CN115894047B - 一种Mos封装用管壳的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体封装领域，提供一种MOS封端用管壳的制备方法，解决采用现有技术的制备方法获得的MOS封装用管壳底板容易发生开裂的缺陷，包括以下制备步骤：(1)管壳模具的构建；(2)浆料的制备：所述浆料为氧化铝陶瓷浆料或氮化铝陶瓷浆料；(3)注浆：将步骤(2)制得的浆料注入步骤(1)构建好的管壳模具内；(4)烧结成型；(5)脱模。
Description
技术领域
本发明涉及半导体封装领域，尤其涉及一种Mos封装用管壳的制备方法。
背景技术
电力半导体器件在正常工作时会伴随大量热量的产生，如果热量未能及时耗散，便会在内部产生积累，使器件温度不断升高，从而对性能和可靠性造成巨大影响。若温度高于半导体器件的最大限制结温，造成器件热损伤，则会导致可靠性降低乃至失效现象。据统计，接近55％的器件失效是由高温造成的，每升高10℃，电子器件的失效率将会增大约10倍。对于管壳级别，封装材料之间存在一定的热导率和热膨胀系数，会造成局部热不匹配性而产生相应的热机械应力，使封装体产生形变。
制造成本更低、功耗更小、速度更快的半导体器件已经成为半导体以及电子产业普遍追求的目标之一。而由于应用范围比较广，MOS管已经成为当今功率器件发展的主流，被广泛应用于开关电路或放大电路。
常见的MOS管封装有插入式封装及表面贴装式，不同的封装形式，MOS管对应的极限电流、电压和散热效果都不同，TO－247型号的MOS管是中高压、大电流MOS管常用的封装形式，产品具有耐压高、抗击穿能力强等特点，适用于中压大电流(电流10A以上、耐压值在100V以下)在120A以上、耐压值200V以上的场所中使用。
现有技术的MOS管封装一般陶瓷或工程塑料，MOS管的外壳能够为芯片提供支撑保护、冷却的租用，同时能够为芯片提供电气连接和隔离作用，使MOS器件与其他元件构成完整的电路。现有技术的TO－247型号的插入式封装管壳，一般是是底板开设注浆口，采用这种工艺获得的管壳容易发生开裂，产品质量不佳。
发明内容
因此，针对上述的问题，本发明提供一种MOS封端用管壳的制备方法，解决采用现有技术的制备方法获得的MOS封装用管壳底板容易发生开裂的缺陷。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种MOS封装用管壳的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)管壳模具的构建：所述管壳模具包括模具本体，所述模具本体包括上模和下模，所述下模具有中空底腔体，所述上模包括上模体和间隔设置在上模体上的若干间隔条，其中两个间隔条之间的空腔上设有注浆口，各所述间隔条底部与中空底腔体互通；
(2)浆料的制备：所述浆料为氧化铝陶瓷浆料或氮化铝陶瓷浆料；
(3)注浆：将步骤(2)制得的浆料通过注浆口注入步骤(1)构建好的管壳模具内；
(4)烧结成型；
(5)脱模。
进一步的改进是：所述中空底腔体的厚度为0.8－1.2mm。
进一步的改进是：所述第一隔腔体、第二隔腔体、第三隔腔体的高度为2.4－2.6cm，宽度为5－6mm。
进一步的改进是：所述第一隔腔体与第二隔腔体的距离为1.8－2.0cm。
进一步的改进是：所述第二隔腔体与第三隔腔体之间的距离为1.8－2.0cm。
进一步的改进是：所述氮化铝陶瓷浆料是经过球磨而得的，氮化铝陶瓷浆料的粘度为21000～22000mPa·s。
进一步的改进是：所述氧化铝陶瓷浆料是经过球磨而得，氧化铝陶瓷浆料的粘度为21500～22500mPa·s。
进一步的改进是：步骤(4)烧结温度为1650－1850℃。
进一步的改进是：所述上模包括上模体和间隔设置在上模体上的4根间隔条，从左到右分别为第一间隔条、第二间隔条、第三间隔条及第四间隔条，所述注浆口设置在第二间隔条和第三间隔条之间的腔体上，即位于第二间隔条和第三间隔条之间的上模体上开设有注浆口。
进一步的改进是：所述管壳模具为耐高温材质。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果为：
1、本发明的MOS封装用管壳的制备方法，采用特定的管壳模具，将注浆口设置在第二隔腔体顶端，相比传统的设置在底板对应的腔体内，更不容易发生开裂，由于中空底腔体内没有开注浆口，能够避免在中空底腔体内的成型的底板发生开裂，保证了底板的平整性。
2、采用氮化铝陶瓷浆料或者氧化铝陶瓷浆料制成管壳，热导率较高，作为MOS封装用，能够较快的导热、散热，使芯片的性能和可靠性不会受到影响。
3、烧结温度控制在为1650－1850℃，能够获得较佳的管壳致密度。
4、管壳模具优选有耐高温材质，能够耐受陶瓷浆料的高温烧结。
附图说明
图1是本发明实施例一中管壳模具的结构示意图；
图2是本发明实施例二中管壳模具的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
