封裝外殼及具有該封裝外殼的功率模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種塑料封裝結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種封裝外殼及具有該封裝外殼的功 率模塊。
【背景技術(shù)】
[0002] 高效率和高功率密度是業(yè)界對(duì)電源變換器的基礎(chǔ)要求，其中，高效率意味著耗能 減少、節(jié)能減碳并保護(hù)環(huán)境、W及減少使用成本；高功率密度則意味著體積小、重量輕、減少 運(yùn)輸成本和空間需求、減少建設(shè)成本。
[0003] 因此，提升電源變換器內(nèi)部的空間利用率，是使其達(dá)到高功率密度或高效率的關(guān) 鍵因素之一。半導(dǎo)體器件是決定電源變換器效率的重要因素之一，并且，為了提升電源變換 器的空間利用率，通常的作法是將多個(gè)半導(dǎo)體器件集成在一個(gè)器件封裝里，即所謂的集成 功率模塊（IntegratedPowerModule,IPM)。
[0004] 功率模塊的封裝形式種類非常多，如金屬封裝（MetalPackaging),陶瓷封裝 (CeramicPackaging),塑料封裝（Plastic化ckaging)等。如圖1所示的一種習(xí)用的塑料 封裝結(jié)構(gòu)，功率器件5'通過鍵合材料如solder、燒結(jié)漿料、銀膠等，實(shí)現(xiàn)和基板9'如覆銅 陶瓷板（DirectCo卵erBonded,DCB)、絕緣金屬基板（InsulatedMetalSubstrate,IMS)、 印制電路板（PrintedCircuitBoard,PCB)的布線層電/熱/機(jī)械連接。功率器件5'正 面的電極可W通過鉛線3'實(shí)現(xiàn)和基板9'的連接，再通過在外殼r內(nèi)灌入娃凝膠7'進(jìn)行 器件保護(hù)；并且，用W和外部系統(tǒng)板實(shí)現(xiàn)電連接的端子4'也可通過solder等材料焊接在基 板9'之上；且外殼r與基板9'之間通過密封膠10'連接。在產(chǎn)品組裝時(shí)，在基板9'外表 面通過散熱娃脂6'與散熱器8'貼合，并在外殼r的兩端通過螺釘2'將外殼r鎖緊在散 熱器8'。如此鎖固方式，則螺釘2'對(duì)外殼r的鎖緊力會(huì)通過密封膠10'而轉(zhuǎn)化成為對(duì)于 基板9'的壓緊力，使得基板9'進(jìn)一步壓緊散熱娃脂6'，而達(dá)到與散熱器8'緊密貼合的效 果，通過此方式使得基板9'上的器件產(chǎn)生的熱量能夠通過散熱娃脂6'高效率地傳遞到散 熱器8'，達(dá)到封裝散熱的效果。
[0005] 由上所述，可W得知，現(xiàn)有技術(shù)的作法是先將外殼r預(yù)鎖至外部系統(tǒng)板（圖1未 示出外部系統(tǒng)板），再通過螺釘2'對(duì)外殼r施予鎖緊力，W通過該鎖緊力壓迫基板9' ；女口 此鎖固方式，則螺釘2'對(duì)外殼r的鎖緊力會(huì)通過密封膠10'而轉(zhuǎn)化成為對(duì)于基板9'的壓 緊力，使得基板9'壓緊散熱娃脂6'，而達(dá)到與散熱器8'緊密貼合的功效；最后再將外殼r 緊鎖于外部系統(tǒng)板之上，而達(dá)到封裝散熱的效果；但是，對(duì)于質(zhì)脆的基板9'而言，例如覆銅 陶瓷板（DirectCopperBond,DCB)，將可能在外殼r鎖緊安裝時(shí)因承受不了應(yīng)力而產(chǎn)生破 裂的狀況。由此可知現(xiàn)有技術(shù)中的塑料封裝技術(shù)是有進(jìn)一步提升的必要性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在下文中給出關(guān)于本發(fā)明的簡(jiǎn)要概述，W便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理 解。應(yīng)當(dāng)理解，該個(gè)概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān) 鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是w簡(jiǎn)化的形式給出某些概念，W此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0007] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的主要目的在于提供一種封裝外殼，用W放 置搭載有多個(gè)電子器件的基板，并使得該基板通過此封裝外殼的協(xié)助而組裝至散熱器之 上；重要的是，本發(fā)明所提供的封裝外殼，其容置槽與所述基板接觸的接觸面具有一預(yù)設(shè)范 圍內(nèi)的平面高度差，使得所述容置槽的接觸面大致為一曲面，通過該樣的設(shè)計(jì)使得封裝外 殼與散熱器、系統(tǒng)電路板相互組裝時(shí)所產(chǎn)生的擠壓力能夠通過曲面結(jié)構(gòu)而均勻地傳遞至基 板，避免該擠壓力集中于基板上的某一處，而導(dǎo)致發(fā)生基板或者封裝外殼破裂的狀況。
[0008] 本發(fā)明的進(jìn)一步目的在于提供一種封裝外殼，并在封裝外殼的側(cè)翼與容置槽之間 開設(shè)壓力緩解孔；如此，當(dāng)利用螺釘鎖緊封裝外殼時(shí)，壓緊力的作用區(qū)域便會(huì)沿著壓力緩解 孔而擴(kuò)大范圍至容置槽的端處，通過此方式進(jìn)一步起到改善壓緊力的作用力過度集中的問 題，進(jìn)而提升了封裝外殼組裝時(shí)的可靠性。
