專利名稱：一種igbt模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種IGBT模塊。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外的各種功率型半導(dǎo)體模塊，如IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor，絕緣柵雙極型晶體管)模塊，其焊接工藝分為兩次焊接和三次焊接兩種。傳統(tǒng)工藝為兩次焊接工藝的焊接方式為1、先將所需芯片焊接在襯板上，得到襯板組件；2、將襯板組件、母排、彈簧引線和基板焊接在一起，得到IGBT模塊。這種焊接工藝是基于焊膏進行的焊接，由于大量使用焊膏，焊接后得到的IGBT模塊內(nèi)殘留有大量的助焊劑，對產(chǎn)品的質(zhì)量造成不利影響，因此對焊接后的清洗過程要求很高，清洗的時間非常長，效率很低，不能適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的要求。為了解決上述問題，目前國內(nèi)外一些IGBT模塊制造企業(yè)普遍采用了三次焊接的工藝，三次焊接工藝的焊接方式為1、將所需芯片焊接在襯板上，得到襯板組件；2、將襯板組件和基板焊接在一起，得到基板組件；3、在基板組件和母排、彈簧引線之間進行焊接，以及在基板組件和側(cè)框之間涂膠固化，即所謂的一體化焊接和固化過程，之后得到IGBT模塊。其中前兩次焊接過程采用焊片進行焊接，第三次焊接采用焊膏并同側(cè)框涂膠固化過程結(jié)合在一起進行，這樣焊接工序沒有增加，但由于大大減少了焊膏的使用，對焊接后的清洗過程的要求大幅降低，清洗時間大幅縮短，因此適應(yīng)了大批量生產(chǎn)的要求。上述一體化焊接和固化的工藝雖然基本解決了清洗的瓶頸問題，但還是存在兩個顯著的缺點一是在第三次焊接時仍然需要使用外部的工裝來幫助彈簧引線和母排進行定位及固定，二是在工裝拆卸過程中容易造成母排和彈簧引線的脫落，從而影響產(chǎn)品的對質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

實用新型內(nèi)容本實用新型實施例提供了一種IGBT模塊，使得在第三次焊接過程中，避免了外部工裝的使用，從而排除了工裝拆卸過程給產(chǎn)品帶來的不利影響，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型實施例提供了如下技術(shù)方案一種IGBT模塊，包括基板組件，所述基板組件包括基板和襯板組件，所述襯板組件包括襯板和位于所述襯板上的芯片；固定在所述基板組件上的側(cè)框，所述側(cè)框上設(shè)置有多個筋條，該筋條的中間部位開有母排安放槽，兩端部位設(shè)置有定位孔；彈簧引線，所述彈簧引線的引線端安插在所述定位孔上；固定在所述側(cè)框的筋條上的母排定位器，所述母排定位器上開設(shè)有母排定位槽，所述母排定位槽與所述側(cè)框上的母排安放槽一一對應(yīng)，所述母排定位槽位于所述母排安放槽的正上方；穿過所述母排定位槽安插并固定在所述母排安放槽內(nèi)的多組母排，所述母排的組數(shù)與所述筋條的數(shù)量相同，一組母排包括一個發(fā)射極母排和一個集電極母排。優(yōu)選的，所述側(cè)框上還包括設(shè)置在所述筋條背面且位于所述定位孔附近的定位銷，所述彈簧引線的繞圈固定在所述定位銷上。優(yōu)選的，所述母排定位器的背面邊緣設(shè)置有卡槽，所述母排定位器通過所述卡槽固定在所述側(cè)框的筋條上。 優(yōu)選的，所述母排定位器的材質(zhì)與所述側(cè)框的材質(zhì)相同。優(yōu)選的，所述母排定位器采用注塑工藝一體成型。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點本實用新型實施例提供的IGBT模塊，通過采用定位孔固定彈簧引線，從而避免了焊接彈簧引線過程中定位工裝的使用，并且，通過采用母排定位器將母排固定在母排定位槽內(nèi)，從而避免了在母排焊接過程中外部定位工裝的使用，而且在完成第三次焊接過程后，母排定位器不需取出，而是保留在IGBT模塊內(nèi)部，從而排除了工裝拆卸過程給產(chǎn)品帶來的不利影響，進而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

