專利名稱：新型二極管模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及二極管模塊，屬于功率半導(dǎo)體模塊制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上廣泛使用的二極管模塊的結(jié)構(gòu)如圖3所示，在銅底板5上設(shè)陶瓷片11，芯片8通過(guò)上鑰片和下鑰片7構(gòu)成的“夾心”結(jié)構(gòu)，然后由電極I將各“夾心”結(jié)構(gòu)的芯片8構(gòu)成一回路；封裝體內(nèi)下部采用硅凝膠3密封，上部采用環(huán)氧樹(shù)脂9密封。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)“夾心”結(jié)構(gòu)的芯片8焊接在電極I之間，焊接組件設(shè)置在陶瓷片11上，再進(jìn)行封裝。存在的問(wèn)題是1、存在熱阻大，不利于模塊的散熱，造成產(chǎn)品性能下降；2、機(jī)械應(yīng)力大和壽命低；3、環(huán)氧樹(shù)脂的灌封步驟對(duì)環(huán)境和人體有一定的危害。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)以上問(wèn)題，提供了一種能降低模塊的熱阻，提高模塊的散熱性；消除機(jī)械應(yīng)力對(duì)芯片的影響，提高產(chǎn)品壽命；取消環(huán)氧樹(shù)脂及其灌封工藝的新型二極管模塊。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是包括底面敞口的殼體、銅底板、兩塊芯片和三支電極，在所述殼體內(nèi)芯片與電極的連接的位置灌封有硅凝膠，所述三支電極中包括兩同性電極和一異性電極，還包括覆銅陶瓷板、連接橋和鑰片，兩所述芯片的底面分別焊接在所述覆銅陶瓷板的覆銅面上，在兩所述芯片的頂面分別焊接所述鑰片；各所述鑰片分別通過(guò)連接橋一一對(duì)應(yīng)地連接所述同性電極；所述異性電極連接所述覆銅面；所述覆銅陶瓷板固定連接在所述銅底板上。所述殼體頂部設(shè)有注膠孔；所述硅凝膠頂面高度淹沒(méi)所述連接橋的頂面，使得所述硅凝膠頂面與所述殼體頂面之間具有空隙。還包括殼體和銅底板的連接結(jié)構(gòu)；所述連接結(jié)構(gòu)為所述殼體兩側(cè)端面分別設(shè)有凸邊，所述凸邊上設(shè)有通孔一；所述銅底板上開(kāi)設(shè)有通孔二，所述通孔二孔面中部設(shè)有一圈凹槽；還包括襯套，所述襯套呈筒狀、頂部筒口設(shè)外翻的臺(tái)肩，筒體外表面設(shè)有一圈凸起；所述凸起與所述凹槽相連接。本實(shí)用新型在銅底板上設(shè)置了覆銅陶瓷板(DBC)，二極管芯片直接焊接在該板上，二極管芯片的頂面通過(guò)具有彈性變形能力的連接橋與剛性的電極相連，這樣就有效避免了芯片直接承受電極工作時(shí)的機(jī)械應(yīng)力。殼體與銅底板之間采用了特殊的連接結(jié)構(gòu)，其中襯套作為兩者的定位、連接件，使得兩者之間的位置準(zhǔn)確定位，然后再通過(guò)灌裝硅凝膠對(duì)芯片連接部位進(jìn)行絕緣性封閉，這樣殼體與銅底板之間形成了一種去應(yīng)力連接結(jié)構(gòu)；同時(shí)硅凝膠上部為空隙，增加了散熱性能的同時(shí)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取消了環(huán)氧樹(shù)脂灌封工藝，使得本實(shí)用新型產(chǎn)品的加工更加環(huán)保。本實(shí)用新型的產(chǎn)品，整體無(wú)內(nèi)應(yīng)力，使用時(shí)芯片不承受機(jī)械載荷，加工環(huán)保，熱效應(yīng)好。

[0008]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1中M處局部放大圖，圖3是本實(shí)用新型的背景技術(shù)示意圖；圖中I是電極,2是連接橋，3是娃凝I父，4是襯套，41是臺(tái)肩，45是凸起，5是銅底板，51是通孔二，511是凹槽，6是覆銅陶瓷板，7是鑰片，8是芯片，9是殼體，91是注膠孔，92是信號(hào)線孔，93是凸邊，931是通孔一，94是肋板，10是環(huán)氧樹(shù)脂，11是陶瓷片。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型如圖1、2所示，新型二極管模塊，包括底面敞口的殼體9、銅底板5、兩塊芯片8和三支電極I，在所述殼體9內(nèi)芯片8與電極I的連接的位置灌封有硅凝膠3，所述三支電極I中包括兩同性電極I和一異性電極1，還包括覆銅陶瓷板6、連接橋2和鑰片7，兩所述芯片8的底面分別焊接在所述覆銅陶瓷板6的覆銅面上，在兩所述芯片8的頂面分別焊接所述鑰片7 ;各所述鑰片7分別通過(guò)連接橋2 —一對(duì)應(yīng)地連接所述同性電極1，避免了芯片8與電極I的直接連接接觸；所述異性電極I連接所述覆銅面；所述覆銅陶瓷板6固定連接在所述銅底板上。