[發(fā)明專利]功率半導(dǎo)體單管的封裝方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710772908.8
• 申請(qǐng)日: 2017-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN107611108A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周宏偉;劉鵬飛;閆宏麗;徐西昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安龍騰新能源科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/373
• 分類號(hào): H01L23/373;H01L21/48;H01L21/331
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司61114
• 代理人: 李罡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體功率器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種功率半導(dǎo)體單管的封裝方法。

背景技術(shù)

功率半導(dǎo)體器件的廣泛應(yīng)用是節(jié)能減排的重要措施，IGBT（絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管）是一種高壓，大電流，高速開關(guān)的三端功率半導(dǎo)體器件。目前IGBT單管在業(yè)界已經(jīng)有了很廣泛的應(yīng)用。DMOS也是一種很重要的功率器件單管，有很強(qiáng)的市場(chǎng)需求。

現(xiàn)有的功率半導(dǎo)體單管主要封裝形式有TO-220，TO-247，TO-3P等，現(xiàn)有封裝流程是，劃片、上芯、打線、模封、電鍍、切筋，成型，打標(biāo)，測(cè)試、包裝，封裝完成。這些封裝形式有個(gè)共同特點(diǎn)，在單管背面有基板金屬露出來，這是器件散熱的主要路徑。而通常基板與功率芯片的高壓電極相連，工作時(shí)，這個(gè)電極都是接高壓，而散熱片一般都是金屬材質(zhì)，如果這個(gè)電極直接和散熱器相連，勢(shì)必在散熱器上也存在高壓信號(hào)，而散熱器一般都與設(shè)備外殼或者其他部分相連，存在很大安全隱患。為了保證散熱片不接高壓，按現(xiàn)有技術(shù)方案，在單管安裝的時(shí)候必須先裝絕緣墊保證絕緣，絕緣墊的正反面都涂覆導(dǎo)熱硅脂以保證良好的散熱, 安裝好后，再用螺絲將單管固定在散熱器上。生產(chǎn)步驟繁瑣，效率低，成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種功率半導(dǎo)體單管的封裝方法，減少安裝工序，降低單管熱阻。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

功率半導(dǎo)體單管的封裝方法，其特征在于：

包括以下步驟：

步驟一：按照正常流程完成封裝單管的正常封裝；

步驟二：?jiǎn)喂鼙趁娼饘賹油恳粚訉?dǎo)熱膏，這層導(dǎo)熱膏要把背面金屬全部覆蓋，以保證絕緣性，涂覆厚度必須均勻；

步驟三：將封裝單管直接固定到散熱器上，完成安裝。

步驟二中，導(dǎo)熱膏的涂覆采用鋼網(wǎng)形式完成。

步驟二中，導(dǎo)熱膏采用整塊涂覆的方式。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明是在現(xiàn)有技術(shù)完成打標(biāo)測(cè)試，正常封裝完單管后，在單管的背面（金屬面），涂覆聚合物導(dǎo)熱膏。該涂層的主要特點(diǎn)有：1、絕緣，可以隔絕高壓，使管子直接接觸到散熱器表面；2、導(dǎo)熱，材料熱阻低，所以管子裝在散熱器上的整體熱阻會(huì)降低，提高了最大使用功率；3、耐磨，該涂層在管子涂覆完成后，安裝過程中不易出現(xiàn)涂層被刮花，金屬露出的現(xiàn)象，這樣可以保證單管的絕緣特性；4、固化特性，在固定到散熱器后，涂層發(fā)生相變，使管子牢牢附著在散熱器上。管子在安裝的時(shí)候，只需將管子直接固定到散熱器上就可以了，避免了涂覆導(dǎo)熱硅脂和絕緣墊片的麻煩，提高了生產(chǎn)效率，降低了管子的熱阻。本發(fā)明省去了單管在安裝過程中，涂覆導(dǎo)熱硅脂和安裝絕緣墊片的麻煩，并且安裝后單管的整體熱阻是降低的，提高了應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有單管封裝后的正面形貌。

圖2為現(xiàn)有單管封裝后的側(cè)面形貌。

圖3為現(xiàn)有單管封裝后的背面形貌。

圖4為現(xiàn)有單管封裝后的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為步驟一示意圖。

圖6為步驟二示意圖。

圖7為使用本發(fā)明后的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。

現(xiàn)有的功率半導(dǎo)體單管如IGBT，在背面有基板金屬露出來，這是器件散熱的主要路徑。通常基板與功率芯片的高壓電極相連，工作時(shí)候，這個(gè)電極都是接高壓，而散熱片一般都是金屬材質(zhì)，如果這個(gè)電極直接和散熱器相連，勢(shì)必在散熱器上也存在高壓信號(hào)，而散熱器一般都與設(shè)備外殼或者其他部分相連，存在很大安全隱患。為了保證散熱片不接高壓，現(xiàn)有單管封裝方法如圖1-4，需要用陶瓷片做絕緣，為了保證陶瓷墊片有較好的熱接觸，需在兩側(cè)各涂覆一些導(dǎo)熱硅脂，最后用螺釘將管子固定在散熱器上。

本發(fā)明涉及的功率半導(dǎo)體單管的封裝方法，在TO-220、TO-247、TO-3P等功率管封裝的金屬外露面，涂覆一層導(dǎo)熱膏，能減少安裝工序，降低單管熱阻，具體步驟為：

步驟一：按照現(xiàn)有方案通過劃片、上芯、打線、模封、電鍍、切筋，成型，打標(biāo)，測(cè)試、包裝，正常完成單管封裝；

步驟二：?jiǎn)喂鼙澈笸恳粚泳酆衔飳?dǎo)熱膏，這層導(dǎo)熱膏要把背面金屬全部覆蓋，以保證絕緣性，涂覆厚度必須均勻，為了規(guī)范導(dǎo)熱膏的形狀，建議采用鋼網(wǎng)下涂覆方式；