[發明專利]IGBT模塊封裝設備、系統及方法

無效

• 申請號: 201210027604.6
• 申請日: 2012-02-08
• 公開（公告）號: CN103247540A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 李先亮
• 申請（專利權）人: 西安永電電氣有限責任公司
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56;B29C45/14
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

技術領域

本發明涉及半導體封裝技術，尤其涉及一種IGBT模塊封裝設備、系統及方法。

背景技術

隨著中國經濟的高速發展，高鐵、地鐵、城市軌道交通、風電、太陽能、清潔能源等領域均在不斷發展，在這些領域中，絕緣柵雙極晶體管(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，以下簡稱IGBT)模塊被廣泛的應用于這些領域的逆變裝置中。隨著科學技術的發展，高技術含量、結構復雜的變流裝置專業化分工極強、更加趨于模塊化。如此大規模的模塊化部件生產，對IGBT模塊在產品一致性及可靠性等方面要求極高。在IGBT模塊封裝生產中，已廣泛采用硅凝膠等材料對IGBT模塊內部元件進行整體灌封，強化電子器件的整體性，提高對外來沖擊、震動的抵抗力，提高內部元件、線路間絕緣性能，有利于器件向小型化、輕量化發展，同時避免元件、線路等直接暴露于空氣中，改善器件的防水、防潮性能，提升產品質量。

硅凝膠灌封的傳統工藝是將液態硅凝膠復合物用手工或者機械方式灌入裝有電子元件、線路的器件內，在常溫或加熱條件下固化成為性能優異的熱固性高分子絕緣材料。液態硅凝膠復合物包括A組分和B組分，其中A組分為基料，B組分為催化劑。參見圖1a和圖1b，以某型號的IGBT模塊為例，IGBT模塊具有底板1，設置在底板1上的絕緣基板3，設置在絕緣基板3上的芯片4，扣設在該底板1上的外殼2。絕緣基板3和芯片4都位于外殼2和底板1圍成的腔體內。另外，腔體內除絕緣基板3和芯片4之外的空腔都用于容置液態硅凝膠復合物20。外殼2上開設兩個灌封口5，用于灌入液態硅凝膠復合物20。

現有硅凝膠灌封方法如下：首先，人工方式調制A組分和B組分的比例，制成液態硅凝膠復合物；其次，采用手工方式將液態硅凝膠復合物從灌封口灌入到IGBT模塊內部。

現有硅凝膠灌封方法，在混合時基料和催化劑，基料和催化劑的比例很難準確控制，而比例失調會嚴重影響封裝完成后IGBT模塊的性能。

發明內容

本發明提供一種IGBT模塊封裝設備、系統及方法，用于優化現有IGBT模塊的性能。

本發明提供了一種IGBT模塊封裝設備，其中，包括：

第一活塞，具有第一活塞桿和第一缸體，所述第一缸體上開設有第一進料口和第一出料口，所述第一缸體用于容置基料；

第二活塞，具有第二活塞桿和第二缸體，所述第二缸體上開設有第二進料口和第二出料口，所述第二缸體用于容置催化劑；

壓塊，與所述第一活塞桿和第二活塞桿固定，以在所述壓塊的帶動下，使所述第一活塞桿和第二活塞桿同時上升或下降；

混膠管，具有相互貫通的入口和出口，所述入口與所述第一出料口和第二出料口連通，所述出口用于輸出液態硅凝膠復合物，其中，液態硅凝膠復合物為混合好的基料和催化劑。

本發明還提供了一種IGBT模塊封裝系統，其種：

包括真空腔室，所述真空腔室內設置有載物臺以及本發明任一所述的IGBT模塊封裝設備，所述載物臺用于承載待封裝的IGBT模塊，所述IGBT模塊封裝設備用于向所述IGBT模塊的空腔中注入液態硅凝膠復合物。

本發明又提供了一種IGBT模塊封裝方法，其中，包括：

在真空環境中，使用本發明任一所述的IGBT模塊封裝設備向IGBT模塊的空腔中注入液態硅凝膠復合物，其中，液態硅凝膠復合物為混合好的基料和催化劑；

在IGBT模塊的空腔中填滿所述液態硅凝膠復合物后，將IGBT模塊在真空環境中保持設定的時間。

本發明提供的IGBT模塊封裝設備、系統及方法，其中，使用IGBT模塊封裝設備進行封裝可以精確控制基料和催化劑的體積比，且便于進行大批量、規范化和精細化生產，大批量產品性能指標一致、重復性好、質量可靠。

附圖說明

圖1a為IGBT模塊結構示意圖；

圖1b為圖1a的剖視圖；

圖2為本發明實施例一提供的IGBT模塊封裝設備結構示意圖。

圖3為本發明實施例三提供的IGBT模塊封裝方法流程圖；

圖4為本發明實施例四提供的IGBT模塊封裝方法流程圖。

附圖標記：

1-底板；????????2-外殼；????????3-絕緣基板；

4-芯片；????????5-灌封口；??????6-第一活塞；

7-第二活塞；????8-壓塊；????????9-混膠管；

61-第一活塞桿；?62-第一缸體；???621-第一進料口；