一种高可靠SiC模块制造技术

本发明专利技术公开了一种高可靠SiC模块，涉及电力电子功率模块技术领域。该高可靠SiC模块包括底板、塑封体，塑封体包括塑封外壳、绝缘基板、芯片组、电路电极和紧固端子；塑封体除底部与底板通过焊层连接外，其外部的紧固端子也与底板连接；除了必要的焊层外，塑封体与底板之间还设有辅助固定二者的紧固端子。通过紧固端子与底板之间加强连接，能够在应用至振动工况时，降低振动传递至塑封体的幅度，对底部焊层起到保护作用，同时加强塑封体与底板之间的连接强度。接强度。接强度。

【技术实现步骤摘要】
一种高可靠SiC模块


[0001]本专利技术涉及电力电子功率模块
，特别是涉及一种高可靠SiC模块。

技术介绍

[0002]近几十年来，以新发展起来的第三代宽禁带功率半导体材料碳化硅(SiC)为基础的功率半导体器件，凭借其优异的性能备受人们关注。与第一代半导体材料和第二代半导体材料相比，SiC的禁带宽度更宽，耐高温特性更强，开关频率更高，损耗更低，稳定性更好，被广泛应用于替代硅基材料或硅基材料难以适应的应用场合。
[0003]封装是芯片应用的重要一环，由于SiC模块的封装难度高，一般需要结合其特性，采用塑封、铜带绑定、银烧结、直接烧结等架构，其中塑封是最常见的封装形式。
[0004]图1为目前最常见的6in1塑封模块封装形式，其上部的塑封体与底板仅通过焊层连接，连接方式简单。
[0005]当该模块应用于存在振动的工况时，振动所带来的冲击力会通过端子传递到模块的焊层，对焊层产生周期的疲劳损伤，进而影响模块的长期可靠性，降低模块的性能和寿命。

