一種便于安裝的功率半導(dǎo)體模塊的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種便于安裝的功率半導(dǎo)體模塊，它主要包括：直接覆銅基板、功率半導(dǎo)體芯片、外殼、功率端子組件、芯片包覆材料，所述直接覆銅基板的正面銅層通過(guò)化學(xué)蝕刻的方法，蝕刻有根據(jù)不同電路要求靈活組成不同電路的電路圖形，所述功率半導(dǎo)體芯片通過(guò)其上焊接面經(jīng)釬焊與直接覆銅基板正面銅層的蝕刻電路相連接；所述功率半導(dǎo)體芯片上表面的非焊接面和蝕刻電路之間使用鋁或者銅的鍵合線進(jìn)行連接；另在所述蝕刻電路上還通過(guò)釬焊連接有溫度監(jiān)控元件；本實(shí)用新型通過(guò)在外殼上設(shè)置有便于PCB安裝的卡緊結(jié)構(gòu)，使用頂柱加卡扣互相鎖緊的形式將PCB電路板和功率半導(dǎo)體模塊牢固結(jié)合，使本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)合理，使用安裝方便，且便于安裝等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種便于安裝的功率半導(dǎo)體模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種便于安裝的功率半導(dǎo)體模塊，屬于半導(dǎo)體模塊【技術(shù)領(lǐng)域】。
技術(shù)背景
[0002]功率半導(dǎo)體模塊的封裝，是將一整個(gè)功率半導(dǎo)體電路集成在同一個(gè)封裝內(nèi)，保護(hù)半導(dǎo)體元器件免受外部環(huán)境條件的影響，在發(fā)生機(jī)械應(yīng)力和外部震動(dòng)的環(huán)境中具有足夠的穩(wěn)定性。所述的功率半導(dǎo)體模塊可以是IGBT (絕緣柵雙極性晶體管)、FWD (反并聯(lián)續(xù)流二極管或者)MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。
[0003]同時(shí)使用模塊封裝的形式，可以有效的減小功率半導(dǎo)體電路的體積，適應(yīng)使用者的要求，使用者希望模塊生產(chǎn)廠商制造即安全可靠又方便安裝，可以提高生產(chǎn)效率的功率半導(dǎo)體模塊。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)合理，使用安裝方便，且便于安裝的功率半導(dǎo)體模塊。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所述的一種便于安裝的功率半導(dǎo)體模塊，它主要包括:直接覆銅基板、功率半導(dǎo)體芯片、外殼、功率端子組件、芯片包覆材料，其特征在于所述直接覆銅基板的正面銅層通過(guò)化學(xué)蝕刻的方法，蝕刻有根據(jù)不同電路要求靈活組成不同電路的電路圖形，所述功率半導(dǎo)體芯片通過(guò)其上焊接面經(jīng)釬焊與直接覆銅基板正面銅層的蝕刻電路相連接；所述功率半導(dǎo)體芯片上表面的非焊接面和蝕刻電路之間使用鋁或者銅的鍵合線進(jìn)行連接；另在所述蝕刻電路上還通過(guò)釬焊連接有溫度監(jiān)控元件。
[0006]所述的直接覆銅基板通過(guò)密封膠粘合在外殼上，并使外殼內(nèi)部形成一個(gè)容納模塊電路結(jié)構(gòu)的腔體；所述功率端子組件的一端通過(guò)釬焊連接在腔體內(nèi)直接覆銅基板正面銅層的蝕刻電路上，另一端伸出外殼與外部電路相連接；所述外殼上相對(duì)于功率端子組件的位置分布有圓孔，且圓孔的尺寸被設(shè)置成能夠接收功率端子組件的引出部分。
[0007]所述外殼的四周分別設(shè)置有四個(gè)能扣接PCB電路板的卡扣以及與所述卡扣配合、能從下頂住PCB電路板并將其被卡扣扣接住的四個(gè)頂柱；所述外殼的中部位置設(shè)置有一個(gè)中間頂柱，該中間頂柱的端面和直接覆銅基板正面銅層上表面齊平或略高于。
[0008]所述直接覆銅基板的正面銅層、功率半導(dǎo)體芯片、連接元件、溫控元件、功率端子組件與直接覆銅基板DBC的正面銅層連接處至少使用一層電絕緣耐高溫物質(zhì)作為包覆元件進(jìn)行包裹的芯片包覆材料。
