专利名称：新型二极管模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及二极管模块，属于功率半导体模块制造领域。
背景技术：
目前市场上广泛使用的二极管模块的结构如图3所示，在铜底板5上设陶瓷片11，芯片8通过上钥片和下钥片7构成的“夹心”结构，然后由电极I将各“夹心”结构的芯片8构成一回路；封装体内下部采用硅凝胶3密封，上部采用环氧树脂9密封。其结构特点“夹心”结构的芯片8焊接在电极I之间，焊接组件设置在陶瓷片11上，再进行封装。存在的问题是1、存在热阻大，不利于模块的散热，造成产品性能下降；2、机械应力大和寿命低；3、环氧树脂的灌封步骤对环境和人体有一定的危害。
发明内容本实用新型针对以上问题，提供了一种能降低模块的热阻，提高模块的散热性；消除机械应力对芯片的影响，提高产品寿命；取消环氧树脂及其灌封工艺的新型二极管模块。本实用新型的技术方案是包括底面敞口的壳体、铜底板、两块芯片和三支电极，在所述壳体内芯片与电极的连接的位置灌封有硅凝胶，所述三支电极中包括两同性电极和一异性电极，还包括覆铜陶瓷板、连接桥和钥片，两所述芯片的底面分别焊接在所述覆铜陶瓷板的覆铜面上，在两所述芯片的顶面分别焊接所述钥片；各所述钥片分别通过连接桥一一对应地连接所述同性电极；所述异性电极连接所述覆铜面；所述覆铜陶瓷板固定连接在所述铜底板上。所述壳体顶部设有注胶孔；所述硅凝胶顶面高度淹没所述连接桥的顶面，使得所述硅凝胶顶面与所述壳体顶面之间具有空隙。还包括壳体和铜底板的连接结构；所述连接结构为所述壳体两侧端面分别设有凸边，所述凸边上设有通孔一；所述铜底板上开设有通孔二，所述通孔二孔面中部设有一圈凹槽；还包括衬套，所述衬套呈筒状、顶部筒口设外翻的台肩，筒体外表面设有一圈凸起；所述凸起与所述凹槽相连接。本实用新型在铜底板上设置了覆铜陶瓷板(DBC)，二极管芯片直接焊接在该板上，二极管芯片的顶面通过具有弹性变形能力的连接桥与刚性的电极相连，这样就有效避免了芯片直接承受电极工作时的机械应力。壳体与铜底板之间采用了特殊的连接结构，其中衬套作为两者的定位、连接件，使得两者之间的位置准确定位，然后再通过灌装硅凝胶对芯片连接部位进行绝缘性封闭，这样壳体与铜底板之间形成了一种去应力连接结构；同时硅凝胶上部为空隙，增加了散热性能的同时，相对于现有技术取消了环氧树脂灌封工艺，使得本实用新型产品的加工更加环保。本实用新型的产品，整体无内应力，使用时芯片不承受机械载荷，加工环保，热效应好。
[0008]图1是本实用新型的结构示意图，图2是图1中M处局部放大图，图3是本实用新型的背景技术示意图；图中I是电极,2是连接桥，3是娃凝I父，4是衬套，41是台肩，45是凸起，5是铜底板，51是通孔二，511是凹槽，6是覆铜陶瓷板，7是钥片，8是芯片，9是壳体，91是注胶孔，92是信号线孔，93是凸边，931是通孔一，94是肋板，10是环氧树脂，11是陶瓷片。
具体实施方式
本实用新型如图1、2所示，新型二极管模块，包括底面敞口的壳体9、铜底板5、两块芯片8和三支电极I，在所述壳体9内芯片8与电极I的连接的位置灌封有硅凝胶3，所述三支电极I中包括两同性电极I和一异性电极1，还包括覆铜陶瓷板6、连接桥2和钥片7，两所述芯片8的底面分别焊接在所述覆铜陶瓷板6的覆铜面上，在两所述芯片8的顶面分别焊接所述钥片7 ;各所述钥片7分别通过连接桥2 —一对应地连接所述同性电极1，避免了芯片8与电极I的直接连接接触；所述异性电极I连接所述覆铜面；所述覆铜陶瓷板6固定连接在所述铜底板上。