[发明专利]功率半导体单管的封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体功率器件技术领域，具体涉及一种功率半导体单管的封装方法。

背景技术

功率半导体器件的广泛应用是节能减排的重要措施，IGBT（绝缘栅场效应晶体管）是一种高压，大电流，高速开关的三端功率半导体器件。目前IGBT单管在业界已经有了很广泛的应用。DMOS也是一种很重要的功率器件单管，有很强的市场需求。

现有的功率半导体单管主要封装形式有TO-220，TO-247，TO-3P等，现有封装流程是，划片、上芯、打线、模封、电镀、切筋，成型，打标，测试、包装，封装完成。这些封装形式有个共同特点，在单管背面有基板金属露出来，这是器件散热的主要路径。而通常基板与功率芯片的高压电极相连，工作时，这个电极都是接高压，而散热片一般都是金属材质，如果这个电极直接和散热器相连，势必在散热器上也存在高压信号，而散热器一般都与设备外壳或者其他部分相连，存在很大安全隐患。为了保证散热片不接高压，按现有技术方案，在单管安装的时候必须先装绝缘垫保证绝缘，绝缘垫的正反面都涂覆导热硅脂以保证良好的散热, 安装好后，再用螺丝将单管固定在散热器上。生产步骤繁琐，效率低，成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种功率半导体单管的封装方法，减少安装工序，降低单管热阻。

本发明所采用的技术方案为：

功率半导体单管的封装方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：按照正常流程完成封装单管的正常封装；

步骤二：单管背面金属层涂一层导热膏，这层导热膏要把背面金属全部覆盖，以保证绝缘性，涂覆厚度必须均匀；

步骤三：将封装单管直接固定到散热器上，完成安装。

步骤二中，导热膏的涂覆采用钢网形式完成。

步骤二中，导热膏采用整块涂覆的方式。

本发明具有以下优点：

本发明是在现有技术完成打标测试，正常封装完单管后，在单管的背面（金属面），涂覆聚合物导热膏。该涂层的主要特点有：1、绝缘，可以隔绝高压，使管子直接接触到散热器表面；2、导热，材料热阻低，所以管子装在散热器上的整体热阻会降低，提高了最大使用功率；3、耐磨，该涂层在管子涂覆完成后，安装过程中不易出现涂层被刮花，金属露出的现象，这样可以保证单管的绝缘特性；4、固化特性，在固定到散热器后，涂层发生相变，使管子牢牢附着在散热器上。管子在安装的时候，只需将管子直接固定到散热器上就可以了，避免了涂覆导热硅脂和绝缘垫片的麻烦，提高了生产效率，降低了管子的热阻。本发明省去了单管在安装过程中，涂覆导热硅脂和安装绝缘垫片的麻烦，并且安装后单管的整体热阻是降低的，提高了应用系统的稳定性。

附图说明

图1为现有单管封装后的正面形貌。

图2为现有单管封装后的侧面形貌。

图3为现有单管封装后的背面形貌。

图4为现有单管封装后的安装结构示意图。

图5为步骤一示意图。

图6为步骤二示意图。

图7为使用本发明后的安装结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

现有的功率半导体单管如IGBT，在背面有基板金属露出来，这是器件散热的主要路径。通常基板与功率芯片的高压电极相连，工作时候，这个电极都是接高压，而散热片一般都是金属材质，如果这个电极直接和散热器相连，势必在散热器上也存在高压信号，而散热器一般都与设备外壳或者其他部分相连，存在很大安全隐患。为了保证散热片不接高压，现有单管封装方法如图1-4，需要用陶瓷片做绝缘，为了保证陶瓷垫片有较好的热接触，需在两侧各涂覆一些导热硅脂，最后用螺钉将管子固定在散热器上。

本发明涉及的功率半导体单管的封装方法，在TO-220、TO-247、TO-3P等功率管封装的金属外露面，涂覆一层导热膏，能减少安装工序，降低单管热阻，具体步骤为：

步骤一：按照现有方案通过划片、上芯、打线、模封、电镀、切筋，成型，打标，测试、包装，正常完成单管封装；

步骤二：单管背后涂一层聚合物导热膏，这层导热膏要把背面金属全部覆盖，以保证绝缘性，涂覆厚度必须均匀，为了规范导热膏的形状，建议采用钢网下涂覆方式；