一種金屬連接件及功率半導(dǎo)體模塊的制作方法
【專利摘要】一種金屬連接件及功率半導(dǎo)體模塊，所述的金屬連接件主要由一端通過冷軋、滾壓、沖壓等方法使金屬的晶格發(fā)生畸變從而具有較高機械強度的硬化端，另一端未做處理而保持原有機械強度的焊接端組成，所述的硬化端與焊接端之間至少有一段具有一定坡度的硬化過渡段；所述硬化過渡段與焊接端之間至少有一帶有較大圓弧折彎結(jié)構(gòu)的緩沖段;所述的金屬連接件被注塑在一絕緣外殼內(nèi)，絕緣外殼與一散熱基板通過密封膠進行填充；半導(dǎo)體芯片通過焊料焊接在DBC上銅層上，DBC上銅層和下銅層間具有陶瓷絕緣層，下銅層通過焊料焊接在散熱基板上；半導(dǎo)體芯片通過金屬線將電極引到DBC上銅層上，金屬連接件的焊接端通過大功率的超聲波壓接到DBC上銅層上；金屬連接件硬化端插入外部電氣端的焊接孔內(nèi)并通過焊料連接。
【專利說明】一種金屬連接件及功率半導(dǎo)體模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種用于功率半導(dǎo)體模塊封裝的金屬連接件及其應(yīng)用，屬于電力電子學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波焊接要求材料的機械強度在一定的范圍內(nèi)，而外部電路要求半導(dǎo)體模塊電氣具有一定的機械強度，使其在安裝過程中不容易變形，所以需要尋找一種具有不同硬度的金屬連接件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用安裝方便，能有效提高功率半導(dǎo)體模塊封裝效果的金屬連接件及功率半導(dǎo)體模塊。
[0004]本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，
一種金屬連接件，它主要由一端通過冷軋、滾壓、沖壓等方法使金屬的晶格發(fā)生畸變從而具有較高機械強度的硬化端，另一端未作助理而保持原有機械強度的焊接端組成，所述的硬化端與焊接端之間至少有一段具有一定坡度的硬化過渡段；所述硬化過渡段與焊接端之間至少有一帶有較大圓弧折彎結(jié)構(gòu)的緩沖段。
[0005]所述的與硬化過渡段相鄰有一非硬化段，其上開設(shè)有一用于連接件與絕緣外殼注塑或插接時提供穩(wěn)固性的定位孔；所述的硬化端頭部具有使之能夠方便插入外部電路板進行焊接的倒角。
[0006]所述硬化過渡段與硬化端之間有一段可以固定外部電路板、具有錐形結(jié)構(gòu)的硬化段。
[0007]—種使用如上所述金屬連接件的功率半導(dǎo)體模塊，所述的金屬連接件被注塑在一絕緣外殼內(nèi)，絕緣外殼與一散熱基板通過密封膠進行填充；半導(dǎo)體芯片通過焊料焊接在DBC上銅層上，DBC上銅層和下銅層間具有陶瓷絕緣層，下銅層通過焊料焊接在散熱基板上；半導(dǎo)體芯片通過金屬線將電極引到DBC上銅層上，金屬連接件的焊接端通過大功率的超聲波壓接到DBC上銅層上；金屬連接件硬化端插入外部電氣端的焊接孔內(nèi)并通過焊料連接。
[0008]本發(fā)明主要是通過金屬加工硬化的特性制造一種在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域使用的金屬連接件及其應(yīng)用，該連接件的兩端具有不同的機械強度，機械強度較高的一端用于外部電氣結(jié)構(gòu)的連接，機械強度較低的一端用于內(nèi)部電路的連接，其中間過渡區(qū)域設(shè)置變形緩沖區(qū)和固定結(jié)構(gòu)，它具有結(jié)構(gòu)簡單，使用安裝方便，能有效提高功率半導(dǎo)體模塊封裝效果等特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明所述的金屬連接件結(jié)構(gòu)示意圖。[0010]圖2為應(yīng)用有金屬連接件的功率半導(dǎo)體模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細的介紹:圖1所示，本發(fā)明所述的金屬連接件，它主要由一端通過冷軋、滾壓、沖壓等方法使金屬的晶格發(fā)生畸變從而具有較高機械強度的硬化端1，另一端未作助理而保持原有機械強度的焊接端6組成，其特征在于所述的硬化端I與焊接端6之間至少有一段具有一定坡度的硬化過渡段3 ;所述硬化過渡段3與焊接端6之間至少有一帶有較大圓弧折彎結(jié)構(gòu)的緩沖段5。
[0012]所述的與硬化過渡段3相鄰有一非硬化段4，其上開設(shè)有一用于連接件與絕緣外殼注塑或插接時提供穩(wěn)固性的定位孔41 ;所述的硬化端I頭部具有使之能夠方便插入外部電路板進行焊接的倒角。
