柔性连接件、半导体封装结构及封装方法技术

本申请涉及一种柔性连接件、半导体封装结构及封装方法，柔性连接件包括第一连接结构、第二连接结构、柔性内芯结构、柔性包芯结构和卡接结构，柔性包芯结构采用柔性绝缘耐高温材质的材料制成，包覆柔性内芯件外周；卡接结构凸设于第一连接结构的下部外周。本申请提供的一种柔性连接件，通过在第一连接结构和第二连接结构之间的柔性内芯件外周包覆柔性包芯结构，以降低在温度变化下各部件之间连接界面之间产生的应力，从而避免连接界面的应力疲劳失效的情况发生，并且可以减少半导体封装结构在应用中因振动导致产生机械应力损伤积累，避免连接部分的机械疲劳失效的情况发生。连接部分的机械疲劳失效的情况发生。连接部分的机械疲劳失效的情况发生。

【技术实现步骤摘要】
柔性连接件、半导体封装结构及封装方法


[0001]本申请涉及半导体封装
，特别涉及柔性连接件、半导体封装结构及封装方法。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的发展，功率半导体模块已成为电驱动系统的核心器件之一。其中最主要、最关键的技术问题为功率半导体器件在处理高电压，大电流时会产生功率损耗，导致温度最高达到150～175℃，周围部件随之也产生温度的变化。各个连接端的不同材料的热膨胀系数不同，在温度变化下的热膨胀量的不匹配导致各部件之间连接界面产生较大的应力，在长期工作中，容易导致连接界面的应力疲劳失效。在汽车的应用中，不同道路工况会导致车身及其零部件的振动，当功率半导体内部电气连接与驱动板为刚性连接时，产生随机振动时容易产生机械损伤积累，长期工作中降低了连接结构的可靠性。次要问题为在传统的封装连接电路中，一般采用回流焊或者打线键合的方式连接内部电路和外部驱动电路及输入输出功率回路。在功率加载时，常见的失效形式为键合点或者焊接面。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供一种柔性连接件、半导体封装结构及封装方法，以解决相关技术中功率半导体器件在处理高电压、大电流时会产生功率损耗，导致温度最高达到150摄氏度～175摄氏度，周围部件也随之产生温度变化，各连接端的材料的热膨胀系数不同，在温度变化下热膨胀系数不匹配导致各部件之间连接界面产生较大的应力，容易导致连接界面的应力疲劳失效的技术问题。
[0004]第一方面，本申请提供一种柔性连接件，包括：
[0005]第一连接结构，与所述柔性内芯件的顶端连接，用于与半导体的驱动控制板电连接；
[0006]第二连接结构，与所述柔性内芯件的底端连接，具有焊接脚，用于与半导体的衬板覆铜面连接；
[0007]柔性内芯结构，包括柔性内芯件，连接于第一连接结构与第二连接结构之间；
[0008]柔性包芯结构，采用柔性绝缘耐高温材质的材料制成，包覆所述柔性内芯件；
[0009]卡接结构，凸设于所述第一连接结构的下部外周，用于卡入半导体盖板的盖板孔内。
[0010]一些实施例中，所述柔性内芯件采用纯铜、铜合金、纯铝或铝合金材质的材料制成。
[0011]一些实施例中，所述柔性内芯结构的厚度范围为0.5mm
‑
2mm。
[0012]一些实施例中，所述第一连接结构形状为长方体、圆柱体或压接针眼结构，其外部镀层厚度范围可为0.2μm
‑
2μm。
[0013]一些实施例中，所述卡接结构为凸设于所述第一连接结构的下部外周并对称设置
的一对三角翼，一对所述三角翼的外斜面由上至下自所述第一连接结构的外周面向外倾斜。
[0014]一些实施例中，所述第一连接结构的中下部对应于一对所述三角翼处开设有沉槽。
[0015]一些实施例中，所述焊接脚的厚度为0.2mm
‑
3mm。
[0016]第二方面，本申请提供了一种半导体封装结构，其特征在于，包括外壳、卡设于外壳卡槽内的盖板，所述盖板具有多个盖板孔，以及设于所述外壳内的：
[0017]绝缘衬板，所述绝缘衬板具有衬板覆铜面；
[0018]如上所述的柔性连接件组成的连接件阵列，所述连接件阵列中的每一个所述卡接结构卡接入所述盖板孔内，所述柔性连接件的第一连接结构用于与所述半导体的驱动控制板电连接，所述第二连接结构与所述衬板覆铜面连接。
[0019]一些实施例中，所述第一连接结构与所述驱动控制板的连接部设有镀层，所述镀层为锡层或银层。