通過附圖所示，本實用新型的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本實用新型的主旨。圖I為本實用新型實施例公開的IGBT模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例公開的IGBT模塊中基板組件的結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實用新型實施例公開的IGBT模塊中側(cè)框的正面結(jié)構(gòu)圖；圖4為本實用新型實施例公開的IGBT模塊中側(cè)框的背面結(jié)構(gòu)圖；圖5為本實用新型實施例公開的IGBT模塊安裝彈簧引線后的側(cè)框的正面結(jié)構(gòu)圖；圖6為本實用新型實施例公開的IGBT模塊安裝彈簧引線后的側(cè)框的背面結(jié)構(gòu)圖；圖7為本實用新型實施例公開的IGBT模塊彈簧引線安裝區(qū)域的放大圖；圖8為本實用新型實施例公開的IGBT模塊中母排定位器的正面結(jié)構(gòu)圖；圖9為本實用新型實施例公開的IGBT模塊中母排定位器的背面結(jié)構(gòu)圖；圖10為本實用新型實施例公開的IGBT模塊中母排定位器安裝后的結(jié)構(gòu)圖；圖11為本實用新型實施例公開的IGBT模塊中母排安裝后的整體結(jié)構(gòu)圖；圖12為本實用新型實施例公開的IGBT模塊中母排安裝后母排所在區(qū)域的剖面圖；圖13為本實用新型實施例公開的另一 IGBT模塊的結(jié)構(gòu)圖；圖14為本實用新型實施例公開的IGBT模塊制作方法流程圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型，但是本實用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。其次，本實用新型結(jié)合示意圖進行詳細描述，在詳述 本實用新型實施例時，為便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本實用新型保護的范圍。此外，在實際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。正如背景技術(shù)所述，現(xiàn)有技術(shù)的IGBT模塊的制作過程中，在第三次焊接完成后，在外部定位工裝的拆卸過程中，經(jīng)常會造成母排和彈簧引線的脫落，影響產(chǎn)品的質(zhì)量和生
產(chǎn)效率?；谏鲜鰡栴}，本實用新型實施例提供了一種IGBT模塊，其結(jié)構(gòu)圖如圖I所示，該IGBT模塊包括 基板組件11，如圖2所示，為基板組件11的結(jié)構(gòu)圖，所述基板組件11包括基板110和襯板組件，所述襯板組件包括襯板111和位于所述襯板111上的芯片112 ；固定在所述基板組件11上的側(cè)框12，如圖3和圖4所示，圖3為側(cè)框12的正面結(jié)構(gòu)圖，圖4為側(cè)框12的背面結(jié)構(gòu)圖,所述側(cè)框12上設(shè)置有多個筋條120,該筋條120的中間部位開有母排安放槽121，以便于放置母排，筋條120的兩端部位設(shè)置有定位孔122，另外，所述側(cè)框12上還包括設(shè)置在所述筋條120背面且位于所述定位孔附近的定位銷123 ；彈簧引線14，如圖5、圖6和圖7所示，示出了彈簧引線14在側(cè)框12上的定位情況，圖5為安裝彈簧引線14后的側(cè)框的正面結(jié)構(gòu)圖，圖6為安裝彈簧引線14后的側(cè)框的背面結(jié)構(gòu)圖，圖7為彈簧引線安裝區(qū)域的放大圖，所述彈簧引線14的引線端140安插在所述定位孔122上，所述彈簧引線14的繞圈141固定在所述定位銷123上，具體為彈簧引線14的繞圈141掛到定位銷123上，以固定彈簧引線繞圈的位置；固定在所述側(cè)框12的筋條120上的母排定位器13，具體的，參見圖8和圖9，圖8為母排定位器的正面結(jié)構(gòu)圖，圖9為其背面結(jié)構(gòu)圖，所述母排定位器13上開設(shè)有母排定位
槽130,所述母排定位槽130與所述側(cè)框12上的母排安放槽121--對應(yīng)，安裝后，所述母
排定位槽130位于所述母排安放槽121的正上方，如圖10所示。另外，本實施例中為了便于將母排定位器13固定在側(cè)框12的筋條120上，在母排定位器13的背面邊緣設(shè)置有卡槽131，所述母排定位器13通過所述卡槽131固定在所述側(cè)框12的筋條120上，即卡槽131的凹陷部與側(cè)框上的凸起部相對應(yīng)，同理，卡槽131的凸起部與側(cè)框上的凹陷部相對應(yīng)，以使母排定位器13與側(cè)框12接觸部位相吻合，從而將母排定位器穩(wěn)定的固定在側(cè)框的筋條上；該IGBT模塊還設(shè)置有多個母排15，母排15的安裝方式如圖11和圖12所示，圖11為母排安裝后的整體結(jié)構(gòu)圖，圖12為母排安裝后母排所在區(qū)域的剖面圖，從圖母排15穿過母排定位器13上的母排定位槽130安插并固定在所述側(cè)框12上的母排安放槽121內(nèi)，所述母排15的組數(shù)與所述側(cè)框12上的筋條120的數(shù)量相同，一組母排包括一個發(fā)射極母排和一個集電極母排。