CN107611108A - 功率半导体单管的封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及功率半导体单管的封装方法，先按照正常流程完成单管封装；单管背后涂一层导热膏，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；导热膏必须具有耐磨，高绝缘性，高热导性特点。此封装形式单管在安装时候，可以直接固定到散热器上，简便快捷，并且降低了整体的热阻，使单管工作得更加稳定。本发明是在芯片完成打标测试之后，在单管的背面，涂覆聚合物导热膏，增加此层导热膏的目的，是使单管安装时，只需将管子直接固定到散热器上，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，提高了生产效率，降低了管子的热阻，提高了应用系统的稳定性。

Description

功率半导体单管的封装方法

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；

单管背后的导热膏为聚合物导热膏，该涂层绝缘，可以隔绝高压，使管子直接接触到散热器表面；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；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；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。单管在安装的时候，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。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (3)

1.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。

2.根据权利要求1所述的功率半导体单管的封装方法，其特征在于：

步骤二中，导热膏的涂覆采用钢网形式完成。

3.根据权利要求1所述的功率半导体单管的封装方法，其特征在于：

步骤二中，导热膏采用整块涂覆的方式。