[0009]本實(shí)用新型通過(guò)在外殼上設(shè)置有便于PCB安裝的卡緊結(jié)構(gòu)，使用頂柱加卡扣互相鎖緊的形式將PCB電路板和功率半導(dǎo)體模塊牢固結(jié)合，使本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)合理，使用安裝方便，且便于安裝等特點(diǎn)。【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是依據(jù)圖1俯視圖的中心線的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3是圖2中A局部放大示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說(shuō)明:圖1-3所示，本實(shí)用新型所述的一種便于安裝的功率半導(dǎo)體模塊，它主要包括:直接覆銅基板(簡(jiǎn)稱(chēng)DBC) 1、功率半導(dǎo)體芯片
6、外殼3、功率端子組件2、芯片包覆材料，所述直接覆銅基板I的正面銅層11通過(guò)化學(xué)蝕刻的方法，蝕刻有根據(jù)不同電路要求靈活組成不同電路的電路圖形，所述功率半導(dǎo)體芯片6通過(guò)其上焊接面經(jīng)釬焊與直接覆銅基板正面銅層11的蝕刻電路相連接；所述功率半導(dǎo)體芯片6上表面的非焊接面和蝕刻電路之間使用鋁或者銅的鍵合線進(jìn)行連接；另在所述蝕刻電路上還通過(guò)釬焊連接有溫度監(jiān)控元件5。
[0014]圖中所示，所述的直接覆銅基板I通過(guò)密封膠粘合在外殼3上，并使外殼3內(nèi)部形成一個(gè)容納模塊電路結(jié)構(gòu)的腔體；所述功率端子組件2的一端通過(guò)釬焊連接在腔體內(nèi)直接覆銅基板I正面銅層11的蝕刻電路上，另一端伸出外殼與外部電路相連接；所述外殼3上相對(duì)于功率端子組件2的位置分布有圓孔，且圓孔的尺寸被設(shè)置成能夠接收功率端子組件的引出部分。
[0015]本實(shí)用新型所述外殼的四周分別設(shè)置有四個(gè)能扣接PCB電路板4的卡扣32以及與所述卡扣配合、能從下頂住PCB電路板并將其被卡扣扣接住的四個(gè)頂柱31 ;所述外殼3的中部位置設(shè)置有一個(gè)中間頂柱33，該中間頂柱33的端面和直接覆銅基板I正面銅層11上表面齊平或略高于。
[0016]所述直接覆銅基板I的正面銅層、功率半導(dǎo)體芯片6、連接元件、溫控元件、功率端子組件2與直接覆銅基板I的正面銅層連接處至少使用一層電絕緣耐高溫物質(zhì)作為包覆元件進(jìn)行包裹的芯片包覆材料。
[0017]圖3所示，直接覆銅基板I由正面銅層11、背面銅層13和處于兩層銅層之間的陶瓷層12組成，該陶瓷層的材料可以是Al2O3或AlN等。
[0018]本實(shí)用新型所述的外殼3通過(guò)密封膠與直接覆銅基板I的陶瓷層12粘合，陶瓷層12的粘合面34處做了粗糙處理，該粗糙的粘合面增加了外殼粘合面與陶瓷層之間的粘結(jié)牢度。
[0019]實(shí)施例:圖1示出了本實(shí)用新型涉及的功率半導(dǎo)體模塊的整體結(jié)構(gòu)，該功率半導(dǎo)體模塊由直接覆銅基板(DBC)、功率半導(dǎo)體芯片、溫度監(jiān)控元件、功率端子組件、模塊外殼組成。
[0020]在一個(gè)實(shí)施案例中，功率半導(dǎo)體芯片6和溫度監(jiān)控元件5通過(guò)釬焊技術(shù)與直接覆銅基板(DBC)I的正面銅層11上的蝕刻電路相連接。功率半導(dǎo)體芯片6上表面可鍵合區(qū)的電極通過(guò)鍵合鋁線或者銅線與直接覆銅基板(DBC) I的正面銅層11上的蝕刻電路相連接，鍵合鋁線或銅線與功率半導(dǎo)體芯片6上表面可鍵合區(qū)和直接覆銅基板(DBC) I的正面銅層上的蝕刻電路使用超聲波焊接技術(shù)連接。[0021]該實(shí)施案例中，溫度監(jiān)控元件5使用釬焊技術(shù)連接至直接覆銅基板(DBC)I的正面銅層11上的蝕刻電路。該溫度監(jiān)控元件5為熱敏電阻，熱名電阻的阻值隨溫度的變化而變化，利用這一原理，可以方便的從模塊外部監(jiān)控功率半導(dǎo)體模塊內(nèi)部的溫度變化。
