專利名稱：一種能提升絕緣電壓V_ISO又能降低結(jié)殼熱阻R_thjc的模塊結(jié)構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力半導(dǎo)體器件或模塊的制造工藝，具體而言涉及一種電力半導(dǎo)體模 塊制造中能提升絕緣電壓Vim又能降低結(jié)殼熱阻I tw。的模塊結(jié)構(gòu)件及其制造方法。
背景技術(shù)：
電力半導(dǎo)體模塊就是把一個(gè)或一個(gè)以上的電力半導(dǎo)體芯片按一定的電路連接，并 封裝在一個(gè)絕緣的樹脂外殼內(nèi)而成。模塊有絕緣型和非絕緣型二種。模塊有焊接式和壓接式兩類，又各有絕緣型和非 絕緣型兩種。圖1和圖2分別是焊接式和壓接式模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。而本發(fā)明就是針對 壓接式的絕緣型模塊的。圖1示出了焊接式模塊的內(nèi)部示意圖。如圖1所示，在絕緣型模塊中，連接芯片的 所有電極都從模塊的上端引出，所有電極和模塊底板之間要用陶瓷片作電絕緣，也就是說， 模塊工作時(shí)，底板是不帶電的，絕緣電壓要求高達(dá)2. 5KV(A*C)以上，這樣，絕緣型模塊可使 裝置(整機(jī))的機(jī)械設(shè)計(jì)靈活而簡化。裝置的設(shè)計(jì)者可以把一個(gè)或一個(gè)以上的模塊直接安 裝在接地的外殼或框架的任何位置上，或安裝在接地的同一個(gè)散熱器上，聯(lián)接成各種電路， 從而大大地簡化了電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。另外，由于芯片間的連接已在模塊內(nèi)部完成，加上模塊外形尺寸和安裝尺寸的標(biāo) 準(zhǔn)化，因而它與同容量的分立器件相比，具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，外接線 簡單，互換性好，安裝和維修方便等優(yōu)點(diǎn)，因此它是電力半導(dǎo)體分立器件的更新?lián)Q代產(chǎn)品， 被廣泛地應(yīng)用于機(jī)電行業(yè)的各個(gè)方面，如電機(jī)調(diào)速，加熱控溫、無功補(bǔ)償，逆變器和變頻器 等諸多領(lǐng)域。設(shè)計(jì)電力半導(dǎo)體模塊時(shí)，對電特性、熱特性和安全性要綜合考慮。圖2示出了壓 接式模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，壓接式模塊是將芯片通過模塊結(jié)構(gòu)件壓裝在模塊底 板上的，各電極都從模塊上端引出，所有電極與底板之間加一層陶瓷片(如BeO，ALN, AL2O3 等)來實(shí)現(xiàn)電絕緣，模塊工作時(shí)產(chǎn)生的熱量又通過陶瓷片從底板散出去(底板固定在散熱 器上)，所以陶瓷片起著絕緣和導(dǎo)熱的雙重作用，這二者又是矛盾的，提高絕緣電壓，陶瓷片 要加厚，而降低熱阻則要減薄陶瓷片，這是一對很大的矛盾。絕緣電壓關(guān)系到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全問題，國家標(biāo)準(zhǔn)把它列為第一標(biāo)準(zhǔn)，必須達(dá) 到2500V(A*C)以上。為達(dá)到這一指標(biāo)，模塊生產(chǎn)廠家都把陶瓷片加厚到1.5mm以上，但由 于瓷片邊緣的微小臟污和缺陷，以及存在狹小的放電空間，雖然人們采取了灌封硅凝膠及 硅橡膠并抽真空排泡等措施，但絕緣電壓的合格率最高也只能是95%，不合格品，要返修， 很麻煩，有時(shí)會損壞芯片或零件，成本增加，降低生產(chǎn)效率，且抽真排泡時(shí)，會把流動性很好 的硅凝膠滲透到芯片和零件，零件與零件之間的接觸面，形成一很薄的膜，它影響電熱的傳 導(dǎo)，增加接觸電阻和熱阻。電力半導(dǎo)體模塊與電力半導(dǎo)體分立器件的最大不同點(diǎn)，就是結(jié)構(gòu)上多了一層絕緣陶瓷片，解決了絕緣問題，但增加了結(jié)殼熱阻Rtw。，通常用下式J7^in -- + VW + 4足2. rr？其中尸_或尸=.......(1)
