半导体模块封装结构及半导体装置的制作方法

本技术涉及一种半导体封装，尤其涉及半导体模块封装结构及半导体装置。

背景技术：

1、igbt(insulated gate bipolar transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由(bipolar junction transistor，bjt)双极型三极管和绝缘栅型场效应管(metal oxidesemiconductor，mos)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有(metal－oxide－semiconductor field－effect transistor，mosfet)金氧半场效晶体管的高输入阻抗和电力晶体管(giant transistor，gtr)的低导通压降两方面的优点。

2、igbt模块中一般包括多个igbt子单元，每一个igbt子单元包括一个igbt芯片和一个二极管芯片，igbt模块的封装结构一般包括散热基板、铺设于散热基板上的导电片、焊接于导电片上的igbt芯片和二极管芯片，以及电连接于igbt芯片、二极管芯片、导电片之间的键合线或clip结构。

3、例如，现有的igbt模块中，由于键合线焊接容易出现虚焊，电流过大稍微焊接点等问题，故，采用clip结构作为igbt芯片、二极管芯片、导电片之间的电连接结构。参考中国专利cn215496708u，公开了一种基于clip结构的igbt器件，其中具有两个铜clip，一个铜clip将igbt芯片的控制极和一控制极引脚电连接，另一铜clip呈t型，并将igbt芯片的发射极、二极管芯片的阳极和发射极引脚三个焊接点电连接在一起。由于igbt芯片的发射极、二极管芯片的阳极以及发射极引脚的高度难以完全一致，且铜clip的不同焊接处之间一般会设置高于焊接处的连接片，使得整个铜clip上具有多个弯折结构，为了保持铜clip的稳定性，铜clip的厚度和硬度需要符合一定数值，故现有的铜clip不但不易弯曲，且弯曲后容易在高度不同的三个焊接处的拉扯下带动两端的焊接点向上弹出，造成焊接稳定性差的问题。

4、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半导体模块封装结构，在比较宽的clip件上设置有条形的长孔槽，使得宽clip件的弯折处易于弯折，焊接后结构稳定。

2、为了实现上述目的，本实用新型公开了一种半导体模块封装结构，形成于散热板上，包括导电片、焊接于所述导电片上的芯片单元以及clip件，所述芯片单元包括第一芯片和第二芯片，所述clip件包括宽clip件，所述宽clip件包括焊接在导电片上的第一焊接片、焊接在第二芯片的第一电极上的第二焊接片、焊接在所述第一芯片的第一电极上的第三焊接片、连接于所述第一焊接片和第二焊接片之间的第一连接桥、连接于所述第二焊接片和第三焊接片之间的第二连接桥，所述第二连接桥高于所述第三焊接片且与所述第三焊接片之间形成有弯折处，且所述第二连接桥和所述第三焊接片上设置有贯穿的长孔槽，所述长孔槽沿第一方向依次贯穿所述第二焊接片的部分区域、弯折处以及第二连接桥的部分区域，以使所述弯折处易于弯折。

3、与现有技术相比，本实用新型在宽clip件的第三焊接片和第二连接桥之间开设一个贯穿的一体式长孔槽，可有效减少宽clip件因材料热胀冷缩，可通过一体式冲压生成，可有效减少生产模具和生产步骤，使得折弯处减少了材料且更容易弯折，在第一焊接片至第三焊接片焊接后，不会因为三个焊接片的焊接位置不稳，使得弯折处产生大应力而翘起焊接处，焊接稳定。

4、较佳地，所述长孔槽为l型孔槽或t型孔槽，所述长孔槽包括沿第一方向由所述第三焊接片沿着弯折处延伸至所述第二连接桥中间位置的纵向区域，以及由所述纵向区域的末端沿与第一方向垂直的第二方向在所述第二连接桥上延伸形成的横向区域。

5、较佳地，所述第二连接桥的宽度宽于所述第三焊接片和第二焊接片的宽度。

6、较佳地，所述导电片包括第一导电片和第二导电片，所述第一芯片的第三电极和第二芯片的第二电极焊接于所述第一导电片上，所述第二导电片位于所述第一导电片第一方向的一侧，所述第一焊接片焊接于所述第二导电片上。

7、具体地，一所述第一芯片和一所述第二芯片组成一组所述芯片单元，一所述第一导电片上焊接有两组芯片单元，所述宽clip件具有与所述芯片单元对应的两个，以使两组所述芯片单元并联在一起形成大电流封装单元。

8、较佳地，所述导电片还包括第三导电片，所述clip件还包括第二clip件，所述第二clip件的第一端焊接于所述第一芯片的第二电极，所述第二clip件的第二端焊接于所述第三导电片上。

9、较佳地，所述第二焊接片上开设有焊料固定槽，所述第二焊接片与所述第二芯片的正极之间具有第一焊料层，所述第一焊料层的部分焊料填充至所述焊料固定槽中。

10、较佳地，所述第三焊接片和所述第一芯片的第一电极之间具有第二焊料层，所述第二焊料层的部分焊料填充至所述长孔槽形成于所述第三焊接片上的部分区域。

11、较佳地，所述clip件还包括焊接于不同导电片之间的导电连接条，所述导电连接条的两端焊接在不同的导电片上，所述导电连接条的中间高于两端，并且所述导电连接条的中间部分区域向上弯折形成加强条。

