本发明专利技术公开一种大功率智能IGBT模块及其加工工艺，模块包括外壳、底板、驱动板、芯片、绝缘衬底、粘接胶、功率端子和信号端子，所述外壳具有容置腔，所述底板固定于外壳底部，驱动板位于底板上方，于底板和驱动板之间填充有绝缘涂覆胶；所述芯片位于驱动板侧旁，并位于底板上方，并于底板上设置有绝缘衬底，芯片位于绝缘衬底上方；所述驱动板和芯片之间连接有键合线，所述功率端子连接于外壳上，所述信号端子连接于驱动板上，所述粘接胶位于底板和外壳之间；并于容置腔中灌注有环氧树脂。加工工艺包括清洗、烧结、粘接、键合、灌胶和检测步骤。有效解决了灌封模块厚度问题以及散热问题，使得模块更加轻薄，具备小型化、散热能力强的特点。散热能力强的特点。散热能力强的特点。
【技术实现步骤摘要】
大功率智能IGBT模块及其加工工艺
[0001]本专利技术涉及智能功率模块领域技术，尤其是指一种大功率智能IGBT模块及其加工工艺。
技术介绍
[0002]本领域灌封智能功率模块的驱动板与芯片及功率部分采用叠层设计，驱动板通过内部信号端子、铝丝与芯片连接。由于驱动板处于芯片上方，驱动板必须与芯片、铝丝保留安全空间，防止大电压击穿。此种设计在模块纵向需要保留足够的安装空间和安全空间，导致智能功率模块整体厚度偏高，在狭小空间无法安装摆放。降低驱动板高度直至与芯片贴合，可以使整个模块高度大大减小，但是对于现有封装工艺是无法完成的。本领域模块上盖设计为扣合结构、粘接结构，同样导致模块结构复杂、纵向高度大，厚度偏高。模块内部填充硅凝胶保护芯片等器件，由于灌胶后再进行真空脱泡后，仍然存有少量气泡，在工作过程中芯片发热会导致硅凝胶内部气体膨胀。因此，上盖设计普遍与硅凝胶保留足够空间，防止因硅凝胶膨胀而溢出，或损坏上盖。
[0003]而塑封智能功率模块使用引线框架与芯片烧结而成，最终使用环氧树脂材料将产品封装，此种设计没有灌封底板结构，在大功率领域很难快速散热，在长时间高温工作状态下，产品可靠性难以保障。综上所述，智能功率模块采用灌封、塑封结构，灌封结构采用驱动板、功率部分叠层设计，结构厚度偏大。塑封结构采用环氧树脂封装，散热能力差，不适合大功率模块开发。
[0004]因此，需要对现有的智能IGBT模块结构及其加工工艺进行改进，以解决上述问题。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种大功率智能IGBT模块及其加工工艺，其有效解决了灌封模块厚度问题以及散热问题，使得模块具备小型化、散热能力强的特点。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下之技术方案：
[0007]一种大功率智能IGBT模块，其包括有外壳、底板、驱动板、芯片、绝缘衬底、粘接胶、功率端子和信号端子，所述外壳内形成有容置腔，所述底板固定于外壳底部，所述驱动板位于底板上方，并于底板和驱动板之间填充有绝缘涂覆胶，将驱动板粘接固定于底板上；所述芯片位于驱动板侧旁，并位于底板上方，并于底板上设置有用于放置芯片的绝缘衬底，芯片位于绝缘衬底上方；所述驱动板和芯片之间连接有键合线，所述功率端子连接于外壳上，所述信号端子连接于驱动板上，所述粘接胶位于底板和外壳之间；并于容置腔中灌注有环氧树脂，环氧树脂将驱动板、芯片和键合线完全覆盖。
[0008]作为一种优选方案：所述绝缘衬底与底板之间设置有绝缘涂覆胶。
[0009]作为一种优选方案：所述芯片包括有IGBT芯片和FRD芯片，所述芯片和外壳内壁之间也连接有键合线。
[0010]作为一种优选方案：所述外壳内壁上具有一台阶，所述键合线一端连接于芯片上，一端连接于所述台阶上。
[0011]作为一种优选方案：所述底板上设置有用于放置芯片的支撑座，所述芯片固定于支撑座上表面，所述绝缘衬底位于支撑座中部。
[0012]作为一种优选方案：所述绝缘衬底为导热率高、热膨胀低的陶瓷覆铜材质。
[0013]作为一种优选方案：所述底板为铝硅合成材质。
[0014]一种如上所述的大功率智能IGBT模块的加工工艺，包括有如下步骤：
[0015]S1、将模块所需配件进行等离子清洗，去除配件表面的污物、粉尘；
[0016]S2、将7颗IGBT芯片、7颗FRD芯片通过真空烧结炉与绝缘衬底进行烧结固定，将绝缘衬底与底板进行真空烧结固定；
[0017]S3、将驱动板通过绝缘涂覆胶与底板进行粘接固化；
[0018]S4、粘接外壳与底板；
[0019]S5、通过键合机将驱动板与芯片进行键合连接，外壳与芯片发射极进行键合连接；
[0020]S6、将芯片进行涂胶保护固化，灌入环氧树脂进行封帽；
[0021]S7、产品完成测试，外观检验，并入库。
[0022]作为一种优选方案：所述S3中，驱动板粘接步骤如下：
[0023]S31、调整钢网夹具，并用酒精将涂胶印刷台和钢网夹具清洗干净；
[0024]S32、调整钢网夹具的高度，使钢网夹具与涂胶印刷台紧贴，并调整好位置；