IK1 -YtRiyc在這里IT(AV)通態(tài)平均電流㈧，Vto 門檻電壓(V)。rT 斜率電阻。P 耗散功率(W)。Tjm 芯片最高工作結(jié)溫(V )，Tc 額定殼溫(V )。Ta:額定環(huán)境溫度(°C )，K 為波形系數(shù)(K2 = 1，DC;K2 = 2.5，180° ；K2 = 3. 0, 120° ；K2 = 6. 0,60° )來表述電力半導(dǎo)體模塊和分立器件的通態(tài)能力，模塊的結(jié)殼熱阻Rthj。由芯片熱 阻，陶瓷片熱阻和結(jié)構(gòu)件熱阻構(gòu)成，模塊比分立器件多了一陶瓷片熱阻。表1為構(gòu)成模塊所 用到的材料的導(dǎo)熱率
材料硅鉬銀銅鋁氧化鈹?shù)X氧化鋁導(dǎo)熱率(w/m. . k)6214439638614318 210 *370140 180 *31024 280 表1 模塊中所用到的材料的導(dǎo)熱率*理論值，銅為無氧銅由于各層材料的熱阻與它的厚度是成正比的，所以構(gòu)成壓接式模塊的結(jié)殼熱阻 Rthj。主要由作為芯片襯底的鉬片和陶瓷片產(chǎn)生，它們的厚度也大似相同(1.5mm)，二者的熱 阻之和約占模塊結(jié)殼熱阻的80%左右(以常用的氮化鋁片為例)，所以1.5mm厚的陶瓷片 的熱阻占了總熱阻的30 40%。所以用相同容量和性能的芯片裝配成分立器件和模塊的 條件下，根據(jù)式1，我們可以估算出，模塊的通態(tài)電流值IT(AV)要比分立器件低20 30%，也 就是說，用裝400A分立器件的芯片裝成模塊，那模塊的IT(AV)最多為300A。如改用導(dǎo)熱稍好 的氧化鈹片，那也只能通330A左右，但氧化鈹本身毒性大，有些國家已禁止使用。如采用導(dǎo) 熱太差的氧化鋁，那200A也是難通過的。綜上所述，要生產(chǎn)出高品質(zhì)的模塊，除了優(yōu)質(zhì)的芯片(如上式中低的門檻電壓VTO， 小的斜率電阻和高的最高工作結(jié)溫Tj以外，主要的是解決好絕緣電壓和降低結(jié)殼熱阻問 題。本發(fā)明就是既要保證絕緣電壓> 2500V(A*C)甚至提得更高，同時(shí)又能將陶瓷片減薄， 降低結(jié)殼熱阻，以制造出高效率，高成品率和高性能的高品質(zhì)的電力半導(dǎo)體模塊。如上所述，現(xiàn)在在模塊的制造方面，芯片的電參數(shù)已不是主要問題，而絕緣 電壓和較大的熱阻，成為影響成品率和產(chǎn)品質(zhì)量性能的主要因素。要保證絕緣電壓 Viso彡2500V(A · C)并進(jìn)一步再提高，又不要把陶瓷片厚度加厚，即不增模塊的結(jié)殼熱阻 Rtw。，成了模塊生產(chǎn)要解決的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于傳統(tǒng)電力半導(dǎo)體模塊制造方法的上述缺陷，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供 一種能提升絕緣電壓Vim又能降低結(jié)殼熱阻Rtw。的電力半導(dǎo)體模塊結(jié)構(gòu)件的制造方法，該 電力半導(dǎo)體模塊在現(xiàn)有壓接式模塊結(jié)構(gòu)件的基礎(chǔ)上，加上一層絕緣膜和一金屬片，再把原來較厚的陶瓷片減薄后構(gòu)成，其特征在于在壓接式模塊結(jié)構(gòu)件的底板正面噴涂、粘貼或 平鋪一層絕緣膜；在絕緣膜之上再附加一層金屬片；在金屬片之上再附加一層減薄的陶瓷 片。并且，提供一種能提升絕緣電壓Visq又能降低結(jié)殼熱阻Rthj。的電力半導(dǎo)體模塊結(jié) 構(gòu)件，包括底板，底板之上疊壓的陶瓷片，陶瓷片之上疊壓的電極，所述電極用塑殼中的定 位環(huán)來定位，所述電極之上還疊壓有芯片，其特征在于在所述底板與所述陶瓷片之間還疊 壓有一層絕緣膜；所述絕緣膜上具有定位孔；所述絕緣膜的定位孔上放置有金屬片，所述 金屬片位于所述陶瓷片與底板之間，金屬片的形狀與尺寸與定位孔相適應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中所述金屬片為導(dǎo)熱性好、延展性佳的金屬。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中所述金屬片為銀或銅，或者為純鋁。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中所述絕緣膜采用能耐180°C以上高溫的材料。