需要說明的是，為了便于將母排定位器13與側(cè)框12連接在一起，本實施例中優(yōu)選為所述母排定位器的材質(zhì)與所述側(cè)框的材質(zhì)相同，并且，為了保證母排定位器13結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，采用注塑工藝一體成型的方式制作母排定位器13。但是，本實施例中并不限定所述母排定位器的材質(zhì)與所述側(cè)框的材質(zhì)必須相同，只要二者均為非金屬即可，并且，母排定位器的制作方式也不僅僅限定為注塑工藝一體成型，只要采用與其材質(zhì)相對應(yīng)的制作方式進行制作即可。 由于彈簧引線14的引線端140和繞圈141不同軸，為了更好的固定彈簧引線，本實施例中除了通過將引線端140插入定位孔122，以固定引線端140之外，還采用定位銷123來固定繞圈141，從而可以保證彈簧引線的穩(wěn)固性，減少了彈簧引線脫落的可能性。另外，由于側(cè)框12的筋條120上的母排安放槽121的厚度很小，不足以支持母排焊接過程中母排的穩(wěn)定性，本實施例中通過增加母排定位器來穩(wěn)定母排，由于母排定位器13上的母排定位槽130的厚度較大，滿足了焊接過程中母排穩(wěn)定性的要求，從而避免了外部定位工裝的使用，而且第三次焊接完成后，母排定位器13作為一個部件保留在IGBT模塊內(nèi)部，即減少了拆卸的過程，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量和操作效率。本實用新型實施例公開的IGBT模塊，通過采用定位孔和定位銷固定彈簧引線，從而避免了焊接彈簧引線過程中定位工裝的使用，并且，通過采用母排定位器將母排固定在母排定位槽內(nèi)，從而避免了在母排焊接過程中外部定位工裝的使用，而且在完成第三次焊接過程后，母排定位器不需取出，而是保留在IGBT模塊內(nèi)部，從而排除了工裝拆卸過程給產(chǎn)品帶來的不利影響，進而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。需要說明的是，本實施例中對該IGBT模塊包含的襯板和母排的數(shù)量不做限定，不過該IGBT模塊中襯板的個數(shù)和母排的個數(shù)是相同的，以圖I和圖13為例，圖I中示出的IGBT模塊中具有6個襯板，3組母排(即3個集電極母排和3個發(fā)射極母排)，圖13中示出的IGBT模塊中具有4個襯板，2組母排，從圖中可以看出，一個母排定位槽內(nèi)安裝有一組母排，對應(yīng)母排定位槽下發(fā)的2個襯板。與上述結(jié)構(gòu)實施例相對于，本實用新型另一實施例還公開了一種IGBT模塊的制作方法，以制作上述IGBT模塊，其流程圖如圖14所示，該方法包括以下步驟步驟SlOl :將該IGBT模塊所需芯片焊接在襯板上，得到襯板組件，即第一次焊接過程，本實施例中優(yōu)選采用焊片進行焊接得到襯板組件；步驟S102 :將所述襯板組件焊接在基板上，得到基板組件，即第二次焊接過程，本實施例中優(yōu)選采用焊片進行焊接得到基板組件；以下步驟S103-步驟SllO為第三次焊接過程以及側(cè)框的固化過程步驟S103 :將彈簧引線安插在側(cè)框筋條上的定位孔上；步驟S104 :將所述彈簧引線的繞圈固定在所述筋條背面且位于所述定位孔附近的定位銷上；步驟S105 :在側(cè)框上與基板組件結(jié)合的部位進行涂膠；步驟S106 :在基板組件上需與彈簧引線和母排進行電連接的部位涂上焊膏；[0060]步驟S107 :將安裝有彈簧引線的側(cè)框與基板組件組合在一起，此時彈簧引線的已經(jīng)與基板相接觸，彈簧引線的引腳部分已經(jīng)有了焊膏；步驟S108 :將母排定位器安置在所述側(cè)框上，為了便于后續(xù)母排的焊接，這里可通過母排定位器背面的卡槽，將母排定位器卡在側(cè)框上；步驟S109 :將母排穿過所述母排定位器上的母排定位槽安插在所述側(cè)框上的母排安放槽內(nèi)，母排定位器上的母排定位槽厚度較大，在后續(xù)母排焊接過程中足以支撐母排， 此時母排已經(jīng)與基板接觸，母排的引腳部分已經(jīng)有了焊膏，到這一步驟即完成了 IGBT模塊的組裝過程；步驟SllO :將組裝完成的IGBT模塊送入低溫焊接爐或烘箱中進行焊接和固化，該步驟的焊接和固化是同時進行的，焊接和固化之后，實現(xiàn)了彈簧引線與所述芯片的電性連接，以及母排與所述芯片的電性連接，彈簧引線作為控制電極同時與芯片的集電極、發(fā)射極和柵極電連接，集電極母排與芯片的集電極電連接，發(fā)射極母排與與芯片的發(fā)射極電連接，從而得到焊接好的IGBT模塊。