[0025]S33、将绝缘涂覆胶放入钢网上，绝缘涂覆胶的放入量以印刷刀每次刚好刮完且不低于印刷刀高度的2/3为宜，印刷刀以与钢网倾斜夹角45
‑
60
°
均匀刮动；
[0026]S34、将驱动板按设计位置放好，驱动板要平整，确保驱动板底部无异物，再把钢网夹具压至驱动板上；
[0027]S35、粘接驱动板后的器件，在25℃环境下固化24小时；
[0028]S36、检验。
[0029]作为一种优选方案：所述S5中，键合步骤如下：
[0030]S51、键合批量作业之前、更换劈刀、维修设备、开班前，要进行首件检验，检验包括外观检验、引线键合强度、弹坑(只一次键合)、键合推力检验，检验合格后方可批量作业；
[0031]作业前在显微镜下检查劈刀状态，劈刀上不允许有铝残渣残留，或者崩边或缺口，否则要进行更换；
[0032]S52、芯片和驱动板的键合，键合前安装好键合夹具，将粘接后产品放入键合夹具中固定，确认产品是否固定牢固；
[0033]S53、调出键合程序，检查键合参数，检查劈刀安装是否牢固，开始键合；
[0034]S54、驱动板与芯片之间采用250μm铝丝键合连接，外壳与芯片发射极之间采用380μm铝丝键合连接；
[0035]S55、键合检验。
[0036]本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，通过结合灌封模块高散热能力、塑封模块小型化的优点，克服材料集成问题、封装工艺问题、芯片驱动干扰问题。解决产品小型化、智能化、大功率集成散热问题，该设计效果是现有的封装方案无法达到的。同时有效解决了灌封模块厚度问题以及散热问题，使得模块
具备小型化、散热能力强的优势，并且该模块整体相对于传统封装模块更加轻薄，占用空间更小，对于智能功率模块小型化、高集成有积极的促进作用，具备行业中下一代智能功率模块基本特性，具有广阔的市场空间。
[0037]为更清楚地阐述本专利技术的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。
附图说明
[0038]图1是本专利技术之智能IGBT模块俯视示意图；
[0039]图2为本专利技术之智能IGBT模块内部结构剖视示意图；
[0040]图3是本专利技术之智能IGBT模块工艺流程示意图。
[0041]附图标识说明：
[0042]100、模块；101、外壳；102、底板；103、绝缘涂覆胶；104、驱动板；105、绝缘衬底；106、芯片；107、键合线；108、粘接胶；109、功率端子；110、环氧树脂；111、信号端子；112、容置腔；113、台阶；114、支撑座。
具体实施方式
[004本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大功率智能IGBT模块，其特征在于：包括有外壳、底板、驱动板、芯片、绝缘衬底、粘接胶、功率端子和信号端子，所述外壳内形成有容置腔，所述底板固定于外壳底部，所述驱动板位于底板上方，并于底板和驱动板之间填充有绝缘涂覆胶，将驱动板粘接固定于底板上；所述芯片位于驱动板侧旁，并位于底板上方，并于底板上设置有用于放置芯片的绝缘衬底，芯片位于绝缘衬底上方；所述驱动板和芯片之间连接有键合线，所述功率端子连接于外壳上，所述信号端子连接于驱动板上，所述粘接胶位于底板和外壳之间；并于容置腔中灌注有环氧树脂，环氧树脂将驱动板、芯片和键合线完全覆盖。2.根据权利要求1所述的大功率智能IGBT模块，其特征在于：所述绝缘衬底与底板之间设置有绝缘涂覆胶。3.根据权利要求1所述的大功率智能IGBT模块，其特征在于：所述芯片包括有IGBT芯片和FRD芯片，所述芯片和外壳内壁之间也连接有键合线。4.根据权利要求3所述的大功率智能IGBT模块，其特征在于：所述外壳内壁上具有一台阶，所述键合线一端连接于芯片上，一端连接于所述台阶上。5.根据权利要求1所述的大功率智能IGBT模块，其特征在于：所述底板上设置有用于放置芯片的支撑座，所述芯片固定于支撑座上表面，所述绝缘衬底位于支撑座中部。6.根据权利要求1所述的大功率智能IGBT模块，其特征在于：所述绝缘衬底为导热率高、热膨胀低的陶瓷覆铜材质。7.根据权利要求1所述的大功率智能IGBT模块，其特征在于：所述底板为铝硅合成材质。8.一种如权利要求1
‑
7任意一项所述的大功率智能IGBT模块的加工工艺，其特征在于，包括有如下步骤：S1、将模块所需配件进行等离子清洗，去除配件表面的污物、粉尘；S2、将7颗IGBT芯片、7颗FRD芯片通过真空烧结炉与绝缘衬底进行烧结固定，将...
【专利技术属性】
技术研发人员：张佰龙，曲赫然，许冬梅，何咏欣，徐宁，宋吉昌，
申请(专利权)人：深圳吉华微特电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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