一种功率半导体模块及其安装方法技术

本发明专利技术涉及功率半导体模块制造技术领域，特别涉及一种功率半导体模块及其安装方法，包括壳体和覆金属陶瓷基板，壳体和覆金属陶瓷基板固定连接，功率半导体模块还包括壳体连接固定部，壳体连接固定部包括用于与壳体固定连接的连接部和用于连接散热器的固定部，将模块固定在散热器上时，此时覆金属陶瓷基板的底面为悬空状态，不会受到任何应力，杜绝了不当的安装手法将应力传递到覆金属陶瓷衬底上，存在的压裂陶瓷风险。

【技术实现步骤摘要】
一种功率半导体模块及其安装方法
本专利技术涉及功率半导体模块制造
，特别涉及一种功率半导体模块及其安装方法。
技术介绍
目前无金属底板的半导体功率半导体模块主要应用在太阳能电池串逆变器、工业驱动器、UPS和EV充电得到大量使用。尤其是对减小模块的质量和体积提出了更高的要求，所以无金属底板的半导体模块是目前通用的封装形式。目前连接固定部通常与模块壳体呈一体式结构，由于没有金属底板的保护，将模块通过螺丝锁附安装固定在散热器上时，不当的安装手法往往会将应力传递到覆金属陶瓷衬底上，存在压裂陶瓷的风险。以往的安装方式有两种，方式一是定制多头螺丝刀，对模块的双侧螺钉同步拧紧。方式二是先对一侧的螺钉进行预拧紧，且模块另一侧不升起来，再对另一侧的螺钉拧紧，最后再拧紧第一颗螺钉。方式一的问题在于普通单头螺丝刀无法完成模块安装，需要定制专门的多头螺丝刀，增加客户端生产成本。方式二的问题在于第一个步骤针对预拧紧的程度难设置，安装十分不友好，不宜实现自动化。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的一体式半导体功率半导体模块容易在安装时损坏的问题，本专利技术提供一种不易安装时损坏的功率半导体模块及其安装方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种功率半导体模块，包括壳体和覆金属陶瓷基板，壳体和覆金属陶瓷基板固定连接，功率半导体模块还包括壳体连接固定部，所述的壳体连接固定部包括用于与壳体固定连接的连接部和用于连接散热器的固定部。进一步的，所述的连接部与壳体卡扣连接或齿连接。进一步的，所述的壳体设有供连接部插入的细缝，所述的连接部两侧具有斜齿，所述的细缝两侧具有与斜齿啮合的反齿。进一步的，所述的斜齿的每个齿包括用于插入导向的斜边和防止斜齿脱出的锁边，连接部沿插入方向的头部为插入端，每个齿的斜边位于靠近插入端一侧，每个齿的锁边位于远离插入端的一侧，所述的锁边与插入方向之间的夹角大于等于90度。保证连接部只能单向进入，不能滑出。进一步的，所述的壳体上设有凸起的限位部，连接部的插入端具有与限位部形状匹配的第一缺口，所述的连接部靠近插入端设有与限位部形状匹配的贯穿孔。进一步的，所述的覆金属陶瓷基板上具有芯片和功率端子，芯片、覆金属陶瓷基板的导电铜箔、功率端子相互之间通过金属线电连接，所述的壳体正面上设有用于注入硅凝胶的灌胶孔、用于供功率端子穿出的通孔和用于连接驱动电路板的孔部，壳体和覆金属陶瓷基板通过硅橡胶粘接，覆金属陶瓷基板上设有硅凝胶。进一步的，所述的壳体连接固定部的连接部设有用于连接散热器的贯通孔，连接部远离壳体的一端设有折弯的加固部，所述的加固部中间设有第二缺口。一种如上述的功率半导体模块的安装方法，包括以下步骤：S1：将壳体连接固定部插入壳体的细缝中，此时壳体连接固定部的第一缺口受到壳体上的半球形的限位部的阻碍，无法继续向上进行位移,此时可以观察壳体连接固定部的第一缺口和壳体上的半球形的限位部的相对位置来检查安装在散热器前的状态；S2：将壳体连接固定部与散热器固定；S3:对壳体的两侧同时施加外力,当壳体受到外力作用下，与壳体连接固定部发生相对位移，直至覆金属陶瓷基板的底面接触到散热器表面，此时壳体连接固定部上的贯穿孔会正好嵌套住壳体上的限位部。进一步的，S3中，施加的外力为5～10N。进一步的，壳体连接固定部插入壳体之前，在散热器的表面提前涂上高散热效率的导热硅脂。有益效果：(1)本专利技术提供的一种无金属底板的半导体功率半导体模块，将本来注塑在壳体里的连接固定部和壳体分离做成分体结构，同时可以通过壳体上相应对置的侧面上的细缝插入，并通过反齿结构相互啮合，只能单向进入，不会滑出，形成稳定结构；(2)将模块固定在散热器上时，此时覆金属陶瓷基板的底面为悬空状态，不会受到任何应力，杜绝了不当的安装手法将应力传递到覆金属陶瓷衬底上，存在的压裂陶瓷风险。然后再向模块施加压力，连接固定部上端的贯穿孔和壳体的半球形的限位部形成卡扣，此时覆金属陶瓷基板的底面紧紧贴合到散热器表面，接触面大，压强大大减小，可以很好控制覆金属陶瓷基板上受到的最大应力，从而大大降低了覆金属陶瓷基板的压裂风险；(3)通过观察壳体连接固定部上的贯穿孔和壳体上的半球形的限位部的位置可以检查模块是否安装到位。同时也可以通过两者的嵌套关系对半导体功率半导体模块与散热器的紧密贴合提供了进一步的保障。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术的半导体功率半导体模块结构示意图；图2a为壳体俯视图；图2b为图2a中沿A-A的剖视图；图3a为壳体连接固定部的正视图；图3b为壳体连接固定部的俯视图；图4表示壳体上未施加外力、两侧螺钉锁紧的状态下，半导体功率半导体模块与散热器位置关系侧面图；图5是示在图4状态时，壳体与壳体连接固定部位置关系示意图；图6表示壳体上施加外力时半导体功率半导体模块与散热器位置关系侧面图。图7表示在图6状态时，壳体与壳体连接固定部位置关系示意图。其中，1、覆金属陶瓷基板、2、芯片，3、金属线，4、功率端子，5、硅凝胶，6、壳体，60、壳体正面，61、孔部，62、限位部，63、细缝，64、灌胶孔，65、通孔，66、反齿，67、开口，7、壳体连接固定部，70、斜齿，701、斜边，702、锁边，71、加固部，72、贯通孔，73、第二缺口，74、第一缺口，75、贯穿孔，76、固定部，77、连接部，8、螺钉，9.散热器，10、硅橡胶。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率半导体模块，其特征在于:包括壳体(6)和覆金属陶瓷基板(1)，壳体(6)和覆金属陶瓷基板(1)固定连接，功率半导体模块还包括壳体连接固定部(7)，所述的壳体连接固定部(7)包括用于与壳体(6)固定连接的连接部(77)和用于连接散热器(9)的固定部(76)。/n

