[实用新型]包封针翅型功率模块的模具

说明书

本实用新型公开了一种用树脂包封针翅型功率模块的模具，该功率模块包括DBC或IMS、功率芯片、设置在DBC或IMS的第一表面上的多个端子、以及设置在DBC或IMS的第二表面上的针翅结构，该模具进一步包括：腔体，该腔体用于容纳功率模块；多个端子保护元件，该多个端子保护元件分别对应于端子，每个端子保护元件用于接纳端子的至少一部分；注入孔，该注入孔设置在模具的底部上或模具的侧壁上，其中，当功率模块放置在腔体中时，第一表面面向模具的底部，并且注入孔位于第一表面下方。在传递模制过程期间，端子和翅片受到良好保护以免受树脂的影响。

技术领域

本实用新型涉及一种包封针翅型功率模块的模具。

背景技术

参考图1，公开了一种封装前的常规功率模块。在DBC(直接覆铜)或IMS(绝缘化金属基板)1的前表面上设置有诸如IGBT或SiC器件的功率芯片2，以及逆变器的诸如AC连接器和DC连接器的端子31、32。用于散热的金属块4联接至DBC或IMS 1的后表面。凝胶或树脂通常用于包封功率芯片2、端子31、32以及DBC或IMS的前表面。如果使用环氧树脂，则可以通过传递模制(transfer molding)过程来包封功率模块。参考图2，下模具51设置有注入孔511，下模具51和上模具52限定了用于容纳图1所示结构的腔体50。环氧树脂经由注入孔511向上注射，并且腔体50将填充以特定压力下的环氧树脂。金属块4可以在传递模制过程期间提供良好的支撑。移除下模具和上模具后，形成由环氧树脂封装的功率模块6，如图3所示。然而，除了功率芯片2之外，端子31、32也完全被环氧树脂6包封。由于需要暴露端子以进行电连接，因此需要额外的钻孔过程。

此外，为了提高散热能力，使用针翅结构(Pin-Fin structure)代替金属块。如图4所示，针翅结构联接至DBC或IMS 1的后表面，并且包括金属板41和金属板41上的多个翅片42。在功率芯片的快速开关过程中产生的热量可以通过翅片42快速消散。如图5和图6所示，如果将具有针翅结构的功率模块放置在由下模具51和上模具52形成的腔体50中，两个相邻的翅片之间的间隙也会填充以环氧树脂，这是不可接受的。

实用新型内容

为了避免翅片和端子被树脂包封，本实用新型提供了一种用树脂包封针翅型功率模块的模具。该功率模块包括DBC或IMS、功率芯片、设置在DBC或IMS的第一表面上的多个端子以及设置在DBC或IMS的与第一表面相对的第二表面上的针翅结构。该模具进一步包括：腔体，该腔体用于容纳功率模块；多个端子保护元件，该多个端子保护元件分别对应于端子，每个端子保护元件用于接纳端子的至少一部分；注入孔，该注入孔设置在模具的底部上或模具的侧壁上，其中，当功率模块放置在腔体中时，第一表面面向模具的内部底表面，并且注入孔位于第一表面下方。

在优选实施例中，端子保护元件是设置在模具的内部底表面上的凹部。

在另一个优选实施例中，凹部包裹对应端子的至少一部分。例如，凹部包裹对应端子的顶部。

在另一个优选实施例中，凹部的深度比对应端子的高度浅。因此，在传递模制过程期间，每个端子的未被凹部接纳的部分浸入树脂中，并且在树脂固化之后，每个端子的未被凹部接纳的部分被包封。同时，每个端子的被凹部接纳的部分从固化的树脂突出，因此不需要额外的钻孔过程来形成电连接。

在另一个优选实施例中，凹部的内壁是弹性的。优选地，凹部的内壁被弹性层(诸如橡胶层)覆盖。

在另一个优选实施例中，针翅结构包括联接至DBC或IMS的金属板以及设置在金属板上的翅片，该金属板包括设置有翅片的中心区域和未设置有翅片的边缘区域，该边缘区域在中心区域周围。当向上注入树脂时，边缘区域可以防止翅片在传递模制过程中受到树脂的影响。

在另一个优选实施例中，台阶部分设置在模具的内部底表面上、用于支撑第一表面的周边。

在另一个优选实施例中，模具由上模具和下模具组装而成，腔体由上模具的内壁和下模具的内壁形成，端子保护元件和注入孔设置在下模具上。