一種非絕緣型frd模塊的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種半導(dǎo)體模塊的封裝結(jié)構(gòu)，具體涉及一種非絕緣型FRD模塊的封裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]功率半導(dǎo)體模塊或稱電力電子模塊是為工作在相對較高的電壓或電流的電路中設(shè)計的。功率半導(dǎo)體模塊至少包括功率半導(dǎo)體晶元，用于進(jìn)行電流的切換、調(diào)節(jié)或者整流。功率半導(dǎo)體模塊的種類至少包括可控硅整流器(SCR)、功率調(diào)節(jié)器、功率晶體管、絕緣柵型雙極晶體管(IGBT)、金屬氧化物場效應(yīng)晶體管(MOSFET)、功率整流器、快恢復(fù)二極管、肖特基二極管、或者任何其它的功率半導(dǎo)體元件。功率半導(dǎo)體模塊，特別是具有雙管結(jié)構(gòu)的大功率單相半橋快恢復(fù)二極管半導(dǎo)體模塊，被用在許多功率電子電路，尤其是逆變電焊機(jī)、電鍍電源以及變頻器等電路中。
[0003]半導(dǎo)體器件有很多封裝型式，從芯片級封裝到系統(tǒng)封裝再到晶片級封裝技術(shù)指標(biāo)越來越先進(jìn)，封裝對于芯片說是必須的，也是至關(guān)重要的。封裝是安裝半導(dǎo)體集成電路芯片的外殼，不僅起著保護(hù)芯片和增強(qiáng)導(dǎo)熱性能的作用，而且還是溝通芯片內(nèi)部世界與外部電路的橋梁和規(guī)格通用功能的作用，封裝的主要作用有:I)物理保護(hù)，保護(hù)芯片在電氣或熱物理等方面免受外力損壞及外部環(huán)境的影響，同時緩解熱變化引起的應(yīng)力；2)電氣連接，封裝的尺寸調(diào)整功能可由芯片的極細(xì)引線間距調(diào)整到安裝基板的尺寸間距，便于實際操作；3)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格化，封裝的尺寸、形狀、引腳數(shù)量、間距、長度等有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，增強(qiáng)設(shè)備通用性。
[0004]現(xiàn)有的高功率用塑封型非絕緣FRD模塊，像這種芯片和功率端子焊接在一起后直接注模的這種產(chǎn)品在制造和使用上都有如下缺點:(I)在貼片后，注模的時候，注模設(shè)備尺寸非常大，制造環(huán)境完全暴露在灰塵中，會造成不良；(2)注模設(shè)備量產(chǎn)時要對產(chǎn)品施加巨大的壓力，可能造成芯片破碎使良率低下；(3)最終用戶將這些產(chǎn)品安裝到逆變器系統(tǒng)時需要控制好安裝的力道才可以避免出問題，但是控制這一點十分困難，間接造成不良。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種非絕緣型FRD模塊的封裝結(jié)構(gòu)，采用所述封裝結(jié)構(gòu)不僅可以保護(hù)芯片，而且提高其強(qiáng)度。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種非絕緣型FRD模塊的封裝結(jié)構(gòu)，包括散熱底板、DBC基板、FRD芯片、連橋、功率端子及殼體，所述DBC基板和FRD芯片分別焊接在散熱底板上，所述功率端子焊接在DBC基板上，所述DBC基板通過連橋與FRD芯片連接;所述殼體安裝在散熱底板上，且功率端子的上端延伸出殼體。
[0008]進(jìn)一步地，所述功率端子通過環(huán)氧樹脂與殼體融合在一起，所述殼體底部空間注入有硅凝膠，覆蓋于散熱底板、DBC基板、FRD芯片、連橋之上。
[0009]進(jìn)一步地，所述殼體上分別設(shè)有環(huán)氧樹脂呼吸孔和硅凝膠呼吸孔。
[0010]進(jìn)一步地，所述殼體的內(nèi)部設(shè)有分離隔板，該分離隔板將殼體內(nèi)空間分為兩個區(qū)域;在硅凝膠注入并覆蓋連橋和芯片后，所述分離隔板將把注入的環(huán)氧樹脂限制在端子所在的區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域內(nèi)上方的殼體中設(shè)有環(huán)氧樹脂呼吸孔，環(huán)氧樹脂覆蓋在硅凝膠之上；
[0011]進(jìn)一步地，所述的分離隔板分出的另外一個區(qū)域不含端子，該區(qū)域內(nèi)的硅凝膠之上未覆蓋其他物質(zhì)而直接暴露于空氣中；該區(qū)域內(nèi)上方的殼體中設(shè)有硅凝膠呼吸孔。
[0012]本實用新型的有益效果是:
[0013]本實用新型采用硅橡膠將殼體和散熱底板粘接在一起，同時對FRD芯片進(jìn)行封裝，硅凝膠所起到的作用是防潮和在設(shè)備工作時起到緩沖，硅凝膠和FRD芯片都是用硅來制作的，兩者的熱膨脹系數(shù)形同，F(xiàn)RD芯片和硅凝膠隨著溫度變化的同時會使自己本身膨脹或者是收縮，考慮到FRD芯片的發(fā)熱可以導(dǎo)致體積膨脹的問題，所以采用呼吸孔，使其使用壽命增長。在之后注入環(huán)氧樹脂，其固化后可以使端子和DBC緊密連接在一起，使強(qiáng)度大大增加，可以克服由于功率端子和DBC焊接后，實際安裝到設(shè)備時掉落的問題。同時本實用新型采用分離隔板將環(huán)氧樹脂和硅凝膠分開，使硅凝膠和環(huán)氧樹脂各司其職、互不影響。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0016]圖3為本實用新型的殼體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為本實用新型的殼體內(nèi)的主視圖。
