宽CLIP的IGBT功率模块封装结构的制作方法

本技术涉及半导体封装，尤其涉及igbt功率模块的封装结构。

背景技术：

1、igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)，是由双极型三极管(bipolar junction transistor，bjt)和绝缘栅型场效应管(metaloxidesemiconductor，mos)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有金氧半场效晶体管的高输入阻抗和电力晶体管的低导通压降两方面的优点。igbt模块是由igbt(绝缘栅双极型晶体管芯片)与二极管芯片通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。

2、igbt模块包括igbt芯片和frd二极管芯片，且igbt封装结构一般是将igbt芯片和二极管芯片焊接在具有线路的散热基板上，然后通过键合线或者clip这类的桥接件将芯片的电极和线路上的相应导电结构电连接在一起。由于键合线桥接往往会产生虚焊、散热不好之类的问题，现有的igbt模块会采用clip桥接。然而，收到焊接工艺限制，现有的clip结构依然做的很窄，当将clip焊接到二极管芯片时，极易因为二极管芯片上电极的金属层较薄，焊接处较小而在使用过程中烧毁。

3、故，急需一种可解决上述问题的igbt功率模块封装结构。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种宽clip的igbt功率模块封装结构，散热效果好、clip电阻低且可用于大电流场所，二极管芯片不易损坏寿命长。

2、为了实现上述目的，本实用新型公开了一种宽clip的igbt功率模块封装结构，包括散热基板、铺设于所述散热基板上的第一导电片、第二导电片、焊接于所述第一导电片上的igbt芯片和与所述igbt芯片对应的二极管芯片，以及clip，所述clip包括第一clip，所述第一clip包括第一低焊接部、与所述第一低焊接部呈台阶状设置且高于所述第一低焊接部的第一高焊接片，所述第一低焊接部焊接于所述第二导电片上，所述第一高焊接片焊接于所述二极管芯片的电极上，且所述第一高焊接片的宽度与所述二极管芯片的宽度匹配，所述二极管芯片的电极和所述第一高焊接片之间形成有若干间隙设置的第一焊锡条，以在相邻所述第一焊锡条之间形成有供焊料中助焊剂挥发的间隙(即相邻第一焊锡条之间具有与外界连通的间隙)。

3、较佳地，所述第一clip接触所述二极管芯片处的宽度大于等于所述二极管芯片对应宽度的三分之二，所述第一clip接触所述二极管芯片处的长度大于等于所述二极管芯片对应长度的四分之三小于等于所述二极管芯片的对应长度。

4、较佳地，所述第一高焊接片为直片，结构简单，成本低。

5、较佳地，多个所述第一焊锡条为相互平行且间距设置的直条焊锡或者以一定夹角交叉的多个直条焊锡。当然，该第一焊锡条也可以呈弧形或者其他形状，不限于直条状。

6、较佳地，所述第一高焊接片从连接所述第一低焊接部的一侧到其末端沿第一方向设置，每一所述第一焊锡条沿所述第一方向布置，且若干所述第一焊锡条沿与第一方向垂直的第二方向间距排列。

7、较佳地，igbt功率模块封装结构还包括第二clip，所述第二clip焊接于所述第二导电片和所述igbt芯片的e极之间；所述第二clip包括第二低焊接部、与所述第二低焊接部呈台阶状设置且高于所述第二低焊接部的第二高焊接片，所述第二低焊接部焊接于所述第二导电片上，所述第二高焊接片焊接于所述igbt芯片的e极上，第二高焊接片和所述igbt芯片的e极之间形成有若干间隙设置的焊锡条以使相邻焊锡条之间形成供焊接时阻焊剂挥发的间隙(即相邻焊锡条之间具有与外界连通的间隙)。该方案使得第二clip结构的结构简单，易于抓取定位，且与igbt芯片的e极之间的接触面积大，有效减少了第二clip上的电阻，可用于大电流通过。间隙设置的焊锡条使得第二clip在宽度较宽，独立的焊接区域过大时，依然保持焊接稳定，防止因为焊接时阻焊剂挥发受阻造成的气泡过多造成最后的成品焊接稳定性差。

