一種帶彈片雙層灌膠的功率模塊的制作方法
【專利摘要】一種帶彈片雙層灌膠的功率模塊，它包括：一覆銅陶瓷基板DBC，一通過回流焊焊接在覆銅陶瓷基板DBC上的芯片，所述的芯片通過覆銅陶瓷基板DBC上的鍵合鋁線實現(xiàn)電氣連接，所述的覆銅陶瓷基板DBC上通過預刷焊料和感應加熱焊接有多個彈片，所述的彈片預裝在一外殼中，在所述外殼內(nèi)灌封有一層硅凝膠和一層環(huán)氧樹脂；所述的制備方法包括：a）先將所需彈片全部預裝進外殼；b）封殼后通過感應加熱技術和預涂的焊料實現(xiàn)彈片和DBC的焊接；c）完成焊接后在功率模塊中灌入一層硅凝膠，高度需覆蓋DBC、芯片、鍵合線，等待硅凝膠固化；d）硅凝膠固化后，在功率模塊中灌入一層環(huán)氧樹脂，覆蓋彈片的直線段；然后進行環(huán)氧樹脂的固化。
【專利說明】
一種帶彈片雙層灌膠的功率模塊
技術領域
[0001]本實用新型涉及的是一種彈片焊接后用硅凝膠和環(huán)氧樹脂進行雙層灌封的功率模塊，屬于電力電子學的功率模塊設計、制造和封裝技術領域。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的功率模塊采用焊接工藝實現(xiàn)可靠的電氣連接，但是傳下來的力會造成焊點的焊接疲勞，影響功率模塊的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，而提供一種結構合理，使用方便，采用感應焊接技術實現(xiàn)多個彈片和DBC之間穩(wěn)定可靠的電氣連接，采取硅凝膠和環(huán)氧樹脂在模塊中的雙層灌膠，以固定彈片，保護焊點，既實現(xiàn)了功率模塊與外部可靠的電氣連接，又實現(xiàn)了對端子和焊點保護的帶彈片雙層灌封的功率模塊及制備方法。
[0004]本實用新型的目的是通過如下技術方案來完成的，一種帶彈片雙層灌膠的功率模塊，它主要包括:一覆銅陶瓷基板DBC，一通過回流焊焊接在覆銅陶瓷基板DBC上的芯片，所述的芯片通過覆銅陶瓷基板DBC上的鍵合鋁線實現(xiàn)電氣連接，所述的覆銅陶瓷基板DBC上通過預刷焊料和感應加熱焊接有多個彈片，所述的彈片預裝在一外殼中，在所述外殼內(nèi)灌封有一層硅凝膠和一層環(huán)氧樹脂。
[0005]作為優(yōu)選:所述的外殼配置有用于安裝彈片的穴位，使彈片裝入后不會自然掉落；所述的多個彈片全部預裝在所述的外殼中，彈片與外部應用端連接;所述的彈片在封殼后通過預刷焊料和感應加熱一起焊接到覆銅陶瓷基板DBC上;外殼配置有灌膠用通孔，用于往模塊中灌注硅凝膠和環(huán)氧樹脂。
[0006]作為優(yōu)選:所述外殼內(nèi)灌入的一層硅凝膠，其高度覆蓋覆銅陶瓷基板DBC、芯片和鍵合線;而在硅凝膠上方灌入的一層環(huán)氧樹脂，其高度低于彈片的彎曲段，覆蓋彈片的直線段;所述的外殼材料是PBT、PPA或PPS。
[0007]—種如上所述帶彈片雙層灌膠的功率模塊的制備方法，所述的制備方法包括如下步驟:
[0008]a)先將所需彈片全部預裝進外殼，然后進行封殼；
[0009]b)封殼后通過感應加熱技術和預涂的焊料實現(xiàn)彈片和DBC的焊接；
[0010]c)完成焊接后在功率模塊中灌入一層硅凝膠，高度需覆蓋DBC、芯片、鍵合線，等待硅凝膠固化；
[0011]d)硅凝膠固化后，在功率模塊中灌入一層環(huán)氧樹脂，高度低于彈片的彎曲段，覆蓋彈片的直線段;然后進行環(huán)氧樹脂的固化。
[0012]本實用新型具有結構合理，使用方便等特點，使用彈片焊接技術，既實現(xiàn)可靠的電氣連接，又實現(xiàn)了外部應用端的方便連接;采取硅凝膠和環(huán)氧樹脂在功率模塊內(nèi)的雙層灌封，將柔軟、應力較小的硅凝膠在下層保護芯片、鍵合線、DBC等脆弱的元器件，將環(huán)氧樹脂灌在硅凝膠上面以固定彈片，保護焊點。既實現(xiàn)了模塊于外部可靠的電氣連接，又實現(xiàn)了對端子和焊點的保護;本實用新型采用在原來硅凝膠的上面加灌一層環(huán)氧樹脂，可以固定彈片，是力不再向下傳到到焊點，提高了焊接的可靠性。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型所述功率模塊的結構示意圖。
[0014]圖2是本實用新型所述功率模塊的剖面結構示意圖。
