本發(fā)明涉及一種帶篩孔狀低應(yīng)力銅引線電極的可控硅模塊及其組裝方法。

背景技術(shù)：

目前功率型可控硅模塊應(yīng)用十分廣泛，應(yīng)用場合也十分復(fù)雜，隨之技術(shù)的發(fā)展，各項性能要求也越來越高，近年來，許多應(yīng)用領(lǐng)域要求可控硅模塊其具備更高的di/dt值、更強的散熱能力。目前市場上銷售的可控硅模塊，大部分使用在芯片上下兩層焊接兩片鉬片方式，之后用內(nèi)引線電極片引出，此種制造方式雖很好地減少了應(yīng)力的影響，但是鉬材質(zhì)的散熱能力差，限制了產(chǎn)品的負載功率；還有一部分市場上的模塊，芯片陽極與鉬片焊接，芯片陰極用鋁線作為引線，但是因為芯片版面面積限制，無法鍵合太多的鋁線，此類封裝的過流能力有很大的限制，所以在功率型可控硅模塊上需要一種新的封裝結(jié)構(gòu)可以同時滿足散熱和過流這兩項要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種帶篩孔狀低應(yīng)力銅引線電極的可控硅模塊及其組裝方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

帶篩孔狀低應(yīng)力銅引線電極的可控硅模塊，包括金屬底板、陶瓷覆銅板基底，所述陶瓷覆銅板基底焊接于金屬底板上，所述陶瓷覆銅板基底上焊接有第一芯片、第二芯片、鋁線、銅內(nèi)引線電極片，所述第一芯片、第二芯片的陰極面上分別設(shè)置有第一銅內(nèi)引線電極片、第二銅內(nèi)引線電極片，所述第一銅內(nèi)引線電極片、第二銅內(nèi)引線電極片的引出端焊接于陶瓷覆銅板基底上。

所述第一、第二銅內(nèi)引線電極片與第一、第二芯片的接觸面上有一個或多個鏤空的長條形和圓形的篩孔。

所述第一、第二銅內(nèi)引線電極片引出部分有一個或一個以上的應(yīng)力緩沖彎。

所述帶篩孔狀低應(yīng)力銅引線電極的可控硅模塊的組裝方法，包括以下步驟：

a、將設(shè)計好的不銹鋼第一固定板的定位孔與金屬底板的左右兩邊定位孔對齊，將有臺階的定位銷裝入在金屬底板和不銹鋼第一固定板左右兩邊定位孔上；

b、在不銹鋼第一固定板的限位槽中裝入鉛錫焊片，之后將具有電氣線路圖的陶瓷覆銅板基底裝入不銹鋼限位槽中；

c、配合定位銷裝上設(shè)計好的石墨第二固定板，分別在石墨第二固定板上左右兩個芯片定位孔上裝上鉛錫焊片；

d、在左邊芯片定位孔的鉛錫焊片上裝上第一芯片，之后在第一芯片上放置鉛錫焊片，并在陶瓷覆銅板基底的表面的銅內(nèi)引線電極片引出區(qū)域放置鉛錫焊片，此鉛錫焊片厚度要求為第一芯片上下兩層焊片的厚度之和；

e、在右邊芯片定位孔的鉛錫焊片上裝上第二芯片，之后在第二芯片上放置鉛錫焊片，并在陶瓷覆銅板基底的表面的銅內(nèi)引線電極片引出區(qū)域放置鉛錫焊片，此鉛錫焊片厚度要求為第二芯片上下兩層焊片的厚度之和；

f、將銅內(nèi)引線電極片放置于氮氫退火爐進行退火，退火溫度為550℃，氮氫混合氣流量2l/min，加熱時間3h；

g、將退火完畢的銅內(nèi)引線電極片運用內(nèi)引線整形模具進行整形；

h、將整形完畢后的銅內(nèi)引線電極片帶篩孔的一面放置在芯片上，將銅內(nèi)引線電極片引出端放置在陶瓷覆銅板基底的預(yù)留的引出區(qū)域的鉛錫焊片上；

i、將裝配好的產(chǎn)品放入真空共晶設(shè)備中焊接，燒結(jié)溫度350℃，氮氫混合氣流量5l/min，加熱時間3-5min；

j、根據(jù)線路要求，對焊接好的產(chǎn)品進行鋁線鍵合，完成控制電路連接；

k、將控制極引線和主電流引線運用模具固定，用燒結(jié)溫度260℃進行焊接。

本發(fā)明的優(yōu)點：銅內(nèi)引線電極片與芯片陰極的直接焊接，提高芯片的快速散熱能力，提高產(chǎn)品負載能力；銅內(nèi)引線電極片與芯片的接觸面上有一個或多個鏤空的長條孔和圓孔，減少了銅內(nèi)引線電極片與芯片之間的橫向應(yīng)力，在高散熱基礎(chǔ)上提高產(chǎn)品可靠性，同時也減少了工作流程，提高效率；銅內(nèi)引線電極片引出端上有有一個或一個以上的應(yīng)力吸收彎，減少產(chǎn)品應(yīng)力，提高產(chǎn)品可靠性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細敘述。