步驟S103-步驟S109完成了 IGBT模塊的組裝過程，這些步驟中某些部件的組裝順序可以根據(jù)實際操作情況進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)，本實施例中對此不做過多限定。步驟Slll :對所述IGBT模塊內(nèi)部殘留的助焊劑進行清洗，之后對該IGBT模塊進行封裝等后續(xù)工序，即可檢測出廠。在完成母排的焊接過程和彈簧引線的焊接過程之后，母排定位器即作為該IGBT模塊內(nèi)部的一個部件保留在模塊內(nèi)部，避免了工裝拆卸過程給母排帶來的不利影響，并且采用定位孔和定位銷固定彈簧引線，從而避免了焊接彈簧引線過程中定位工裝的使用，避免了工裝拆卸過程給彈簧引線帶來的不利影響，進而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，以上實施例公開的IGBT模塊及其制作過程，涉及到的焊接過程(包括襯板組件、基板組件的焊接，以及母排和彈簧引線的焊接)可全部采用焊膏進行焊接，也可以全部采用焊片進行焊接，甚至可以部分采用焊膏焊接，部分采用焊片焊接，本實用新型實施例中為了減輕后續(xù)清洗過程的壓力，縮短清洗時間，優(yōu)選采用焊片進行焊接襯板組件和基板組件，采用焊膏焊接母排和彈簧引線，對于其它若使用焊片焊接工藝進行焊接較困難的部件，也可采用焊膏進行焊接。以上所述實施例，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制。雖然本實用新型已以較佳實施例披露如上，然而并非用以限定本實用新型。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本實用新型技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種IGBT模塊，其特征在于，包括 基板組件，所述基板組件包括基板和襯板組件，所述襯板組件包括襯板和位于所述襯板上的芯片； 固定在所述基板組件上的側(cè)框，所述側(cè)框上設(shè)置有多個筋條，該筋條的中間部位開有母排安放槽，兩端部位設(shè)置有定位孔； 彈簧引線，所述彈簧引線的引線端安插在所述定位孔上； 固定在所述側(cè)框的筋條上的母排定位器，所述母排定位器上開設(shè)有母排定位槽，所述母排定位槽與所述側(cè)框上的母排安放槽一一對應(yīng)，所述母排定位槽位于所述母排安放槽的正上方； 穿過所述母排定位槽安插并固定在所述母排安放槽內(nèi)的多組母排，所述母排的組數(shù)與所述筋條的數(shù)量相同，一組母排包括一個發(fā)射極母排和一個集電極母排。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的IGBT模塊，其特征在于，所述側(cè)框上還包括設(shè)置在所述筋條背面且位于所述定位孔附近的定位銷，所述彈簧引線的繞圈固定在所述定位銷上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的IGBT模塊，其特征在于，所述母排定位器的背面邊緣設(shè)置有卡槽，所述母排定位器通過所述卡槽固定在所述側(cè)框的筋條上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的IGBT模塊，其特征在于，所述母排定位器的材質(zhì)與所述側(cè)框的材質(zhì)相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的IGBT模塊，其特征在于，所述母排定位器采用注塑工藝一體成型。
專利摘要本實用新型實施例公開了一種IGBT模塊，包括基板組件；固定在基板組件上的側(cè)框，側(cè)框上設(shè)置有多個筋條，該筋條的中間部位開有母排安放槽，兩端部位設(shè)置有定位孔；彈簧引線，其引線端安插在所述定位孔上；固定在所述側(cè)框的筋條上的母排定位器，該母排定位器上開設(shè)有母排定位槽，母排定位槽與母排安放槽一一對應(yīng)；穿過母排定位槽安插并固定在母排安放槽內(nèi)的多組母排，所述母排的組數(shù)與所述筋條的數(shù)量相同。本實用新型通過采用定位孔固定彈簧引線，采用母排定位器將母排固定在母排定位槽內(nèi)，避免了焊接彈簧引線和母排過程中外部定位工裝的使用，且焊接完成后不需拆除母排定位器，從而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
文檔編號H01L21/331GK202502986SQ201220060730
公開日2012年10月24日 申請日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者吳煜東, 彭勇殿, 曾雄, 李繼魯, 趙洪濤 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司