一种具有自密封结构的模块的制作方法

本技术属于功率器件制造。涉及悬浮压接功率器件的设计及封装，具体为一种稳定性有大幅度改善的大电流功率半导体模块。

背景技术：

1、目前，悬浮压接功率器件的大都由底板、电极、芯片、上钼圆片、下钼圆片、上压块、下垫块、外壳构成，在模块组装时需要定位环进行定位集成装配，定位环的材质一般为pps/pbt或硅胶材质，因为悬浮压接芯片厚度一般为0.2-2.5mm，对定位环模具的精度要求较高，同时因为要起到定位作用，尺寸配合需较紧密，在模块封装和实际使用过程中器件经过热胀冷缩时，会对芯片产生一定程度的挤压，增加芯片破裂的风险；另一方面，所使用的pps/pbt或硅胶材质的定位环无法起到密封作用，模块的内部腔体的灌封材料如凝胶、环氧等渗入芯片表面，影响器件的压降稳定性。随着功率半导体技术的迅速发展，功率器件对可靠性提出了更高的要求，在极端环境下（如h3trb、高低温急剧变化）器件的稳定性，是一些客户的关注重点。

技术实现思路

1、本实用新型的目的就是针对上述不足之处而提供一种可靠、实用和具有自密封结构的模块，应用于功率半导体模块的设计及封装。

2、本实用新型的技术解决方案是：一种具有自密封结构的模块，包括模块底板、绝缘导热片、金属电极a、下垫块、下钼圆片、压接芯片、上钼圆片、上压块、金属电极k、门极引线组件和模块塑料外壳，其特征是：所述上钼圆片、上压块、金属电极k中心设有安装孔；所述门极引线组件卡入该安装孔内定位，引出门极控制极g；所述压接芯片的边缘设有用于定位的圆形凸台；所述金属电极a、下垫块、下钼圆片、压接芯片、上钼圆片、上压块、金属电极k依次为压接接触。

3、本实用新型的技术解决方案中所述的圆形凸台包括上侧的上圆形凸台和下侧的下圆形凸台。

4、本实用新型的技术解决方案中所述的上圆形凸台的高度大于上钼圆片的厚度；所述下圆形凸台的厚度大于下钼圆片的厚度。

5、本实用新型的技术解决方案中所述的圆形凸台位于压接芯片两侧的部分结构对称，且连为一体。

6、本实用新型的技术解决方案中所述的圆形凸台的材质为硅胶。

7、本实用新型的技术解决方案中所述的压接芯片是功率半导体压接芯片，中间为功率半导体硅片。

8、本实用新型的技术解决方案中所述的上钼圆片、下钼圆片、上压块和下垫块与圆形凸台为紧配合。

9、本实用新型的技术解决方案中所述的上钼圆片、下钼圆片比圆形凸台内径小0.05-0.2mm，上压块、下垫块比圆形凸台内径大0.05-0.2mm。

10、本实用新型的技术解决方案中所述的压接芯片的厚度为0.2-2.5mm。

11、本实用新型的技术解决方案中所述的模块塑料外壳（11）内形成密封腔体，该密封腔体内灌封有硅凝胶或者环氧树脂。

12、本实用新型由于采用由模块底板、绝缘导热片、金属电极a、下垫块、下钼圆片、压接芯片、上钼圆片、上压块、金属电极k、门极组件和模块塑料外壳构成的一种具有自密封结构的模块，其中，上钼圆片、上压块、金属电极k中心设有安装孔，门极引线组件卡入该安装孔内定位，引出门极控制极g，压接芯片的边缘设有用于定位的圆形凸台，金属电极a、下垫块、下钼圆片、压接芯片、上钼圆片、上压块、金属电极k依次为压接接触，因而在模块组装时，可通过压接芯片边缘的圆形凸台直接对邻接的上钼圆片、上压块、下垫块和下钼圆片进行定位，避免装配过程中各部件不同心，不再需要通过现有的定位环进行定位，因而可对模块的内部腔体进行灌封凝胶或者环氧树脂，能有效防止外界环境中水汽或其他有害其他有害气体的进入，形成外部保护层，克服了现有定位环无法起到密封作用的不足。

