一种采用超声焊接端子的半导体功率模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种采用超声焊接端子的半导体功率模块，所述下壳体设置在金属基板上，下壳体内设置有多个间隔，每个间隔内设置有绝缘陶瓷衬板，每块绝缘陶瓷衬板上设置有IGBT芯片和FWD芯片，IGBT芯片和FWD芯片构成一个半桥电路，多个半桥电路构成一个全桥电路；所述下壳体两端分别嵌入有功率端子，功率端子的末端与绝缘陶瓷衬板相连接；所述信号端子嵌入间隔内设置的横梁，信号端子末端分别与绝缘陶瓷衬板相连接。本实用新型专利技术简化了模块的生产过程，提高了模块的生产效率，增强模块工作的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种采用超声焊接端子的半导体功率模块
本技术涉及一种采用超声焊接端子的半导体功率模块，属于功率半导体器件

技术介绍
模块式封装结构是大电流IGBT器件的常用封装方式，功率半导体模块封装技术包含材料选择、结构设计、工艺设计等问题。为了获得较好的开通一致性，将强电弱电分离，在模块设计时常将IGBT模块的功率端子设计在模块两侧，信号端子设计在模块中间部位。现有技术中常用插针端子组装结构，生产时，端子座需要专门的固定工装，并需要专门增加一道插接端子头的工序，这样增加了产线的复杂性，不利于模块的自动化生产。另外，从模块的绝缘金属基板直接引出，端子头部与端子座通过塑性变形连接在一起，如果模块工作环境出现振动，会出现端子头部从端子座中脱落的问题，从而影响模块使用的可靠性。
技术实现思路
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本技术提供一种采用超声焊接端子的半导体功率模块。技术方案：为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种采用超声焊接端子的半导体功率模块，包括：下壳体，所述下壳体设置在金属基板上，下壳体内设置有多个间隔，每个间隔内设置有绝缘陶瓷衬板，每块绝缘陶瓷衬板上设置有IGBT芯片和FWD芯片，IGBT芯片和FWD芯片构成一个半桥电路，多个半桥电路构成一个全桥电路；所述下壳体两端分别嵌入有功率端子，功率端子的末端与绝缘陶瓷衬板相连接；所述信号端子嵌入间隔内设置的横梁，信号端子末端分别与绝缘陶瓷衬板相连接。作为优选方案，所述信号端子包括：信号端子头部、信号端子脚部，信号端子头部从横梁顶部伸出，所述信号端子脚部从横梁底部伸出，信号端子脚部采用多个折弯的结构。作为优选方案，所述信号端子脚部的厚度小于信号端子头部。作为优选方案，所述下壳体采用塑料材质。作为优选方案，所述金属基板上设置有安装孔。作为优选方案，所述下壳体上设置有安装立柱。作为优选方案，所述下壳体上设置有定位柱。作为优选方案，所述功率端子和信号端子均通过超声焊接方式与绝缘陶瓷衬板铜层连接。作为优选方案，所述信号端子与横梁一体成型。作为优选方案，所述下壳体1上设置卡接部件。有益效果：本技术提供的一种采用超声焊接端子的半导体功率模块，将信号端子改为一体化设计，避免端子头部和端子座因振动导致的连接松动，将信号端子嵌入塑料壳体内，与绝缘陶瓷衬板的连接改为超声键合，使信号端子与绝缘陶瓷衬板的连接方式更为简单可靠。附图说明图1为本技术的模块结构示意图；图2为信号端子在塑料壳体中的嵌入结构。具体实施方式下面结合附图对本技术作更进一步的说明。如图1-2所示，一种采用超声焊接端子的半导体功率模块，包括下壳体1，所述下壳体1设置在金属基板4上，下壳体1内设置有多个间隔，每个间隔内设置有绝缘陶瓷衬板5，每块绝缘陶瓷衬板5上设置有IGBT芯片6和FWD芯片7，IGBT芯片6和FWD芯片7构成一个半桥电路，多个半桥电路构成一个全桥电路；所述下壳体1两端分别嵌入有功率端子2，功率端子2的末端与绝缘陶瓷衬板5相连接；所述信号端子3嵌入间隔内设置的横梁8，信号端子3末端分别与绝缘陶瓷衬板5相连接。