[发明专利]封装模块、封装终端及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及功率器件技术领域，尤其涉及一种封装终端、具有该封装终端的封装模块及封装终端的制造方法。

背景技术

随着电源系统对效率、功率密度、可靠性、安装方便性等要求的不断提升。功率器件的发展也由分立式器件向模块化的方向发展。功率模块成为电力电子行业的重要发展方向之一。由于内部集成了更多的功率半导体芯片，更有一些甚至集成了逻辑、控制、检测和保护电路，使得功率器件使用更方便，不仅减小系统体积以及开发时间，也大大增强了系统的可靠性。

但由于产品使用环境严苛，长时间工作后，电力电子产品会发生结构上的失效，所以如何提高电力电子产品的可靠性越来越受到重视。结构应力的优化设计是提高电力电子产品可靠性的重要内容之一。

现有技术中，功率器件的封装模块的封装终端（Terminal）的结构如图1和图2A-图2C所示，封装终端包括端部91和底座93，封装终端的底座93部通过焊料（Solder）94与基板（substrate，如直接敷铜基板（Direct BondedCopper,DBC）、铝基板（Direct Bonded Aluminum,DBA）、金属化陶瓷板或低温共烧多层陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramic,LTCC）基板等）95连接，端部91与PCB电路板96焊接，以此实现功率器件与电路板96之间的信号传输。受封装终端的结构及应用上的影响，现有技术的封装终端的结构存在以下几个方面的失效风险：

首先，由于使用过程中各种材质的热膨胀系数不一致，从而在封装模块中产生热应力，由于通常而言，焊接界面材料的强度较低，因此，封装终端与基板的焊接层断裂为主要的失效形式之一。

其次，由于工艺上的误差，终端的位置度存在偏差，组装后会持续受到机械干涉力，也会导致焊接层的开裂。此外，在存储及服役过程中，各种外界的机械振动，亦有可能在焊接层处造成损伤。

为了克服上述缺点，很多技术方案被提出，如图2A-图2C所示的“Z形弯折封装终端”设计，封装终端的根部，即其弯折部92采用Z形折弯释放应力。采用图2A-图2C所示的设计以后，应力会大幅度降低。

图3所示即为“Z形弯折封装终端”的力学性能的试验值，图3中横坐标为挠曲（deflection，或称挠曲量，单位mm），而纵坐标为法向力（NormalForce，单位kgf），图3中可以看出现有技术的这种封装终端结构，相互垂直的两个方向上弹性差异很大（Dir.1所示的方向为折弯方向，Dir.2所示的方向为与折弯方向垂直的方向），图3中的实线代表Dir.2方向力学性能，虚线代表Dir.1方向力学性能，弹性K值(纵坐标取值与横坐标值的比值)范围为0.080~0.394kgf/mm，即Dir.1方向应力释放的效果较佳，而Dir.2方向应力释放效果较差。

基于上述试验结果，由于实际使用过程中外力的方向具有极高的不确定性，因此，封装终端的安装方向通常亦采用随机分配。显而易见的缺点是当外力方向与折弯方向垂直的方向一致时，焊点往往需要承受的应力也会比较大，可能引起失效的风险。因此，现有技术封装终端的可靠性的提升需要进一步优化。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的为提供一种封装终端，以解决现有技术封装终端的不同方向的应力释放效果不同、可靠性差的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种具有本发明封装终端的封装模块。

本发明的第三个目的在于提供一种本发明封装终端的制造方法。

为达上述目的，本发明的一较广义实施例为提供一种封装终端，所述封装终端包括：一底座；一端部，具有一第一截面；以及一弯折部，所述弯折部包括一截面渐变的C形弯曲，且所述弯折部具有第一端和第二端，所述第一端连接于所述端部，所述第二端连接于所述底座，所述弯折部具有一第二截面，所述第二截面的面积小于所述第一截面的面积。

本发明的另一较广义实施例为提供一种封装模块，所述封装模块包括：承载件，包含多个焊垫；多个本发明的封装终端，其中所述封装终端的所述底座固定于所述焊垫上。

本发明的再一较广义实施例为提供一种封装终端的制造方法，所述制造方法包括步骤：形成一底座、一端部及所述底座与所述端部之间的待进行弯折的弯折部；在进行所述弯折前对所述弯折部进行截面渐变处理；将所述弯折部向一方向弯折使得弯折部的一第二截面的截面积小于所述端部的一第一截面的截面积