[0022]該實(shí)施案例中，功率端子組件2的一端通過(guò)釬焊技術(shù)連接至直接覆銅基板(DBC) I的正面銅層11上的蝕刻電路，另一端伸出模塊外殼3，與外部電路相連接。外殼3上相對(duì)應(yīng)于功率端子組件2的位置分布有圓孔，圓孔的尺寸被制造成能夠接收功率端子組件2的引出部分。
[0023]該實(shí)施案例中功率半導(dǎo)體模塊的直接覆銅基板(DBC) I的正面銅層11、功率半導(dǎo)體芯片6、連接元件、溫度監(jiān)控元件5、功率端子組件2與直接覆銅基板(DBC) I的正面銅層連接處需要使用一層包覆元件進(jìn)行包裹的芯片包覆材料，該芯片包覆材料為電絕緣耐高溫物質(zhì)。對(duì)功率半導(dǎo)體模塊內(nèi)部的元器件以及元器件形成的電路起到保護(hù)和各個(gè)器件間的電絕緣作用。該芯片包覆材料初始狀態(tài)為液態(tài)，被灌注至功率半導(dǎo)體模塊外殼內(nèi)的空腔之中，通過(guò)加熱后，該芯片包覆材料凝結(jié)成固體形態(tài)。
[0024]該功率半導(dǎo)體模塊上表面分布有四個(gè)頂柱31與四個(gè)卡扣32,用于模塊外殼3與外部電路PCB板4之間的牢固連接。如圖2中所示，四個(gè)頂柱31從PCB電路板的下方從下向上頂住PCB電路板4，四個(gè)卡扣32又從PCB電路板4的正面從上往下卡住PCB電路板4，在功率半導(dǎo)體外殼3與PCB電路板4牢固固定以后，圖2所示的功率端子組件2與PCB板電路4之間就可以方便的焊接了。
【權(quán)利要求】
1.一種便于安裝的功率半導(dǎo)體模塊，它主要包括:直接覆銅基板、功率半導(dǎo)體芯片、夕卜殼、功率端子組件、芯片包覆材料，其特征在于所述直接覆銅基板的正面銅層通過(guò)化學(xué)蝕刻的方法，蝕刻有根據(jù)不同電路要求靈活組成不同電路的電路圖形，所述功率半導(dǎo)體芯片通過(guò)其上焊接面經(jīng)釬焊與直接覆銅基板正面銅層的蝕刻電路相連接；所述功率半導(dǎo)體芯片上表面的非焊接面和蝕刻電路之間使用鋁或者銅的鍵合線進(jìn)行連接；另在所述蝕刻電路上還通過(guò)釬焊連接有溫度監(jiān)控元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便于安裝的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于所述的直接覆銅基板通過(guò)密封膠粘合在外殼上,并使外殼內(nèi)部形成一個(gè)容納模塊電路結(jié)構(gòu)的腔體；所述功率端子組件的一端通過(guò)釬焊連接在腔體內(nèi)直接覆銅基板正面銅層的蝕刻電路上，另一端伸出外殼與外部電路相連接；所述外殼上相對(duì)于功率端子組件的位置分布有圓孔，且圓孔的尺寸被設(shè)置成能夠接收功率端子組件的引出部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便于安裝的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于所述外殼的四周分別設(shè)置有四個(gè)能扣接PCB電路板的卡扣以及與所述卡扣配合、能從下頂住PCB電路板并將其被卡扣扣接住的四個(gè)頂柱；所述外殼的中部位置設(shè)置有一個(gè)中間頂柱，該中間頂柱的端面和直接覆銅基板正面銅層上表面齊平或略高于。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便于安裝的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于所述直接覆銅基板的正面銅層、功率半導(dǎo)體芯片、連接元件、溫控元件、功率端子組件與直接覆銅基板的正面銅層連接處至少使用一層電絕緣耐高溫物質(zhì)作為包覆元件進(jìn)行包裹的芯片包覆材料。
【文檔編號(hào)】H01L23/10GK203746821SQ201420044761
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】封丹婷 申請(qǐng)人:嘉興斯達(dá)微電子有限公司