13、本实用新型具有可靠、实用和具有自密封结构的特点，主要用于功率半导体模块的设计及封装。

技术特征：

1.一种具有自密封结构的模块，包括模块底板（1）、绝缘导热片（2）、金属电极a（3）、下垫块（4）、下钼圆片（5）、压接芯片（6）、上钼圆片（7）、上压块（8）、金属电极k（9）、门极引线组件（10）和模块塑料外壳（11），其特征是：所述上钼圆片（7）、上压块（8）、金属电极k（9）中心设有安装孔；所述门极引线组件（10）卡入该安装孔内定位，引出门极控制极g；所述压接芯片（6）的边缘设有用于定位的圆形凸台（13）；所述金属电极a（3）、下垫块（4）、下钼圆片（5）、压接芯片（6）、上钼圆片（7）、上压块（8）、金属电极k（9）依次为压接接触。

2.根据权利要求1所述的一种具有自密封结构的模块，其特征是：所述的圆形凸台（13）包括上侧的上圆形凸台和下侧的下圆形凸台。

3.根据权利要求2所述的一种具有自密封结构的模块，其特征是：所述的上圆形凸台的高度大于上钼圆片（7）的厚度；所述下圆形凸台的厚度大于下钼圆片（5）的厚度。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种具有自密封结构的模块，其特征是：所述的圆形凸台（13）位于压接芯片（6）两侧的部分结构对称，且连为一体。

5.根据权利要求4所述的一种具有自密封结构的模块，其特征是：所述的圆形凸台（13）的材质为硅胶。

6.根据权利要求1-3、5中任一项所述的一种具有自密封结构的模块，其特征是：所述的压接芯片（6）是功率半导体压接芯片，中间为功率半导体硅片（12）。

7.根据权利要求1-3、5中任一项所述的一种具有自密封结构的模块，其特征是：所述的上钼圆片（7）、下钼圆片（5）、上压块（8）和下垫块（4）与圆形凸台（13）为紧配合。

8.根据权利要求7所述的一种具有自密封结构的模块，其特征是：所述的上钼圆片（7）、下钼圆片（5）比圆形凸台（13）内径小0.05-0.2mm，上压块（8）、下垫块（4）比圆形凸台（13）内径大0.05-0.2mm。

9.根据权利要求1-3、5、8中任一项所述的一种具有自密封结构的模块，其特征是：所述的压接芯片（6）的厚度为0.2-2.5mm。

10.根据权利要求1-3、5、8中任一项所述的一种具有自密封结构的模块，其特征是：所述的模块塑料外壳（11）内形成密封腔体，该密封腔体内灌封有硅凝胶或者环氧树脂。

技术总结
本技术的名称一种具有自密封结构的模块。属于功率器件制造技术领域。它主要是解决现有悬浮压接功率器件存在灌封材料渗入芯片表面影响器件压降稳定性的问题。它的主要特征是：包括模块底板、绝缘导热片、金属电极A、下垫块、下钼圆片、压接芯片、上钼圆片、上压块、金属电极K、门极引线组件和模块塑料外壳；上钼圆片、上压块、金属电极K中心设有安装孔；门极引线组件卡入该安装孔内定位，引出门极控制极G；压接芯片的边缘设有用于定位的圆形凸台；金属电极A、下垫块、下钼圆片、压接芯片、上钼圆片、上压块、金属电极K依次为压接接触。本技术具有可靠、实用和具有自密封结构的特点，主要用于功率半导体模块的设计及封装。

技术研发人员：董明,李树森,朱玉德,刘婧,段彬彬,李亚亚
受保护的技术使用者：湖北台基半导体股份有限公司
技术研发日：20230314
技术公布日：2024/1/14