[0015]【具體實施方式】:
[0016]下面將結合附圖對本實用新型作詳細介紹:圖1-2所示，本實用新型所述的一種帶彈片雙層灌膠的功率模塊，它主要包括:一覆銅陶瓷基板DBC，一通過回流焊焊接在覆銅陶瓷基板DBC上的芯片，所述的芯片通過覆銅陶瓷基板DBC上的鍵合鋁線實現(xiàn)電氣連接，所述的覆銅陶瓷基板DBC上通過預刷焊料和感應加熱焊接有多個彈片，所述的彈片預裝在一外殼中，在所述外殼內(nèi)灌封有一層硅凝膠和一層環(huán)氧樹脂。
[0017]圖中所示，本實用新型所述的外殼配置有用于安裝彈片的穴位，使彈片裝入后不會自然掉落;所述的多個彈片全部預裝在所述的外殼中，彈片與外部應用端連接;所述的彈片在封殼后通過預刷焊料和感應加熱一起焊接到覆銅陶瓷基板DBC上;外殼配置有灌膠用通孔，用于往模塊中灌注硅凝膠和環(huán)氧樹脂。
[0018]本實用新型所述外殼內(nèi)灌入的一層硅凝膠，其高度覆蓋覆銅陶瓷基板DBC、芯片和鍵合線;而在硅凝膠上方灌入的一層環(huán)氧樹脂，其高度低于彈片的彎曲段，覆蓋彈片的直線段;所述的外殼材料是PBT、PPA或PPS。
[0019]一種如上所述帶彈片雙層灌膠的功率模塊的制備方法，所述的制備方法包括如下步驟:
[0020]a)先將所需彈片全部預裝進外殼，然后進行封殼；
[0021 ] b)封殼后通過感應加熱技術和預涂的焊料實現(xiàn)彈片和DBC的焊接；
[0022]c)完成焊接后在功率模塊中灌入一層硅凝膠，高度需覆蓋DBC、芯片、鍵合線，等待硅凝膠固化；
[0023]d)硅凝膠固化后，在功率模塊中灌入一層環(huán)氧樹脂，高度低于彈片的彎曲段，覆蓋彈片的直線段;然后進行環(huán)氧樹脂的固化。
[0024]實施例:圖1所示，本實用新型所述的功率模塊中，包含如圖所示的覆銅陶瓷基板DBCl，IGBT芯片，二極管芯片，鍵合鋁線，塑料外殼2，彈片3，硅凝膠4，環(huán)氧樹脂5。將芯片通過回流焊焊接在覆銅陶瓷基板相應的導電銅層上;芯片和覆銅陶瓷基板DBCl相應的導電銅層之間通過鍵合鋁線形成電氣連接;將功率模塊所需要的彈片預裝入塑料外殼2中；塑料外殼2和覆銅陶瓷基板DBCl之間通過密封膠粘結;通過感應加熱和封殼前預涂的焊料實現(xiàn)彈片3和覆銅陶瓷基板DBCl之間的焊接;通過塑料外殼2上設置的通孔往功率模塊中灌注硅凝膠4;通過塑料外殼2上設置的通孔往功率模塊中灌注環(huán)氧樹脂5;彈片3通過塑料外殼2上開口與外部應用端連接。
[0025]圖2所示，先將彈片3預裝入塑料外殼2中，然后進行封殼。通過感應加熱和預涂焊料實現(xiàn)彈片3和覆銅陶瓷基板DBCl之間的焊接。在功率模塊中灌入一層硅凝膠4，高度需覆蓋DBC1、芯片、鍵合線。硅凝膠固化后，再在功率模塊中灌入一層環(huán)氧樹脂5，高度低于彈片3的彎曲段，覆蓋彈片3的直線段，然后進行環(huán)氧樹脂的固化。
【主權項】
1.一種帶彈片雙層灌膠的功率模塊，它主要包括:一覆銅陶瓷基板DBC，一通過回流焊焊接在覆銅陶瓷基板DBC上的芯片，所述的芯片通過覆銅陶瓷基板DBC上的鍵合鋁線實現(xiàn)電氣連接，其特征在于所述的覆銅陶瓷基板DBC上通過預刷焊料和感應加熱焊接有多個彈片，所述的彈片預裝在一外殼中，在所述外殼內(nèi)灌封有一層硅凝膠和一層環(huán)氧樹脂。2.根據(jù)權利要求1所述的帶彈片雙層灌膠的功率模塊，其特征在于所述的外殼配置有用于安裝彈片的穴位，使彈片裝入后不會自然掉落;所述的多個彈片全部預裝在所述的外殼中，彈片與外部應用端連接;所述的彈片在封殼后通過預刷焊料和感應加熱一起焊接到覆銅陶瓷基板DBC上;外殼配置有灌膠用通孔，用于往模塊中灌注硅凝膠和環(huán)氧樹脂。3.根據(jù)權利要求1或2所述的帶彈片雙層灌膠的功率模塊，其特征在于所述外殼內(nèi)灌入的一層硅凝膠，其高度覆蓋覆銅陶瓷基板DBC、芯片和鍵合線；而在硅凝膠上方灌入的一層環(huán)氧樹脂，其高度低于彈片的彎曲段，覆蓋彈片的直線段；所述的外殼材料是PBT、PPA或PPSo
【文檔編號】H01L23/31GK205452281SQ201620178336
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月9日
【發(fā)明人】熊平, 姚禮軍
【申請人】嘉興斯達半導體股份有限公司