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中所述絕緣膜采用聚四氟乙烯或硅橡膠膜。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中所述絕緣膜采用在底板上噴涂、平鋪或粘貼絕緣 材料來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中所述陶瓷片為BeO，ALN, DCB和/或AL2O3陶瓷絕 緣片。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中所述絕緣膜定位孔直徑D2，金屬片直徑Dl和陶瓷 片直徑D之間的尺寸關(guān)系為D >D2>D1，并且所述金屬膜的厚度比絕緣膜的厚度大0. Imm 以上。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中所述絕緣膜的尺寸與底板上接觸的塑殼底面尺寸 大小相同，并且所述絕緣膜中除了定位孔以外，還具有一些與塑殼底面中其它部件相應(yīng)位 置的孔。雖然在下文中將結(jié)合一些示例性實(shí)施及使用方法來描述本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人 員應(yīng)當(dāng)理解，并不旨在將本發(fā)明限制于這些實(shí)施例。反之，旨在覆蓋包含在所附的權(quán)利要求 書所定義的本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)的所有替代品、修正及等效物。本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并 且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可 以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書，權(quán)利要 求書，以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。


圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中焊接式模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中壓接式模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)中通常所采用裝配結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4示出了改良結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6示出了典型的250A453TO模塊結(jié)構(gòu)件用絕緣膜、金屬片和陶瓷片的設(shè)計(jì)尺寸 圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要注意的是，根 據(jù)本發(fā)明的電力半導(dǎo)體模塊制造方法的實(shí)施方式僅僅作為例子，但本發(fā)明不限于該具體實(shí) 施方式。圖3示出了目前大量采用的結(jié)構(gòu)，它用灌封硅凝膠或硅橡膠來填充所有電極和底 板之間的所有空間，雖然采取了抽真空排除其中的氣泡的工序，但由于各種臟污和排不掉 狹小縫隙中的氣泡、膠不能全部填滿導(dǎo)至絕緣電壓成品率不高。圖4為現(xiàn)在還較為少見的改良結(jié)構(gòu)示意圖。它作了很大的改進(jìn)，但是在陶瓷片的 周邊，還存在電極和底板之間的高壓放電的通道，絕緣電壓也不能得到徹底解決。最關(guān)鍵的 是不能像本發(fā)明所提出的結(jié)構(gòu)(如圖5所示)中，既徹底解決絕緣電壓問題并可再提升絕 緣電壓值，又能把陶瓷片減薄，以減小模塊的結(jié)殼熱阻Rthj。。提高模塊的通態(tài)電流IT(AV)。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，它是在現(xiàn)有的所有壓接式模塊結(jié)構(gòu)件的基 礎(chǔ)上，加上一層絕緣膜和一金屬片，再把原來較厚的陶瓷片減薄后構(gòu)成。