能够吸收电磁波的IGBT模块封装方法与封装结构技术

本发明专利技术涉及半导体功率模块封装技术领域，尤其涉及能够吸收电磁波的IGBT模块封装方法与封装结构，灌封方法包括在基胶中加入铂金催化剂混合搅拌抽真空脱泡处理，得到混合基胶；在交联剂中加入抑制剂混合搅拌抽真空脱泡处理，得到混合剂；将混合基胶和混合剂分别灌入灌胶机的两个胶桶中，通过灌胶机混合并灌入IGBT模块中，先将胶灌入IGBT模块中完全覆盖住芯片和键合引线后，在固化形成的第一硅凝胶层上铺上碳网，随后再次灌胶固化形成第二硅凝胶层。本发明专利技术灌封的第一硅凝胶层和第二硅凝胶层能够对内部电子器起到一定的保护作用，缓解其受到较大压力冲击损坏；位于第一硅凝胶层和第二硅凝胶层之间的碳网能够吸收电磁波，辅助提高IGBT模块的运行安全可靠性。高IGBT模块的运行安全可靠性。高IGBT模块的运行安全可靠性。

【技术实现步骤摘要】
能够吸收电磁波的IGBT模块封装方法与封装结构


[0001]本专利技术涉及半导体功率模块封装
，尤其涉及能够吸收电磁波的IGBT模块封装方法与封装结构。

技术介绍

[0002]IGBT功率模块是以绝缘栅双极型晶体管（IGBT）构成的功率模块，IGBT作为重要的电力电子的核心器件，其可靠性是决定整个装置安全运行的最重要因素。目前IGBT模块被广泛应用于轨道交通、汽车电子、电网、通讯、家电等领域，是电子产品的核心元器件之一。在实际应用中，IGBT模块常常需要在高温变、高湿气、高温等恶劣环境下运行，因此对IGBT的密封保护提出了较高的要求。
[0003]目前市场上主流IGBT模块的封装主要是通过无铅焊料将芯片的集电极和与之反并联的二极管（FRD）芯片的阳极焊接在覆铜陶瓷基板（DBC）上，然后利用引线键合的方式实现芯片与芯片之间以及芯片与DBC板的电气互连。在DBC的另一侧连接有铜基板，铜基板通过导热硅脂与散热器连接，实现模块的散热。典型的IGBT模块封装结构一般由IGBT芯片、FRD芯片、DBC、焊料、基板、铝/铜键合线、元件等组件组成。
[0004]由于IGBT模块参数随温度变化，开关瞬变的波形也随着温度的变化而变化，电磁干扰、功率损耗等都与开关过程的瞬变波形有关。IGBT模块在开通和关断暂态过程产生的高电压和电流变化率及由此带来的电流电压尖峰是电磁干扰的主要来源。现有的IGBT模块封装结构未对内部电子器件进行有效保护，电子器件裸露易损坏，以及没有考虑电磁干扰影响的问题。

