一種功率半導(dǎo)體模塊的制作方法
【專利摘要】一種功率半導(dǎo)體模塊，它包括散熱基板、雙面覆銅陶瓷基板、二極管芯片、IGBT芯片、硅凝膠、外殼、功率端子、信號(hào)引線和信號(hào)端子，IGBT芯片和二極管芯片通過(guò)釬焊連接到雙面覆銅陶瓷基板上，該雙面覆銅陶瓷基板通過(guò)釬焊連接到散熱基板上，芯片之間通過(guò)鋁線的超聲波鍵合實(shí)現(xiàn)電氣連接，硅凝膠將芯片、鋁線和雙面覆銅陶瓷基板覆蓋住，所述的功率端子和信號(hào)端子分別進(jìn)行功率半導(dǎo)體模塊功率和信號(hào)的輸入與輸出，且所述信號(hào)引線與信號(hào)端子之間使用電阻焊連接；本實(shí)用新型簡(jiǎn)化了功率半導(dǎo)體模塊封裝過(guò)程中信號(hào)引線和信號(hào)端子的連接步驟，提高生產(chǎn)效率并降低了生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的可靠性，生產(chǎn)過(guò)程更環(huán)保。
【專利說(shuō)明】
一種功率半導(dǎo)體模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種功率半導(dǎo)體模塊，尤其是使用電阻焊連接信號(hào)引線與端子的功率半導(dǎo)體模塊，屬于半導(dǎo)體封裝及功率半導(dǎo)體模塊制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，功率半導(dǎo)體模塊封裝過(guò)程中連接信號(hào)引線和信號(hào)端子時(shí)，通常使用錫焊的方法。在操作員使用電烙鐵錫焊過(guò)程中，需要先對(duì)信號(hào)引線和信號(hào)端子預(yù)熱，之后左手將焊錫絲伸入焊點(diǎn)附近，右手將電烙鐵焊頭接觸焊錫絲，使焊錫絲融化包裹住信號(hào)引線一端，同時(shí)焊錫覆蓋于信號(hào)端子上，融化的焊錫冷卻后將信號(hào)引線和信號(hào)端子連接在一起。此操作過(guò)程比較繁瑣，若動(dòng)作不熟練容易導(dǎo)致產(chǎn)品損壞的情況;在焊錫絲接觸電烙鐵焊頭融化過(guò)程中，容易產(chǎn)生助焊劑和錫珠的飛濺，若助焊劑和錫珠落到芯片表面或其它關(guān)鍵位置，直接影響產(chǎn)品的可靠性;此外，在焊錫過(guò)程中會(huì)有煙霧產(chǎn)生，長(zhǎng)期接觸這類煙霧會(huì)影響員工的身體健康。
[0003]針對(duì)功率模塊信號(hào)引線和信號(hào)端子錫焊連接出現(xiàn)的問(wèn)題，目前主要的改善措施:培訓(xùn)操作工，提高焊接過(guò)程的熟練度;針對(duì)錫珠飛濺問(wèn)題，改善焊錫手法，盡量避免，同時(shí)在焊錫連接后增加檢驗(yàn)步驟，盡量去除飛濺的錫珠和助焊劑;焊錫臺(tái)增設(shè)排風(fēng)裝置，將有害煙霧吸入排風(fēng)系統(tǒng)，避免操作工吸入。但以上措施只能從一定程度上改善，步驟仍然繁瑣；增加了檢驗(yàn)步驟增加了生產(chǎn)成本，并不能完全去除飛濺的錫珠和助焊劑;增設(shè)排風(fēng)裝置仍不能保證操作員工不會(huì)吸入錫焊產(chǎn)生的煙霧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提供一種既簡(jiǎn)化了模塊封裝過(guò)程中信號(hào)引線和信號(hào)端子的連接步驟，提高生產(chǎn)效率并降低了生產(chǎn)成本，還提高產(chǎn)品的可靠性，使生產(chǎn)過(guò)程更環(huán)保的使用電阻焊連接信號(hào)引線與端子的功率半導(dǎo)體模塊。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種功率半導(dǎo)體模塊，它包括散熱基板、雙面覆銅陶瓷基板、二極管芯片、IGBT芯片、硅凝膠、外殼、功率端子、信號(hào)引線和信號(hào)端子，IGBT芯片和二極管芯片通過(guò)釬焊連接到雙面覆銅陶瓷基板上，該雙面覆銅陶瓷基板通過(guò)釬焊連接到散熱基板上，芯片之間通過(guò)鋁線的超聲波鍵合實(shí)現(xiàn)電氣連接，硅凝膠將芯片、鋁線和雙面覆銅陶瓷基板覆蓋住，所述的功率端子和信號(hào)端子分別進(jìn)行功率半導(dǎo)體模塊功率和信號(hào)的輸入與輸出，且所述信號(hào)引線與信號(hào)端子之間使用電阻焊連接。