對原來的模塊結(jié)構(gòu) 件的技術(shù)要求，所有零件的尺寸，加工精度和材料質(zhì)量一律不變。該電力半導(dǎo)體模塊在現(xiàn)有壓接式模塊結(jié)構(gòu)件的基礎(chǔ)上，加上一層絕緣膜和一金屬 片，再把原來較厚的陶瓷片減薄后構(gòu)成。具體步驟包括在壓接式模塊結(jié)構(gòu)件的底板正面噴 涂、或粘貼或平鋪一層絕緣膜；在絕緣膜之上再附加一層金屬片；在金屬片之上再附加一 層減薄的陶瓷片。其他步驟按照傳統(tǒng)的裝配步驟依次裝配完成，無須任何改動。一般而言，將預(yù)制好的絕緣膜片平鋪在待裝配的模塊底板上；將模塊的塑料底座 放上(孔洞一一對應(yīng))，并用螺釘將其固定在模塊底板上；將金屬片放在絕緣膜的定位孔 上，再放上陶瓷片，然后依次安裝電極、芯片。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，該電力半導(dǎo)體模塊結(jié)構(gòu)件，包括底板，底板之上疊壓的 陶瓷片，陶瓷片之上疊壓的電極，所述電極用塑殼中的定位環(huán)來定位，所述電極之上還疊壓 有芯片。其中在所述底板與所述陶瓷片之間還疊壓有一層絕緣膜；所述絕緣膜上具有定位 孔；所述絕緣膜的定位孔上放置有金屬片，所述金屬片位于所述陶瓷片與底板之間，金屬片 的形狀與尺寸與定位孔相適應(yīng)。本發(fā)明的設(shè)計(jì)和加工規(guī)則如下4-1.在所有的壓接式模塊結(jié)構(gòu)件的底板正面噴涂、粘貼或平鋪一層絕緣膜，附加 一層金屬片，再加一減薄的陶瓷片，如圖5所示。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述絕緣膜采 用在底板上噴涂、平鋪或粘貼絕緣材料來實(shí)現(xiàn)。4-2.根據(jù)本發(fā)明，其設(shè)計(jì)尺寸規(guī)則如下(圖6是典型的250A453TO模塊結(jié)構(gòu)件中 用的絕緣膜、金屬片和陶瓷片的設(shè)計(jì)尺寸圖)(1)設(shè)陶瓷片為圓片，直徑為Φ ，金屬片直徑為Φ ，絕緣膜中對應(yīng)的圓孔孔徑 為 Φ 2，貝丨J Dl = D-2+0.2，D2 = D-2-0.2。總的要求，D > D2 > D1，而D2必須比D小1讓以上。* D1和D2可同時(shí)變化，規(guī)貝丨J D > D2 > D1。(2)設(shè)絕緣膜厚度為W，金屬片的厚度為Wl，則Wl必須比W厚0. Imm以上。(3)絕緣膜、金屬片和陶瓷片的厚度選擇，可根據(jù)對絕緣電壓的高低要求而定，對 于通常的絕緣電壓Vim彡2500V(而言)，圖中的厚度就足以保證。
(4)絕緣膜圖形應(yīng)與塑殼底座下端的尺寸完全一致。如圖6所示。絕緣膜的尺寸與結(jié)構(gòu)件中塑殼底面(與底板的接觸面)尺寸大小相同。絕緣膜中 的孔除定位孔以外，還應(yīng)打一些與塑殼底面中其它部件相應(yīng)位置的孔。(5)絕緣膜采用耐高溫(一般為180°C以上)的硅橡膠和聚四氟乙烯材料。其它 的耐180°C高溫、絕緣強(qiáng)度> 10KV/mm以上的絕緣材料，也可用來代替本發(fā)明的絕緣膜。(6)金屬片采用導(dǎo)熱性能好和延展性能佳的銀、銅材料。當(dāng)然，金屬片采用導(dǎo)熱良 好、延展性好的類似材料均可，例如純鋁。(7)陶瓷片一般可選用BeO，ALN, DCB和/或AL2O3陶瓷絕緣片。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下4-3.首先，對各種壓接式的模塊結(jié)構(gòu)件另件無需作任何的改動，方便易行。4-4.其次，由于所有的電極和底板之間的空間全被絕緣膜和陶瓷片所覆蓋隔離， 沒有高壓放電的直接通道，而絕緣膜和陶瓷片的絕緣強(qiáng)度都在10KV/mm以上，只要模厚和 陶瓷片的厚度選擇合理，絕緣電壓，可以達(dá)到100%的合格率。4-5.另外，模塊的裝配工序簡單，與原來的工序一樣，所不同的是把原來的模塊的 底板變成了已噴涂，粘貼或平鋪了絕緣膜的底板，再把金屬片放在絕緣膜對應(yīng)的孔中，以下 的工序無需變更。4-6.再者，只需把陶瓷片、絕緣膜和金屬片的厚度按照前面所述的設(shè)計(jì)規(guī)則適當(dāng) 地加厚，則絕緣電壓可以做的更高，4000V、5000V......4-7.最后，目前模塊市場上大量的是500A2000V以內(nèi)的模塊，少量的可做到 1200A3000V。