[发明专利]塑封功率模块、塑封模具及塑封方法

说明书

本发明提供了一种塑封功率模块、塑封模具及塑封方法，包括：基板、电子元器件、金属管、环氧树脂层和金属端子；所述电子元器件和所述金属管连接在所述基板上；所述基板、电子元器件和金属管塑封通过所述环氧树脂层塑封；所述金属管，一端连接在所述基板上，另一端与所述环氧树脂层的外部空间连通；所述金属端子的一端穿过所述金属管连接在所述基板上。通过本发明的结构、制造工艺可以增大端子之间的绝缘距离，和端子到外部散热片之间的绝缘距离，同时减小功率模块的体积。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体地，涉及一种塑封功率模块、塑封模具及塑封方法。

背景技术

在电源，电力电子变换器应用中，功率半导体(IGBT，MOSFET，SiC,GaN等)器件因为被广泛采用，在功率较大的场合下一般使用模块的封装形式。现在被广泛使用的封装形式如图1所示，功率模块主要由金属底板，焊接层，DBC(双面覆铜陶瓷基板)，AMB(箔钎焊的覆铜陶瓷基板)，绝缘散热树脂薄膜或者其他绝缘散热材料，邦定线，电气连接用端子，环氧树脂等组成。功率半导体晶片通过焊接固定到绝缘散热材料上后，通过铝邦定线进行电气连接。再通过回流焊或者烧结等工艺将DBC者其他绝缘散热材料焊接到金属底板上，功率半导体晶片的发出的热通过DBC或者其他绝缘散热材料，焊接层传导到金属底板上，金属底板再通过风冷或者水冷散热出去，端子用于连接外部的电气电路。

图2为压注模塑封封装工艺的例子，被加热成液体状的环氧树脂通过高压灌入压注模具中，铜框架与其他器件一起成型为压注模塑封功率模块。环氧树脂固化后，对铜框架进行切切筋以及管脚成形变成电气连接用的端子。

使用铜框架来形成电气连接用端子的方法，端子只能分布于功率模块的两侧(或者四周)，由于塑封模块的成型厚度有限制(一般小于10mm)，在功率模块安装到散热片后，端子在模块两侧时造成其和外部散热片(铜或者铝)之间的绝缘距离难以扩大。

另外因为端子在模块的两侧(或者四周)，增大了模块的体积，不利于应用系统的小型化。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种塑封功率模块、塑封模具及塑封方法。

根据本发明提供的一种塑封功率模块，包括：基板、电子元器件、金属管、环氧树脂层和金属端子；

所述电子元器件和所述金属管连接在所述基板上；

所述基板、电子元器件和金属管塑封通过所述环氧树脂层塑封；

所述金属管，一端连接在所述基板上，另一端与所述环氧树脂层的外部空间连通；

所述金属端子的一端穿过所述金属管连接在所述基板上。

优选地，所述金属管的所述另一端与所述环氧树脂层的外壁齐平。

优选地，所述金属管焊接或烧结在所述基板上。

优选地，所述金属端子包括带有压接端的金属端子。

优选地，所述金属管的原始状态为一端开口一端密封的结构，开口端连接在所述基板上，密封端位于所述环氧树脂层内部；

在所述环氧树脂层固化后通过切割、研磨的方式去除所述金属管的密封端及相应的环氧树脂。

优选地，所述密封端包括：一体式密封结构、盖板密封结构、盖帽密封结构或填充密封结构；

所述盖板密封结构包括盖板，所述盖板通过粘接剂粘接在所述金属管的端部，从而构成所述密封端；

所述盖帽密封结构包括盖帽，所述盖帽与所述金属管的端部外壁过盈配合，从而构成所述密封端；

所述填充密封结构包括填充物，所述填充物与所述金属管的端部内壁过盈配合，从而构成所述密封端。