專利名稱：一種薄型大功率半導(dǎo)體模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主要用于變頻器、伺服機(jī)、工業(yè)電源、電動(dòng)機(jī)車中的功率模塊，根據(jù)不同的應(yīng)用需求，選擇相應(yīng)的端子數(shù)目及位置，實(shí)現(xiàn)所需電路拓?fù)洹?br> 背景技術(shù)：
當(dāng)今電力 工業(yè)中，變頻器、伺服機(jī)、工業(yè)電源、電動(dòng)機(jī)車都在往小型化發(fā)展，其內(nèi)部通常使用絕緣柵雙極性晶體管模塊逆變輸出，因而對(duì)于功率模塊來說，需要在較小的體積下，盡可能提高功率密度?，F(xiàn)有的低功率單元由于封裝的局限性，并聯(lián)時(shí)容易造成體積過大，整體同步性較差，無法適應(yīng)以上應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種薄體、功率密度高、低雜散電感、散熱性好、可靠性高的薄型大功率半導(dǎo)體模塊。本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有低功率絕緣柵雙極性晶體管模塊并聯(lián)體積過大，功率密度小的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是它包括設(shè)有注塑框的下殼體，注塑框的插槽內(nèi)插有金屬插針端子，在下殼體內(nèi)設(shè)有絕緣金屬基板和功率半導(dǎo)體芯片，下殼體的背面設(shè)有導(dǎo)熱底板，其特征在于金屬插針端子包括信號(hào)金屬插針端子和功率金屬插針端子；信號(hào)金屬插針端子為針式結(jié)構(gòu)，插于注塑外框的長(zhǎng)邊插槽內(nèi)，功率金屬插針端子為“乙”型結(jié)構(gòu)，插于注塑框的短邊插槽內(nèi)，功率金屬插針端子上設(shè)有連接孔；在下殼體內(nèi)設(shè)有溫度傳感器。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是體積小、功率密度高，內(nèi)部可以封裝多種電路拓?fù)?，并可以附加溫度監(jiān)控功能；由于所有控制端子都使用信號(hào)金屬插針端子引出，可以直接與驅(qū)動(dòng)板通過釬焊結(jié)合在一起，方便連接；另外功率金屬插針端子設(shè)計(jì)時(shí)考慮了模塊在震動(dòng)環(huán)境下工況， 設(shè)計(jì)中含有緩沖結(jié)構(gòu)，提高了模塊的可靠性。


圖1是本發(fā)明下殼體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例(三個(gè)獨(dú)立半橋電路結(jié)構(gòu))結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明功率金屬插針端子的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例(單個(gè)半橋電路結(jié)構(gòu))的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1到圖3所示，設(shè)有注塑框的下殼體6，注塑框的插槽內(nèi)插有金屬插針端子。 在下殼體6內(nèi)設(shè)有絕緣金屬基板15和功率半導(dǎo)體芯片12，下殼體6的背面設(shè)有導(dǎo)熱底板 14。金屬插針端子包括信號(hào)金屬插針端子2和功率金屬插針端子5。信號(hào)金屬插針端子2為針式結(jié)構(gòu)，插于注塑框的長(zhǎng)邊插槽內(nèi)。所述長(zhǎng)邊插槽包括邊槽2和邊槽7，隔槽3和隔槽 9，隔槽3和隔槽9隔槽設(shè)于邊槽2和邊槽7之間。功率金屬插針端子5為“乙”型結(jié)構(gòu)，共有十二個(gè)，插于注塑框的短邊插槽內(nèi)，功率金屬插針端子5上設(shè)有連接孔5-1。下殼體6內(nèi)設(shè)有溫度傳感器13。 本發(fā)明的薄型大功率半導(dǎo)體模塊包括三個(gè)獨(dú)立的半橋電路結(jié)構(gòu)，這三個(gè)獨(dú)立的半橋電路結(jié)構(gòu)之間被隔槽3和隔槽9隔開。下殼體6的角上設(shè)有金屬卡環(huán)16。所述下殼體6通過密封膠、金屬卡環(huán)16與導(dǎo)熱底板14結(jié)合。所述導(dǎo)熱底板14和絕緣金屬基板15通過釬焊結(jié)合；所述功率半導(dǎo)體芯片12和絕緣金屬基板15通過釬焊結(jié)合；所述溫度傳感器13和絕緣金屬基板15通過釬焊結(jié)合。所述絕緣金屬基板15、功率半導(dǎo)體芯片12、溫度傳感器13及信號(hào)金屬插針端子2 和功率金屬插針端子5間通過鋁線鍵合。短邊插槽中嵌入金屬螺母11。信號(hào)金屬插針端子2和功率金屬插針端子5高導(dǎo)電率材料制作。導(dǎo)熱底板14的背面，即導(dǎo)熱底板14非焊接面凸起成平面光滑的球面結(jié)構(gòu)，球面的平整在0. 08mm以內(nèi)；導(dǎo)熱底板14采用高導(dǎo)熱率、低膨脹系數(shù)材料做成，包括銅、鋁碳化硅材料。本發(fā)明的絕緣金屬基板15正面銅層通過化學(xué)腐蝕得到所需電路拓?fù)?；功率半?dǎo)體芯片12、溫度傳感器13通過釬焊的方式分別與絕緣金屬基板15正面銅層結(jié)合。，為實(shí)現(xiàn)可靠絕緣隔離，溫度傳感器13所用的絕緣金屬基板是獨(dú)立的。本發(fā)明的模塊內(nèi)部使用鋁線連接電路、灌膠、蓋上注塑蓋板就完成了整體裝配。如圖4所示，本發(fā)明的薄型大功率半導(dǎo)體模塊也可以只有一個(gè)半橋電路結(jié)構(gòu)，短邊插槽內(nèi)插有四個(gè)功率金屬插針端子17。