技术实现思路

[0006]为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种高可靠SiC模块，包括底板和若干组固定在底板上的塑封体，塑封体包括塑封外壳、封装在塑封外壳中的芯片组和电路电极，以及固定于塑封外壳上的紧固端子；
[0007]塑封体底部与底板通过焊层相对固定；
[0008]紧固端子与底板之间固定连接，二者固定连接的方式为焊接或机械锁固。
[0009]技术效果：除了必要的底部焊层外，本专利技术中的塑封体与底板之间还设有辅助固定二者的紧固端子。通过紧固端子与底板之间加强连接，一方面能够在应用至振动工况时，降低振动传递至塑封体的幅度，对底部焊层起到保护作用，同时加强塑封体与底板之间的连接强度；另一方面紧固端子覆盖在塑封体内的芯片组上方，能够增加芯片组的散热途径，将部分热量向外导出，降低芯片结温。
[0010]本专利技术进一步限定的技术方案是：
[0011]进一步的，紧固端子与底板焊接时，选择钎焊、超声焊或激光焊中的一种或多种。
[0012]前所述的一种高可靠SiC模块，紧固端子与底板机械锁固时，选择压铆或螺钉锁固。
[0013]前所述的一种高可靠SiC模块，紧固端子设有若干个，分别布设于每个塑封体上无对外电气连接的两侧。
[0014]前所述的一种高可靠SiC模块，紧固端子不参与模块中的电路连接，不具备电气性能。
[0015]前所述的一种高可靠SiC模块，紧固端子延伸至塑封体内部且覆盖于芯片组上，紧
固端子无限接近芯片组且不与芯片组接触。
[0016]前所述的一种高可靠SiC模块，紧固端子单独设置或与电路电极设于同一引线框架上。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018](1)本专利技术中，主要是通过紧固端子的辅助连接作用，起到紧固塑封体和底板的效果，紧固端子分布在塑封体两侧，并布设有若干个，则每个塑封体能够通过若干个方向的紧固端子，减少振动传递，提升紧固效果，使得整个模块使用更加可靠，提升使用寿命；
[0019](2)本专利技术中，紧固端子未与底板连接的一段基本覆盖在芯片组上方且无限接近芯片组，可以为芯片组提供额外的散热路径，有利于芯片的结温降低；
[0020](3)本专利技术中，紧固端子能为塑封体提供额外的固定路径，有利于减缓振动工况中对塑封体底部焊层的损伤，此外通过焊接或机械紧固的方式连接紧固端子与底板，其结构简单成本低，还能够起到较佳的连接效果；
[0021](4)本专利技术中，除了必要的焊层外，塑封体与底板之间还设有辅助固定二者的紧固端子。通过紧固端子与底板之间加强连接，一方面能够在应用至振动工况时，降低振动传递至塑封体的幅度，对底部焊层起到保护作用，同时加强塑封体与底板之间的连接强度；另一方面紧固端子覆盖在塑封体内的芯片组上方，能够增加芯片组的散热途径，将部分热量向外导出，降低芯片结温。
附图说明
[0022]图1为为现有技术中6in1塑封模块的示意图；
[0023]图2为实施例1中塑封模块的示意图；
[0024]图3为实施例1中塑封模块的内部示意图；
[0025]图4为实施例1中塑封模块的局部剖视图；
[0026]图5为实施例2中塑封模块的示意图；
[0027]图6为实施例2中塑封模块内部示意图；
[0028]图7为实施例2中塑封模块局部剖视图。
[0029]其中：1、塑封体；2、底板；3、紧固端子；4、电路电极；5、芯片组；6、绝缘基板；7、螺钉。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。
[0031]需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一元件，它可以直接在另一元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一元件，它可以是直接连接到一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0032]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的
技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0033]如图1所示，在现有的6in1塑封模块中，塑封体1是直接通过焊接固定在底板2的上表面的，因此在使用过程中，外部振动会通过电路电极传递到塑封体1中，因此塑封体1与底板2连接的焊接层会受到周期性疲劳损伤，加速焊层剥离分层，降低模块的性能及可靠性。
[0034]为解决上述问题，本实施例提供的一种高可靠SiC模块，结构如图2至图4所示，包括底部呈长方形板状结构的底板2，在底板2上固定有若干个塑封体1，本实施例中的塑封体1为三个。塑封体1底部为绝缘基板6，塑封体1与底板2之间通过焊层固定，即二者通过焊接的方式紧固，焊接工艺为钎焊。
[0035]如图2至图4所示，塑封体1包括塑封外壳，塑封外壳呈盒装结构，塑封外壳内封装有芯片组5，塑封外壳中还设有电路电极4，电路电极与外界形成电气连接。此外，塑封体1上还设有若干个紧固端子3。紧固端子3形成于塑封体1上无对外电气连接的两侧面，图中为左右两侧。
[0036]紧固端子3设有若干个，且均布在塑封体1的两侧面上。紧固端子3未与绝缘基板6、芯片组5及电路电极4连接，所以不具有电气性能；另外，紧固端子3未与底板2连接的一段穿透塑封外壳连通至塑封体1内部，基本覆盖在芯片组5上方且无限接近芯片组5，可以为芯片组5提供额外的散热路径，有利于芯片的结温降低。
[0037]如图2至图4所示，紧固端子3与电路电极4设置在同一引线框架内，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高可靠SiC模块，其特征在于：包括底板(2)和若干组固定在所述底板(2)上的塑封体(1)，所述塑封体(1)包括塑封外壳、封装在所述塑封外壳中的芯片组(5)和电路电极(4)，以及固定于所述塑封外壳上的紧固端子(3)；所述塑封体(1)底部与所述底板(2)通过焊层相对固定；所述紧固端子(3)与所述底板(2)之间固定连接，二者固定连接的方式为焊接或机械锁固。2.根据权利要求1所述的一种高可靠SiC模块，其特征在于：所述紧固端子(3)与所述底板(2)焊接时，选择钎焊、超声焊或激光焊中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种高可靠SiC模块，其特征在于：所述紧固端子(3)与所述底板(2)机械锁固时，选择...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨阳，刘杰，郝凤斌，李聪成，肖建祥，
申请(专利权)人：扬州国扬电子有限公司，
类型：发明
国别省市：