專利名稱：半導(dǎo)體功率模塊封裝外殼結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種半導(dǎo)體功率模塊封裝外殼結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體功率模塊制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體功率模塊廣泛用于電氣傳動、電機控制等工業(yè)控，汽車驅(qū)動和混合動力、風(fēng)能、焊機、機車牽引等諸多領(lǐng)域，將輸入的直流電(DC)轉(zhuǎn)變?yōu)槿嘟涣麟?AC)輸出，作為各種開關(guān)電源。而統(tǒng)功率模塊主要由半導(dǎo)體芯片、覆金屬陶瓷基板(DBC)、銅底板、殼體、蓋板等構(gòu)成，半導(dǎo)體芯片及電極焊接在覆金屬陶瓷基板或底板上，而覆金屬陶瓷基板的底部固定在銅底板上，再通過灌膠將半導(dǎo)體芯片和覆金屬陶瓷基板密封固定殼體內(nèi)，最后用蓋板安裝殼體上進行密封，電極經(jīng)折彎后設(shè)置在電極座內(nèi)。由于半導(dǎo)體功率模塊上的電極以及各端子的一端均固定在覆金屬陶瓷基板上，各電極及各端子穿出殼體和端蓋以實現(xiàn)與外部的電連接，由于殼體或端蓋沒有對各電極及各信號端子進行固定，因此各電極和各信號端子很容易晃動，在半導(dǎo)體功率模塊在長期工作運行過程中，由于半導(dǎo)體芯片以各電極和各端子都會受到機械振動、機械應(yīng)力以及熱應(yīng)力等因素的影響，加之一些半導(dǎo)體功率模塊是在震動環(huán)境下工作，因此各種應(yīng)力以及振動力都會使各電極和各信號端子產(chǎn)生晃動，并傳至各鍵合處，而降低各端子和各電極的鍵合點的牢固性，造成因晃動而產(chǎn)生的功率損失。其次，由于各電極需打彎后設(shè)置在電極座上，且對外接銅排安裝要求較高，否則在安裝過程中易對電極鍵合處的牢固性造成破壞。再則，由于電極是最后打彎后與銅排連接，因此電極的安裝面無法達到完全平整，安裝銅排后易與電極接觸不良而引起的接觸電阻過大，進而造成局部過熱的現(xiàn)象，同樣也會影響各電極連接處的牢固性。目前公開的半導(dǎo)體功率模塊其殼體與底板是通過緊固件連接，端蓋固定在殼體上，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且裝配工序復(fù)雜，安裝效率不高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)合理，有效提高各電極和各信號端子鍵合的牢固性，銅排安裝可靠，裝配方便的半導(dǎo)體功率模塊封裝外殼結(jié)構(gòu)。本實用新型為達到上述目的的技術(shù)方案是一種半導(dǎo)體功率模塊封裝外殼結(jié)構(gòu)， 包括具有四周墻板的殼體和安裝在殼體上的蓋板及底板，其特征在于至少四個電極分別嵌接在殼體兩側(cè)的墻板處，各電極的鋁絲鍵合座設(shè)置在墻板內(nèi)側(cè)的底座上、連接座設(shè)置在墻板外側(cè)對應(yīng)的電極座上，且各電極的連接座具有與銅排相接的平面及安裝孔，連接座的安裝孔與各自電極座上的安裝孔對應(yīng)，具有內(nèi)螺紋的連接件分別插裝在各電極座的插槽內(nèi)并與電極的連接座相接，電極座的插槽兩側(cè)的彈性臂端部設(shè)有對連接件限位的限位凸塊； 至少四個信號端子嵌接在殼體的墻板上，且各信號端子的鋁絲鍵合座設(shè)置在墻板內(nèi)側(cè)的底座上、另一側(cè)穿出殼體墻板的上端面，蓋板安裝在殼體的墻板的內(nèi)止口處，蓋板底部至少兩個卡腳或/和至少兩個彈性卡腳分別對應(yīng)安裝在殼體墻板內(nèi)壁上的卡座或/和鎖槽上，殼體位于墻板外側(cè)至少設(shè)有兩個安裝座，T形襯套壓接在安裝座上的安裝孔和底板的安裝孔內(nèi)。