[0013]所述硬化過渡段3與硬化端I之間有一段可以固定外部電路板、具有錐形結(jié)構(gòu)的硬化段2。
[0014]圖2所示，一種使用如上所述金屬連接件的功率半導(dǎo)體模塊，所述的金屬連接件被注塑在一絕緣外殼10內(nèi)，絕緣外殼10與一散熱基板12通過密封膠11進行填充；半導(dǎo)體芯片15通過焊料16焊接在DBC上銅層13上，DBC上銅層13和下銅層18間具有陶瓷絕緣層17，下銅層18通過焊料19焊接在散熱基板上；半導(dǎo)體芯片通過金屬線14將電極引到DBC上銅層13上，金屬連接件的焊接端6通過大功率的超聲波壓接到DBC上銅層13上；金屬連接件硬化端I插入外部電氣端7的焊接孔9內(nèi)并通過焊料8連接。
[0015]實施例:
本發(fā)明是通過冷軋、滾壓、沖壓等方法使金屬的晶格發(fā)生畸變，利用金屬的加工硬化的特性制造出一種金屬連接件，其被加工過的一端具有較高機械強度，另一端則不做處理，保持原有的機械強度。如圖1所示，硬化端I具有較高的機械強度，其頭部具有倒角，使之能夠更加容易的能夠插入外部電路板進行焊接。硬化端I與外部電路使用焊料焊接或機械式的接觸連接，其表面可以鍍金、銀、錫、鎳等金屬。硬化端2處具有錐形結(jié)構(gòu)，可以固定外部電路板的安裝位置。硬化過渡段3是硬化部分與非硬化部分的過渡段，具有一定的坡度或弧度，能使應(yīng)變緩慢的過渡。非硬化端有定位孔41，用于連接件與絕緣外殼注塑或插接時提供穩(wěn)固性。緩沖結(jié)構(gòu)5由帶有較大圓弧的折彎結(jié)構(gòu)，在連接件與模塊內(nèi)部電路連接時起到調(diào)節(jié)應(yīng)變和間隙的作用。超聲波焊接端6用于功率半導(dǎo)體模塊內(nèi)部電路的連接。
[0016]該金屬連接件在功率模塊中的應(yīng)用如圖2所示，金屬連接件被注塑在絕緣外殼10內(nèi)，絕緣外殼10與散熱基板12通過密封膠11進行填充。半導(dǎo)體芯片15通過焊料16焊接在DBC上銅層13上，DBC上銅層13和下銅層18間具有陶瓷絕緣層17，下銅層18通過焊料19焊接在散熱基板上。半導(dǎo)體芯片通過金屬線14將電極引到DBC上銅層13上，金屬連接件超聲波焊接端6通過大功率的超聲波壓接到DBC上銅層13上。金屬連接件硬化端I插入外部電氣端7的焊接孔9內(nèi)，通過焊料8進行連接。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬連接件，它主要由一端通過冷軋、滾壓、沖壓等方法使金屬的晶格發(fā)生畸變從而具有較高機械強度的硬化端，另一端未做處理而保持原有機械強度的焊接端組成，其特征在于所述的硬化端(I)與焊接端(6)之間至少有一段具有一定坡度的硬化過渡段(3);所述硬化過渡段(3)與焊接端(6)之間至少有一帶有較大圓弧折彎結(jié)構(gòu)的緩沖段(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬連接件，其特征在于所述的與硬化過渡段(3)相鄰有一非硬化段(4)，其上開設(shè)有一用于連接件與絕緣外殼注塑或插接時提供穩(wěn)固性的定位孔(41);所述的硬化端(I)頭部具有使之能夠方便插入外部電路板進行焊接的倒角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述金屬連接件，其特征在于所述硬化過渡段(3)與硬化端(I)之間有一段可以固定外部電路板、具有錐形結(jié)構(gòu)的硬化段(2)。
4.一種使用如權(quán)利要求1或2或3所述金屬連接件的功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于所述的金屬連接件被注塑在一絕緣外殼(10)內(nèi)，絕緣外殼(10)與一散熱基板(12)通過密封膠(11)進行填充；半導(dǎo)體芯片(15)通過焊料(16)焊接在DBC上銅層(13)上，DBC上銅層(13)和下銅層(18)間具有陶瓷絕緣層(17)，下銅層(18)通過焊料(19)焊接在散熱基板上；半導(dǎo)體芯片通過金屬線(14)將電極引到DBC上銅層(13)上，金屬連接件的焊接端(6)通過大功率的超聲波壓接到DBC上銅層(13)上；金屬連接件硬化端⑴插入外部電氣端(7)的焊接孔(9)內(nèi)并通過焊料(8)連接。
【文檔編號】H01L23/488GK103779305SQ201410033939
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】雷鳴 申請人:嘉興斯達微電子有限公司