【技术特征摘要】
1.一种功率半导体模块，其特征在于:包括壳体(6)和覆金属陶瓷基板(1)，壳体(6)和覆金属陶瓷基板(1)固定连接，功率半导体模块还包括壳体连接固定部(7)，所述的壳体连接固定部(7)包括用于与壳体(6)固定连接的连接部(77)和用于连接散热器(9)的固定部(76)。


2.根据权利要求1所述的一种功率半导体模块，其特征在于：所述的连接部(77)与壳体(6)卡扣连接或齿连接。


3.根据权利要求2所述的一种功率半导体模块，其特征在于：所述的壳体(6)设有供连接部(77)插入的细缝(63)，所述的连接部(77)两侧具有斜齿(70)，所述的细缝(63)两侧具有与斜齿(70)啮合的反齿(66)。


4.根据权利要求3所述的一种功率半导体模块，其特征在于：所述的斜齿(70)的每个齿包括用于插入导向的斜边(701)和防止斜齿(70)脱出的锁边(702)，连接部(77)沿插入方向的头部为插入端，每个齿的斜边(701)位于靠近插入端一侧，每个齿的锁边(702)位于远离插入端的一侧，所述的锁边(702)与插入方向之间的夹角大于等于90度。


5.根据权利要求4所述的一种功率半导体模块，其特征在于：所述的壳体(6)上设有凸起的限位部(62)，连接部(77)的插入端具有与限位部(62)形状匹配的第一缺口(74)，所述的连接部(77)靠近插入端设有与限位部(62)形状匹配的贯穿孔(75)。


6.根据权利要求1所述的一种功率半导体模块，其特征在于：所述的覆金属陶瓷基板(1)上具有芯片(2)和功率端子(4)，芯片(2)、覆金属陶瓷基板(1)的导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，张海泉，麻长胜，王晓宝，赵善麒，
申请(专利权)人：江苏宏微科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32