專利名稱：一種功率半導(dǎo)體模塊及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子元器件，特別是涉及一種功率半導(dǎo)體模塊及其制作方法。
背景技術(shù)：
功率半導(dǎo)體模塊是一種常用的電子元器件，被廣泛應(yīng)用在電子技術(shù)領(lǐng)域中。 功率半導(dǎo)體模塊一般包括有外殼、銅底板、連接端子及DCB板，外殼由塑膠框架 和蓋板構(gòu)成，連接端子安裝在塑膠框架上，銅底板聯(lián)接在塑膠框架的底端，DCB 板焊接在銅底板上，DCB板上焊接有半導(dǎo)體器件，并設(shè)有連接半導(dǎo)體器件的線路， 通過邦定線與塑膠框架上的連接端子電連接?，F(xiàn)有技術(shù)的一種功率半導(dǎo)體模塊的 制作方法，其端子是在模塊的塑膠框架注塑成形時(shí)放入，與塑膠框架成為一體， 圖l即為早期的功率半導(dǎo)體模塊的構(gòu)造示意圖，半導(dǎo)體功率模塊T包括外殼2'、 銅底板3'、連接端子10'及DBC板4', DBC板是由陶瓷板和上、下敷設(shè)的銅 片構(gòu)成，DBC板4'與外殼2'內(nèi)側(cè)相臨，DBC板4'上面焊有半導(dǎo)體芯片12', 半導(dǎo)體芯片12'可以為IGBT、 MOSFET功率晶體管和功率二極管等，與之連接 的是鋁絲8',通過邦定程序與半導(dǎo)體芯片連接；外殼2'由塑膠框架9'和蓋板 組成，塑膠框架9'按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求排布連接端子10、連接端子10'與半導(dǎo) 體芯片12'之間通過邦定線即鋁絲8'相連接，為了使連接端子10'固定在塑膠 框架9'上，是將連接端子10'放入塑膠框架模具中注塑成型，使連接端子10' 和塑膠框架9'連成一體，然而，由于塑膠在冷卻時(shí)會收縮，這產(chǎn)，就容易導(dǎo)致 塑膠框架9'與連接端子10'之間產(chǎn)生松動，當(dāng)連接端子10'與半導(dǎo)體芯片12' 用金屬線邦定在一起時(shí)，會由于塑膠的收縮將導(dǎo)致連接端子10'松動，容易使邦 定線脫落，從而使功率半導(dǎo)體模塊失效?，F(xiàn)有技術(shù)的另一種功率半導(dǎo)體模塊的制 作方法，是在塑膠框架完成后，將端子壓入塑膠框架中，該方法在一定程度上使 生產(chǎn)工藝簡化了，同時(shí)也避免了由于塑膠的收縮而導(dǎo)致端子松動的弊端，圖2即 為傳統(tǒng)的功率半導(dǎo)體模塊的構(gòu)造示意圖，端子10'為L形結(jié)構(gòu)，其L形結(jié)構(gòu)的兩 邊之間的夾角為90° ,在端子10'上沖有一個(gè)凸點(diǎn)13',該凸點(diǎn)13'有倒鉤形狀， 使端子10'從外殼2'開槽中由上向下插入后不易被拔出，裝配端子10'時(shí)，是 將端子10'在外殼2'的開口處20'由上向下插入，端子10'上有凸點(diǎn)13'，它 緊貼在外殼2'的內(nèi)壁，通過它的作用使端子固定，然而，當(dāng)引線端子受到垂直 底面向上的較大的拉力時(shí)，端子10'也會被拔出，從而使功率半導(dǎo)體模塊失效。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種功率半導(dǎo)體模塊，通 過在塑膠框架與連接端子之間設(shè)置相互限位結(jié)構(gòu)，使連接端子壓入塑膠框架后， 能夠牢固地固定在塑膠框架中，即使在邦定的過程中，也能夠保持不松動，避免 了早期功率模塊上的端子由于塑膠在冷卻時(shí)會收縮而產(chǎn)生的松動以及后期功率模
塊當(dāng)受到垂直底面向上的較大的拉力時(shí)端子會被拔出的弊端。