本發(fā)明給制造更大電流容量電壓更高的模塊提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。理由于下1)、模塊的工作電壓，即晶閘管的斷態(tài)和反向重復(fù)電壓Vram和Vkeiii提高了，自然要 求模塊的絕緣電壓也相應(yīng)地提高，如4-5所述，本發(fā)明得到了解決。2)、本發(fā)明的最大特點(diǎn)就是可以把陶瓷片減薄，在滿足絕緣電壓要求的條件下，把 陶瓷片減到最合理的厚度，這樣陶瓷片本身的熱阻隨著成比例地降低，這就使模塊的總熱 阻Rthj。降下來。這樣，從式ι可以看出，耗散功率P增加了，通態(tài)電流iT(AV)也增加了。下面 的表2，就是用氮化鋁陶瓷片(導(dǎo)熱率為180W/m. k)不同的厚度，參照德國IXYS MCC_255i01 模塊的數(shù)據(jù)，按式1進(jìn)行計(jì)算的相對值。
氮化鋁厚度(Mn)1. 51. 00. 60. 40. 3氮化鋁相對熱阻％10067402720結(jié)殼熱阻相對值％10083. 57063. 560I1(AV)相對值％100113. 9133. 5144150I1(AV)相對增加值％013. 933. 54450表2陶瓷片厚度減薄的效果從表2可以看出，用同樣性能的芯片來裝模塊，只要把陶瓷片厚度減薄，通態(tài)電流 值IT(AV)就能增加10%以上，乃至50%，當(dāng)然陶瓷片的加工技術(shù)，國內(nèi)只能生產(chǎn)0. 4mm厚的薄片。0.6mm厚可以大量生產(chǎn)。這樣可以預(yù)計(jì)采用本發(fā)明中的結(jié)構(gòu)件，用0.6mm厚的陶瓷 片，就可裝配出1500A5000V以上的模塊。另一層意思就是說，原來用1.5mm厚氮化鋁片裝 配的400A模塊(400A分立器件的芯片裝配)原來最多能通300A，而把陶瓷片換成0. 6mm厚 (0. 4mm厚更好)，那就可通350A以上的通態(tài)電流了，這意味著把陶瓷片減薄后(1)通態(tài)電流等級可以提高。(2)同樣通態(tài)電流等級的模塊，可以用較小的芯片來裝配。(3)從表1和表2可以看出，0.3mm厚氧化鋁的熱阻近似于1.5mm厚氮化鋁的熱阻。 也就是說他可以替代1. 5mm厚氮化鋁，而氮化鋁的價(jià)格比氧化鋁的價(jià)格貴10倍以上，成本 的下降是相當(dāng)可觀的。4-8.絕緣陶瓷氧化鈹，氮化鋁和氧化鋁的維氏硬度分別為11767.9、11767.9和 M516.6，抗彎強(qiáng)度分別為196.392和四4。由于本發(fā)明中，陶瓷片下面墊的銀或銅(退火處 理)片，它們的延展性很好，只要壓接件加工精細(xì)，平整，壓力平行且均勻，薄的陶瓷片是不 會壓壞的。4-9.在本發(fā)明中，由于在模塊中所有的電極與底板之間，沒有了高壓放電的直接 通道，絕緣電壓Visq ^ 2500V (A-C)能得到保證，所以對模塊無需進(jìn)行硅凝膠或硅橡膠的灌 封，也省去了抽真空排泡和膠的高溫固化工藝，縮短了生產(chǎn)周期，降低了成本。為了保護(hù)芯片和其他的另件不受環(huán)境的污染，也可以進(jìn)行灌封，但可以不抽真空 排泡，從而避免了在芯片和其他另件相互之間的接觸面填充一很薄的膠膜，這層膠膜嚴(yán)重 影響模塊的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能。4-10.本發(fā)明解決了絕緣問題，因而消除了人們測試高壓時(shí)的緊張，恐懼心理，也 消除了因絕緣電壓不合格產(chǎn)品進(jìn)行返工修復(fù)時(shí)的麻煩心理，有益于操作人員的身心將康。4-11.依據(jù)模塊容量的大小，絕緣膜，金屬片的成本只增加了 1-4元，而它產(chǎn)生的 經(jīng)濟(jì)效益，要高于它的10倍以上乃至20和30倍。我國的電力半體模塊雖然還遠(yuǎn)落后于西方發(fā)達(dá)國家，但近幾年來發(fā)展迅速，中低 檔模塊的產(chǎn)量和質(zhì)量迅速提高，目前我國的壓接式模塊年產(chǎn)量約在30-50萬只，而且還在 以年20-30 %的速度增加，本發(fā)明將對他們的生產(chǎn)效率，成品率和質(zhì)量的提高，成本的降低 起到推動的作用，利用本發(fā)明生產(chǎn)的高品質(zhì)的國產(chǎn)模塊將改變充滿洋貨的國內(nèi)模塊市場， 并進(jìn)而轉(zhuǎn)向出口，從而產(chǎn)生幾百萬乃至幾千萬的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā) 明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含 這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種能提升絕緣電壓Vim又能降低結(jié)殼熱阻Rtw。