片处设置有与所述芯片贴合的焊接凹槽。所述焊接凹槽为通过打沉或挤压形成的凹槽，所述焊接凹槽与所述芯片之间通过回流焊接的方式进行焊接，实现焊接凹槽与所述芯片之间的连接，使用打沉的凹槽结构对芯片进行双面焊接，增加热容，提升过电流能力。

技术特征：

1.一种多芯片并联的高功率半导体模块的封装结构，其特征在于：所述多芯片并联的高功率半导体模块的封装结构包括一个绝缘散热片组件，多个设置在所述绝缘散热片组件内的芯片，以及一个设置在所述绝缘散热片组件上的金属引线框架组件，所述绝缘散热片组件包括一个绝缘层，一个设置在所述绝缘层的端面上的内金属导电层，以及一个设置在所述绝缘层另一个端面上的外金属导电层，所述内金属导电层上蚀刻设置有至少一条用于对芯片进行电信号引出的沟道，将所述内金属导电层分为一个镀银烧结芯片区，一个与所述镀银烧结芯片区间隔设置的引脚信号区，以及一个与所述镀银烧结芯片区紧贴的引脚输入区，所述引脚信号区与所述镀银烧结芯片区间隔设置，所述金属引线框架组件包括一个与所述芯片连接的引脚输出部，一个与所述引脚信号区连接的引脚信号部，以及一个设置在所述引脚输入区上的引脚输入部，所述引脚输出部的一端延伸出来有多个并排设置的焊接部，另一端延伸至所述绝缘散热片组件外侧，所述焊接部呈长条形结构且一端与所述引脚输出部连接，另一端多个引脚输出部相互连接实现并联，所述焊接部位于所述芯片的上方且经过所述芯片处设置有与所述芯片贴合的焊接凹槽，所述焊接凹槽与所述芯片之间通过焊接的方式进行连接。

2.如权利要求1所述的多芯片并联的高功率半导体模块的封装结构，其特征在于：多个所述芯片相互间隔设置并为碳化硅基芯片mosfet芯片。

3.如权利要求1所述的多芯片并联的高功率半导体模块的封装结构，其特征在于：所述焊接凹槽的数量、形状及大小与所述芯片相匹配，所述焊接凹槽的外表面光滑无毛刺。

4.如权利要求1所述的多芯片并联的高功率半导体模块的封装结构，其特征在于：所述焊接凹槽的下表面与烧结后芯片的上表面间距为0-0.2mm。

5.如权利要求1所述的多芯片并联的高功率半导体模块的封装结构，其特征在于：在模块内部有键合引线用于连接电路，所述键合引线连接所述芯片的信号部分和所述引脚信号区，其中有一根所述键合引线连接所述引脚信号区和所述引脚信号部。

6.如权利要求1所述的多芯片并联的高功率半导体模块的封装结构，其特征在于：所述引脚输入部的一端与所述引脚输入区连接，另一端延伸至所述绝缘散热片组件外侧，所述引脚输入部和所述引脚输出部延伸至所述绝缘散热片组件外侧的一端设置有弯折边，同时所述引脚输入部和所述引脚输出部弯折后高度相同。

7.如权利要求1所述的多芯片并联的高功率半导体模块的封装结构，其特征在于：所述引脚输入部和所述引脚输出部上均设置有用于减少机械应力及增加与注塑料结合力的蚀刻槽或圆孔。

8.如权利要求1所述的多芯片并联的高功率半导体模块的封装结构，其特征在于：所述多芯片并联的高功率半导体模块的封装结构还包括一个设置在所述金属引线框架组件上的塑封体。

技术总结一种多芯片并联的高功率半导体模块的封装结构。所述多芯片并联的高功率半导体模块的封装结构包括绝缘散热片组件，芯片，以及金属引线框架组件。所述绝缘散热片组件包括绝缘层，内金属导电层，以及外金属导电层。所述内金属导电层上蚀刻设置有沟道，沟道将所述内金属导电层分为镀银烧结芯片区，引脚信号区，以及引脚输入区。所述金属引线框架组件包括引脚输出部，引脚信号部，以及引脚输入部。在所述引脚输出部的一端延伸出来有多个并排设置的焊接部。所述焊接部位于所述芯片的上方且经过所述芯片处设置有与所述芯片贴合的焊接凹槽。所述焊接凹槽与所述芯片进行焊接，使用打沉的凹槽结构对芯片进行双面焊接，增加热容，提升过电流能力。技术研发人员：唐卓凡,欧东赢,吴瑞受保护的技术使用者：浙江翠展微电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25