技术实现思路
/>[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是提供能够吸收电磁波的IGBT模块封装结构及其封装方法，用于解决现有IGBT模块封装结构未对内部电子器件进行有效保护，电子器件裸露易损坏，以及没有考虑电磁干扰影响的问题。
[0006]本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：本专利技术的第一方面在于提供了一种能够吸收电磁波的IGBT模块封装方法，包括如下步骤：在100g基胶中加入0.05～5g铂金催化剂混合搅拌，并作抽真空脱泡处理，得到混合基胶；在100g交联剂中加入5～30g抑制剂混合搅拌，并作抽真空脱泡处理，得到混合剂；将混合基胶和混合剂分别灌入灌胶机的两个胶桶中，通过灌胶机将混合基胶和混合剂按质量比1:1混合并灌入IGBT模块中，先将胶灌入IGBT模块中完全覆盖住芯片和键合引线后，在真空固化炉中固化，在固化形成的第一硅凝胶层上铺上碳网，随后再次灌胶固化形成第二硅凝胶层。
[0007]结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述基胶为甲基硅油、乙基硅油、苯基
硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油、含氰硅油中的一种或多种混合。
[0008]结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述交联剂为甲基氢硅氧烷，所述抑制剂为炔醇类化合物、乙烯基硅氧烷、过氧化物中的至少一种。
[0009]结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述抑制剂为2
‑
丁炔
‑1‑
醇、3，5
‑
二甲基
‑1‑
己炔
‑3‑
醇、1
‑
乙炔基
‑1‑
环己醇、1
‑
乙炔基环戊醇、1
‑
己炔
‑3‑
醇、2
‑
甲基
‑3‑
丁炔
‑2‑
醇、3
‑
甲基
‑1‑
戊炔
‑3‑
醇、3
‑
(三甲基硅基)丙炔醇、2,4,7,9
‑
四甲基
‑5‑
癸炔
‑
4,7
‑
二醇中的一种或多种混合。
[0010]结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述碳网由经过偶联剂处理的石墨材料制成，所述石墨材料为石墨纸、石墨粉、石墨毡、石墨网中的一种或多种。
[0011]结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述碳网的制备方法如下：由95%的EtOH及5%的H2O配成醇－水溶液，加入AcOH使pH为4.5～5.5，搅拌下加入2%偶联剂，搅拌5min得到偶联剂溶液，将2μm厚的石墨毡加入偶联剂溶液中浸泡5～30min。取出并浸入EtOH中漂洗2次，晾干后，移入80～110℃的鼓风干燥箱中干燥5～30min。
[0012]结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述偶联剂为氨基硅烷、环氧基硅烷、γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基硅烷中的一种或多种。
[0013]本专利技术的第二方面在于提供了一种IGBT模块封装结构，包括基板和安装在基板上的外壳，所述基板与外壳的内部构成容纳电子器件的容纳腔，还包括位于容纳腔内的芯片、键合引线、碳网和硅凝胶层，所述硅凝胶层包括第一硅凝胶层和第二硅凝胶层，所述碳网位于第一硅凝胶层和第二硅凝胶层之间，所述第一硅凝胶层完全覆盖芯片和键合引线。
[0014]结合第二方面，在一些可选的实施方式中，所述碳网完全覆盖第一硅凝胶层，所述第二硅凝胶层完全覆盖碳网。
[0015]结合第二方面，在一些可选的实施方式中，所述第二硅凝胶层与外壳的内顶面之间留有间隙。
[0016]本专利技术的能够吸收电磁波的IGBT模块封装方法，通过第一硅凝胶层将芯片和键合引线覆盖住，避免芯片和键合引线裸露受到损坏；利用碳网吸收电磁波的特性，能够吸收IGBT模块运行过程中产生的电磁波和其它电子器件辐射的电磁波，有效减少IGBT模块和其他电子器件之间的相互影响；通过第二硅凝胶层进一步保护内部芯片和键合引线，在受到较大压力时，第一硅凝胶层和第二硅凝胶层能够起到缓冲作用，缓解压力对内部电子器件造成较大冲击。
[0017]本专利技术的能够吸收电磁波的IGBT模块封装结构，灌封的第一硅凝胶层和第二硅凝胶层能够对内部电子器件（例如芯片）起到一定的保护作用，缓解其受到较大压力冲击损坏；位于第一硅凝胶层和第二硅凝胶层之间的碳网能够吸收电磁波，辅助提高IGBT模块的运行安全可靠性。
附图说明
[0018]图1是本专利技术能够吸收电磁波的IGBT模块封装结构的结构示意图；图2是实施例2的电磁屏蔽效果的测试结果图；
其中，基板1、外壳2、第一芯片31、第二芯片32、键合引线4、碳网51、第一硅凝胶层52、第二硅凝胶层53。
具体实施方式
[0019]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。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
[0020]本专利技术中EtOH代表乙醇，H2O代表水，AcOH代表乙酸。
[0021]以下步骤中涉及的偶联剂为氨基硅烷、环氧基硅烷、γ...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.能够吸收电磁波的IGBT模块封装方法，其特征在于，包括如下步骤：每100g基胶中加入0.05～5g铂金含量千分之一的铂金催化剂混合搅拌，并作抽真空脱泡处理，得到混合基胶；每100g交联剂中加入5～30g抑制剂混合搅拌，并作抽真空脱泡处理，得到混合剂；将混合基胶和混合剂分别灌入灌胶机的两个胶桶中，通过灌胶机将混合基胶和混合剂按质量比1:1混合并灌入IGBT模块中，先将胶灌入IGBT模块中完全覆盖住芯片和键合引线后，在真空固化炉中固化，在固化形成的第一硅凝胶层上铺上碳网，随后再次灌胶固化形成第二硅凝胶层。2.根据权利要求1所述的能够吸收电磁波的IGBT模块封装方法，其特征在于，所述基胶为甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油、含氰硅油中的一种或多种混合。3.根据权利要求1所述的能够吸收电磁波的IGBT模块封装方法，其特征在于，所述交联剂为甲基氢硅氧烷，所述抑制剂为炔醇类化合物、乙烯基硅氧烷、过氧化物中的至少一种。4.根据权利要求3所述的能够吸收电磁波的IGBT模块封装方法，其特征在于，所述抑制剂为2
‑
丁炔
‑1‑
醇、3，5
‑
二甲基
‑1‑
己炔
‑3‑
醇、1
‑
乙炔基
‑1‑
环己醇、1
‑
乙炔基环戊醇、1
‑
己炔
‑3‑
醇、2
‑
甲基
‑3‑
丁炔
‑2‑
醇、3
‑
甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：段金炽，廖光朝，
申请(专利权)人：重庆云潼科技有限公司，
类型：发明
国别省市：