一种半导体模块封装外壳及封装方法与流程

本发明涉及半导体模块封装，具体涉及一种半导体模块封装外壳及封装方法。

背景技术：

1、功率半导体模块封装领域离不开键合工艺，键合工艺的原理是通过机器超声波发生器-放大器-换能器的结构将电能转化为机械能，再通过焊接刀具劈刀将振动能量传到焊盘，实现不同金属之间原子的结合形成金属键。目前使用最多的是铝线键合，铜线铜带键合，该技术已被越来越广泛用于不同行业领域，如半导体封装、汽车、太阳能、电池等。

2、影响键合工艺的因素有很多，行业普遍的疑难点在于：在金属端子上键合金属线的过程中，当前外壳主要是通过注塑工艺将金属端子嵌入到壳体中，且表面都要镀一层金属，如镍，注塑工艺难以控制金属端子与塑料壳体之间的完美结合，需要无空洞，一旦某个区域有空洞，当空洞上方有能量传达，振动时，可能会发生共振现象，造成超声能量的损失，当前功率模块键合危害最大的失效形式就是脱点和虚焊，影响产品质量和可靠性，所以要最大程度降低焊接不良的风险，需要改良当前的外壳结构并匹配合适的工艺参数。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种半导体模块封装外壳及封装方法。

2、具体技术方案如下：

3、一种半导体模块封装外壳，主要包括：金属端子与塑料壳体；

4、所述金属端子为梯形柱结构，所述金属端子的梯形截面包括顶边、底边和两个侧边，所述金属端子通过注塑方式嵌设于所述塑料壳体内，所述顶边外露于所述塑料壳体，所述顶边的宽度l1≤1.5mm。

5、上述的一种半导体模块封装外壳中，还具有这样的特征，所述底边的宽度l2≥2.5mm。

6、上述的一种半导体模块封装外壳中，还具有这样的特征，所述金属端子的上表面压覆有一层厚度为0.2mm的铝层。

7、上述的一种半导体模块封装外壳中，还具有这样的特征，所述侧边与所述底边之间设置有直倒角。

8、上述的一种半导体模块封装外壳中，还具有这样的特征，所述金属端子采用铜材质制成。

9、一种半导体模块封装方法，所述方法采用前面所述的半导体模块封装外壳，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

10、步骤1、将芯片通过真空回流焊接到双面覆铜陶瓷上，得到第一半成品；

11、步骤2，将所述述第一半成品真空回流焊到铜基板上，得到第二半成品；

12、步骤3，将所述外壳与所述第二半成品通过密封胶粘连；

13、步骤4，将铝线的一端键合到所述金属端子上，将铝线的另一端键合到双面覆铜陶瓷或者芯片上，其中，所述步骤4中所用到的键合参数包括force和power，所述参数force的具体数值比所述铝线的最大垂直拉断力大200-300cn，所述参数power的数值是115-125。

14、上述技术方案的积极效果是：

15、本发明提供的一种半导体模块封装外壳及封装方法，金属端子以一种梯形结构通过注塑工艺嵌在塑料壳体中，梯形的顶边的宽度l1≤1.5mm，以避免在注塑过程中难以控制而出现金属端子与塑料壳体之间出现特定区域的空洞，进而可以避免键合过程中出现劈刀打滑、共振等现象造成脱点虚焊，提升焊接质量。

技术特征：

1.一种半导体模块封装外壳，其特征在于，包括：金属端子与塑料壳体；

2.根据权利要求1所述的半导体模块封装外壳，其特征在于，所述底边的宽度l2≥2.5mm。

3.根据权利要求2所述的半导体模块封装外壳，其特征在于，所述金属端子的上表面压覆有一层厚度为0.2mm的铝层。

4.根据权利要求1至3任一项所述的半导体模块封装外壳，其特征在于，所述侧边与所述底边之间设置有直倒角。

5.根据权利要求4所述的半导体模块封装外壳，其特征在于，所述金属端子采用铜材质制成。

6.一种半导体模块封装方法，所述方法采用权利要求1至5任一项所述的半导体模块封装外壳，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种半导体模块封装外壳及封装方法，包括：金属端子与塑料壳体；所述金属端子为梯形柱结构，所述金属端子的梯形截面包括顶边、底边和两个侧边，所述金属端子通过注塑方式嵌设于所述塑料壳体内，所述顶边外露于所述塑料壳体，所述顶边的宽度L1≤1.5mm。该外壳的设计可以避免在注塑过程中难以控制而出现金属端子与塑料壳体之间出现特定区域的空洞，进而可以避免键合过程中出现劈刀打滑、共振等现象造成脱点虚焊，提升焊接质量。

技术研发人员：韩延昭
受保护的技术使用者：嘉兴斯达微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12