[發明專利]一種基于IGBT模塊的母排的新型制備工藝

有效

• 申請號: 201910805965.0
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN110534437B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 宗榮生;戴赟彬;白艷;侯廣西;蔣超
• 申請（專利權）人: 宜興市三鑫電子有限公司
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L21/60
• 代理公司: 無錫市天宇知識產權代理事務所(普通合伙) 32208
• 代理人: 蔣何棟

1.一種基于IGBT模塊的母排的新型制備工藝，其特征在于：所述IGBT模塊包括襯板(2)、基板(1)、母排(5)、電極(4)、半導體芯片(3)和外殼，所述襯板(2)上固定連接有若干定位筒(6)，所述定位筒(6)內開鑿有柱形孔，所述柱形孔下端壁上固定連接有導電塊(8)，且導電塊(8)下端與襯板(2)上的電路連接，所述母排(5)和電極(4)的引腳和端子處均固定連接有導電針(7)，且導電針(7)分別與母排(5)和電極(4)一體成型，所述IGBT模塊的制備工藝包括以下步驟：

步驟一、原材準備：襯板(2)按照設計電路拓撲在表面刻蝕出電路版圖，確定半導體芯片(3)、母排(5)和電極(4)的位置；

步驟二、元件檢查：分別檢查襯板(2)、基板(1)、母排(5)、電極(4)、半導體芯片(3)和外殼，確保合格后進入步驟三，否則更換合格的元件；

步驟三、第一次焊接：將半導體芯片(3)預先焊接在襯板(2)上，得到襯板(2)組件；

步驟四、第二次焊接：將襯板(2)組件焊接至基板(1)上，得到基板(1)組件；

步驟五、元件裝配：將焊膏滴加至定位筒(6)中，將母排(5)和電極(4)上的導電針(7)按照設計位置對準插入，實現初定位后得到IGBT模塊胚體；

步驟六、第三次焊接：將IGBT模塊胚體送進隧道爐的進口，將隧道爐履帶的運轉速度設定為0.003-0.005m/s，控制隧道爐焊接段溫度在220-350℃范圍內，在焊接全程中需通氮氣保護，進行回流焊接，從隧道爐出口取出IGBT模塊胚體；

步驟七、X光探測：用X光掃描儀對焊接好的IGBT模塊胚體進行探測，剔除空洞率不符合要求的胚體；

步驟八、外殼安裝：將IGBT模塊胚體與外殼和其它結構件按要求組裝、整理；

步驟九、灌膠保護：通過外殼上的注入口，向IGBT模塊胚體中灌注硅凝膠；

步驟十、高溫老化：在120-150℃溫度范圍內，進行12-24h的老化；

步驟十一、端子成型：將引出的電極(4)端子折彎、整形、固定，得到IGBT模塊成品；

步驟十二、測試出廠：對IGBT模塊成品測試后進行標示包裝。

2.根據權利要求1所述的一種基于IGBT模塊的母排的新型制備工藝，其特征在于：所述導電塊(8)上端開鑿有半球電連槽(9)，所述導電針(7)包括延伸部(71)和半球連接部(72)，且半球連接部(72)與半球電連槽(9)相匹配，所述延伸部(71)和半球電連槽(9)之間涂覆有焊膏層(10)。

3.根據權利要求2所述的一種基于IGBT模塊的母排的新型制備工藝，其特征在于：所述半球電連槽(9)的半徑與導電塊(8)的長度比為1∶1.2-1.5。

4.根據權利要求2所述的一種基于IGBT模塊的母排的新型制備工藝，其特征在于：所述延伸部(71)與半球連接部(72)的長度比為1∶0.4-2。

5.根據權利要求2所述的一種基于IGBT模塊的母排的新型制備工藝，其特征在于：所述導電針(7)位于定位筒(6)內的部分與定位筒(6)的長度比為1∶1.2-1.4，所述導電針(7)位于定位筒(6)外的部分與導電針(7)的長度比為1∶5-6。

6.根據權利要求1所述的一種基于IGBT模塊的母排的新型制備工藝，其特征在于：所述第一次焊接時半導體芯片(3)采用焊片、鉬片和焊片的形式進行焊接，所述半導體芯片(3)包括IGBT芯片和FWD芯片。

7.根據權利要求1所述的一種基于IGBT模塊的母排的新型制備工藝，其特征在于：所述第二次焊接時襯板(2)組件直接采用焊片焊接至基板(1)上。

8.根據權利要求1所述的一種基于IGBT模塊的母排的新型制備工藝，其特征在于：所述隧道爐焊接段依次包括預熱階段、焊接階段和保溫階段，所述預熱階段、焊接階段和保溫階段的長度比為1∶5-10∶1-2。