圖1是本發(fā)明的主視圖；

圖2為本發(fā)明的俯視圖；

圖3為本發(fā)明金屬底板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明陶瓷覆銅板基底的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明第一芯片的主視圖；

圖6為本發(fā)明第一銅內(nèi)引線電極片的主視圖；

圖7為本發(fā)明第二芯片的主視圖；

圖8為本發(fā)明第二銅內(nèi)引線電極片的主視圖；

圖9為本發(fā)明不銹鋼第一固定板的主視圖；

圖10為本發(fā)明石墨第二固定板的俯視圖；

圖11為本發(fā)明定位銷的主視圖；

圖12為本發(fā)明裝配的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1、金屬底板；2、陶瓷覆銅板基底；3、應(yīng)力緩沖彎；4、篩孔；5、第一銅內(nèi)引線電極片；6、第一芯片；7、鋁線；8、第二銅內(nèi)引線電極片；9、第二芯片；10、不銹鋼第一固定板；11、石墨第二固定板；12、右邊芯片定位孔；13、左邊芯片定位孔；14、定位銷。

具體實施方式

如圖1-12所示，帶篩孔狀低應(yīng)力銅引線電極的可控硅模塊，包括金屬底板1、陶瓷覆銅板基底2，陶瓷覆銅板基底2焊接于金屬底板1上，陶瓷覆銅板基底2上焊接有第一芯片6、第二芯片9、鋁線7、銅內(nèi)引線電極片，第一芯片6、第二芯片9的陰極面上分別設(shè)置有第一銅內(nèi)引線電極片5、第二銅內(nèi)引線電極片8，第一銅內(nèi)引線電極片5、第二銅內(nèi)引線電極片8的引出端焊接于陶瓷覆銅板基底2上。

第一、第二銅內(nèi)引線電極片與第一、第二芯片的接觸面上有一個或多個鏤空的長條形和圓形的篩孔4。

第一、第二銅內(nèi)引線電極片引出部分有一個或一個以上的應(yīng)力緩沖彎3。

帶篩孔狀低應(yīng)力銅引線電極的可控硅模塊的組裝方法，包括以下步驟：

a、將設(shè)計好的不銹鋼第一固定板10的定位孔與金屬底板的左右兩邊定位孔對齊，將有臺階的定位銷14裝入在金屬底板1和不銹鋼第一固定板10左右兩邊定位孔上；

b、在不銹鋼第一固定板10的限位槽中裝入鉛錫焊片，之后將具有電氣線路圖的陶瓷覆銅板基底2裝入不銹鋼限位槽中；

c、配合定位銷裝上設(shè)計好的石墨第二固定板11，分別在石墨第二固定板11上左右兩個芯片定位孔上裝上鉛錫焊片；

d、在左邊芯片定位孔13的鉛錫焊片上裝上第一芯片，之后在第一芯片6上放置鉛錫焊片，并在陶瓷覆銅板基底2的表面的銅內(nèi)引線電極片引出區(qū)域放置鉛錫焊片，此鉛錫焊片厚度要求為第一芯片6上下兩層焊片的厚度之和；

e、在右邊芯片定位孔12的鉛錫焊片上裝上第二芯片9，之后在第二芯片9上放置鉛錫焊片，并在陶瓷覆銅板基底2的表面的銅內(nèi)引線電極片引出區(qū)域放置鉛錫焊片，此鉛錫焊片厚度要求為第二芯片9上下兩層焊片的厚度之和；

f、將銅內(nèi)引線電極片放置于氮氫退火爐進行退火，退火溫度為550℃，氮氫混合氣流量2l/min，加熱時間3h；

g、將退火完畢的銅內(nèi)引線電極片運用內(nèi)引線整形模具進行整形；

h、將整形完畢后的銅內(nèi)引線電極片帶篩孔的一面放置在芯片上，將銅內(nèi)引線電極片引出端放置在陶瓷覆銅板基底的預(yù)留的引出區(qū)域的鉛錫焊片上；

i、將裝配好的產(chǎn)品放入真空共晶設(shè)備中焊接，燒結(jié)溫度350℃，氮氫混合氣流量5l/min，加熱時間3-5min；

j、根據(jù)線路要求，對焊接好的產(chǎn)品進行鋁線鍵合，完成控制電路連接；

k、將控制極引線和主電流引線運用模具固定，用燒結(jié)溫度260℃進行焊接。

本發(fā)明銅內(nèi)引線電極片與芯片陰極的直接焊接，提高芯片的快速散熱能力，提高產(chǎn)品負載能力；銅內(nèi)引線電極片與芯片的接觸面上有一個或多個鏤空的長條孔和圓孔，減少了銅內(nèi)引線電極片與芯片之間的橫向應(yīng)力，在高散熱基礎(chǔ)上提高產(chǎn)品可靠性，同時也減少了工作流程，提高效率；銅內(nèi)引線電極片引出端上有有一個或一個以上的應(yīng)力吸收彎，減少產(chǎn)品應(yīng)力，提高產(chǎn)品可靠性。