一种半导体模块封装外壳及封装方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体模块封装外壳及封装方法，包括：金属端子与塑料壳体；所述金属端子为梯形柱结构，所述金属端子的梯形截面包括顶边、底边和两个侧边，所述金属端子通过注塑方式嵌设于所述塑料壳体内，所述顶边外露于所述塑料壳体，所述顶边的宽度L1≤1.5mm。该外壳的设计可以避免在注塑过程中难以控制而出现金属端子与塑料壳体之间出现特定区域的空洞，进而可以避免键合过程中出现劈刀打滑、共振等现象造成脱点虚焊，提升焊接质量。提升焊接质量。提升焊接质量。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体模块封装外壳及封装方法


[0001]本专利技术涉及半导体模块封装
，具体涉及一种半导体模块封装外壳及封装方法。

技术介绍

[0002]功率半导体模块封装领域离不开键合工艺，键合工艺的原理是通过机器超声波发生器
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放大器
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换能器的结构将电能转化为机械能，再通过焊接刀具劈刀将振动能量传到焊盘，实现不同金属之间原子的结合形成金属键。目前使用最多的是铝线键合，铜线铜带键合，该技术已被越来越广泛用于不同行业领域，如半导体封装、汽车、太阳能、电池等。
[0003]影响键合工艺的因素有很多，行业普遍的疑难点在于：在金属端子上键合金属线的过程中，当前外壳主要是通过注塑工艺将金属端子嵌入到壳体中，且表面都要镀一层金属，如镍，注塑工艺难以控制金属端子与塑料壳体之间的完美结合，需要无空洞，一旦某个区域有空洞，当空洞上方有能量传达，振动时，可能会发生共振现象，造成超声能量的损失，当前功率模块键合危害最大的失效形式就是脱点和虚焊，影响产品质量和可靠性，所以要最大程度降低焊接不良的风险，需要改良当前的外壳结构并匹配合适的工艺参数。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种半导体模块封装外壳及封装方法。
[0005]具体技术方案如下：
[0006]一种半导体模块封装外壳，主要包括：金属端子与塑料壳体；
[0007]所述金属端子为梯形柱结构，所述金属端子的梯形截面包括顶边、底边和两个侧边，所述金属端子通过注塑方式嵌设于所述塑料壳体内，所述顶边外露于所述塑料壳体，所述顶边的宽度L1≤1.5mm。
[0008]上述的一种半导体模块封装外壳中，还具有这样的特征，所述底边的宽度L2≥2.5mm。
[0009]上述的一种半导体模块封装外壳中，还具有这样的特征，所述金属端子的上表面压覆有一层厚度为0.2mm的铝层。
[0010]上述的一种半导体模块封装外壳中，还具有这样的特征，所述侧边与所述底边之间设置有直倒角。
[0011]上述的一种半导体模块封装外壳中，还具有这样的特征，所述金属端子采用铜材质制成。
[0012]一种半导体模块封装方法，所述方法采用前面所述的半导体模块封装外壳，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0013]步骤1、将芯片通过真空回流焊接到双面覆铜陶瓷上，得到第一半成品；
[0014]步骤2，将所述述第一半成品真空回流焊到铜基板上，得到第二半成品；
[0015]步骤3，将所述外壳与所述第二半成品通过密封胶粘连；
[0016]步骤4，将铝线的一端键合到所述金属端子上，将铝线的另一端键合到双面覆铜陶瓷或者芯片上，其中，所述步骤4中所用到的键合参数包括force和power，所述参数force的具体数值比所述铝线的最大垂直拉断力大200
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300cN，所述参数power的数值是115
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125。
[0017]上述技术方案的积极效果是：
[0018]本专利技术提供的一种半导体模块封装外壳及封装方法，金属端子以一种梯形结构通过注塑工艺嵌在塑料壳体中，梯形的顶边的宽度L1≤1.5mm，以避免在注塑过程中难以控制而出现金属端子与塑料壳体之间出现特定区域的空洞，进而可以避免键合过程中出现劈刀打滑、共振等现象造成脱点虚焊，提升焊接质量。
附图说明
[0019]图1为本专利技术提供的半导体模块封装外壳的结构示意图。
[0020]附图中：1、金属端子；11、顶边；12、底边；13、侧边；2、塑料外壳。
具体实施方式
[0021]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0022]本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0023]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0024]请参阅图1，本专利技术公开了一种半导体模块封装外壳，该半导体模块封装外壳包括：金属端子1与塑料壳体2；
[0025]所述金属端子1为梯形柱结构，所述金属端子1的梯形截面包括顶边11、底边12和两个侧边13，所述金属端子1通过注塑方式嵌设于所述塑料壳体2内，所述顶边11外露于所述塑料壳体2，所述顶边11的宽度L1≤1.5mm，以避免在注塑过程中难以控制而出现金属端子与塑料壳体2之间出现特定区域的空洞，进而可以避免键合过程中出现劈刀打滑、共振等现象造成脱点虚焊，提升焊接质量。金属端子1通过注塑方式嵌设于所述塑料壳体2内可以实现金属端子与塑料壳体2之间的紧密连接。
[0026]进一步地，所述底边12的宽度L2≥2.5mm，以实现对金属端子1更好的支撑。
[0027]进一步地，所述金属端子1的上表面压覆有一层厚度为0.2mm的铝层。其中，铝层可以采用滚轮机械压覆。
[0028]可选地，所述侧边13与所述底边12之间设置有直倒角，以避免顶边11和底边12之间由于长短差距太大导致的尖角问题。
[0029]可选地，所述金属端子1采用铜材质制成。
[0030]本专利技术还提供了一种半导体模块封装方法，所述方法采用前面所述的半导体模块封装外壳，所述方法包括以下步骤：
[0031]步骤1、将芯片通过真空回流焊接到双面覆铜陶瓷上，得到第一半成品；
[0032]步骤2，将所述述第一半成品真空回流焊到铜基板上，得到第二半成品；
[0033]步骤3，将所述外壳与所述第二半成品通过密封胶粘连；
[0034]步骤4，将铝线的一端键合到所述金属端子上，将铝线的另一端键合到双面覆铜陶瓷或者芯片上，其中，所述步骤4中所用到的键合参数包括force(键合压力)和power(键合功率)，所述参数force的具体数值比所述铝线的最大垂直拉断力大200
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300cN，所述参数power的数值是115
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体模块封装外壳，其特征在于，包括：金属端子与塑料壳体；所述金属端子为梯形柱结构，所述金属端子的梯形截面包括顶边、底边和两个侧边，所述金属端子通过注塑方式嵌设于所述塑料壳体内，所述顶边外露于所述塑料壳体，所述顶边的宽度L1≤1.5mm。2.根据权利要求1所述的半导体模块封装外壳，其特征在于，所述底边的宽度L2≥2.5mm。3.根据权利要求2所述的半导体模块封装外壳，其特征在于，所述金属端子的上表面压覆有一层厚度为0.2mm的铝层。4.根据权利要求1至3任一项所述的半导体模块封装外壳，其特征在于，所述侧边与所述底边之间设置有直倒角。5.根据权利要求4所述的半导体模块封装外壳，其特征在于，所述金属端子采用铜材质制成。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩延昭，
申请(专利权)人：嘉兴斯达微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：