本實用新型將各電極以及信號端子嵌接在殼體的墻板處，以加強各電極和各信號端子的牢固程度，無論通過超聲波鍵合的時候，由于各電極和各信號端子是固定在殼體上， 故各電極和各信號端子不易晃動，能避免由于晃動而造成的功率損失，故能提高各電極和各信號端子鍵合處的牢固性。也因各電極各信號端子由殼體固定，不僅便于通過鋁絲鍵合與覆金屬陶瓷基板，而提高其焊點的可靠性，而且半導(dǎo)體功率模塊在工作中，尤其在震動環(huán)境下，能最大程度減少半導(dǎo)體芯片、各電極以及各信號端子受機械振動、機械應(yīng)力以及熱應(yīng)力影響而作用于其鍵合點處，保證了功率模塊能在惡劣環(huán)境下能可靠性工作。本實用新型各電極的連接座具有與銅排相接的平面，無需打彎，客戶在用銅排連接的時候，不會造成銅排與各電極接觸不良而引起的接觸電阻過大問題，解決了局部過熱現(xiàn)象，方便客戶使用，提高使用可靠性。本實用新型蓋板通過卡腳或/和彈性卡牢固的卡接在殼體的卡座或/和鎖槽上，裝配方便可靠。本實用新型具有螺孔的連接件是插接在電極座的插槽內(nèi)，并由電極座的插槽兩側(cè)的彈性臂限位，安裝連接件方便，而且也便于操作。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作進一步的詳細描述。圖I是本實用新型半導(dǎo)體功率模塊封裝外殼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型半導(dǎo)體功率模塊封裝外殼結(jié)構(gòu)拆除端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型半導(dǎo)體功率模塊封裝外殼結(jié)構(gòu)各電極和各信號端子鍵合在底部上的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1_蓋板，1_1_卡腳，1-2-安裝面，1-3-彈性卡腳，2_電極，2_1_招絲鍵合座，2-2-連接座，2-21-槽口座，2-22-導(dǎo)電塊，3-殼體，3-1-內(nèi)止口，3-2-墻板，3-3-鎖槽，
3-4-底座，3-5-卡座，3-6-臺階孔，3-7-安裝座，3-8-插槽，3-9-彈性臂，3_10_電極座，
4-底板，5-信號端子，5-1-鋁絲鍵合座，6-T形襯套，7-連接件，8-鋁絲。
具體實施方式
見圖I 3所示，本實用新型半導(dǎo)體功率模塊封裝外殼結(jié)構(gòu)，包括具有四周墻板 3-2的殼體3和安裝在殼體3上的蓋板I及底板4，底板4上焊接有覆金屬陶瓷基板，至少四個電極2分別嵌接在殼體3兩側(cè)的墻板3-2處，各電極2的鋁絲鍵合座2-1設(shè)置在墻板
3-2內(nèi)側(cè)的底座3-4上、連接座2-2設(shè)置在墻板3-2外側(cè)的各電極座3_10上，各電極2的連接座2-2具有與銅排相接的平面及安裝孔，該連接座2-2的安裝孔與各自電極座3-10上的安裝孔對應(yīng)，當采用四個電極2時，殼體3上設(shè)有四個電極座3-10，殼體3上的電極座3-10 數(shù)據(jù)可根據(jù)設(shè)計要求設(shè)置，本實用新型電極2可采用Z形，并通過連接座2-2上的平面與外接銅排形成可靠的接觸，而減小接觸電阻；或如圖2所示，本實用新型電極2的連接座2-2 由槽口座2-21和導(dǎo)電塊2-22構(gòu)成，該電極2可采用L形，導(dǎo)電塊2_22安裝在電極座3_10 的限位面上并與電極2的連接座2-2上的槽口座2-21相接，本實用新型連接座2-2的槽口座2-21端面為斜面，導(dǎo)電塊2-22的斜面與槽口座2-21端部的斜面相接，以保持導(dǎo)電塊 2-22與連接座2-2很好的接觸，通過超聲波將鋁絲8鍵合在電極2的鋁絲鍵合座2_1及覆金屬陶瓷基板上，半導(dǎo)體芯片焊接在覆金屬陶瓷基板上。見

