本技術(shù)涉及功率半導體器件封裝，特別涉及一種具有散熱底板模塊的車用高功率半導體器件。

背景技術(shù)：

1、功率半導體模塊在當今社會中應(yīng)用愈加廣泛，涉及眾多領(lǐng)域，尤其在新能源領(lǐng)域中，占據(jù)著核心零部件的位置。三合一電驅(qū)動系統(tǒng)旨在將驅(qū)動電機、電機控制器以及變速箱集成于一體，使得整體小型化、輕量化，降低產(chǎn)品成本以及體積，系統(tǒng)可靠性也得到大幅度提升。因此，電機控制器中的功率模塊體積在減小的同時，也需要提高功率模塊的性能，這將導致功率模塊中芯片的熱流密度也越高，芯片的過溫問題將會導致功率模塊無法正常運行或者降低其工作壽命，這些都會對行車人員造成一定的安全隱患。功率模塊的散熱要求愈發(fā)苛刻，需要設(shè)計出散熱能力更強的裝置。

2、如圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)的hybrid?pack?drive功率模塊，包括一個殼體001，一個基板002，多個芯片003,以及多個散熱針(圖未示)，其中所述芯片003之間均采用鍵合線004進行連接，該結(jié)構(gòu)具有以下問題：

3、①鍵合線可靠性差，連接信號端子的鍵合線容易脫落，且采用鍵合線時，芯片電流分配不均勻，雜散電感較高，影響芯片的性能；

4、②為了便于鍵合線連接采用“品”字型排列芯片，電流容易產(chǎn)生雜感，且熱耦合相互影響，導致散熱系統(tǒng)的散熱壓力較大，圓柱狀的散熱針的散熱能力不足以滿足芯片的散熱需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本實用新型提供了一種具有散熱底板模塊的車用高功率半導體器件，以解決上述技術(shù)問題。

2、一種具有散熱底板模塊的車用高功率半導體器件，其包括一個殼體組件，一個設(shè)置在所述殼體組件上的散熱組件，以及一個設(shè)置在所述殼體組件上的芯片組件。所述殼體組件為一個帶有空腔的矩形塊狀結(jié)構(gòu)，空腔內(nèi)設(shè)置所述芯片組件。所述散熱組件包括一個設(shè)置在所述殼體組件上的散熱基板，以及多個設(shè)置在所述散熱基板上的針翅。所述散熱基板為一個矩形板狀結(jié)構(gòu)，并通過緊固件或卡扣結(jié)構(gòu)固定在所述殼體組件上，且兩者之間使用密封條或者密封膠進行密封。所述針翅和芯片組件分別位于所述散熱基板的兩側(cè)，且所述芯片組件與所述殼體組件位于同側(cè)并設(shè)置在所述殼體組件的空腔內(nèi)。所述針翅為截面呈菱形的針狀或柱狀凸起。所有所述針翅陣列設(shè)置，一端設(shè)置在所述散熱基板上，另一端朝向遠離所述芯片組件的一側(cè)延伸。所述芯片組件包括多個設(shè)置在所述散熱基板上的雙面覆銅陶瓷板，多個設(shè)置在所述雙面覆銅陶瓷板上的芯片組，多個設(shè)置在所述雙面覆銅陶瓷板上的pi?n針，以及多個連接所述芯片組的連接銅片。所述芯片組的元件均通過錫片或錫膏焊接固定在所述雙面覆銅陶瓷板上，并通過所述連接銅片相互連接，且各芯片由原本的“品”字型排列改為“一”字型排列。

3、進一步地，所述殼體組件通過注塑制成，主體部分通過環(huán)氧密封膠和緊固件固定在所述散熱組件上。

4、進一步地，所述散熱基板為鍍鎳鋁板或鍍鎳銅板，即內(nèi)部為鋁層或銅層，外部為鍍鎳層，基板的厚度為2～5mm之間，鍍鎳層的厚度為3～7μm。

5、進一步地，所述雙面覆銅陶瓷板通過錫片或者錫膏焊接所述散熱基板上，并包括依次層疊設(shè)置的連接銅層、陶瓷層及覆銅層。

6、進一步地，所述連接銅層設(shè)置于陶瓷層的上部，且內(nèi)部設(shè)置有印刷電路，所述陶瓷層設(shè)置于中部，包括al2o3陶瓷層、al2o3摻雜氧化鋯陶瓷層、al?n陶瓷層以及s?i3n4陶瓷層，所述覆銅層設(shè)置于陶瓷層的下部。

7、進一步地，所述pi?n針固定并插設(shè)在所述雙面覆銅陶瓷板上，一端豎直向上延伸，另一端通過所述連接銅片連接在所述芯片組的相應(yīng)芯片上。

8、進一步地，所述芯片組包括ntc電阻、i?gbt芯片及二極管芯片。

9、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的具有散熱底板模塊的車用高功率半導體器件通過設(shè)置所述芯片組內(nèi)的芯片一字排列，在降低雜感同時，使得電流分布更加均勻，電流密度降低。通過設(shè)置所述連接銅片，避免了鍵合線容易脫落的問題，有效提升芯片的使用壽命及可靠性，且所述連接銅片為一體成型，芯片間的溫度可以相互補償，從而使得芯片間的溫差減小。同時通過設(shè)置所述散熱組件，采用菱形的所述針翅，散熱能力得到很大的提升，芯片溫度分布更加均勻。