[0006]作為優(yōu)選:所述的信號(hào)引線一端通過(guò)釬焊連接在雙面覆銅陶瓷基板的上銅層上，信號(hào)引線的另一端連接在信號(hào)端子上；
[0007]所述的信號(hào)引線周圍套有圓形硅膠管;所述的信號(hào)端子通過(guò)支架或外殼固定；
[0008]所述的信號(hào)引線和信號(hào)端子在受到電阻焊頭一定的壓力下通過(guò)一定電流能量的輸出，使得信號(hào)引線和信號(hào)端子進(jìn)行連接。
[0009]作為優(yōu)選:所述的信號(hào)引線用銅、鋁、銅合金或鋁合金材料制成，或信號(hào)引線表面鍍銀、鎳或錫材料；
[0010]所述的信號(hào)端子用銅或銅合金材料制成，或信號(hào)端子表面鍍銀、鎳或錫材料；
[0011]電阻焊頭施加的壓力數(shù)值在0.1牛頓至30牛頓范圍之內(nèi)。
[0012]作為優(yōu)選:所述信號(hào)引線的截面為圓形或三角形或多邊形，且信號(hào)引線的截面積在0.01平方毫米至10平方毫米范圍內(nèi)；
[0013]所述信號(hào)端子的厚度在0.1毫米至3毫米范圍內(nèi)；
[0014]所述電阻焊頭輸出的能量數(shù)值在10焦耳至300焦耳范圍之內(nèi)。
[0015]本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是:直接將信號(hào)引線和信號(hào)端子通過(guò)電阻焊連接，無(wú)需進(jìn)行預(yù)熱等步驟，簡(jiǎn)化了操作流程；由于焊接過(guò)程無(wú)需焊錫絲，所以降低了生產(chǎn)原材料成本；由于不使用焊錫絲，所以不存在助焊劑和錫珠飛濺問(wèn)題，無(wú)需后道增加檢驗(yàn)步驟，縮短工藝流程，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品可靠性；由于不使用焊錫絲，焊接過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生煙霧，生產(chǎn)過(guò)程較為環(huán)保。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型的電阻焊連接結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1、2所示，本實(shí)用新型所述的一種功率半導(dǎo)體模塊，它包括散熱基板1、雙面覆銅陶瓷基板2、二極管芯片、IGBT芯片、硅凝膠3、外殼4、功率端子5、信號(hào)引線6和信號(hào)端子7，IGBT芯片和二極管芯片通過(guò)釬焊連接到雙面覆銅陶瓷基板2上，該雙面覆銅陶瓷基板2通過(guò)釬焊連接到散熱基板I上，芯片8之間通過(guò)鋁線9的超聲波鍵合實(shí)現(xiàn)電氣連接，硅凝膠3將芯片8、鋁線9和雙面覆銅陶瓷基板2覆蓋住，所述的功率端子5和信號(hào)端子7分別進(jìn)行功率半導(dǎo)體模塊功率和信號(hào)的輸入與輸出，且所述信號(hào)引線6與信號(hào)端子7之間使用電阻焊連接。
[0019]圖中所示，所述的信號(hào)引線6—端通過(guò)釬焊連接在雙面覆銅陶瓷基板2的上銅層21上，信號(hào)引線6的另一端連接在信號(hào)端子5上；
[0020]所述的信號(hào)引線6周圍套有圓形硅膠管;所述的信號(hào)端子通過(guò)支架或外殼固定；
[0021]圖2所示，所述的信號(hào)引線6和信號(hào)端子5在受到電阻焊頭11一定的壓力下通過(guò)一定電流能量的輸出，使得信號(hào)引線6和信號(hào)端子5進(jìn)行連接。
[0022]本實(shí)用新型所述的信號(hào)引線6用銅、鋁、銅合金或鋁合金材料制成，或信號(hào)引線表面鍍銀、鎳或錫材料；
[0023]所述的信號(hào)端子5用銅或銅合金材料制成，或信號(hào)端子表面鍍銀、鎳或錫材料；
[0024]電阻焊頭11施加的壓力數(shù)值在0.1牛頓至30牛頓范圍之內(nèi)。