上述電極I為剛性材料，連接橋2為彈性材料，利用具有彈性變形能力的連接橋2作為緩沖，這樣，即可在加工及使用過(guò)程中有效的避免因電極I承受機(jī)械應(yīng)力而對(duì)芯片8產(chǎn)生損傷的問(wèn)題。所述殼體9頂部設(shè)有注膠孔91 ;所述硅凝膠3頂面高度淹沒(méi)所述連接橋2的頂面，使得所述硅 凝膠3頂面與所述殼體9頂面之間具有空隙。這樣，即可無(wú)需環(huán)氧樹(shù)脂灌封工藝，同時(shí)利用硅凝膠3頂面與殼體9頂面之間存在的空隙，使其散熱效果大幅提升；另一方面也使其加工更加環(huán)保。還包括殼體9和銅底板5的連接結(jié)構(gòu)；所述連接結(jié)構(gòu)為所述殼體9兩側(cè)端面分別設(shè)有凸邊93，所述凸邊93上設(shè)有通孔一 931 ;所述銅底板5上開(kāi)設(shè)有通孔二 51，所述通孔二 51孔面中部設(shè)有一圈凹槽511 ;還包括襯套4，所述襯套4呈筒狀、頂部筒口設(shè)外翻的臺(tái)肩41，筒體外表面設(shè)有一圈凸起45 ;所述凸起45與所述凹槽511相連接。在殼體9與銅底板5之間的連接結(jié)構(gòu)中，使用筒狀襯套4作為兩者的定位、連接件，在制作時(shí)使得兩者之間的位置準(zhǔn)確定位，在使用時(shí)能避免底板或殼體直接承載螺釘?shù)膲毫?，造成底板或殼體損壞；再通過(guò)灌裝硅凝膠對(duì)芯片8連接部位進(jìn)行絕緣性封閉，使得殼體9與銅底板5之間形成了一種去應(yīng)力連接結(jié)構(gòu)；此外，在殼體9的側(cè)面和凸邊93之間設(shè)有肋板94，使得殼體9的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固；在殼體9上設(shè)置了信號(hào)線孔92，這樣，本實(shí)用新型中的殼體9同時(shí)也可以兼做晶閘管的殼體。本實(shí)用新型的技術(shù)效果通過(guò)對(duì)二極管模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使其外部結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定、牢靠，內(nèi)部無(wú)應(yīng)力、芯片不承受機(jī)械載荷，同時(shí)具有加工環(huán)保，熱效應(yīng)好等特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.新型二極管模塊，包括底面敞口的殼體、銅底板、兩塊芯片和三支電極，在所述殼體內(nèi)芯片與電極的連接的位置灌封有硅凝膠，所述三支電極中包括兩同性電極和一異性電極，其特征在于，還包括覆銅陶瓷板、連接橋和鑰片，兩所述芯片的底面分別焊接在所述覆銅陶瓷板的覆銅面上，在兩所述芯片的頂面分別焊接所述鑰片；各所述鑰片分別通過(guò)連接橋一一對(duì)應(yīng)地連接所述同性電極；所述異性電極連接所述覆銅面；所述覆銅陶瓷板固定連接在所述銅底板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型二極管模塊，其特征在于，所述殼體頂部設(shè)有注膠孔；所述硅凝膠頂面高度淹沒(méi)所述連接橋的頂面，使得所述硅凝膠頂面與所述殼體頂面之間具有空隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型二極管模塊，其特征在于，還包括殼體和銅底板的連接結(jié)構(gòu)；所述連接結(jié)構(gòu)為所述殼體兩側(cè)端面分別設(shè)有凸邊，所述凸邊上設(shè)有通孔一；所述銅底板上開(kāi)設(shè)有通孔二，所述通孔二孔面中部設(shè)有一圈凹槽；還包括襯套，所述襯套呈筒狀、頂部筒口設(shè)外翻的臺(tái)肩，筒體外表面設(shè)有一圈凸起；所述凸起與所述凹槽相連接。
專利摘要新型二極管模塊，屬于功率半導(dǎo)體模塊制造領(lǐng)域。提供了一種能降低模塊的熱阻，提高模塊的散熱性；消除機(jī)械應(yīng)力對(duì)芯片的影響，提高壽命；取消環(huán)氧樹(shù)脂及其灌封工藝的新型二極管模塊。包括底面敞口的殼體、銅底板、兩塊芯片和三支電極，在所述殼體內(nèi)灌封有硅凝膠，所述三支電極中包括兩同性電極和一異性電極，還包括覆銅陶瓷板、連接橋和鉬片，兩所述芯片的底面分別焊接在所述覆銅陶瓷板的覆銅面上，在兩所述芯片的頂面分別焊接所述鉬片；各所述鉬片分別通過(guò)連接橋一一對(duì)應(yīng)地連接所述同性電極；所述異性電極連接所述覆銅面；所述覆銅陶瓷板固定連接在所述銅底板上。本實(shí)用新型的產(chǎn)品，整體無(wú)內(nèi)應(yīng)力，使用時(shí)芯片不承受機(jī)械載荷，加工環(huán)保，熱效應(yīng)好。
文檔編號(hào)H01L23/31GK202888160SQ201220600089
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者周錦源, 蔣陸金, 臧凱晉, 柏治國(guó) 申請(qǐng)人:江蘇愛(ài)普特半導(dǎo)體有限公司