母排型功率模塊支架的製作方法
2023-05-02 14:42:31 2
專利名稱：母排型功率模塊支架的製作方法
技術領域：
本發明涉及半導體功率模塊，尤其涉及一種自身帶有母排的功率模塊支架。
背景技術：
功率模塊是指將多個半導體晶片封裝在一起的模組，其主要包括金屬基板、雙面覆銅板、半導體晶片原件的引出支架。晶片置於雙面覆銅板之上，雙面覆銅板通過焊錫置於金屬基板之上，晶片的響應電極弓I到雙面覆銅板的上銅層上，再通過金屬支架引出，從而和外部裝置實現點連接。長期以來，功率半導體模塊的支架都是以簡單的兩個分立支架來實現模塊的電氣連接。這種傳統的支架具有製作簡單和價格低廉的優點。然而這種傳統支架所帶來的寄生參數尤其是指寄生電感對模塊的電氣特性具有較大的負面影響，比如在關斷過程中會給功率晶片帶來過壓從而導致模塊損壞。同時這些寄生參數的存在會使得模塊在應用中參與高頻振蕩，也使得功率1吳塊具有損壞的風險。鑑於此，迫切需要發明一種新的功率模塊支架，可以極大的降低功率模塊的寄生電感，甚至呈現容性特性。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對傳統功率模塊結構在應用中的不足，提供一種新型自帶母排型功率模塊支架。本發明全部金屬材料製成，利用相應的絕緣材料來實現彼此的電氣隔離。為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決
所述母排型功率模塊支架包括作為母排的上排的第一架臂以及作為及母排的下排的第二架臂，所述第一架臂包括第一`金屬板以及與第一金屬板垂直向下的第一支腳，所述第二架臂包括第二金屬板以及與第二金屬板垂直向下的第二支腳，所述第一支腳與第二支腳對應在第一架臂與第二架臂的位置相互錯開，所述第一金屬板上具有第二架臂上功率模塊伸出的孔，所述第二金屬板具有第一支腳伸出的孔，所述第一金屬板與第二金屬板間填充有絕緣材料，使得第一金屬板與第二金屬板可相互靠近並呈現容性；
所述第一支腳與第二支腳都為板狀支腳，並在末端呈L型。在採用以上技術方案的基礎上，本發明還可以採用以下進一步方案
所述支架採用導電金屬，所述導電金屬可以為銅、鐵、鋁以及銅、鐵、鋁中的任意兩種或三種都具有的合金。所述功率模塊可以為IGBT模塊、MOSFET模塊、JFET模塊、IPM模塊或者新型材料半導體模塊中的任意一種。所述支架包括兩個架臂彼此之間採用母排型連接，故而具有母排特性。由於採用了本發明的技術方案，本發明包括兩個相互配合的金屬第一架臂和第二架臂，採用類似母排的結構實現對功率模塊的電氣連接。本技術方案利用母排的容性特性最大限度的減小功率模塊的寄生電感，增加了模塊使用壽命，提升了模塊的使用性能，且僅需金屬材料製造，工藝相對簡單。
圖1為本發明第一架臂俯視示意圖。圖2為本發明第一架臂示意圖。圖3為本發明第二架臂俯視示意圖。圖4為本發明第二架臂示意圖。圖5為本發明的俯視示意圖。圖6為本發明的示意圖。
具體實施例方式參考附圖。 本發明所述的母排型功率模塊支架I包括作為直流母排的上排的第一架臂2以及作為及直流母排的下排的第二架臂3，所述第一架臂2包括第一金屬板21以及與第一金屬板21垂直向下的第一支腳22，所述第二母架臂3包括第二金屬板31以及與第二金屬板31垂直向下的第二支腳32，所述第一支腳22與第二支腳32對應在第一架臂2與第二架臂3的位置相互錯開，所述第一金屬板21上具有第二架臂3上功率模塊伸出的孔23，所述第二金屬板31具有第一支腳22伸出的孔，所述第一金屬板21與第二金屬板31間填充有絕緣材料，使得第一金屬板21與第二金屬板32可相互靠近並呈現容性；
