專利名稱：新型二極管模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及二極管模塊，屬于功率半導(dǎo)體模塊制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前市場上廣泛使用的二極管模塊的結(jié)構(gòu)如圖3所示，在銅底板5上設(shè)陶瓷片11，芯片8通過上鑰片和下鑰片7構(gòu)成的“夾心”結(jié)構(gòu)，然后由電極I將各“夾心”結(jié)構(gòu)的芯片8構(gòu)成一回路；封裝體內(nèi)下部采用硅凝膠3密封，上部采用環(huán)氧樹脂9密封。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)“夾心”結(jié)構(gòu)的芯片8焊接在電極I之間，焊接組件設(shè)置在陶瓷片11上，再進(jìn)行封裝。存在的問題是1、存在熱阻大，不利于模塊的散熱，造成產(chǎn)品性能下降；2、機(jī)械應(yīng)力大和壽命低；3、環(huán)氧樹脂的灌封步驟對環(huán)境和人體有一定的危害。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對以上問題，提供了一種能降低模塊的熱阻，提高模塊的散熱性；消除機(jī)械應(yīng)力對芯片的影響，提高產(chǎn)品壽命；取消環(huán)氧樹脂及其灌封工藝的新型二極管模塊。本實用新型的技術(shù)方案是包括底面敞口的殼體、銅底板、兩塊芯片和三支電極，在所述殼體內(nèi)芯片與電極的連接的位置灌封有硅凝膠，所述三支電極中包括兩同性電極和一異性電極，還包括覆銅陶瓷板、連接橋和鑰片，兩所述芯片的底面分別焊接在所述覆銅陶瓷板的覆銅面上，在兩所述芯片的頂面分別焊接所述鑰片；各所述鑰片分別通過連接橋一一對應(yīng)地連接所述同性電極；所述異性電極連接所述覆銅面；所述覆銅陶瓷板固定連接在所述銅底板上。所述殼體頂部設(shè)有注膠孔；所述硅凝膠頂面高度淹沒所述連接橋的頂面，使得所述硅凝膠頂面與所述殼體頂面之間具有空隙。還包括殼體和銅底板的連接結(jié)構(gòu)；所述連接結(jié)構(gòu)為所述殼體兩側(cè)端面分別設(shè)有凸邊，所述凸邊上設(shè)有通孔一；所述銅底板上開設(shè)有通孔二，所述通孔二孔面中部設(shè)有一圈凹槽；還包括襯套，所述襯套呈筒狀、頂部筒口設(shè)外翻的臺肩，筒體外表面設(shè)有一圈凸起；所述凸起與所述凹槽相連接。本實用新型在銅底板上設(shè)置了覆銅陶瓷板(DBC)，二極管芯片直接焊接在該板上，二極管芯片的頂面通過具有彈性變形能力的連接橋與剛性的電極相連，這樣就有效避免了芯片直接承受電極工作時的機(jī)械應(yīng)力。殼體與銅底板之間采用了特殊的連接結(jié)構(gòu)，其中襯套作為兩者的定位、連接件，使得兩者之間的位置準(zhǔn)確定位，然后再通過灌裝硅凝膠對芯片連接部位進(jìn)行絕緣性封閉，這樣殼體與銅底板之間形成了一種去應(yīng)力連接結(jié)構(gòu)；同時硅凝膠上部為空隙，增加了散熱性能的同時，相對于現(xiàn)有技術(shù)取消了環(huán)氧樹脂灌封工藝，使得本實用新型產(chǎn)品的加工更加環(huán)保。本實用新型的產(chǎn)品，整體無內(nèi)應(yīng)力，使用時芯片不承受機(jī)械載荷，加工環(huán)保，熱效應(yīng)好。

[0008]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1中M處局部放大圖，圖3是本實用新型的背景技術(shù)示意圖；圖中I是電極,2是連接橋，3是娃凝I父，4是襯套，41是臺肩，45是凸起，5是銅底板，51是通孔二，511是凹槽，6是覆銅陶瓷板，7是鑰片，8是芯片，9是殼體，91是注膠孔，92是信號線孔，93是凸邊，931是通孔一，94是肋板，10是環(huán)氧樹脂，11是陶瓷片。
具體實施方式
本實用新型如圖1、2所示，新型二極管模塊，包括底面敞口的殼體9、銅底板5、兩塊芯片8和三支電極I，在所述殼體9內(nèi)芯片8與電極I的連接的位置灌封有硅凝膠3，所述三支電極I中包括兩同性電極I和一異性電極1，還包括覆銅陶瓷板6、連接橋2和鑰片7，兩所述芯片8的底面分別焊接在所述覆銅陶瓷板6的覆銅面上，在兩所述芯片8的頂面分別焊接所述鑰片7 ;各所述鑰片7分別通過連接橋2 —一對應(yīng)地連接所述同性電極1，避免了芯片8與電極I的直接連接接觸；所述異性電極I連接所述覆銅面；所述覆銅陶瓷板6固定連接在所述銅底板上。上述電極I為剛性材料，連接橋2為彈性材料，利用具有彈性變形能力的連接橋2作為緩沖，這樣，即可在加工及使用過程中有效的避免因電極I承受機(jī)械應(yīng)力而對芯片8產(chǎn)生損傷的問題。