技術(shù)特征：

1.一種具有散熱底板模塊的車用高功率半導體器件，其特征在于：所述具有散熱底板模塊的車用高功率半導體器件包括一個殼體組件，一個設(shè)置在所述殼體組件上的散熱組件，以及一個設(shè)置在所述殼體組件上的芯片組件，所述殼體組件為一個帶有空腔的矩形塊狀結(jié)構(gòu)，空腔內(nèi)設(shè)置所述芯片組件，所述散熱組件包括一個設(shè)置在所述殼體組件上的散熱基板，以及多個設(shè)置在所述散熱基板上的針翅，所述散熱基板為一個矩形板狀結(jié)構(gòu)，并通過緊固件或卡扣結(jié)構(gòu)固定在所述殼體組件上，且兩者之間使用密封條或者密封膠進行密封，所述針翅和芯片組件分別位于所述散熱基板的兩側(cè)，且所述芯片組件與所述殼體組件位于同側(cè)并設(shè)置在所述殼體組件的空腔內(nèi)，所述針翅為截面呈菱形的針狀或柱狀凸起，所有所述針翅陣列設(shè)置，一端設(shè)置在所述散熱基板上，另一端朝向遠離所述芯片組件的一側(cè)延伸，所述芯片組件包括多個設(shè)置在所述散熱基板上的雙面覆銅陶瓷板，多個設(shè)置在所述雙面覆銅陶瓷板上的芯片組，多個設(shè)置在所述雙面覆銅陶瓷板上的pin針，以及多個連接所述芯片組的連接銅片，所述芯片組的元件均通過錫片或錫膏焊接固定在所述雙面覆銅陶瓷板上，并通過所述連接銅片相互連接，且各芯片由原本的“品”字型排列改為“一”字型排列。

2.如權(quán)利要求1所述的具有散熱底板模塊的車用高功率半導體器件，其特征在于：所述殼體組件通過注塑制成，主體部分通過環(huán)氧密封膠和緊固件固定在所述散熱組件上。

3.如權(quán)利要求1所述的具有散熱底板模塊的車用高功率半導體器件，其特征在于：所述散熱基板為鍍鎳鋁板或鍍鎳銅板，即內(nèi)部為鋁層或銅層，外部為鍍鎳層，基板的厚度為2～5mm之間，鍍鎳層的厚度為3～7μm。

4.如權(quán)利要求1所述的具有散熱底板模塊的車用高功率半導體器件，其特征在于：所述雙面覆銅陶瓷板通過錫片或者錫膏焊接所述散熱基板上，并包括依次層疊設(shè)置的連接銅層、陶瓷層及覆銅層。

5.如權(quán)利要求4所述的具有散熱底板模塊的車用高功率半導體器件，其特征在于：所述連接銅層設(shè)置于陶瓷層的上部，且內(nèi)部設(shè)置有印刷電路，所述陶瓷層設(shè)置于中部，包括al2o3陶瓷層、al2o3摻雜氧化鋯陶瓷層、aln陶瓷層以及si?3n4陶瓷層，所述覆銅層設(shè)置于陶瓷層的下部。

6.如權(quán)利要求1所述的具有散熱底板模塊的車用高功率半導體器件，其特征在于：所述pin針固定并插設(shè)在所述雙面覆銅陶瓷板上，一端豎直向上延伸，另一端通過所述連接銅片連接在所述芯片組的相應(yīng)芯片上。

7.如權(quán)利要求1所述的具有散熱底板模塊的車用高功率半導體器件，其特征在于：所述芯片組包括ntc電阻、igbt芯片及二極管芯片。

技術(shù)總結(jié)
一種具有散熱底板模塊的車用高功率半導體器件，其包括殼體組件，散熱組件，芯片組件。所述散熱組件包括散熱基板，針翅。所述芯片組件包括雙面覆銅陶瓷板，芯片組，Pi?n針，連接銅片。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)提供的具有散熱底板模塊的車用高功率半導體器件通過設(shè)置所述芯片組內(nèi)的芯片一字排列，在降低雜感同時，使得電流分布更加均勻，電流密度降低。通過設(shè)置所述連接銅片，避免了鍵合線容易脫落的問題，有效提升芯片的使用壽命及可靠性，且所述連接銅片為一體成型，芯片間的溫度可以相互補償，從而使得芯片間的溫差減小。同時通過設(shè)置所述散熱組件，采用菱形的所述針翅，散熱能力得到很大的提升，芯片溫度分布更加均勻。

技術(shù)研發(fā)人員：徐加輝,陳文超,王泓瀟,唐卓凡,歐東贏,吳瑞,莫媛媛
受保護的技術(shù)使用者：浙江翠展微電子有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240418
技術(shù)公布日：2025/1/9