用于生产壳体的方法和设备技术

一种用于形成用于功率半导体模块装置的壳体的设备包括模具(80)。所述模具(80)包括第一腔(812)，第一腔(812)包括多个第一开口(822)和第二开口(824)，第二开口耦连到流道系统(814)，其中，流道系统(814)被配置为能将模制材料(90)通过第二开口(824)注入第一腔(812)。所述设备还包括：多个套筒或空心衬套(82)，其中，所述多个套筒或空心衬套(82)中的每一个的第一端(92)分别布置在第一开口(822)中的相应的一个中，所述多个套筒或空心衬套(82)中的每一个的第二端延伸到模具(80)的外部；加热元件(84)，其被配置成能加热模具(80)；和冷却元件(86)，其被配置成能冷却所述多个套筒或空心衬套(82)。筒或空心衬套(82)。筒或空心衬套(82)。

【技术实现步骤摘要】
用于生产壳体的方法和设备


[0001]本公开涉及一种用于生产壳体、特别是用于功率半导体模块装置的壳体的方法和设备。

技术介绍

[0002]功率半导体模块装置通常包括布置在壳体中的至少一个半导体衬底。包括多个可控半导体元件(例如，半桥配置中的两个IGBT)的半导体装置布置在所述至少一个衬底中的每一个上。每个衬底通常包括衬底层(例如，陶瓷层)、沉积在衬底层的第一侧上的第一金属化层和沉积在衬底层的第二侧上的第二金属化层。可控半导体元件例如安装在第一金属化层上。第二金属化层可以可选地附接到基板。可控半导体器件通常通过焊接或烧结技术安装到半导体衬底上。
[0003]需要一种方法和设备，其允许容易且成本有效地生产用于功率半导体模块装置的壳体。