[0009] 因此，為了達(dá)成本發(fā)明的目的，本申請(qǐng)的發(fā)明人提出了一種功率模塊的封裝外殼， 所述功率模塊包括多個(gè)電子器件和一基板，所述多個(gè)電子器件安裝在所述基板的同一面， 所述封裝外殼包括；一容置槽，所述容置槽可與所述基板形成一空間容置所述多個(gè)電子器 件，所述容置槽與所述基板接觸的基板接觸面具有一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的平面高度差，使得所述 容置槽的基板接觸面大致為一曲面。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的封裝外殼的一具體實(shí)施例，所述的容置槽的接觸面呈一 矩形的邊框狀，且所述的預(yù)設(shè)范圍為0. 03mm至1. 0mm。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的封裝外殼的一具體實(shí)施例，所述容置槽的的基板接觸面 呈一矩形的邊框狀。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的封裝外殼的一具體實(shí)施例，所述基板接觸面的四邊接觸 面均向靠近所述基板方向凸起。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的封裝外殼的一具體實(shí)施例，所述基板接觸面的四邊接觸 面中兩平行的接觸面向靠近所述基板方向凸起，另外兩平行的接觸面向遠(yuǎn)離所述基板方向 凹進(jìn)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的封裝外殼的一具體實(shí)施例，所述的封裝外殼還包括兩個(gè) 安裝側(cè)翼，兩個(gè)所述安裝側(cè)翼自所述基板接觸面中兩平行的接觸面延伸出；并且，述安裝側(cè) 翼相對(duì)的兩端設(shè)有電路板安裝孔與散熱器安裝孔。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的封裝外殼的一具體實(shí)施例，所述安裝側(cè)翼與所述容置槽 之間開有壓力緩解孔，且所述壓力緩解孔為長(zhǎng)方形，所述壓力緩解孔的長(zhǎng)軸方向與所述安 裝側(cè)翼延伸方向垂直。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的封裝外殼的一具體實(shí)施例，所述容置槽底部的中央設(shè)有 一凸起的頂柱，且所述容置槽底部開有一注膠孔。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的封裝外殼的一具體實(shí)施例，所述基板為笑臉型基板。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的封裝外殼的一具體實(shí)施例，所述基板接觸面的曲度大致 與所述笑臉型基板相匹配，使得基板接觸面距基板最近的距離接近或相等。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的封裝外殼的一具體實(shí)施例，所述封裝外殼的外表面設(shè)有 多個(gè)鎖固孔。
[0020] 并且，為了達(dá)成本發(fā)明的目的，本申請(qǐng)的發(fā)明人更提出了一種功率模塊，所述功率 模塊可安裝在一系統(tǒng)電路板，并可與一散熱器進(jìn)行導(dǎo)熱連接，所述功率模塊包括：多個(gè)電子 器件；一基板，所述多個(gè)電子器件安裝在所述基板的同一面；一封裝外殼，所述封裝外殼設(shè) 有用于容納所述多個(gè)電子器件的容置槽，所述基板扣合在所述容置槽上為所述多個(gè)電子器 件形成一空間，所述容置槽與所述基板接觸的基板接觸面的平面高度差在一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)使 得所述容置槽的基板接觸面大致為一曲面；W及密封膠，所述密封膠位于所述容置槽與所 述基板接觸的基板接觸面表面使得基板與所述容置槽形成密封性連接。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的一具體實(shí)施例，所述基板接觸面的平面高度差的預(yù)設(shè)范 圍為為0. 03mm至1. 0mm。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的一具體實(shí)施例，所述基板接觸面呈一矩形的邊框狀。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的一具體實(shí)施例，所述封裝外殼還包括兩個(gè)安裝側(cè)翼，兩 個(gè)所述安裝側(cè)翼自所述基板接觸面中兩平行的接觸面延伸出。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的一具體實(shí)施例，所述封裝外殼在安裝側(cè)翼與容置槽之間 開設(shè)有壓力緩解孔；且所述壓力緩解孔為長(zhǎng)方形，所述壓力緩解孔的長(zhǎng)軸方向與所述安裝 側(cè)翼延伸方向垂直。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的一具體實(shí)施例，所述基板為具有預(yù)設(shè)范圍內(nèi)翅曲量的笑 臉型基板。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的一具體實(shí)施例，所述基板接觸面的曲度與所述笑臉型基 板的翅曲量相匹配，使得基板接觸面上密封膠的厚度接近或相等。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的功率模塊的一具體實(shí)施例，所述翅曲量的預(yù)設(shè)范圍為0.03mm至 1. 0mm。
[002引相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0029] 1.本發(fā)明所提出的功率模塊的封裝外殼，主要用W放置搭載有多個(gè)電子器件的基 板，并使得該基板通過此封裝外殼的協(xié)助而組裝至散熱器之上；重要的是，本發(fā)明所提供的 封裝