本發(fā)明的目的之二在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種功率半導(dǎo)體模塊的制 作方法，是在塑膠框架完成后，將端子快速壓入塑膠框架中而牢牢固定，且在邦 定的過程中，能夠保持不松動，使塑膠框架的生產(chǎn)工藝和連接端子的安裝更為簡 化了，即使在引線端子受到垂直底面向上的較大的拉力時(shí)，端子也不會被拔出。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種功率半導(dǎo)體模塊，包括連 接端子、塑膠框架；
連接端子為包括橫邊和豎邊的L形結(jié)構(gòu)，其豎邊沿著長度方向的兩側(cè)分別設(shè) 有等高的臺階，L形結(jié)構(gòu)的彎折處設(shè)有向豎邊和橫邊延伸的透孔；
塑膠框架的頂部向內(nèi)設(shè)有邊唇，邊唇上間隔設(shè)有缺口，缺口之間構(gòu)成可抵壓 連接端子的豎邊臺階的凸部；在塑膠框架的內(nèi)側(cè)對應(yīng)于所述缺口的下方設(shè)有配合 于連接端子透孔的凸臺，凸臺上設(shè)有用于卡置端子的凸沿；塑膠框架的底部設(shè)有 用于托頂端子的橫邊底面的平臺，平臺上設(shè)有用于卡置端子的凸條
連接端子的外側(cè)面分別配合在塑膠框架的內(nèi)側(cè)面和底部平臺上，連接端子的
豎邊沿橫向嵌于塑膠框架的邊唇的缺口中，連接端子的豎邊兩側(cè)的臺階分別頂靠 在塑膠框架的缺口兩側(cè)的凸部下，連接端子的透孔套進(jìn)塑膠框架的凸臺，連接端 子的豎邊內(nèi)側(cè)面抵靠于凸臺上的凸沿，連接端子的橫邊的前端部抵靠于平臺的凸 條。
所述的連接端子的透孔為方形孔。
所述的連接端子的橫邊內(nèi)側(cè)面與豎邊內(nèi)側(cè)面成一大于90°的鈍角。 所述的塑膠框架的凸臺的上部前沿設(shè)為斜面。
所述的塑膠框架的底部平臺處沿塑膠框架的內(nèi)側(cè)面向下設(shè)有通出底端面的 通孔，塑膠框架的底部平臺與塑膠框架的側(cè)壁之間通過塑膠框架的凸臺連成一體。 一種功率半導(dǎo)體模塊的制作方法，包括連接端子與塑膠框架之間的裝配步
驟，其步驟是將彎折成大于90°的鈍角的連接端子的外側(cè)面傾斜壓入塑膠框架的 內(nèi)側(cè)，壓入后在連接端子的橫邊的前端水平施加一個(gè)力，使連接端子完全配合在 塑膠框架上，連接端子的豎邊的外側(cè)面與塑膠框架的側(cè)壁的內(nèi)側(cè)面相貼靠，連接 端子的橫邊的外側(cè)面與塑膠框架的平臺的上表面相貼靠，連接端子的透孔套置于 塑膠框架的凸臺，連接端子的豎邊與橫邊之間由鈍角變?yōu)橹苯牵苣z框架的凸臺 的凸沿抵靠于連接端子的豎邊的內(nèi)側(cè)，塑膠框架的平臺的凸條抵靠于連接端子的 橫邊的前端。
本發(fā)明的一種功率半導(dǎo)體模塊及其制作方法，是在塑膠框架制作完成后，將 連接端子從內(nèi)側(cè)面壓入塑膠框架，由于上下左右均有定位，當(dāng)連接端子從內(nèi)側(cè)面 壓入塑膠框架后，就能將連接端子固定住。因此，通過在塑膠框架完成后，將端 子快速壓入塑膠框架牢牢固定，且在邦定的過程中，能夠保持不松動。它不僅可 以很好地解決早期功率模塊上端子由于塑膠在冷卻時(shí)收縮而產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力，而 且，本發(fā)明也使塑膠框架的生產(chǎn)工藝和連接端子的安裝更為簡化了，用該結(jié)構(gòu)及 其方法，當(dāng)引線端子受到垂直底面向上的較大的拉力時(shí)，端子也不會被拔出。
本發(fā)明的有益效果是，由于采用了將連接端子設(shè)計(jì)為包括橫邊和豎邊的L形 結(jié)構(gòu)，其豎邊沿著長度方向的兩側(cè)分別設(shè)有等高的臺階，L形結(jié)構(gòu)的彎折處設(shè)有向豎邊和橫邊延伸的透孔，且在塑膠框架的頂部向內(nèi)設(shè)有邊唇，邊唇上間隔設(shè)有 缺口，缺口之間構(gòu)成凸部，在塑膠框架的內(nèi)側(cè)對應(yīng)于所述缺口的下方設(shè)有配合于 連接端子透孔的凸臺，凸臺上設(shè)有凸沿塑膠框架的底部設(shè)有平臺，平臺上設(shè)有 凸條，通過塑膠框架的缺口與連接端子豎邊的配合、塑膠框架的凸部與連接端子 的臺階的配合、塑膠框架的凸臺與連接端子的透孔的配合、塑膠框架的凸臺的凸 沿與連接端子的豎邊內(nèi)側(cè)面的配合、塑膠框架的平臺的凸條與連接端子的橫邊的 前端部的配合，使端子從側(cè)面傾斜壓入塑膠框架后，就不能從任何方向拔出，避 免了早期功率模塊上的端子由于塑膠在冷卻時(shí)會收縮而產(chǎn)生的松動以及后期功率