的電力半導(dǎo)體模塊結(jié)構(gòu)件的制造 方法，該電力半導(dǎo)體模塊在現(xiàn)有壓接式模塊結(jié)構(gòu)件的基礎(chǔ)上，加上一層絕緣膜和一金屬片， 再把原來較厚的陶瓷片減薄后構(gòu)成，其特征在于在壓接式模塊結(jié)構(gòu)件的底板正面噴涂、粘貼或平鋪一層絕緣膜； 在絕緣膜之上再附加一層金屬片； 在金屬片之上再附加一層減薄的陶瓷片。
2.一種能提升絕緣電壓Vim又能降低結(jié)殼熱阻Rtw。的電力半導(dǎo)體模塊結(jié)構(gòu)件，包括底 板，底板之上疊壓的陶瓷片，陶瓷片之上疊壓的電極，所述電極用塑殼中的定位環(huán)來定位， 所述電極之上還疊壓有芯片，其特征在于在所述底板與所述陶瓷片之間還疊壓有一層絕緣膜； 所述絕緣膜上具有定位孔；所述絕緣膜的定位孔上放置有金屬片，所述金屬片位于所述陶瓷片與底板之間，金屬 片的形狀與尺寸與定位孔相適應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力半導(dǎo)體模塊，其中所述金屬片為導(dǎo)熱性好、延展性佳的
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力半導(dǎo)體模塊，其中所述金屬片為銀或銅，或者為純鋁。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力半導(dǎo)體模塊，其中所述絕緣膜采用能耐180°C以上高溫 的材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力半導(dǎo)體模塊，其中所述絕緣膜采用聚四氟乙烯或硅橡膠膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力半導(dǎo)體模塊，其中所述絕緣膜采用在底板上噴涂、平鋪 或粘貼絕緣材料來實(shí)現(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力半導(dǎo)體模塊，其中所述陶瓷片為BeO，ALN,DCB和/或 AL2O3陶瓷絕緣片。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力半導(dǎo)體模塊，其中所述絕緣膜定位孔直徑D2，金屬片直 徑Dl和陶瓷片直徑D之間的尺寸關(guān)系為D > D2 > D1，并且所述金屬膜的厚度比絕緣膜的 厚度大0. Imm以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力半導(dǎo)體模塊，其中所述絕緣膜的尺寸與底板上接觸的 塑殼底面尺寸大小相同，并且所述絕緣膜中除了定位孔以外，還具有一些與塑殼底面中其 它部件相應(yīng)位置的孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能提升絕緣電壓VISO又能降低結(jié)殼熱阻Rthic的電力半導(dǎo)體模塊結(jié)構(gòu)件的制造方法，該電力半導(dǎo)體模塊在現(xiàn)有的壓接式模塊結(jié)構(gòu)件的基礎(chǔ)上，加上一層絕緣膜和一金屬片，再把原來較厚的陶瓷片減薄后構(gòu)成。該方法包括在壓接式模塊結(jié)構(gòu)件的底板正面噴涂、粘貼或平鋪一層絕緣膜；在絕緣膜之上再附加一層金屬片；在金屬片之上再附加一層減薄的陶瓷片。本發(fā)明的模塊結(jié)構(gòu)件能夠在提升絕緣電壓VISO的同時(shí)，降低結(jié)殼熱阻Rthjc。
文檔編號H01L21/48GK102104010SQ200910242970
公開日2011年6月22日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者陳志恭 申請人:陳志恭, 高占成