低应力封装的功率模块的制作方法

1.本实用新型涉及一种半导体器件，尤其涉及低应力封装的功率模块的结构改进。


背景技术：

2.功率模块是电力电子器件如肖特基二极管、快恢复整流二极管、整流二极管按一定的功能组合封装成的半桥，h桥或者三相全桥模块，其主要用于焊机车、电源、风力发电、工业变频等各种场合下的电流转换。
3.目前功率模块产品的结构，在环氧树脂灌胶过程中，会出现部分少量漏胶的问题，从而降低了模块的合格率。在高湿度等恶劣使用环境条件下，容易出现模块失效等问题。


技术实现要素：

4.本实用新型针对以上问题，提供了一种防止硅胶外溢，降低恶劣环境下失效概率的低应力封装的功率模块。
5.本实用新型的技术方案是：低应力封装的功率模块，包括：
6.散热基板；
7.覆铜绝缘基板，所述覆铜绝缘基板固定设置在所述散热基板的顶部；
8.若干功率芯片，若干所述功率芯片分别间隔固定设置在所述覆铜绝缘基板相应芯片焊接位上，并通过相应铜桥电性连接；
9.外壳，所述外壳与所述散热基板相适配，可拆卸固定设置在散热基板上，并与所述铜桥的顶面设有间距；
10.功率端子，所述功率端子的底部与覆铜绝缘基板固定连接，顶部从所述外壳内伸出；
11.硅胶层，所述硅胶层位于外壳内，设置在所述覆铜绝缘基板的顶面，并延伸至所述铜桥的上方；所述外壳上设有延伸至硅胶层的透气中空管；和
12.环氧树脂层，所述环氧树脂层覆盖于所述硅胶层的上方，位于所述外壳内。
13.具体的，所述功率芯片通过焊片连接覆铜绝缘基板上。
14.具体的，所述功率芯片与铜桥之间设有固定连接的钼片。
15.具体的，所述环氧树脂层与外壳内腔的顶面之间设有膨胀间距。
16.具体的，所述外壳包括：
17.壳体，所述壳体呈中空状，可拆卸固定设置在所述散热基板上；
18.横向筋板，所述横向筋板延所述壳体的长度方向设置，位于壳体内的中部位置；和
19.若干纵向筋板，若干所述纵向筋板间隔设置在所述横向筋板与壳体的长度方向的内侧壁之间。
20.具体的，所述透气中空管设置在外壳的中部位置。
21.具体的，所述外壳的顶部设有向上延伸的端子台阶；
22.所述端子台阶上设有与功率端子适配的伸出孔。
23.具体的，所述壳体内位于伸出孔的侧部设有至少一对与功率端子适配的导入块。
24.具体的，所述端子台阶上设有用于固定功率端子的螺母安装位。
25.具体的，所述外壳的顶部设有若干用于注入硅胶层或环氧树脂层的注入孔。
26.本实用新型包括散热基板、覆铜绝缘基板、若干功率芯片、外壳、功率端子、硅胶层和环氧树脂层；外壳与散热基板相适配，可拆卸固定设置在散热基板上，并与铜桥的顶面设有间距；外壳外侧边框与散热基板适配，两者连接安装完成后，形成用于注入硅胶层的腔体；硅胶层位于外壳内，完整覆盖在覆铜绝缘基板，功率芯片，铜桥等上面；外壳上设有延伸至硅胶层的透气中空管；功率模块在制作过程，通过灌封环氧树脂层的时候，硅胶层的膨胀应力可以从外壳的中空的结构中释放，从而减小硅胶挤出的风险，另外氧化树脂还是可以加固功率端子，起到气密性的作用，避免了在恶劣环境下的失效问题。本实用新型具有防止硅胶外溢，降低恶劣环境下失效概率等特点。
附图说明
27.图1是本实用新型立体的结构示意图，
28.图2是本实用新型半剖结构示意图，
29.图3是本实用新型俯视结构示意图，
30.图4是外壳的立体结构示意图，
31.图5是图4中a区域放大结构示意图，
32.图6是功率芯片安装位置结构示意图；
33.图中100是散热基板，200是覆铜绝缘基板，300是功率芯片，400是铜桥，
34.500是外壳，510是壳体，511是注入孔，520是横向筋板，530是纵向筋板，540是透气中空管，550是端子台阶，551是伸出孔，552是导入块，553是螺母安装位，
35.600是功率端子，700是硅胶层，800是环氧树脂层，900是钼片。
具体实施方式
36.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、
ꢀ“
下”、
ꢀ“
左”、
ꢀ“
右”、
ꢀ“
竖直”、
ꢀ“
水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，
ꢀ“