所述信号端子3包括：信号端子头部31、信号端子脚部32，信号端子头部31从横梁8顶部伸出，所述信号端子脚32部从横梁8底部伸出，信号端子脚部32采用多个折弯的结构。所述信号端子脚部32的厚度小于信号端子头部31。所述下壳体1采用塑料材质。所述金属基板4上设置有安装孔9。所述下壳体1上设置有安装立柱10。所述下壳体1上设置有定位柱11。所述下壳体1上设置卡接部件12。所述信号端子3与横梁8一体成型。所述功率端子2和信号端子3均通过超声焊接方式与绝缘陶瓷衬板5的铜层相连接。实施例1：一种采用超声焊接端子的半导体功率模块，包括塑料下壳体1，功率端子2，信号端子3，金属基板4，下壳体上设置有三个间隔，三块绝缘陶瓷衬板5分别设置在每个间隔内，若干IGBT芯片6和FWD芯片7。每块绝缘陶瓷衬板上的IGBT芯片6和FWD芯片7构成一个半桥电路，三个半桥电路构成一个全桥电路。功率端子2嵌入塑料下壳体1，并从塑料下壳体1两侧水平引出，信号端子3嵌入塑料下壳体的横梁8，并垂直引出。信号端子脚部32设计有四个折弯，用于信号端子脚部在工艺过程和工作过程中的应力。信号端子脚部32的厚度小于信号端子头部31，用于减小超声焊接时端子脚部32和绝缘陶瓷衬板5上铜层的变形。本技术提出的新型模块结构的信号端子分为两部分，信号端子脚部厚度减薄，并折弯四次，用于缓冲工艺过程和模块使用过程端子脚部的变形，信号端子脚部通过超声焊接与衬板铜层连接在一起，信号端子中部嵌入塑料壳体横梁中。功率端子与衬板铜层的连接方式保持不变。经过如上改进，功率端子和信号端子均通过超声焊接方式与衬板铜层连接，就简化了模块的生产过程，提高了模块的生产效率；信号端子的一体化设计和脚部的折弯设计增加信号端子脚部在超声焊接过程和工作过程中的缓冲幅度，降低应力，增强模块工作的可靠性。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出：对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用超声焊接端子的半导体功率模块，包括：下壳体，其特征在于：所述下壳体设置在金属基板上，下壳体内设置有多个间隔，每个间隔内设置有绝缘陶瓷衬板，每块绝缘陶瓷衬板上设置有IGBT芯片和FWD芯片，IGBT芯片和FWD芯片构成一个半桥电路，多个半桥电路构成一个全桥电路；所述下壳体两端分别嵌入有功率端子，功率端子的末端与绝缘陶瓷衬板相连接；信号端子嵌入间隔内设置的横梁，信号端子末端分别与绝缘陶瓷衬板相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用超声焊接端子的半导体功率模块，包括：下壳体，其特征在于：所述下壳体设置在金属基板上，下壳体内设置有多个间隔，每个间隔内设置有绝缘陶瓷衬板，每块绝缘陶瓷衬板上设置有IGBT芯片和FWD芯片，IGBT芯片和FWD芯片构成一个半桥电路，多个半桥电路构成一个全桥电路；所述下壳体两端分别嵌入有功率端子，功率端子的末端与绝缘陶瓷衬板相连接；信号端子嵌入间隔内设置的横梁，信号端子末端分别与绝缘陶瓷衬板相连接。


2.根据权利要求1所述的一种采用超声焊接端子的半导体功率模块，其特征在于：所述信号端子包括：信号端子头部、信号端子脚部，信号端子头部从横梁顶部伸出，所述信号端子脚部从横梁底部伸出，信号端子脚部采用多个折弯的结构。


3.根据权利要求2所述的一种采用超声焊接端子的半导体功率模块，其特征在于：所述信号端子脚部的厚度小于信号端子头部。


4.根据权利要求1所述的一种采用超声焊接端...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚二现，王立，李宇柱，黄全全，杨金龙，刘克明，
申请(专利权)人：南瑞联研半导体有限责任公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32