8、更佳地，所述第二高焊接片延伸至所述igbt芯片的e极上的部分包括延伸至所述igbt芯片的g极前的基部、开设于所述基部前侧的缺口，所述缺口延伸至所述igbt芯片的中间位置并露出所述igbt芯片的g极，所述缺口将所述基部的前部分为两延伸部，所述基部和两所述延伸部形成u形图案，所述第二高焊接片为直片状，所述第二clip结构的宽度与所述igbt芯片的宽度匹配(第二clip的整体宽度大体等于igbt芯片的宽度、第二clip的整体宽度略大于igbt芯片的宽度或第二clip的整体宽度略小于igbt芯片的宽度)。缺口延伸至所述igbt芯片的中间位置并露出所述igbt芯片的g极使得该第二clip结构可以兼容栅极位于igbt芯片边缘和中间的igbt芯片，兼容性强，可适用于多种规格的igbt芯片，两被缺口隔开间隙设置的延伸部使得整个clip的结构稳定。

9、较佳地，所述基部的宽度与所述第二低焊接部的宽度相等，第二高焊接片为直片，所述第一低焊接部和第一高焊接片的宽度相等。

10、较佳地，所述延伸部和所述igbt芯片的e极之间形成多个间隙设置的第二焊锡条，多个所述第二焊锡条之间形成有供焊料中助焊剂挥发的间隙(即相邻第二焊锡条之间具有与外界连通的间隙)；所述基部和所述芯片的e极之间形成多个间隙设置的第三焊锡条，多个所述第三焊锡条之间形成有供焊料中助焊剂挥发的间隙(即相邻第三焊锡条之间具有与外界连通的间隙)。

11、具体地，多个所述第二焊锡条为相互平行且间距设置的直条焊锡或者以一定夹角交叉的多个直条焊锡，多个所述第三焊锡条为相互平行且间距设置的直条焊锡或者以一定夹角交叉的多个直条焊锡。当然，该第二焊锡条、第三焊锡条也可以呈弧形或者其他形状，不限于直条状。

12、具体地，所述延伸部与所述igbt芯片中g极两侧的e极尺寸匹配，所述基部与所述igbt芯片的宽度匹配。

13、较佳地，该igbt功率模块封装结构还包括第三导电片和第三clip，第三导电片临近所述第一导电片设置，所述第三clip焊接于所述igbt芯片的g极和第一导电片之间，所述第三clip包括焊接于所述第三导电片上的第三焊接部、焊接于所述igbt芯片的g极上的第四焊接部和连接于所述第三焊接部和第四焊接部之间的连接部，所述连接部的上表面高于所述第三焊接部和第四焊接部，以使所述第三clip呈拱形。

14、较佳地，所述第二高焊接片接触所述igbt芯片处的宽度大于等于所述igbt芯片对应宽度的三分之二，所述第二高焊接片接触所述igbt芯片的长度大于等于所述igbt芯片长度的四分之三小于等于所述igbt芯片的长度。

15、与现有技术相比，一方面，本发明将第一clip的宽度做得很宽，使其宽度与二极管芯片的宽度匹配(二者宽度大体一致、二极管芯片的宽度略大于第一clip的宽度或者二极管芯片的宽度略小于第一clip的宽度)，然后通过设置多个间隙设置的焊锡条，使得焊接时，焊接面阻焊剂可通过间隙挥发，使得本发明的第一clip在宽度较宽，独立的焊接区域过大时，依然保持焊接稳定，防止因为焊接时阻焊剂挥发受阻造成的气泡过多造成最后的成品焊接稳定性差，而宽clip的第一clip使得电阻小、可承载大电流，且使得二极管芯片上产生的热量可以快速散去，防止二极管芯片损坏。另一方面，本实用新型的第一clip直接呈一次台阶设置，第一个高度的第一低焊接部直接焊接承载在导电片上，第一高焊接片直接大面积焊接承载在二极管芯片的电极上，整个clip的安装结构稳定，不易因受热和应力作用变形损坏焊接处，焊接稳定寿命长。