[0020]一些实施例中，所述焊接脚底面通过超声波焊接、摩擦焊接或激光焊接方式与所述衬板覆铜面连接。
[0021]第三方面，本申请提供了一种半导体封装方法，包括以下步骤：
[0022]将多个柔性连接件的第二连接结构焊接固定于衬板覆铜面上；
[0023]将多个柔性连接件的卡接结构卡入盖板板的盖板孔内；
[0024]将多个柔性连接件的盖板卡入外壳的卡槽内；
[0025]将多个柔性连接件的第一连接结构均与驱动控制板电连接。
[0026]本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0027]本申请实施例提供了一种柔性连接件，通过在第一连接结构和第二连接结构之间的柔性内芯件外周包覆柔性包芯结构，可降低在温度变化下各部件之间连接界面之间产生的应力，从而避免连接界面的应力疲劳失效的情况发生，并且可以减少半导体封装结构在应用中因振动导致产生机械应力损伤积累，避免连接部分的机械疲劳失效的情况发生。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本申请实施例提供的柔性连接件的结构示意图；；
[0030]图2为本申请实施例提供的柔性连接件的另一结构示意图；
[0031]图3为本申请实施例提供的柔性连接件和衬板的覆铜面的安装示意图；
[0032]图4为本申请实施例提供的柔性连接件和衬板的覆铜面的安装示意图；
[0033]图5为本申请实施例提供的柔性连接件和盖板的安装示意图；
[0034]图6为图5圆中的放大结构示意图。
[0035]图中：10、柔性连接件；11、第一连连接结构；12、三角翼；13、沉槽；14、柔性包芯结构；15、柔性内芯件；16、第二连接结构；20、覆铜面；30、盖板；31、盖板孔。
具体实施方式
[0036]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0037]本申请实施例提供了一种柔性连接件，其能解决功率半导体器件在处理高电压、大电流时会产生功率损耗，导致温度最高达到150摄氏度～175摄氏度，周围部件也随之产生温度变化，各连接端的材料的热膨胀系数不同，在温度变化下热膨胀系数不匹配导致各部件之间连接界面产生较大的应力，容易导致连接界面的应力疲劳失效的技术问题。
[0038]第一方面，请参考图1和图2，本申请提供一种柔性连接件，包括第一连接结构11、第二连接结构16、柔性内芯结构、柔性包芯结构14和卡接结构，柔性内芯结构包括柔性内芯件，第一连接结构11连接于所述柔性内芯件15的顶端，用于与半导体的驱动控制板电连接；第二连接结构16连接于所述柔性内芯件15的底端，具有焊接脚，用于与半导体的衬板覆铜面20连接；柔性包芯结构14采用柔性绝缘耐高温材质的材料制成，包覆所述柔性内芯件15；卡接结构凸设于所述第一连接结构11的下部外周，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性连接件，其特征在于，包括：柔性内芯件第一连接结构，柔性内芯件用于与半导体的驱动控制板电连接；第二连接结构，柔性内芯件具有焊接脚，用于与半导体的衬板覆铜面连接；柔性内芯结构，包括柔性内芯件，连接于第一连接结构与第二连接结构之间；柔性包芯结构，采用柔性绝缘耐高温材质的材料制成，包覆所述柔性内芯件；卡接结构，凸设于所述第一连接结构的下部外周，用于卡入半导体盖板的盖板孔内。2.如权利要求1所述的柔性连接件，其特征在于，所述柔性内芯件采用纯铜、铜合金、纯铝或铝合金材质的材料制成。3.如权利要求1所述的柔性连接件，其特征在于，所述第一连接结构形状为长方体、圆柱体或压接针眼结构。4.如权利要求1所述柔性连接件，其特征在于，所述卡接结构为凸设于所述第一连接结构的下部外周并对称设置的一对三角翼，一对所述三角翼的外斜面由上至下自所述第一连接结构的外周面向外倾斜。5.如权利要求4所述的柔性连接件，其特征在于，所述第一连接结构的中下部对应于一对所述三角翼处开设有沉槽。6.一种半导体封装结构，其特征在于，包括外壳、卡设于外...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛春草，余辰将，焦双凤，王民，
申请(专利权)人：智新半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：