技术实现思路

[0004]一种用于形成用于功率半导体模块装置的壳体的设备包括模具。所述模具包括第一腔，第一腔包括多个第一开口和第二开口，第二开口耦连到流道系统，其中，流道系统被配置为能将模制材料通过第二开口注入第一腔。所述设备还包括：多个套筒或空心衬套，其中，所述多个套筒或空心衬套中的每一个的第一端分别布置在第一开口中的相应的一个中，所述多个套筒或空心衬套中的每一个的第二端延伸到模具的外部；加热元件，其被配置成能加热模具；和冷却元件，其被配置成能冷却所述多个套筒或空心衬套。
[0005]一种方法包括：将功率半导体模块装置布置在用于形成用于功率半导体模块装置的壳体的设备的第一腔中；将多个端子元件中的每一个分别布置在多个套筒或空心衬套中的相应的一个中，使得每个端子元件的第一端接触功率半导体模块装置且每个端子元件的第二端穿过相应的套筒或空心衬套突出并伸出模具；加热模制材料并将模制材料压入第一腔；和借助于冷却元件冷却所述多个套筒或空心衬套，其中，模制材料在与相应的第一端接触时在所述多个套筒或空心衬套的第一端附近硬化，从而密封第一腔的第二开口。
[0006]参考以下附图和描述可以更好地理解本专利技术。图中的部件不一定按比例绘制，而是强调说明本专利技术的原理。此外，在附图中，相同的附图标记在不同视图中指代对应的部分。
附图说明
[0007]图1是功率半导体模块装置的剖视图。
[0008]图2是功率半导体模块装置的斜视图。
[0009]图3是根据一个示例的用于生产用于功率半导体模块装置的壳体的设备的剖视图。
[0010]图4是图3的用于生产用于功率半导体模块装置的壳体的设备在插入端子元件之后的剖视图。
[0011]图5是图4的用于生产用于功率半导体模块装置的壳体的设备在嵌入模制材料之后的剖视图。
[0012]图6A
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6C示意性地示出了用于形成用于功率半导体模块装置的壳体的方法。
[0013]图7是模制到壳体中的功率半导体模块装置的剖视图。
[0014]图8是根据另一示例的用于生产用于功率半导体模块装置的壳体的设备的剖视图。
具体实施方式
[0015]在以下详细描述中，参考了附图。附图示出了可以实施本专利技术的具体示例。应当理解，除非另外特别指出，否则参考各种示例所描述的特征和原理可以彼此组合。在说明书以及权利要求书中，将某些元件命名为“第一元件”、“第二元件”、“第三元件”等不应理解为列举。相反，此类名称仅用于指代不同的“元件”。即，例如，“第三元件”的存在不需要“第一元件”和“第二元件”的存在。如本文所述的电线或电连接可以是单个导电元件，或者包括串联和/或并联连接的至少两个单独的导电元件。电线和电连接可以包括金属和/或半导体材料，并且可以是永久导电的(即，不可切换的)。如本文所述的半导体本体可以由(掺杂的)半导体材料制成并且可以是半导体芯片或被包括在半导体芯片中。半导体本体具有电连接焊盘并且包括至少一个具有电极的半导体元件。
[0016]参考图1，示出了功率半导体模块装置100的剖视图。功率半导体模块装置100包括壳体7和半导体衬底10。半导体衬底10包括介电绝缘层11、附接到介电绝缘层11的(结构化)第一金属化层111和附接到介电绝缘层11的(结构化)第二金属化层112。介电绝缘层11设置在第一金属化层111和第二金属化层112之间。根据另一示例，也可以省略第二金属化层112。
[0017]第一金属化层111和第二金属化层112中的每一个可以由以下材料之一组成或包括以下材料之一：铜；铜合金；铝；铝合金；在功率半导体模块装置的操作期间保持固态的任何其它金属或合金。半导体衬底10可以是陶瓷衬底，即其中介电绝缘层11为陶瓷、例如薄陶瓷层的衬底。陶瓷可以由以下材料之一组成或包括以下材料之一：氧化铝；氮化铝；氧化锆；氮化硅；氮化硼；或任何其它介电陶瓷。例如，介电绝缘层11可以由以下材料之一组成或包括以下材料之一：Al2O3、AlN、SiC、BeO或Si3N4。例如，衬底10可以是例如直接铜接合(DCB)衬底、直接铝接合(DAB)衬底或活性金属钎焊(AMB)衬底。此外，衬底10可以是绝缘金属衬底(IMS)。绝缘金属衬底通常包括介电绝缘层11，所述介电绝缘层11包括(填充)材料，例如环氧树脂或聚酰亚胺。例如，介电绝缘层11的材料可以填充有陶瓷颗粒。这样的颗粒可以包括例如Si2O、Al2O3、AlN或BN并且可以具有在约1μm和约50μm之间的直径。衬底10也可以是具有非陶瓷介电绝缘层11的传统印刷电路板(PCB)。例如，非陶瓷介电绝缘层11可以由固化树脂组成或包括固化树脂。
[0018]半导体衬底10布置在壳体7中。在图1所示的示例中，半导体衬底10形成壳体7的接地表面，而壳体7本身仅包括侧壁和盖。然而，这只是一个示例。壳体7还可以包括接地表面并且半导体衬底10布置在壳体7内。根据另一示例，半导体衬底10可以安装在基板(未示出)
上。在一些功率半导体模块装置100中，多于一个的半导体衬底10布置在单个基板上。例如，基板可以形成壳体7的接地表面。
[0019]一个或多个半导体本体20可以布置在半导体衬底10上。布置在半导体衬底10上的每个半导体本体20可以包括二极管、IGBT(Insulated
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Gate Bipolar Transistor；绝缘栅双极晶体管)、MOSFET(Metal
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Oxide
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Semiconductor Field
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Effect Transistor；金属
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氧化物半导体场效应晶体管)、JFET(Junction Field
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Effect Transistor；结场效应晶体管)、HEMT(High
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Electron
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Mobility Transistor；高电子迁移率晶体管)或任何其它合适的可控半导体元件。
[0020]一个或多个半导体本体20可以在半导体衬底10上形成半导体布置结构。在图1中，仅示例性地示出了两个半导体本体20。图1中的半导体衬底10的第二金属化层112是连续层。在图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于形成用于功率半导体模块装置的壳体的设备，所述设备包括模具(80)，其中，所述模具(80)包括：第一腔(812)，第一腔(812)包括多个第一开口(822)和第二开口(824)，第二开口耦连到流道系统(814)，其中，流道系统(814)被配置为能将模制材料(90)通过第二开口(824)注入第一腔(812)；多个套筒或空心衬套(82)，其中，所述多个套筒或空心衬套(82)中的每一个的第一端(92)分别布置在第一开口(822)中的相应的一个中，所述多个套筒或空心衬套(82)中的每一个的第二端延伸到模具(80)的外部；加热元件(84)，其被配置成能加热模具(80)；和冷却元件(86)，其被配置成能冷却所述多个套筒或空心衬套(82)。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述冷却元件(86)耦连到所述多个套筒或空心衬套(82)中的每一个的第二端。3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述多个套筒或空心衬套(82)中的每一个包括导热材料。4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述多个套筒或空心衬套(82)中的每一个包括金属。5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述第一腔(812)具有要形成的壳体的形状。6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述设备还包括下压座(88)，其中，所述下压座(88)被配置为：当半导体模块装置布置在所述第一腔(812)中且多个端子元件(4)中的一个布置在所述多个套筒或空心衬套(82)中的相应的一个中时，能将所述多个端子元件(4)压在功率半导体模块装置上。7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述下压座(88)包括分别布置在第一板(882)与多个第二板(884)中的相应的一个之间的多个弹簧(886)，其中，所述多个第二板(884)中的每一个分别被配置为接触所述多个端子元件(4)中的相应的一个。8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述加热元件(84)被配置为...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：