權(quán)利要求
1.一種薄型大功率半導(dǎo)體模塊，包括設(shè)有注塑框的下殼體，注塑框的插槽內(nèi)插有金屬插針端子，在下殼體內(nèi)設(shè)有絕緣金屬基板和功率半導(dǎo)體芯片，下殼體的背面設(shè)有導(dǎo)熱底板， 其特征在于金屬插針端子包括信號(hào)金屬插針端子和功率金屬插針端子；信號(hào)金屬插針端子為針式結(jié)構(gòu)，插于注塑外框的長(zhǎng)邊插槽內(nèi)，功率金屬插針端子為“乙”型結(jié)構(gòu)，插于注塑框的短邊插槽內(nèi)，功率金屬插針端子上設(shè)有連接孔；在下殼體內(nèi)設(shè)有溫度傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄型大功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于下殼體上的長(zhǎng)邊插槽包括二條邊槽，二條隔槽，隔槽設(shè)于二條邊槽之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄型大功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于該薄型大功率半導(dǎo)體模塊包括三個(gè)獨(dú)立的半橋電路結(jié)構(gòu)，這三個(gè)獨(dú)立的半橋電路結(jié)構(gòu)之間被隔槽隔開；短邊插槽內(nèi)插有十二個(gè)功率金屬插針端子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄型大功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于下殼體的角上設(shè)有金屬卡環(huán)；所述下殼體通過密封膠、金屬卡環(huán)與導(dǎo)熱底板結(jié)合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄型大功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于所述導(dǎo)熱底板和絕緣金屬基板通過釬焊結(jié)合；所述功率半導(dǎo)體芯片和絕緣金屬基板通過釬焊結(jié)合；所述溫度傳感器和絕緣金屬基板通過釬焊結(jié)合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄型大功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于所述絕緣金屬基板、功率半導(dǎo)體芯片、溫度傳感器及金屬插針端子間通過鋁線鍵合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率模塊，其特征在于金屬插針端子用高導(dǎo)電率材料制作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄型大功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于短邊插槽中嵌入金屬螺母。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄型大功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于導(dǎo)熱底板的背面，即導(dǎo)熱底板非焊接面凸起成平面光滑的球面結(jié)構(gòu)，球面的平整在0. 08mm以內(nèi)；導(dǎo)熱底板采用高導(dǎo)熱率、低膨脹系數(shù)材料做成，包括銅、鋁碳化硅材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄型大功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于該薄型大功率半導(dǎo)體模塊也可以只有一個(gè)半橋電路結(jié)構(gòu)，短邊插槽內(nèi)插有四個(gè)功率端子。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄型大功率半導(dǎo)體模塊，它包括設(shè)有注塑框的下殼體，注塑框的插槽內(nèi)插有金屬插針端子，在下殼體內(nèi)設(shè)有絕緣金屬基板和功率半導(dǎo)體芯片，下殼體的背面設(shè)有導(dǎo)熱底板，所述的金屬插針端子包括信號(hào)金屬插針端子和功率金屬插針端子；信號(hào)金屬插針端子為針式結(jié)構(gòu)，插于注塑外框的長(zhǎng)邊插槽內(nèi)，功率金屬插針端子為“乙”型結(jié)構(gòu)，插于注塑框的短邊插槽內(nèi)，功率金屬插針端子上設(shè)有連接孔；在下殼體內(nèi)設(shè)有溫度傳感器。
文檔編號(hào)H01L25/11GK102254892SQ201110227648
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者陳斌 申請(qǐng)人:嘉興斯達(dá)微電子有限公司