[发明专利]一种改进的大功率半导体模块的注塑封装结构及封装方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体器件制造的封装技术范围，特别涉及一种改进的大功率半导体模块的注塑封装结构及封装方法。

背景技术

传统的大功率半导体模块的封装结构如图1所示，在金属底板2上放置陶瓷绝缘片3，在陶瓷绝缘片3上面间隔焊接公用电极7和二号芯片阳极引出电极10，在公用电极7上放置一号半导体芯片4和在二号芯片阳极引出电极10上放置二号半导体芯片9，门阴极引出端子11经过塑封支撑15后从模块塑料上盖14引出，模块塑料上盖14中预埋三个电极外接螺母13，三个电极从上盖14引出后打弯，压在预埋螺母13上，由此可以看出半导体模块的封装结构形状复杂，使大功率半导体模块的厚度达到28mm以上；并且在盖上盖以前在模块空隙灌有硅凝胶及环氧树脂，两次灌封时间很长，需1-2天时间，还要进行高温固化；采用外壳式封装，给模块封装带来比较大的麻烦，由于组装的要求，厚度受到限制，很难减薄。

发明内容

本发明的目的是提出一种改进的大功率半导体模块的注塑封装结构及封装方法，其特征在于，在金属底板2上焊接陶瓷绝缘片3，在陶瓷绝缘片3上面间隔焊接公用电极7和二号芯片阳极引出电极10，在公用电极7上连接一号半导体芯片4和一号芯片阴极过桥6，一号芯片阴极引出5从一号芯片阴极过桥6上引出；二号半导体芯片9焊接在二号芯片阳极引出电极10上，焊在二号半导体芯片9顶面上的二号芯片阴极过桥8与公用电极7相连，所述两个阴极过桥将两个半导体芯片连接在一起，门阴极引出端子11经过塑封后固定在塑料外壳上，焊接在二号半导体芯片或一号半导体芯片顶面的门极和阴极内部引出线12由门阴极引出端子11从塑料外壳1顶面伸出。 

所述公用电极7、一号芯片阴极引出5和二号芯片阳极引出10均从塑料外壳1顶面伸出。

所述半导体模块的厚度为10~12mm或更薄。

一种改进的大功率半导体模块的注塑封装的封装方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）在金属底板上焊接陶瓷绝缘片，在陶瓷绝缘片上按照大功率半导体模块的组成结构组装成裸芯，

2)在裸芯上涂敷或灌封上电子硅凝胶保护，厚度为0.5~1mm， 

3)上注塑机一次注塑封装,注塑材料为pps, 阻燃温度为260℃，注塑温度为320℃，压力为80kg。

本发明的有益效果是改进了模块塑料外壳结构，上注塑机一次注塑成型，从而使半导体模块厚度减薄到三分之一左右，提高模块的密闭性，大大提高模块的可靠性和生产效率。

附图说明

图1为传统的大功率半导体模块的封装结构示意图。

图2改进的大功率半导体模块的封装结构示意图。

具体实施方式

本发明提出一种改进的大功率半导体模块的注塑封装结构及封装方法，下面结合附图予以说明。

图2所示为改进的大功率半导体模块的封装结构示意图。图中，在金属底板2上焊接陶瓷绝缘片3，在陶瓷绝缘片3上面间隔焊接公用电极7和二号芯片阳极引出电极10，在公用电极7上连接一号半导体芯片4和一号芯片阴极过桥6，一号芯片阴极引出5从一号芯片阴极过桥6上引出；二号半导体芯片9焊接在二号芯片阳极引出电极10上，焊在二号半导体芯片9顶面上的阴极过桥8与公用电极7相连，所述两个阴极过桥将两个半导体芯片连接在一起，门阴极引出端子11经过塑封后固定在模块上，焊接在二号半导体芯片9或一号半导体芯片4顶面的门极和阴极内部引出线12由门阴极引出端子11从模块塑料外壳1顶面伸出。所述公用电极7、一号芯片阴极引出5和二号芯片阳极引出10均从模块塑料外壳1顶面伸出。

所述改进的大功率半导体模块的注塑封装的具体步骤如下：

1）在金属底板上焊接陶瓷绝缘片，在陶瓷绝缘片上按照上述大功率半导体模块的组成结构组装成裸芯；

2)在裸芯上涂敷或灌封上电子硅凝胶保护，厚度为0.5~1mm；

3)上注塑机一次注塑封装,注塑材料为pps, 阻燃温度为260℃，注塑温度为320℃，压力为80kg。

本发明采用该改进的结构，可以使半导体模块的厚度减薄到10mm左右，并且提高模块的密闭性，大大提高模块的可靠性和生产效率。

上述电子硅凝胶属加成型液体硅橡胶体系，它从液体硅橡胶过渡到硅凝胶是通过基础聚合物分子中乙烯基（或烯丙基）与交联剂的分子中的硅氨基CSi-H在铂催化剂的存在下发生氢硅加成反应而成；具有好的绝缘性和粘接性，使其广泛应用于光学仪器、照明产品、晶体管及集成电路的涂敷及灌封。电子硅凝胶的特点如下：