一种用于功率半导体单管的绝缘片及半导体结构的制作方法

1.本实用新型涉及半导体技术领域，具体涉及一种绝缘片以及半导体结构。


背景技术：

2.目前市场上用的igbt(insulated gate bipolar transistor)单管在太阳能光伏、逆变焊机、变频器等领域的应用越来越广泛，对于单管的要求也越来越高，但是目前市面上的igbt单管在出厂时，单管的散热面是裸露在外面的，没有绝缘能力，而是需要用户在安装igbt单管的时候自己涂导热硅脂，再安装绝缘层或者绝缘膜，然后再涂导热硅脂，最后安装在散热器上面，费时又费力。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于，提供一种用于功率半导体单管的绝缘片，解决以上技术问题；
4.本实用新型的目的还在于，提供一种半导体结构，解决以上技术问题；
5.一种用于功率半导体单管的绝缘片，包括，
6.一绝缘层，所述绝缘层的上下表层分别设有用于连接一功率半导体单管散热面的第一金属层和用于连接一外部散热器的第二金属层；
7.所述绝缘层的尺寸大于所述第一金属层的尺寸和所述第二金属层的尺寸，所述绝缘层的尺寸，所述第一金属层的尺寸以及所述第二金属层的尺寸与所述功率半导体单管散热面的尺寸相适配。
8.优选的，所述绝缘层为长方形片状结构，所述绝缘层的长度为15mm-50mm，所述绝缘层的宽度为12mm-50mm，所述绝缘层的厚度为0.1mm-1.5mm。
9.优选的，所述第一金属层的长度为10mm-40mm，所述第一金属层的宽度为10mm-40mm，所述第一金属层的厚度为0.1mm-2mm。
10.优选的，所述第一金属层的远离所述功率半导体单管的引脚的一侧边设有一矩形状的凹部，所述凹部沿所述侧边的内凹深度小于1mm，所述凹部的长度小于10mm。
11.优选的，所述凹部位于所述侧边的中间处。
12.优选的，所述第二金属层的长度为10mm-40mm，所述第二金属层的宽度为10mm-40mm，所述第二金属层的厚度为0.1mm-2mm。
13.优选的，所述第一金属层的表层和所述第二金属层的表层直接裸露或覆有用于焊接的金属镀层。
14.优选的，所述第一金属层在所述绝缘层上的投影位于所述绝缘层的上表面区域内，所述第二金属层在所述绝缘层上的投影位于所述绝缘层的下表面区域内。
15.优选的，所述第一金属层的尺寸与所述功率半导体单管散热面的尺寸相同。
16.一种半导体结构，包括一功率半导体单管，所述功率半导体单管上设有所述绝缘片。
17.本实用新型的有益效果：由于采用以上技术方案，本实用新型通过设置的绝缘片，使得功率半导体单管(igbt单管)在出厂时就具备绝缘能力，无需后续再进行安装绝缘器件，降低使用成本。
附图说明
18.图1为本实用新型实施例中绝缘片结构示意图；
19.图2为本实用新型实施例中绝缘片安装示意图；
20.图3为本实用新型实施例中功率半导体单管散热面示意图；
21.图4为本实用新型实施例中第一金属层结构示意图。
22.附图中：1、绝缘层；2、第一金属层；21、凹部；3、第二金属层；4、功率半导体单管；41、功率半导体单管散热面；42、引脚；5、散热器；6、焊料；7、导热硅脂。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
25.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
26.一种用于功率半导体单管的绝缘片，如图1，图2以及图3所示，包括，
27.一绝缘层1，绝缘层1的上下表层分别设有用于连接功率半导体单管散热面41(即igbt单管散热面)的第一金属层2和用于连接一外部散热器5的第二金属层3；
28.绝缘层1的尺寸大于第一金属层2的尺寸和第二金属层3的尺寸，绝缘层1的尺寸，第一金属层2的尺寸以及第二金属层3的尺寸与功率半导体单管散热面41的尺寸相适配。
29.具体地，现有技术中，功率半导体单管4(igbt单管)在出厂时，功率半导体单管散热面41是裸露在外面的，没有绝缘能力，需要用户在安装功率半导体单管4的时候自己涂导热硅脂7，再安装绝缘层1或者绝缘膜，然后再涂导热硅脂7，最后安装在散热器5上面，费时又费力，本实用新型提供的绝缘片，在第一金属层2上使用焊料6并通过回流的方式焊接在功率半导体单管散热面41，使得功率半导体单管4出厂时就带有绝缘能力，降低成本。
30.进一步地，在绝缘片的另一边即第二金属层3涂导热硅脂7将其固定在散热器5上，较优的，绝缘层1是由氮化硅、氧化铝、氮化铝等绝缘材料构成，第一金属层2和第二金属层3采用裸铜、铜合金或者表面镀铜、锡等可焊接的金属镀层。
31.具体地，绝缘层1的尺寸大于第一金属层2的尺寸和第二金属层3的尺寸，绝缘层1的尺寸，第一金属层2的尺寸以及第二金属层3的尺寸与功率半导体单管散热面41的尺寸相适配；本实用新型中的绝缘片由两层金属层和一层绝缘层1构成，较优的，金属层和绝缘层1的尺寸可以根据功率半导体单管散热面41的尺寸而改变。
32.具体地，第一金属层2在绝缘层1上的投影位于绝缘层1的上表面区域内，第二金属
层3在绝缘层1上的投影位于绝缘层1的下表面区域内。
33.具体地，第一金属层2的尺寸与功率半导体单管散热面41的尺寸相同。
34.进一步地，绝缘片适用于常见的功率半导体单管4，例如：247plus、标准247、t0-263等单管上使用，但不限于这几种。
35.具体地，绝缘片和功率半导体单管散热面41的焊料6厚度在50um-100um之间，进一步地，绝缘片和功率半导体单管4之间的连接使用焊料6，焊料6的类型不唯一。
36.在一种较优的实施例中，绝缘层1为长方形片状结构，具体地，绝缘层1的长度为15mm-50mm，绝缘层1的宽度为12mm-50mm，绝缘层1的厚度为0.1mm-1.5mm。
37.在一种较优的实施例中，第一金属层2的长度为10mm-40mm，第一金属层2的宽度为10mm-40mm，第一金属层2的厚度为0.1mm-2mm。
38.在一种较优的实施例中，如图3，图4所示，第一金属层2的远离外部功率半导体单管引脚42的一侧边设有一矩形状的凹部21，凹部21沿侧边的内凹深度小于1mm，凹部21的长度小于10mm；具体地，凹部21位于侧边的中间处。
39.在一种较优的实施例中，第二金属层3的长度为10mm-40mm，第二金属层3的宽度为10mm-40mm，第二金属层3的厚度为0.1mm-2mm。
40.在一种较优的实施例中，绝缘片的装配过程包括：
41.在完成功率半导体单管4的制作以后，使用焊料6，在功率半导体单管4的热接触面，即功率半导体单管散热面41涂覆焊料6。
42.焊料6涂覆完成以后，将绝缘片的第一金属层2对准功率半导体单管散热面41放置，然后通过回流的方式使焊料6完全融化，回流的温度在100-300℃。
43.本实施例提供一种半导体结构，包括功率半导体单管4和绝缘片，功率半导体单管4具备一功率半导体单管散热面41，绝缘片设于功率半导体单管散热面上。
44.以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。