所述第一支腳22與第二支腳32都為板狀支腳，並在末端呈L型，用以增加模塊的站立穩定性。所述支架採用導電金屬，所述導電金屬可以為銅、鐵、鋁以及銅、鐵、鋁中的任意兩種或三種都具有的合金，工藝相對簡單。所述功率模塊可以為IGBT模塊、MOSFET模塊、JFET模塊、IPM模塊或者新型材料半導體模塊中的任意一種。支架包括兩個架臂彼此之間採用母排型連接，故而具有母排特性。圖1和圖2所示第一架臂，該架臂可用於充當直流母排的上排。圖3和圖4所示第二架臂，可用於充當直流母牌的下排。通過圖5和圖6所示圖進行組合從而形成母排型功率模塊支架結構。本發明的基本原理是，兩塊相互靠近的金屬板呈現電容特性。且金屬板的表面積越大容性越強，金屬板之間的距離越近容性特性越強。呈現容性特性則寄生電感下降，甚至整個功率模塊呈現容性。兩個架臂之間的空隙需要採用絕緣材料來實現彼此之間的電氣絕緣。同時填充了絕緣材料之後，可以提高模塊的機械應力，防治由於兩支架臂懸空會在受外部應力時可能會由於形變而彼此短接，這是要絕對避免的。所以兩架臂之間必須填充上絕緣材料。本發明的所提及的實施例通過支架連接腳的位置和形狀的改變也應屬於本發明所包含的範圍。同時，通過其它方式實現兩架臂之間的鏤空連接也屬於本發明的包含範圍。總之，以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本發明專利的涵蓋範圍。
權利要求
1.母排型功率模塊支架，其特徵在於所述母排型功率模塊支架包括作為母排的上排的第一架臂以及作為及母排的下排的第二架臂，所述第一架臂包括第一金屬板以及與第一金屬板垂直向下的第一支腳，所述第二架臂包括第二金屬板以及與第二金屬板垂直向下的第二支腳，所述第一支腳與第二支腳對應在第一架臂與第二架臂的位置相互錯開，所述第一金屬板上具有第二架臂上功率模塊伸出的孔，所述第二金屬板具有第一支腳伸出的孔， 所述第一金屬板與第二金屬板間填充有絕緣材料，使得第一金屬板與第二金屬板可相互靠近並呈現容性；所述第一支腳與第二支腳都為板狀支腳，並在末端呈L型。
2.根據權利要求1所述的母排型功率模塊支架，其特徵在於所述支架採用導電金屬， 所述導電金屬可以為銅、鐵、鋁以及銅、鐵、鋁中的任意兩種或三種都具有的合金。
3.根據權利要求1所述的母排型功率模塊支架，其特徵在於所述功率模塊可以為IGBT 模塊、MOSFET模塊、JFET模塊、IPM模塊或者新型材料半導體模塊中的任意一種。
4.根據權利要求1所述的母排型功率模塊支架，其特徵在於所述支架包括兩個架臂彼此之間採用母排型連接，故而具有母排特性。
全文摘要
本發明提供一種新型自帶母排型功率模塊支架。母排型功率模塊支架包括第一架臂及第二架臂，第一架臂包括第一金屬板及第一支腳，第二架臂包括第二金屬板及第二支腳，第一支腳與第二支腳對應在第一架臂與第二架臂的位置相互錯開，第一金屬板上具有第二架臂上功率模塊伸出的孔，第二金屬板具有第一支腳伸出的孔，第一金屬板與第二金屬板間填充有絕緣材料；第一支腳與第二支腳都為板狀支腳，並在末端呈L型。本發明包括兩個相互配合的金屬第一架臂和第二架臂，採用類似母排的結構實現對功率模塊的電氣連接。本技術方案利用母排的容性特性最大限度的減小功率模塊的寄生電感，增加了模塊使用壽命，提升了模塊的使用性能，僅需金屬材料製造，工藝相對簡單。
文檔編號H01L23/13GK103050448SQ20121057405
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者程士東, 盛況, 汪濤, 郭清, 謝剛 申請人:浙江大學