一种子单元结构和制造其的方法技术

本发明专利技术提出了一种子单元结构和制造其的方法。该子单元结构包括：芯片；与芯片的至少部分发射极相接触的发射极金属垫块；与芯片的集电极相接触的集电极金属垫块；包覆式设置在芯片的与发射极金属垫块和集电极金属垫块接触的表面之外的表面上的用于绝缘的绝缘胶框。该子单元结构结构简单，零件数目少，大大简化了封装模块的复杂程度，提高了生产效率。

A seed unit structure and the method of making it

The invention provides a seed unit structure and a method for producing it. Including the sub unit structure: chip and chip; at least part of the emitter contact of the emitter metal pad; collector metal pad and chip collector contact; coated on the surface of the chip set and outer surface of the transmitting pole metal pad and the collector metal pad contact on the adhesive used for insulation insulation box. The structure of the subunit is simple and the number of parts is few, which greatly simplifies the complexity of the package module and improves the production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种子单元结构和制造其的方法
本专利技术涉及半导体功率器件，具体涉及一种子单元结构和制造其的方法。
技术介绍
在功率半导体领域，子单元的结构影响着整个封装模块的性能。目前，现有技术中的子单元结构常常包括芯片(例如IGBT)、主电极金属垫块、栅极弹簧针和塑料框等。其中，芯片安装在塑料框中，通过主电极金属垫块与电极压力接触栅极弹簧针一头与IGBT芯片栅极接触，另一头与PCB接触，形成电连接。上述结构的子单元零件数目多，组装工艺复杂。同时，该子单元中的芯片存在芯片间放电的风险。
技术实现思路
针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本专利技术提出了一种子单元结构和制造其的方法。该子单元结构结构简单，零件数目少，大大简化了封装模块的复杂程度，提高了生产效率。根据本专利技术的一方面，提出了一种子单元结构，包括：芯片，与芯片的至少部分发射极相接触的发射极金属垫块，与芯片的集电极相接触的集电极金属垫块，包覆式设置在芯片的与发射极金属垫块和集电极金属垫块接触的表面之外的表面上的用于绝缘的绝缘胶框。在一个实施例中，在竖向方向上，绝缘胶框沿着发射极金属垫块和集电极金属垫块的外壁延伸。在一个实施例中，在竖向方向上，绝缘胶框不突出集电极金属垫块的下表面。在一个实施例中，在竖向方向上，绝缘胶框的上表面处于发射极金属垫块的竖向尺寸的1/3-2/3处。在一个实施例中，在竖向方向上，绝缘胶框的上表面突出发射极金属垫块，并且在绝缘胶框的上端形成与芯片对应的槽。在一个实施例中，发射极金属垫块为方形结构，并且方形的发射极金属垫块的至少一个角为凹进的弧形，绝缘胶框的槽的形状与发射极金属垫块的形状对应。在一个实施例中，绝缘胶框由绝缘胶固化而成。在一个实施例中，所示绝缘胶为红胶。根据本专利技术的另一方面，提出了一种制造上述的子单元结构的方法，包括以下步骤：步骤一，将集电极金属垫块、芯片、发射极金属垫块放入模具内并组装模具，步骤二，向模具中注入绝缘胶，步骤三，将模具放入到烘箱中以对绝缘胶进行固化，步骤四，进行脱模。在一个实施例中，在步骤三中，固化温度为150度，固化时间为5-10小时。与现有技术相比，本专利技术的优点在于，该子单元结构结构简单，零件数目少，大大简化了封装模块的复杂程度，提高了生产效率。附图说明下面将结合附图来对本专利技术的优选实施例进行详细地描述，在图中：图1显示了根据本专利技术的子单元的第一实施例的立体分解图；图2显示了根据本专利技术的子单元的第一实施例的剖视图；图3显示了根据本专利技术的子单元的第二实施例的立体分解图；图4显示了根据本专利技术的子单元的第二实施例的剖视图；在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，附图并未按照实际的比例绘制。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术做进一步说明。图1和图2显示了根据本专利技术的子单元结构100结构。如图1和图2所示，子单元结构100包括芯片1、发射极金属垫块2、集电极金属垫块3和绝缘胶框4。其中，发射极金属垫块2与芯片1的至少部分发射极相接触，以形成电连接。集电极金属垫块3与芯片1的集电极相接触，以形成电连接。