上述电极I为刚性材料，连接桥2为弹性材料，利用具有弹性变形能力的连接桥2作为缓冲，这样，即可在加工及使用过程中有效的避免因电极I承受机械应力而对芯片8产生损伤的问题。所述壳体9顶部设有注胶孔91 ;所述硅凝胶3顶面高度淹没所述连接桥2的顶面，使得所述硅 凝胶3顶面与所述壳体9顶面之间具有空隙。这样，即可无需环氧树脂灌封工艺，同时利用硅凝胶3顶面与壳体9顶面之间存在的空隙，使其散热效果大幅提升；另一方面也使其加工更加环保。还包括壳体9和铜底板5的连接结构；所述连接结构为所述壳体9两侧端面分别设有凸边93，所述凸边93上设有通孔一 931 ;所述铜底板5上开设有通孔二 51，所述通孔二 51孔面中部设有一圈凹槽511 ;还包括衬套4，所述衬套4呈筒状、顶部筒口设外翻的台肩41，筒体外表面设有一圈凸起45 ;所述凸起45与所述凹槽511相连接。在壳体9与铜底板5之间的连接结构中，使用筒状衬套4作为两者的定位、连接件，在制作时使得两者之间的位置准确定位，在使用时能避免底板或壳体直接承载螺钉的压力，造成底板或壳体损坏；再通过灌装硅凝胶对芯片8连接部位进行绝缘性封闭，使得壳体9与铜底板5之间形成了一种去应力连接结构；此外，在壳体9的侧面和凸边93之间设有肋板94，使得壳体9的结构更加稳固；在壳体9上设置了信号线孔92，这样，本实用新型中的壳体9同时也可以兼做晶闸管的壳体。本实用新型的技术效果通过对二极管模块内部结构的改进，使其外部结构更加稳定、牢靠，内部无应力、芯片不承受机械载荷，同时具有加工环保，热效应好等特点。
权利要求1.新型二极管模块，包括底面敞口的壳体、铜底板、两块芯片和三支电极，在所述壳体内芯片与电极的连接的位置灌封有硅凝胶，所述三支电极中包括两同性电极和一异性电极，其特征在于，还包括覆铜陶瓷板、连接桥和钥片，两所述芯片的底面分别焊接在所述覆铜陶瓷板的覆铜面上，在两所述芯片的顶面分别焊接所述钥片；各所述钥片分别通过连接桥一一对应地连接所述同性电极；所述异性电极连接所述覆铜面；所述覆铜陶瓷板固定连接在所述铜底板上。
2.根据权利要求1所述的新型二极管模块，其特征在于，所述壳体顶部设有注胶孔；所述硅凝胶顶面高度淹没所述连接桥的顶面，使得所述硅凝胶顶面与所述壳体顶面之间具有空隙。
3.根据权利要求1或2所述的新型二极管模块，其特征在于，还包括壳体和铜底板的连接结构；所述连接结构为所述壳体两侧端面分别设有凸边，所述凸边上设有通孔一；所述铜底板上开设有通孔二，所述通孔二孔面中部设有一圈凹槽；还包括衬套，所述衬套呈筒状、顶部筒口设外翻的台肩，筒体外表面设有一圈凸起；所述凸起与所述凹槽相连接。
专利摘要新型二极管模块，属于功率半导体模块制造领域。提供了一种能降低模块的热阻，提高模块的散热性；消除机械应力对芯片的影响，提高寿命；取消环氧树脂及其灌封工艺的新型二极管模块。包括底面敞口的壳体、铜底板、两块芯片和三支电极，在所述壳体内灌封有硅凝胶，所述三支电极中包括两同性电极和一异性电极，还包括覆铜陶瓷板、连接桥和钼片，两所述芯片的底面分别焊接在所述覆铜陶瓷板的覆铜面上，在两所述芯片的顶面分别焊接所述钼片；各所述钼片分别通过连接桥一一对应地连接所述同性电极；所述异性电极连接所述覆铜面；所述覆铜陶瓷板固定连接在所述铜底板上。本实用新型的产品，整体无内应力，使用时芯片不承受机械载荷，加工环保，热效应好。
文档编号H01L23/31GK202888160SQ201220600089
公开日2013年4月17日 申请日期2012年11月14日 优先权日2012年11月14日
发明者周锦源, 蒋陆金, 臧凯晋, 柏治国 申请人:江苏爱普特半导体有限公司