[发明专利]一种功率模块结构及其制造方法

说明书

本发明揭示了一种功率模块结构及其制造方法，包括基板、芯片和Pin针，所述芯片固定在基板上，所述基板固定Pin针的位置设有管状结构的针座，所述Pin针穿过针座固定在基板上。本发明的优点在于该功率模块结构具有较高生产兼容性，并且可以采用排布方式生产，节省人力物力，此外模块结构避免了塑封模具凸点的设计，整个模具腔体比较规整，大大降低了模具的设计难度和制造成本，提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及功率模块领域，提供了一种功率模块结构及其制造方法。

背景技术

随着国家工业快速发展及战略发展的需要，功率模块作为电力电子的重要组成部分，越来越广泛应用于航空、新能源汽车、光伏、风能、航空、工业变频等行业，市场前景将越来越广阔，不同功能及封装形式的功率模块也应运而生。

目前市场上此款模块根据不同的应用方案，会有对应的引出Pin排布，相对应的，塑封模具的型腔就需要设计不同的凸点，才能在压模成型时形成不同的空位来放置和焊接Pin针，根据塑封模具的设计和作业特点，一套塑封模具只能成型一种外形的胶体，这样就需要配置不同的塑封模具来满足不同Pin针排布的塑封外形需求，如何减小塑封模具的设计及制造难度，有效的兼容多种Pin针排布，实现规模化及低成本化量产是整个功率模块的设计以及制造的关键点。

现有技术是在设计塑封模具时，在模具相应位置设计凸点，模压成型后产品对应位置就会有对应的凹坑产生，然后在凹坑位置进行点锡和焊Pin针，这样针对不同的Pin针排布方案，匹配对应的塑封模具来作业，由于压模成型的过程中，树脂的流动和模具的开合等都会产生一定的摩擦力，导致塑封模具容易产生磨损，尤其是这种带有凸点设计的模具较之普通的规整模具更容易磨损，进而影响作业精度导致产品不良及模具整体寿命减短，不仅造成模具成本的增加，同时不同模具间的切换也会导致工时的浪费，生产UPH低下，频繁更换模具对产品品质稳定性也有一定影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种结构合理、方便生产的功率模块结构及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种功率模块结构，包括基板、芯片和Pin针，所述芯片固定在基板上，所述基板固定Pi n针的位置设有管状结构的针座，所述Pin针穿过针座固定在基板上。

所述针座的底部周边通过锡膏焊接基板上，所述Pin针通过在针座内点锡固定在针座内的基板上。

所述基板具有针座、芯片和Pin针的一面有一层包封的树脂，所述树脂覆盖基板上所有的针座和芯片，所述树脂的厚度等于或略低于针座的高度。

所述基座边缘固定有侧向延伸用于与其他功率模块连接的框架。

所述框架、芯片、针座均通过锡膏焊接在基板上。

所述芯片与芯片之间，芯片与基板之间根据预先设计电路采用铝线键合实现电气性能。

所述基板为陶瓷覆铜基板。

一种用于生产所述功率模块结构的制造方法：

步骤1、在基板上通过锡膏焊接方式固定框架、芯片、针座；

步骤2、根据预先设计电路采用铝线键合芯片与芯片、芯片与基板，实现功率模块的电气性能；

步骤3、在基板表面通过树脂包封；

步骤4、在针座内孔点锡将Pin针插入针座。

在所述步骤3中，进行树脂包封前对针座进行防溢胶操作，并在树脂包封结束后去除防溢胶结构。

多块功率模块通过边框相连接，制造方法还包括：

步骤5、切割边框，分隔功率模块。