绝缘胶框4设置在发射极金属垫块2和集电极金属垫块3的外侧，以用于包覆在芯片1的与发射极金属垫块2和集电极金属垫块3接触的表面之外的表面上，以使得芯片1与外界绝缘。同时，绝缘胶框4起到了支撑并连接固定芯片1、发射极金属垫块2的集电极金属垫块3的作用。根据本专利技术的子单元结构100结构简单，不需要在发射极金属垫块2和集电极金属垫块3的外侧再设置塑料壳，由此，大大简化了子单元结构100的结构，以及封装模块50的复杂程度，以确保提高生产效率。另外，绝缘胶框4设置在芯片1的外侧，起到了绝缘作用，能提高子单元的工作寿命和安全系数。需要说明的是，本申请中的芯片1可以为IGBT芯片，也可以为FRD芯片。当芯片1为IGBT芯片时，子单元结构100还包括一端与ICBT芯片的栅极连接，而一端与PCB30相接触的栅极弹簧针5(图4中示出)。容易理解地，当芯片1为IGBT芯片时，在绝缘胶框4上可以设置用于栅极弹簧针5穿过的栅极弹簧孔41(图4中示出)。IGBT芯片或FRD芯片的自身结构均是本领域技术人员所熟知的，在此略去详细描述。而本申请中以IGBT为例进行论述。在一个实施例中，为了起到良好的绝缘和支撑作用，在竖向方向上，绝缘胶框4沿着发射极金属垫块2和集电极金属垫块3的外壁延伸，以突出芯片1的上表面和下表面。而为了能保证集电极金属垫块3能与集电极管壳10更容易地实现电连接，在竖向方向上，绝缘胶框4不突出集电极金属垫块3的下表面。同时，又为了保证绝缘胶框4的支撑效果，以及严格的绝缘性能，在竖向方向上，绝缘胶框4的下表面处于集电极金属垫块3的竖向尺寸的1/3-2/3处。同时，绝缘胶框4的上表面处于发射极金属垫块2的竖向尺寸的1/3-2/3处。通过这种设置能优化子单元结构100的整体结构，保证子单元的良好的绝缘效果，以及有利于加工制造。在另一个实施例中，如图2和图4所示，在竖向方向上，绝缘胶框4的上表面突出发射极金属垫块2，并且在绝缘胶框4的上端形成与发射极金属垫块2对应的槽42。也就是，在竖向方向上，绝缘胶框4在发射极金属垫块2的外侧形成了包围发射极金属垫块2的墙状结构。通过这种设置可以进一步地增加子单元结构100的芯片1与外界的绝缘性能。另外，当芯片1为IGBT芯片时，通过这种设置能提高绝缘胶框4的厚度，从而增加孔41的深度，有助于更好地固定栅极弹簧针5，并增加栅极弹簧针5与子单元结构100等各部件配合的稳定性。另外，通过设置槽42，在后续安装子单元结构100的结果过程中，可以使得槽42与发射极管壳20的凸起结构201相配合，方便安装操作。根据本专利技术，发射极金属垫块2为方形结构，并且方形的发射极金属垫块2的至少一个角为凹进的弧形。绝缘胶框4的槽42的形状与发射极金属垫块2的形状对应。根据本专利技术，绝缘胶框4由绝缘胶固化而成。优选地，绝缘胶为具有一定黏性的可以固化成型的硅橡胶，例如红胶。本专利技术还涉及制造子单元结构100的方法。首先，组装模具。具体地，将集电极金属垫块3放置在下模板中，并将芯片1及发射极金属垫块2放在集电极金属垫块3上方(也可事先将集电极金属垫块3和芯片1烧结成一体)，之后上下模板合模，形成一个密封腔体。然后，进行注胶。具体地，采用自动注胶设备或注射器等手动注胶器材将液体绝缘胶注入向下模板所形成的密封腔体中，直到注满整个密封腔体。接着，将模具放入一定温度的烘箱中，经过一定时间直到绝缘胶固体达到具有一定韧性和强度的程度。例如，烘箱温度为150℃，固化时间为5-10小时。最后，进行脱模操作，将子单元结构100从模具中脱出，去边缘多余硅橡胶。以上仅为本专利技术的优选实施方式，但本专利技术保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本专利技术公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种子单元结构，包括：芯片，与所述芯片的至少部分发射极相接触的发射极金属垫块，与所述芯片的集电极相接触的集电极金属垫块，包覆式设置在所述芯片的与所述发射极金属垫块和所述集电极金属垫块接触的表面之外的表面上的用于绝缘的绝缘胶框。

【技术特征摘要】
1.一种子单元结构，包括：芯片，与所述芯片的至少部分发射极相接触的发射极金属垫块，与所述芯片的集电极相接触的集电极金属垫块，包覆式设置在所述芯片的与所述发射极金属垫块和所述集电极金属垫块接触的表面之外的表面上的用于绝缘的绝缘胶框。2.根据权利要求1所述的子单元结构，其特征在于，在竖向方向上，所述绝缘胶框沿着所述发射极金属垫块和所述集电极金属垫块的外壁延伸。3.根据权利要求2所述的子单元结构，其特征在于，在竖向方向上，所述绝缘胶框不突出所述集电极金属垫块的下表面。4.根据权利要求2所述的子单元结构，其特征在于，在竖向方向上，所述绝缘胶框的上表面处于所述发射极金属垫块的竖向尺寸的1/3-2/3处。5.根据权利要求2所述的子单元结构，其特征在于，在竖向方向上，所述绝缘胶框的上表面突出所述发射极金属垫块，并且在所述绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖红秀，窦泽春，李继鲁，彭勇殿，刘国友，吴煜东，常桂钦，方杰，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43