模塊當(dāng)受到垂直底面向上的較大的拉力時(shí)端子會被拔出的弊端，同時(shí)還使塑膠框 架的生產(chǎn)工藝和連接端子的安裝更為簡化。由于將連接端子的橫邊內(nèi)側(cè)面與豎邊 內(nèi)側(cè)面設(shè)計(jì)成一大于9(T的鈍角，使得連接端子被壓入塑膠框架后，受彈性恢復(fù) 力的作用，能夠更好地緊貼在塑膠框架的內(nèi)側(cè)面和平臺上。由于將塑膠框架的凸 臺的上部前沿設(shè)為斜面，對連接端子的透孔有導(dǎo)入作用，使連接端子的透孔能夠 更好地套入塑膠框架的凸臺中，使者相互配合。由于在塑膠框架的底部平臺處沿 塑膠框架的內(nèi)側(cè)面向下設(shè)有通出底端面的通孔，該透孔的作用有二個(gè)， 一個(gè)是為 制造模具時(shí)產(chǎn)生塑膠框架上的凸部；另一個(gè)是使塑膠框架的底部平臺與側(cè)壁之間 形成一定的彈性空間，以便于具有鈍角的連接端子壓入而相配合。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明；但本發(fā)明的一種功率半 導(dǎo)體模塊及其制作方法不局限于實(shí)施例。
圖1是早期的功率半導(dǎo)體模塊的構(gòu)造示意圖2是傳統(tǒng)的功率半導(dǎo)體模塊的構(gòu)造示意圖3是本發(fā)明的構(gòu)造示意圖4a是本發(fā)明的塑膠框架的局部構(gòu)造示意圖4b是本發(fā)明的塑膠框架的局部構(gòu)造剖視圖5a是本發(fā)明的連接端子的構(gòu)造示意圖5b是本發(fā)明的連接端子的側(cè)視圖6a是本發(fā)明的連接端子裝入塑膠框架的過程示意圖一；
圖6b是本發(fā)明的連接端子裝入塑膠框架的過程示意圖二；
圖7a是本發(fā)明的連接端子與塑膠框架相配合的構(gòu)造示意圖一；
圖7b是本發(fā)明的連接端子與塑膠框架相配合的構(gòu)造示意圖二。
具體實(shí)施例方式
參見圖3至圖7所示。
圖3為本發(fā)明示例性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該功率半導(dǎo)體模塊1包括外殼2、 銅底板3、連接端子10及DBC板4, DBC板4是由陶瓷板5和上、下敷設(shè)的銅 片6、 7構(gòu)成，DBC板4與外殼2內(nèi)側(cè)相臨，DBC板4上面焊有半導(dǎo)體芯片20， 半導(dǎo)體芯片20可以為IGBT、 MOSFET功率晶體管和功率二極管等，與之連接的 是鋁絲8，通過邦定程序與半導(dǎo)體芯片連接；外殼2由塑膠框架9和蓋板組成， 塑膠框架9按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求排布連接端子10,連接端子10與半導(dǎo)體芯片20之 間通過邦定線即鋁絲8相連接。
圖4為本發(fā)明示例性實(shí)施例的塑膠框架的結(jié)構(gòu)示意圖，塑膠框架9的頂部向 內(nèi)設(shè)有邊唇93,邊唇上間隔設(shè)有缺口 931,缺口931之間構(gòu)成可抵壓連接端子的 豎邊臺階的凸部932:在塑膠框架的內(nèi)側(cè)對應(yīng)于所述缺口的下方設(shè)有配合于連接 端子透孔的凸臺94,凸臺94上設(shè)有用于卡置端子的凸沿941;塑膠框架9的底部 設(shè)有用于托頂端子的橫邊底面的平臺92,平臺92上設(shè)有用于卡置端子的凸條921: 在塑膠框架9的凸臺94的上部前沿設(shè)為斜面942;塑膠框架9的底部平臺處沿塑 膠框架的內(nèi)側(cè)面向下設(shè)有通出底端面的通孔95，塑膠框架的底部平臺92與塑膠 框架的側(cè)壁91之間通過塑膠框架的凸臺94連成一體。