一种MOS封装用管壳的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)管壳模具的构建：参考图1，所述管壳模具包括模具本体，所述模具本体包括上模和下模2，所述下模2具有中空底腔体21，所述上模包括上模体1和间隔设置在上模体上的四根间隔条，从左到右分别为第一间隔条3、第二间隔条4、第三间隔条5及第四间隔条6，所述第二间隔条和第三间隔条之间的腔体上相对应的上模体处开设有注浆口7，各所述间隔条底部与中空底腔体21互通；
所述中空底腔体的厚度为1mm，所述第一间隔条、第二间隔条、第三间隔条和第四间隔条的高度为2.5cm，所述第一间隔条和第二间隔条之间的宽度为5mm，第二间隔条和第三间隔条之间的宽度为5mm，第三间隔条和第四间隔条之间的宽度为5mm，所述第二间隔条的宽度为1.8cm，所述第三间隔条的宽度为1.8cm；
(2)浆料的制备：所述浆料为氮化铝陶瓷浆料；所述氮化铝陶瓷浆料是经过球磨而得的，氮化铝陶瓷浆料的粘度为21000mPa·s；
(3)注浆：将步骤(2)制得的浆料注入步骤(1)构建好的管壳模具内；
(4)烧结成型：烧结温度为1650－1850℃，先以2℃/min的升温速率升高至1650℃，保温2h后再以1.0℃/min的升温速率升高至1850℃，再保温1h；
(5)脱模，冷却后脱模，即获得MOS封装用管壳。
所述管壳模具材质为耐高温材质。本领域其他通用的材质也可以作为管壳模具的材质。
实施例二
一种MOS封装用管壳的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)管壳模具的构建：参考图2，所述管壳模具包括模具本体，所述模具本体包括上模和下模2’，所述下模2’具有中空底腔体21’，所述上模包括上模体1’和间隔设置在上模体上的四根间隔条，从左到右分别为第一间隔条3’、第二间隔条4’、第三间隔条5’及第四间隔条6’，所述第二间隔条和第三间隔条之间的腔体上相对应的上模体处开设有注浆口7’，各所述间隔条底部与中空底腔体21’互通；所述第一间隔条3’和第四间隔条6’分别与下模的侧壁无缝衔接，或者，在其他实施例中第一间隔条3’和第四间隔条6’之间设计为下模侧壁的一部分，同样可以达到本发明的目的。通过采用这种结构设计的模具，能够获得3个间隔设置的引脚；所述中空底腔体的厚度为1.2mm，所述第一间隔条、第二间隔条、第三间隔条及第四间隔条的高度为2.4cm，宽度为5mm，所述第二间隔条和第三间隔条的宽度为2.0cm；
(2)浆料的制备：所述浆料为氧化铝陶瓷浆料，所述氧化铝陶瓷浆料是经过球磨而得的，氮化铝陶瓷浆料的粘度为21500mPa·s；
(3)注浆：将步骤(2)制得的浆料注入步骤(1)构建好的管壳模具内；
(4)烧结成型：烧结温度为1650－1850℃，先以2℃/min的升温速率升高至1650℃，保温2h后再以1.0℃/min的升温速率升高至1850℃，再保温1h；
(5)脱模。
对本发明实施例一和实施例二的制备方法获得的MOS封装用管壳的性能进行测试，结果如下表：
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种MOS封装用管壳的制备方法,其特征在于，包括以下制备步骤：
（1）管壳模具的构建：所述管壳模具包括模具本体，所述模具本体包括上模和下模，所述下模具有中空底腔体，所述上模包括上模体和间隔设置在上模体上的若干间隔条，其中两个间隔条之间的空腔上设有注浆口，各所述间隔条底部与中空底腔体互通；
（2）浆料的制备：所述浆料为氧化铝陶瓷浆料或氮化铝陶瓷浆料；
（3）注浆：将步骤（2）制得的浆料通过注浆口注入步骤（1）构建好的管壳模具内；
（4）烧结成型；
（5）脱模；
所述上模包括上模体和间隔设置在上模体上的4根间隔条，从左到右分别为第一间隔条、第二间隔条、第三间隔条及第四间隔条，所述注浆口设置在第二间隔条和第三间隔条之间的腔体内；所述第一间隔条和第二间隔条之间为第一隔腔体，所述第二间隔条和第三间隔条之间为第二隔腔体，所述第三间隔条和第四间隔条之间为第三隔腔体。
2.根据权利要求1所述的一种MOS封装用管壳的制备方法，其特征在于：所述中空底腔体的厚度为0.8-1.2mm。
3.根据权利要求1所述的一种MOS封装用管壳的制备方法，其特征在于：所述第一隔腔体、第二隔腔体、第三隔腔体的高度为2.4-2.6cm，宽度为5-6mm。
4.根据权利要求3所述的一种MOS封装用管壳的制备方法，其特征在于：所述第一隔腔体与第二隔腔体的距离为1.8-2.0cm。
5.根据权利要求3所述的一种MOS封装用管壳的制备方法，其特征在于：所述第二隔腔体与第三隔腔体之间的距离为1.8-2.0cm。
6.根据权利要求1所述的一种MOS封装用管壳的制备方法，其特征在于：所述氮化铝陶瓷浆料是经过球磨而得的, 氮化铝陶瓷浆料的粘度为21000～22000mPa·s。
7.根据权利要求1所述的一种MOS封装用管壳的制备方法，其特征在于：所述氧化铝陶瓷浆料是经过球磨而得，氧化铝陶瓷浆料的粘度为21500～22500mPa·s。
8.根据权利要求1所述的一种MOS封装用管壳的制备方法，其特征在于：步骤（4）烧结温度为1650-1850℃。
9.根据权利要求1所述的一种MOS封装用管壳的制备方法，其特征在于：所述管壳模具为耐高温材质。
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