12、较佳地，所述半导体模块为igbt模块，所述第一芯片为igbt芯片，所述第一芯片的第一电极为e极，所述第一芯片的第二电极为g极，所述第一芯片的第三电极为c极，所述第二芯片为二极管芯片。

13、本实用新型还公开了一种半导体装置，包括壳体、安装于所述壳体内的散热板、铺设于所述散热板上的多个半导体模块封装结构以及端子组，所述半导体模块封装结构如上所述，所述端子组焊接于所述导电片上。

技术特征：

1.一种半导体模块封装结构，形成于散热板上，包括导电片、焊接于所述导电片上的芯片单元以及clip件，所述芯片单元包括第一芯片和第二芯片，所述clip件包括宽clip件，其特征在于：所述宽clip件包括焊接在导电片上的第一焊接片、焊接在第二芯片的第一电极上的第二焊接片、焊接在所述第一芯片的第一电极上的第三焊接片、连接于所述第一焊接片和第二焊接片之间的第一连接桥、连接于所述第二焊接片和第三焊接片之间的第二连接桥，所述第二连接桥高于所述第三焊接片且与所述第三焊接片之间形成有弯折处，且所述第二连接桥和所述第三焊接片上设置有贯穿的长孔槽，所述长孔槽沿第一方向依次贯穿所述第二焊接片的部分区域、弯折处以及第二连接桥的部分区域。

2.如权利要求1所述的半导体模块封装结构，其特征在于：所述长孔槽为l型孔槽或t型孔槽，所述长孔槽包括沿第一方向由所述第三焊接片沿着弯折处延伸至所述第二连接桥中间位置的纵向区域，以及由所述纵向区域的末端沿与第一方向垂直的第二方向在所述第二连接桥上延伸形成的横向区域。

3.如权利要求1所述的半导体模块封装结构，其特征在于：所述第二连接桥的宽度宽于所述第三焊接片和第二焊接片的宽度。

4.如权利要求1所述的半导体模块封装结构，其特征在于：所述导电片包括第一导电片和第二导电片，所述第一芯片的第三电极和第二芯片的第二电极焊接于所述第一导电片上，所述第二导电片位于所述第一导电片第一方向的一侧，所述第一焊接片焊接于所述第二导电片上。

5.如权利要求4所述的半导体模块封装结构，其特征在于：一所述第一芯片和一所述第二芯片组成一组所述芯片单元，一所述第一导电片上焊接有两组芯片单元，所述宽clip件具有与所述芯片单元对应的两个，所述clip件使两组所述芯片单元并联在一起形成大电流封装单元。

6.如权利要求1所述的半导体模块封装结构，其特征在于：所述导电片还包括第三导电片，所述clip件还包括第二clip件，所述第二clip件的第一端焊接于所述第一芯片的第二电极，所述第二clip件的第二端焊接于所述第三导电片上。

7.如权利要求1所述的半导体模块封装结构，其特征在于：所述第二焊接片上开设有焊料固定槽，所述第二焊接片与所述第二芯片的正极之间具有第一焊料层，所述第一焊料层的部分焊料填充至所述焊料固定槽中；所述第三焊接片和所述第一芯片的第一电极之间具有第二焊料层，所述第二焊料层的部分焊料填充至所述长孔槽形成于所述第三焊接片上的部分区域。

8.如权利要求1所述的半导体模块封装结构，其特征在于：所述clip件还包括焊接于不同导电片之间的导电连接条，所述导电连接条的两端焊接在不同的导电片上，所述导电连接条的中间高于两端，并且所述导电连接条的中间部分区域向上弯折形成加强条。

9.如权利要求1所述的半导体模块封装结构，其特征在于：所述半导体模块为igbt模块，所述第一芯片为igbt芯片，所述第一芯片的第一电极为e极，所述第一芯片的第二电极为g极，所述第一芯片的第三电极为c极，所述第二芯片为二极管芯片。

10.一种半导体装置，其特征在于：包括壳体、安装于所述壳体内的散热板、铺设于所述散热板上的多个半导体模块封装结构以及端子组，所述半导体模块封装结构如权利要求1－9中任一项所述的半导体模块封装结构，所述端子组焊接于所述导电片上。

技术总结
本技术公开了一种半导体模块封装结构及半导体装置，半导体模块封装结构形成于散热板上，包括导电片、焊接于导电片上的第一芯片和第二芯片以及CLIP件，CLIP件包括宽CLIP件，宽CLIP件包括焊接在导电片上的第一焊接片、焊接在第二芯片的第一电极上的第二焊接片、焊接在第一芯片的第一电极上的第三焊接片、连接于第一焊接片和第二焊接片之间的第一连接桥、连接于第二焊接片和第三焊接片之间的第二连接桥，第二连接桥高于第三焊接片且与第三焊接片之间形成有弯折处，且第二连接桥和第三焊接片上设置有贯穿的长孔槽，长孔槽沿第一方向依次贯穿第二焊接片的部分区域、弯折处以及第二连接桥的部分区域，以使弯折处易于弯折，且焊接后焊接片的位置焊接稳定。

技术研发人员：王忠伟,严大生,付小雷,王玉定,许昭雄,陈健洺
受保护的技术使用者：海南航芯高科技产业集团有限责任公司
技术研发日：20231024
技术公布日：2024/8/15