圖5為本發(fā)明示例性實(shí)施例的連接端子的結(jié)構(gòu)示意圖，連接端子10為包括 橫邊11和豎邊12的L形結(jié)構(gòu)，其豎邊12沿著長度方向的兩側(cè)分別設(shè)有等髙的臺 階121, L形結(jié)構(gòu)的彎折處設(shè)有向豎邊和橫邊延伸的透孔13;透孔13為方形孔， 當(dāng)然也可以為其它形狀的孔，連接端子的橫邊11內(nèi)側(cè)面與豎邊12內(nèi)側(cè)面成一大
于90°的鈍角14。
圖6為本發(fā)明示例性實(shí)施例的連接端子裝入塑膠框架的過程示意圖，圖7為 本發(fā)明示例性實(shí)施例的連接端子與塑膠框架相配合的構(gòu)造示意圖，本發(fā)明的一種 功率半導(dǎo)體模塊的制作方法，包括連接端子與塑膠框架之間的裝配步驟，其步驟 是將彎折成大于90°的鈍角的連接端子10的外側(cè)面傾斜壓入塑膠框架9的內(nèi)側(cè)， 壓入后在連接端子的橫邊11的前端水平施加一個(gè)力F,使連接端子10完全配合 在塑膠框架9上，連接端子的豎邊12的外側(cè)面與塑膠框架9的側(cè)壁91的內(nèi)側(cè)面 相貼靠，連接端子的橫邊11的外側(cè)面與塑膠框架的平臺92的上表面相貼靠，連 接端子的豎邊12沿橫向嵌于塑膠框架的邊唇的缺口 931中，連接端子的豎邊兩側(cè) 的臺階121分別頂靠在塑膠框架的缺口兩側(cè)的凸部932下，接端子的透孔13套進(jìn) 塑膠框架的凸臺94,連接端子的豎邊12與橫邊11之間由鈍角變?yōu)橹苯?，塑膠框 架的凸臺的凸沿941抵靠于連接端子的豎邊12的內(nèi)側(cè)，塑膠框架的平臺的凸條 921抵靠于連接端子的橫邊11的前端。連接端子裝入塑膠框架后，塑膠框架的缺 口 931與連接端子豎邊12相配合、塑膠框架的凸部932與連接端子的臺階121 相配合、塑膠框架的凸臺94與連接端子的透孔13相配合、塑膠框架的凸臺的凸 沿941與連接端子的豎邊12內(nèi)側(cè)面相配合、塑膠框架的平臺的凸條921與連接端 子的橫邊11的前端部相配合，使端子10不能從任何方向拔出，避免了早期功率 模塊上的端子由于塑膠在冷卻時(shí)會收縮而產(chǎn)生的松動以及后期功率模塊當(dāng)受到垂 直底面向上的較大的拉力時(shí)端子會被拔出的弊端，同時(shí)還使塑膠框架的生產(chǎn)工藝 和連接端子的安裝更為簡化。
本發(fā)明的一種功率半導(dǎo)體模塊及其制作方法，是在塑膠框架9制作完成后， 將連接端子10從內(nèi)側(cè)面壓入塑膠框架9，由于上下左右均有定位，當(dāng)連接端子IO 從內(nèi)側(cè)面壓入塑膠框架9后，就能將連接端子IO固定住。因此，通過在塑膠框架 9完成后，將端子10快速壓入塑膠框架9牢牢固定，且在邦定的過程中，能夠保 持不松動。它不僅可以很好地解決早期功率模塊上端子由于塑膠在冷卻時(shí)收縮而 產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力，而且，本發(fā)明也使塑膠框架的生產(chǎn)工藝和連接端子的安裝更為
簡化了，用該結(jié)構(gòu)及其方法，當(dāng)引線端子受到垂直底面向上的較大的拉力時(shí)，端子io也不會被拔出。