所述殼體9頂部設(shè)有注膠孔91 ;所述硅凝膠3頂面高度淹沒所述連接橋2的頂面，使得所述硅 凝膠3頂面與所述殼體9頂面之間具有空隙。這樣，即可無需環(huán)氧樹脂灌封工藝，同時利用硅凝膠3頂面與殼體9頂面之間存在的空隙，使其散熱效果大幅提升；另一方面也使其加工更加環(huán)保。還包括殼體9和銅底板5的連接結(jié)構(gòu)；所述連接結(jié)構(gòu)為所述殼體9兩側(cè)端面分別設(shè)有凸邊93，所述凸邊93上設(shè)有通孔一 931 ;所述銅底板5上開設(shè)有通孔二 51，所述通孔二 51孔面中部設(shè)有一圈凹槽511 ;還包括襯套4，所述襯套4呈筒狀、頂部筒口設(shè)外翻的臺肩41，筒體外表面設(shè)有一圈凸起45 ;所述凸起45與所述凹槽511相連接。在殼體9與銅底板5之間的連接結(jié)構(gòu)中，使用筒狀襯套4作為兩者的定位、連接件，在制作時使得兩者之間的位置準(zhǔn)確定位，在使用時能避免底板或殼體直接承載螺釘?shù)膲毫?，造成底板或殼體損壞；再通過灌裝硅凝膠對芯片8連接部位進(jìn)行絕緣性封閉，使得殼體9與銅底板5之間形成了一種去應(yīng)力連接結(jié)構(gòu)；此外，在殼體9的側(cè)面和凸邊93之間設(shè)有肋板94，使得殼體9的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固；在殼體9上設(shè)置了信號線孔92，這樣，本實用新型中的殼體9同時也可以兼做晶閘管的殼體。本實用新型的技術(shù)效果通過對二極管模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使其外部結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定、牢靠，內(nèi)部無應(yīng)力、芯片不承受機(jī)械載荷，同時具有加工環(huán)保，熱效應(yīng)好等特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.新型二極管模塊，包括底面敞口的殼體、銅底板、兩塊芯片和三支電極，在所述殼體內(nèi)芯片與電極的連接的位置灌封有硅凝膠，所述三支電極中包括兩同性電極和一異性電極，其特征在于，還包括覆銅陶瓷板、連接橋和鑰片，兩所述芯片的底面分別焊接在所述覆銅陶瓷板的覆銅面上，在兩所述芯片的頂面分別焊接所述鑰片；各所述鑰片分別通過連接橋一一對應(yīng)地連接所述同性電極；所述異性電極連接所述覆銅面；所述覆銅陶瓷板固定連接在所述銅底板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型二極管模塊，其特征在于，所述殼體頂部設(shè)有注膠孔；所述硅凝膠頂面高度淹沒所述連接橋的頂面，使得所述硅凝膠頂面與所述殼體頂面之間具有空隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型二極管模塊，其特征在于，還包括殼體和銅底板的連接結(jié)構(gòu)；所述連接結(jié)構(gòu)為所述殼體兩側(cè)端面分別設(shè)有凸邊，所述凸邊上設(shè)有通孔一；所述銅底板上開設(shè)有通孔二，所述通孔二孔面中部設(shè)有一圈凹槽；還包括襯套，所述襯套呈筒狀、頂部筒口設(shè)外翻的臺肩，筒體外表面設(shè)有一圈凸起；所述凸起與所述凹槽相連接。
專利摘要新型二極管模塊，屬于功率半導(dǎo)體模塊制造領(lǐng)域。提供了一種能降低模塊的熱阻，提高模塊的散熱性；消除機(jī)械應(yīng)力對芯片的影響，提高壽命；取消環(huán)氧樹脂及其灌封工藝的新型二極管模塊。包括底面敞口的殼體、銅底板、兩塊芯片和三支電極，在所述殼體內(nèi)灌封有硅凝膠，所述三支電極中包括兩同性電極和一異性電極，還包括覆銅陶瓷板、連接橋和鉬片，兩所述芯片的底面分別焊接在所述覆銅陶瓷板的覆銅面上，在兩所述芯片的頂面分別焊接所述鉬片；各所述鉬片分別通過連接橋一一對應(yīng)地連接所述同性電極；所述異性電極連接所述覆銅面；所述覆銅陶瓷板固定連接在所述銅底板上。本實用新型的產(chǎn)品，整體無內(nèi)應(yīng)力，使用時芯片不承受機(jī)械載荷，加工環(huán)保，熱效應(yīng)好。
文檔編號H01L23/31GK202888160SQ201220600089
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者周錦源, 蔣陸金, 臧凱晉, 柏治國 申請人:江蘇愛普特半導(dǎo)體有限公司