[0025]本實(shí)用新型所述信號(hào)引線6的截面為圓形或三角形或多邊形，且信號(hào)引線的截面積在0.01平方毫米至10平方毫米范圍內(nèi)；
[0026]所述信號(hào)端子5的厚度在0.1毫米至3毫米范圍內(nèi)；
[0027]所述電阻焊頭11輸出的能量數(shù)值在10焦耳至300焦耳范圍之內(nèi)。
[0028]實(shí)施例:圖1所示，本實(shí)用新型包括散熱基板1、雙面覆銅陶瓷基板2、二極管芯片、IGBT芯片、硅凝膠3、外殼4、功率端子5、信號(hào)引線6和信號(hào)端子7，IGBT芯片和二極管芯片通過(guò)釬焊連接到雙面覆銅陶瓷基板2上，雙面覆銅陶瓷基板2通過(guò)釬焊連接到散熱基板I上，芯片8之間通過(guò)鋁線9的超聲波鍵合實(shí)現(xiàn)電氣連接，硅凝膠3將芯片8、鋁線9和雙面覆銅陶瓷基板2覆蓋住，功率端子5和信號(hào)端子7分別進(jìn)行功率半導(dǎo)體模塊功率和信號(hào)的輸入與輸出，其特征在于信號(hào)引線6與信號(hào)端子7之間使用電阻焊連接。信號(hào)引線6的一端通過(guò)釬焊連接在雙面覆銅陶瓷基板2的上銅層21上，另一端連接在信號(hào)端子5上。信號(hào)引線6的成分為銅，表面鍍銀，截面為圓形，截面積為0.15平方毫米，其周圍套有硅膠管10。信號(hào)端子7的成分為銅，表面鍍錫，厚度為0.5毫米。
[0029]圖2為本實(shí)用新型所述的電阻焊連接的示意圖，信號(hào)引線6和信號(hào)端子7在受到電阻焊頭11 一定的壓力下通過(guò)一定電流能量的輸出，使得信號(hào)引線6和信號(hào)端子7進(jìn)行連接，電阻焊頭11施加的壓力為15牛頓，輸出的能量為120焦耳。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種功率半導(dǎo)體模塊，它包括散熱基板、雙面覆銅陶瓷基板、二極管芯片、IGBT芯片、硅凝膠、外殼、功率端子、信號(hào)引線和信號(hào)端子，IGBT芯片和二極管芯片通過(guò)釬焊連接到雙面覆銅陶瓷基板上，該雙面覆銅陶瓷基板通過(guò)釬焊連接到散熱基板上，芯片之間通過(guò)鋁線的超聲波鍵合實(shí)現(xiàn)電氣連接，硅凝膠將芯片、鋁線和雙面覆銅陶瓷基板覆蓋住，其特征在于所述的功率端子和信號(hào)端子分別進(jìn)行功率半導(dǎo)體模塊功率和信號(hào)的輸入與輸出，且所述信號(hào)引線與信號(hào)端子之間使用電阻焊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于所述的信號(hào)引線一端通過(guò)釬焊連接在雙面覆銅陶瓷基板的上銅層上，信號(hào)引線的另一端連接在信號(hào)端子上； 所述的信號(hào)引線周圍套有圓形硅膠管;所述的信號(hào)端子通過(guò)支架或外殼固定； 所述的信號(hào)引線和信號(hào)端子在受到電阻焊頭一定的壓力下通過(guò)一定電流能量的輸出，使得信號(hào)引線和信號(hào)端子進(jìn)行連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于所述的信號(hào)引線用銅、鋁、銅合金或鋁合金材料制成，或信號(hào)引線表面鍍銀、鎳或錫材料； 所述的信號(hào)端子用銅或銅合金材料制成，或信號(hào)端子表面鍍銀、鎳或錫材料； 電阻焊頭施加的壓力數(shù)值在0.1牛頓至30牛頓范圍之內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于所述信號(hào)引線的截面為圓形或三角形或多邊形，且信號(hào)引線的截面積在0.01平方毫米至10平方毫米范圍內(nèi)； 所述信號(hào)端子的厚度在0.1毫米至3毫米范圍內(nèi)； 所述電阻焊頭輸出的能量數(shù)值在10焦耳至300焦耳范圍之內(nèi)。
【文檔編號(hào)】H01L21/60GK205428913SQ201620178345
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月9日
【發(fā)明人】吳曉誠(chéng)
【申請(qǐng)人】上海道之科技有限公司