[發明專利]功率模塊絕緣灌膠方法，由該方法制作的功率模塊及應用

在審

• 申請號: 201710380092.4
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN108962833A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 馮會雨;徐凝華;賀新強;曾雄;李亮星;李寒
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H01L23/10
• 分類號: H01L23/10;H01L25/07
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 陳暉

1.一種功率模塊絕緣灌膠方法，其特征在于，包括以下步驟：

S101）在完成功率模塊（100）的芯片（1）、襯板（3）、基板（8）焊接后，通過清洗改善所述功率模塊（100）的表面狀態；

S102）在焊接好的所述基板（8）上安裝管蓋（9），所述芯片（1）和襯板（3）設置在由所述管蓋（9）與所述基板（8）包圍的空間內；

S103）將膠體（15）注入至所述功率模塊（100）的內部，所述膠體（15）的厚度滿足覆蓋所述襯板（3）及所述芯片（1）的下部，并曝露所述芯片（1）的表面；

S104）對注入膠體（15）的所述功率模塊（100）進行抽真空操作，使所述膠體（15）內的氣泡破裂分離；

S105）對所述功率模塊（100）進行膠體（15）固化操作。

2.一種功率模塊絕緣灌膠方法，其特征在于，包括以下步驟：

S101）在完成功率模塊（100）的芯片（1）、襯板（3）、基板（8）焊接后，通過清洗改善所述功率模塊（100）的表面狀態；

S102）在焊接好的所述基板（8）上安裝管蓋（9），所述芯片（1）和襯板（3）設置在由所述管蓋（9）與所述基板（8）包圍的空間內；

S103）利用真空注膠設備將膠體（15）注入至所述功率模塊（100）的內部，所述膠體（15）的厚度滿足覆蓋所述襯板（3）及所述芯片（1）的下部，并曝露所述芯片（1）的表面；

S105）對所述功率模塊（100）進行膠體（15）固化操作。

3.根據權利要求1所述的功率模塊絕緣灌膠方法，其特征在于：在所述步驟S104）中，在80mbar～120mbar的真空度環境下進行抽真空操作15min～25min。

4.根據權利要求1、2或3任一項所述的功率模塊絕緣灌膠方法，其特征在于：在所述步驟S101）中，所述清洗過程是采用溶劑進行清洗或采用50℃～70℃的去離子水進行清洗。

5.根據權利要求4所述的功率模塊絕緣灌膠方法，其特征在于：在所述步驟S103）中，所述膠體（15）的注入量滿足覆蓋所述襯板（3）的上覆銅層（4）及以上在工作時帶電的工作區域，以及連接于所述芯片（1）的電極與所述上覆銅層（4）之間的鍵合線（11）根部。

6.根據權利要求5所述的功率模塊絕緣灌膠方法，其特征在于：在所述步驟S105）中，所述膠體（15）固化操作的固化溫度為110℃～140℃，固化時間為0.8h～1.2h。

7.根據權利要求1、2、3、5或6任一項所述的功率模塊絕緣灌膠方法，其特征在于：在所述步驟S101）之前，將電連接于所述芯片（1）與所述上覆銅層（4）之間的貼片電阻（18）轉移至所述功率模塊（100）外部的電路，或采用硅電阻替代所述貼片電阻（18）實現所述芯片（1）與所述上覆銅層（4）在所述功率模塊（100）內部的電連接。

8.一種由如權利要求1至7任一項所述方法制作的功率模塊，其特征在于，包括：

從上至下依次設置的芯片（1）、襯板（3）和基板（8），所述襯板（3）進一步包括從上至下依次設置的上覆銅層（4）、陶瓷層（5）和下覆銅層（6）；所述芯片（1）與所述上覆銅層（4）之間通過第一焊層（2）實現焊接連接，所述下覆銅層（6）與所述基板（8）之間通過第二焊層（7）實現焊接連接；

設置在所述基板（8）上的管蓋（9），所述芯片（1）和襯板（3）設置在由所述管蓋（9）與所述基板（8）包圍的空間內；

與所述上覆銅層（4）相連的功率端子（10），所述芯片（1）的電極通過鍵合線（11）連接至所述上覆銅層（4），再通過所述功率端子（10）實現對外引出；

設置在所述基板（8）上，并處于所述管蓋（9）內的膠體（15），所述膠體（15）覆蓋所述襯板（3）及所述芯片（1）的下部，并使所述芯片（1）的表面曝露。

9.根據權利要求8所述的功率模塊，其特征在于：所述膠體（15）覆蓋所述鍵合線（11）的根部。