多个”的含义是两个或两个以上。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、
ꢀ“
相连”、
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连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接 ；可以是机械连接，也可以是电连接 ；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.本实用新型如图1-6所示；低应力封装的功率模块，包括：
40.散热基板100；
41.覆铜绝缘基板200，所述覆铜绝缘基板200固定设置在所述散热基板100的顶部；
42.若干功率芯片300，若干所述功率芯片300分别间隔固定设置在所述覆铜绝缘基板200相应芯片焊接位上，并通过相应铜桥400电性连接；
43.外壳500，所述外壳500与所述散热基板100相适配，可拆卸固定设置在散热基板100上，并与所述铜桥400的顶面设有间距；外壳500外侧边框与散热基板100适配，两者连接安装完成后，形成用于注入硅胶层700的腔体；
44.功率端子600，所述功率端子600的底部与覆铜绝缘基板200固定连接，顶部从所述外壳500内伸出；
45.硅胶层700，所述硅胶层700位于外壳500内，设置在所述覆铜绝缘基板200的顶面，并延伸至所述铜桥400的上方；即硅胶完整覆盖在覆铜绝缘基板200，功率芯片300，铜桥400等上面；所述外壳500上设有延伸至硅胶层700的透气中空管540；本案外壳500设有内腔，中空结构，通过下文所涉及的透气中空管540，在硅胶注入收积压时，有效的释放应力；
46.和 环氧树脂层800，所述环氧树脂层800覆盖于所述硅胶层700的上方，位于所述外壳500内。环氧树脂层800可以加固功率端子600的同时，可以起到【什么，缺主语】气密性的作用，避免了在恶劣环境下功率芯片300失效的问题。
47.进一步限定，所述功率芯片300通过焊片连接覆铜绝缘基板200上。
48.进一步优化，所述功率芯片300与铜桥400之间设有固定连接的钼片900。钼片900通过焊片一面连接到芯片，另外一面连接到铜桥400。钼片900作为缓冲层，降低铜桥400连接直接焊接到芯片的应力。
49.进一步限定，所述环氧树脂层800与外壳500内腔的顶面之间设有膨胀间距。
50.进一步限定，所述外壳500包括：
51.壳体510，所述壳体510呈中空状，可拆卸固定设置在所述散热基板100上；
52.横向筋板520，所述横向筋板520延所述壳体510的长度方向设置，位于壳体510内的中部位置；和
53.若干纵向筋板530，若干所述纵向筋板530间隔设置在所述横向筋板520与壳体510的长度方向的内侧壁之间。
54.进一步优化，所述透气中空管540设置在外壳500的中部位置，本案中设置在横向筋板520上，通过一次成型而成，提高外壳500的整体强度。
55.进一步优化，所述外壳500的顶部设有向上延伸的端子台阶550，通过端子台阶550增加功率端子600向上延伸的高度，从而增加功率端子600的爬电距离；
56.所述端子台阶550上设有与功率端子600适配的伸出孔551。
57.进一步优化，所述壳体510内位于伸出孔551的侧部设有至少一对与功率端子600适配的导入块552。
58.进一步优化，所述端子台阶550上设有用于固定功率端子600的螺母安装位553。
59.进一步优化，所述外壳500的顶部设有若干用于注入硅胶层700或环氧树脂层800的注入孔511。
60.对于本案所公开的内容，还有以下几点需要说明：
61.（1）、本案所公开的实施例附图只涉及到与本案所公开实施例所涉及到的结构，其他结构可参考通常设计；
62.（2）、在不冲突的情况下，本案所公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例；
63.以上，仅为本案所公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本案所公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。