[0018]圖中:1、散熱底板2、DBC基板3、FRD芯片4、連橋5、功率端子6、殼體7、功率端子嵌入孔8、螺母嵌入孔9、分離隔板10、區(qū)域10 11、區(qū)域11 12、環(huán)氧樹脂呼吸孔13、硅凝膠呼吸孔。
【具體實施方式】
[0019]如圖所示，本實用新型包括散熱底板1、DBC基板2、FRD芯片3、連橋4、功率端子5及殼體6。所述散熱底板I上焊接有兩個DBC基板和六個FRD芯片，兩個所述DBC基板對角布置焊接在散熱底板上，每三個FRD芯片均布設(shè)置在DBC基板一側(cè)，并與DBC基板平行設(shè)置;所述DBC基板2通過連橋4與FRD芯片連接;所述功率端子5分別豎直焊接在DBC基板上。所述殼體6上對應(yīng)設(shè)有功率端子嵌入孔7，功率端子可延伸出該功率端子嵌入孔，該殼體的上部兩端分別設(shè)有用于安裝的螺母嵌入孔8。
[0020]所述殼體6底部空間注入有硅凝膠，覆蓋于散熱底板1、DBC基板2、FRD芯片3、連橋4之上;所述功率端子5可通過環(huán)氧樹脂與殼體緊密融合在一起。所述殼體6的內(nèi)部設(shè)有分離隔板9，該分離隔板9將殼體內(nèi)空間分為區(qū)域10和區(qū)域11;在硅凝膠注入并覆蓋連橋和芯片后，分離隔板9將把注入的環(huán)氧樹脂限制在端子所在的區(qū)域11內(nèi)，該區(qū)域11內(nèi)上方的殼體中設(shè)有環(huán)氧樹脂呼吸孔，環(huán)氧樹脂覆蓋在硅凝膠之上;所述的分離隔板分出的另外一個區(qū)域10不含端子，該區(qū)域內(nèi)的硅凝膠之上未覆蓋其他物質(zhì)而直接暴露于空氣中；該區(qū)域內(nèi)上方的殼體中設(shè)有硅凝膠呼吸孔。
[0021 ]本實用新型先注入硅凝膠將殼體和散熱底板粘和在一起，同時對FRD芯片進(jìn)行封裝，硅凝膠所起到的作用是防潮和在設(shè)備工作時起到緩沖，硅凝膠和FRD芯片都是用硅來制作的，兩者的熱膨脹系數(shù)形同，F(xiàn)RD芯片和硅凝膠隨著溫度變化的同時會使自己本身膨脹或者是收縮，考慮到FRD芯片的發(fā)熱可以導(dǎo)致體積膨脹的問題，所以采用呼吸孔，使其使用壽命增長。在之后注入環(huán)氧樹脂，其固化后可以使端子和DBC緊密連接在一起，使強(qiáng)度大大增加，可以克服由于功率端子和DBC焊接后，實際安裝到設(shè)備時掉落的問題。
【主權(quán)項】
1.一種非絕緣型FRD模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括散熱底板、DBC基板、FRD芯片、連橋、功率端子及殼體，所述DBC基板和FRD芯片分別焊接在散熱底板上，所述功率端子焊接在DBC基板上，所述DBC基板通過連橋與FRD芯片連接;所述殼體安裝在散熱底板上，且功率端子的上端延伸出殼體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非絕緣型FRD模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述功率端子通過環(huán)氧樹脂與殼體融合在一起，所述殼體底部空間注入有硅凝膠，覆蓋于散熱底板、DBC基板、FRD芯片、連橋之上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種非絕緣型FRD模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述殼體上分別設(shè)有環(huán)氧樹脂呼吸孔和硅凝膠呼吸孔。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種非絕緣型FRD模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述殼體的內(nèi)部設(shè)有分離隔板，該分離隔板將殼體內(nèi)空間分為兩個區(qū)域;在硅凝膠注入并覆蓋連橋和芯片后，所述分離隔板將把注入的環(huán)氧樹脂限制在端子所在的區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域內(nèi)上方的殼體中設(shè)有環(huán)氧樹脂呼吸孔，環(huán)氧樹脂覆蓋在硅凝膠之上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種非絕緣型FRD模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的分離隔板分出的另外一個區(qū)域不含端子，該區(qū)域內(nèi)的硅凝膠之上未覆蓋其他物質(zhì)而直接暴露于空氣中；該區(qū)域內(nèi)上方的殼體中設(shè)有硅凝膠呼吸孔。
【專利摘要】本實用新型涉及一種半導(dǎo)體模塊的封裝結(jié)構(gòu)，具體涉及一種非絕緣型FRD模塊的封裝結(jié)構(gòu)，包括散熱底板、DBC基板、FRD芯片、連橋、功率端子及殼體，所述DBC基板和FRD芯片分別焊接在散熱底板上，所述功率端子焊接在DBC基板上，所述DBC基板通過連橋與FRD芯片連接；所述殼體安裝在散熱底板上，且功率端子的上端延伸出殼體。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量好，使用壽命長。
【IPC分類】H01L23/29, H01L23/24, H01L23/31, H01L25/07
【公開號】CN205376521
【申請?zhí)枴緾N201520955225
【發(fā)明人】金暎柱
【申請人】南京晟芯半導(dǎo)體有限公司
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2015年11月26日