圖1、2所示，本實用新型具有內(nèi)螺紋的連接件7分別插裝在各電極座3-10的插槽3-8內(nèi)與電極2的連接座2-2相接，電極座3-10的插槽3-8兩側(cè)的彈性臂3-9端部設(shè)有對連接件7限位的限位凸塊，當連接件7安裝到位后該限位凸塊與連接件7端面相接，使連接件7不能移動，見圖2所示，電極座3-10 上的彈性臂3-9其底面和側(cè)面具有缺口，使彈性臂3-9具有一定的彈性，既方便將連接件7 插入電極座3-10的插槽3-8內(nèi)，又能方便通過兩側(cè)的彈性臂3-9端部的限位凸塊對連接件 7進行限位，各外接銅排放置在各電極2上通過螺栓安裝在連接件7，將銅排與各電極2可靠連接，實現(xiàn)本實用新型功率模塊的輸入和輸出。見圖I 3所示，本實用新型至少四個信號端子5嵌接在殼體3的墻板3-2上，該信號端子5可為柵控端子和溫度監(jiān)測端子，各信號端子5的鋁絲鍵合座5-1設(shè)置在墻板3-2 內(nèi)側(cè)的底座3-4上、另一側(cè)穿出殼體3墻板3-2的上端面，該信號端子5可為L形，故能通過殼體3的墻板3-2對各信號端子5進行固定，超聲波將鋁絲8鍵合在信號端子5的鋁絲鍵合座5-1和覆金屬陶瓷基板，通過各信號端子5將各控制信號引入并將檢測信號輸出。見圖I 3所示，本實用新型蓋板I安裝在殼體3的墻板3-2的內(nèi)止口 3_1處，蓋板I周邊的安裝面1-2安裝在墻板3-2的內(nèi)止口 3-1處，且蓋板I底部的至少兩個卡腳1-1 或和至少兩上彈性卡腳1-3分別對應(yīng)安裝在殼體3的墻板3-2內(nèi)壁上的卡座3-5或/和鎖槽3-3處，見圖I所示，可蓋板I底部采用四個卡腳1-1分別安裝在殼體3墻板3-2內(nèi)壁的四個卡座3-5上，該蓋板I底部設(shè)有兩個彈性卡腳1-3，彈性卡腳1-3卡接在殼體3的墻板 3-2內(nèi)壁上的鎖槽3-3處，將蓋板I卡接在殼體3內(nèi)，裝配方便可靠。見圖I 3所示，本實用新型殼體3位于墻板3-2外側(cè)設(shè)有至少兩個安裝座3_7， T形襯套6壓接在安裝座3-7上的安裝孔和底板4的安裝孔內(nèi)，該T形襯套6下部外周上具有凸環(huán)，該凸環(huán)卡接在底板4的底面，通過T形襯套6可以與底板4實現(xiàn)連接，將外殼3可靠地與底板4牢固連接。見圖I 3所示，本實用新型殼體3的墻板3-2周角設(shè)有臺階孔3_6，殼體3的底座3-4上設(shè)有對驅(qū)動板限位的定位槽或定位凸起，四個自攻螺絲穿過驅(qū)動板旋入設(shè)置在殼體3臺階孔3-6內(nèi)的螺母上，方便客戶將驅(qū)動板與殼體3連接。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體功率模塊封裝外殼結(jié)構(gòu)，包括具有四周墻板(3-2)的殼體(3)和安裝在殼體(3)上的蓋板(I)及底板(4)，其特征在于至少四個電極(2)分別嵌接在殼體(3)兩側(cè)的墻板(3-2)處，各電極(2)的鋁絲鍵合座(2-1)設(shè)置在墻板(3-2)內(nèi)側(cè)的底座(3-4) 上、連接座(2-2)設(shè)置在墻板(3-2)外側(cè)對應(yīng)的電極座(3-10)上，且各電極(2)的連接座 (2-2)具有與銅排相接的平面及安裝孔，連接座(2-2)的安裝孔與各自電極座(3-10)上的安裝孔對應(yīng)，具有內(nèi)螺紋的連接件⑵分別插裝在各電極座(3-10)的插槽(3-8)內(nèi)并與電極(2)的連接座(2-2)相接，電極座(3-10)的插槽(3-8)兩側(cè)的彈性臂(3-9)端部設(shè)有對連接件(7)限位的限位凸塊；至少四個信號端子(5)嵌接在殼體(3)的墻板(3-2)上，且各信號端子(5)的鋁絲鍵合座(5-1)設(shè)置在墻板(3-2)內(nèi)側(cè)的底座(3-4)上、另一側(cè)穿出殼體(3)墻板(3-2)的上端面，蓋板(I)安裝在殼體(3)的墻板(3-2)的內(nèi)止口(3-1)處，蓋板(I)底部至少兩個卡腳(1-1)或/和至少兩個彈性卡腳(1-3)分別對應(yīng)安裝在殼體(3) 墻板(3-2)內(nèi)壁上的卡座(3-5)或/和鎖槽(3-3)上，殼體(3)位于墻板(3_2)外側(cè)至少設(shè)有兩個安裝座(3-7)，T形襯套(6)壓接在安裝座(3-7)上的安裝孔和底板(4)的安裝孔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體功率模塊封裝外殼結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電極(2) 的連接座(2-2)由槽口座(2-21)和導(dǎo)電塊(2-22)構(gòu)成，導(dǎo)電塊(2_22)安裝在電極座 (3-10)的限位面上并與電極⑵的連接座(2-2)上的槽口座(2-21)相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體功率模塊封裝外殼結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電極座 (3-10)的彈性臂(3-9)的底面和側(cè)面具有缺口。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體功率模塊封裝外殼結(jié)構(gòu)，其特征在于所述殼體(3) 的墻板(3-2)周角設(shè)有臺階孔(3-6)，殼體(3)的底座(3-4)上設(shè)有對驅(qū)動板限位的定位槽或定位凸起。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體功率模塊封裝外殼結(jié)構(gòu)，其特征在于所述T形襯套(6)下部外周具有凸環(huán)，且凸環(huán)卡接在底板(4)的底面。
專利摘要本實用新型涉及一種半導(dǎo)體功率模塊封裝外殼結(jié)構(gòu)，至少四個電極分別嵌接在殼體兩側(cè)，各電極的鋁絲鍵合座設(shè)置在墻板內(nèi)側(cè)的底座上、連接座設(shè)置在墻板外側(cè)的各電極座上，具有內(nèi)螺紋的連接件分別插裝在各電極座插槽內(nèi)并與電極的連接座相接，電極座插槽兩側(cè)的彈性臂端部設(shè)有對連接件限位的限位凸塊；至少四個信號端子嵌接在殼體的墻板上，各信號端子的鋁絲鍵合座設(shè)置在墻板內(nèi)側(cè)的底座上、另一側(cè)穿出殼體墻板的上端面，蓋板安裝在殼體墻板的內(nèi)止口處，蓋板卡接在殼體墻板內(nèi)壁，殼體位于墻板外側(cè)設(shè)有至少兩個安裝座，T形襯套壓接在安裝座和底板上。本實用新型結(jié)構(gòu)合理，有效提高各電極和各信號端子鍵合的牢固性，外接銅排安裝可靠，裝配方便。
文檔編號H01L23/043GK202352645SQ20112048520
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者周錦源, 姚玉雙, 王濤, 賀東曉, 鄭軍 申請人:江蘇宏微科技有限公司