上述實(shí)施例僅用來進(jìn)一步說明本發(fā)明的一種功率半導(dǎo)體模塊及其制作方法， 但本發(fā)明并不局限于實(shí)施例，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任 何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種功率半導(dǎo)體模塊，包括連接端子、塑膠框架；其特征在于連接端子為包括橫邊和豎邊的L形結(jié)構(gòu)，其豎邊沿著長度方向的兩側(cè)分別設(shè)有等高的臺階，L形結(jié)構(gòu)的彎折處設(shè)有向豎邊和橫邊延伸的透孔；塑膠框架的頂部向內(nèi)設(shè)有邊唇，邊唇上間隔設(shè)有缺口，缺口之間構(gòu)成可抵壓連接端子的豎邊臺階的凸部；在塑膠框架的內(nèi)側(cè)對應(yīng)于所述缺口的下方設(shè)有配合于連接端子透孔的凸臺，凸臺上設(shè)有用于卡置端子的凸沿；塑膠框架的底部設(shè)有用于托頂端子的橫邊底面的平臺，平臺上設(shè)有用于卡置端子的凸條；連接端子的外側(cè)面分別配合在塑膠框架的內(nèi)側(cè)面和底部平臺上，連接端子的豎邊沿橫向嵌于塑膠框架的邊唇的缺口中，連接端子的豎邊兩側(cè)的臺階分別頂靠在塑膠框架的缺口兩側(cè)的凸部下，連接端子的透孔套進(jìn)塑膠框架的凸臺，連接端子的豎邊內(nèi)側(cè)面抵靠于凸臺上的凸沿，連接端子的橫邊的前端部抵靠于平臺的凸條。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于所述的 連接端子的透孔為方形孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于所述的 連接端子的橫邊內(nèi)側(cè)面與豎邊內(nèi)側(cè)面成一大于9(T的鈍角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于所述的 塑膠框架的凸臺的上部前沿設(shè)為斜面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功率半導(dǎo)體模塊，其特征在于所述的 塑膠框架的底部平臺處沿塑膠框架的內(nèi)側(cè)面向下設(shè)有通出底端面的通孔， 塑膠框架的底部平臺與塑膠框架的側(cè)壁之間通過塑膠框架的凸臺連成一 體。
6. —種如權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體模塊的制作方法，其特征在于: 包括連接端子與塑膠框架之間的裝配步驟，其步驟是將彎折成大于90°的鈍角的連接端子的外側(cè)面傾斜壓入塑膠框架的內(nèi)側(cè)，壓入后在連接端子的 橫邊的前端水平施加一個(gè)力，使連接端子完全配合在塑膠框架上，連接端 子的豎邊的外側(cè)面與塑膠框架的側(cè)壁的內(nèi)側(cè)面相貼靠，連接端子的橫邊的 外側(cè)面與塑膠框架的平臺的上表面相貼靠，連接端子的透孔套置于塑膠框 架的凸臺，連接端子的豎邊與橫邊之間由鈍角變?yōu)橹苯?，塑膠框架的凸臺 的凸沿抵靠于連接端子的豎邊的內(nèi)側(cè)，塑膠框架的平臺的凸條抵靠于連接 端子的橫邊的前端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種功率半導(dǎo)體模塊及其制作方法，包括連接端子、塑膠框架；通過塑膠框架的缺口與連接端子豎邊的配合、塑膠框架的凸部與連接端子的臺階的配合、塑膠框架的凸臺與連接端子的透孔的配合、塑膠框架的凸臺的凸沿與連接端子的豎邊內(nèi)側(cè)面的配合、塑膠框架的平臺的凸條與連接端子的橫邊的前端部的配合，使端子從側(cè)面傾斜壓入塑膠框架后，就不能從任何方向拔出，避免了早期功率模塊上的端子由于塑膠在冷卻時(shí)會收縮而產(chǎn)生的松動以及后期功率模塊當(dāng)受到垂直底面向上的較大的拉力時(shí)端子會被拔出的弊端，同時(shí)還使塑膠框架的生產(chǎn)工藝和連接端子的安裝更為簡化。
文檔編號H01L23/04GK101197334SQ200710009609
公開日2008年6月11日 申請日期2007年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日
發(fā)明者林育超, 高志剛 申請人:廈門宏發(fā)電聲有限公司