功率半導體器件子模組的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電子集成領域，特別是一種功率半導體器件子模組。
【背景技術】
[0002]功率半導體器件子模組是常用的晶體管封裝結構，其體積小，集成度高，廣泛應用于日常生活及工業加工中。功率半導體器件子模組通常具有芯片以及與芯片電連接的極板。
[0003]在現有技術中，功率半導體器件子模組的封裝結構較為松散，從而使得其內部的芯片不能完全固定，進而極易導致芯片與其兩側的極板之間發生錯位。這種錯位使得芯片無法與極板實現正常的電連接，極大地影響了功率半導體器件子模組的正常使用。另外，芯片容易在錯位時與極板發生動摩擦，從而使芯片極易磨損，進而使功率半導體器件子模組無法再繼續使用。這極大地影響了功率半導體器件子模組(尤其是絕緣柵雙極功率半導體器件子模組)的合格率和使用壽命，非常不利于使用。
[0004]因此，需要一種能防止在芯片與極板之間發生錯位的功率半導體器件子模組。
【發明內容】
[0005]針對上述問題，本發明提出了一種功率半導體器件子模組，通過使用這種功率半導體器件子模組能防止芯片與極板發生錯位。
[0006]根據本發明提出了一種功率半導體器件子模組，包括:導電組件，導電組件包括依次疊置的第一導電體，芯片和第二導電體，容納導電組件的夾持組件，夾持組件能向第一導電體以及第二導電體施加沿疊置方向的夾持力。
[0007]通過本發明提出的功率半導體器件子模組，夾持組件能與第一導電體和第二導電體相接觸，并沿疊置方向分別向第一導電體與第二導電體施加沿疊置方向的夾持力，從而防止了在芯片與第一導電體和第二導電體發生錯位，使芯片能與第一導電體和第二導電體正常電連接。另外，這使得芯片不會被第一導電體和第二導電體磨損，有效提高了功率半導體器件子模組的生產合格率和使用壽命。
[0008]在一個實施例中，夾持組件包括至少部分與第一導電體重疊的第一夾持件，以及至少部分與第二導電體重疊的第二夾持件，第一夾持件向第一導電體施加沿疊置方向的夾持力，第二夾持件向第二導電體施加沿疊置方向的夾持力，所述第一夾持件與所述第二夾持件能拆卸地連接在一起。第一夾持件通過與第一導電體重疊的部分向第一導電體施加夾持力，第二夾持件通過與第二導電體重疊的部分向第二導電體施加夾持力。第一夾持件與第二夾持件方便了功率半導體器件子模組的裝配。此外，這種設置令使用者能更方便地對內部的芯片、第一導電體以及第二導電體進行檢測和更換。
[0009]在一個實施例中，第一夾持件的一部分與第一導電體重疊，第一夾持件的另一部分間隔式覆蓋芯片而在第一夾持件與芯片之間形成間隙，在間隙內設置有絕緣層。絕緣層的設置減小了芯片的可活動空間，從而能防止芯片移動或變形。
[0010]在一個優選的實施例中，絕緣層充滿間隙并向芯片施加沿疊置方向的壓力。絕緣層能與第一導電體一起向芯片施加壓力，從而使芯片受力均勻，進而防止了芯片變形。這保證了芯片能與第一導電體和第二導電體正常電連接，防止了芯片損壞。
[0011]在一個實施例中，間隙沿疊置方向延伸到芯片的側沿處，絕緣層充滿間隙以覆蓋芯片的側沿。絕緣層能穩定芯片側沿處的電流，提高芯片的表面擊穿電壓，對芯片起到極大地保護作用。
[0012]在一個優選的實施例中，間隙沿疊置方向延伸到第二導電體的側沿處，絕緣層充滿間隙以覆蓋第二導電體的側沿。這樣絕緣層能防止第二導電體移動，從而進一步防止了第二導電體與芯片之間發生錯位。
[0013]在一個實施例中，在第一夾持件上構造有沿疊置方向貫穿第一夾持件的注膠道，經注膠道能將絕緣膠注入到間隙內以形成絕緣層。在夾持組件與導電組件裝配好后，可直接通過注膠道注膠以形成絕緣層，從而簡化了絕緣層的形成方式，優化了功率半導體器件子模組的制造工藝，節省了制造成本。
[0014]在一個實施例中，在第一夾持件上還構造有與第一導電體重疊處相鄰的凸出部，凸出部沿疊置方向延伸至與所述第一導電體的側沿相抵靠以所述第一導電體朝向設置凸出部的一側移動，優選地，所述凸出部環繞所述第一導電體。在第一導電體具有朝向凸出部運動的趨勢時，凸出部能阻擋第一導電體朝向凸出部運動，從而進一步防止了芯片與第一導電體發生錯位。另外，在功率半導體器件子模組的裝配過程中，凸出部能起到有效定位的作用，從而保證了裝配的成功率與合格率。
[0015]在一個實施例中，在第一夾持件上構造有朝向第二夾持件延伸的外卡腳，在第二夾持件上構造有朝向第一夾持件延伸的內卡腳，外卡腳能與內卡腳相接合。相互卡接的第一夾持件與第二夾持件能更加穩定地固定住中間的導電組件，從而能進一步防止芯片與第一導電體和第二導電體之間發生錯位，進一步保證了功率半導體器件子模組的合格率與使用壽命。另外，通過內卡腳與外卡腳卡接的第一夾持件與第二夾持件能更加方便地進行裝配與拆卸，從而進一步方便了對導電組件的維護、檢測與更換，令使用者能方便地使用這種功率半導體器件子模組。
[0016]在一個實施例中，在第一夾持件與第一導電體重疊處構造有第一接孔，第一接孔沿疊置方向貫穿第一夾持件，和/或在第二夾持件與第二導電體重疊處構造有第一接孔，第二接孔沿疊置方向貫穿第一夾持件。第一導電體通過第一接孔與外界的其他電路結構電連接，第二導電體通過第二接孔與外界的其他電路結構電連接，從而使本發明的功率半導體器件子模組能適用于各種電路結構中，方便了使用者的使用。
[0017]這里應理解地是，“疊置方向”為第一極板、芯片和第二極板相互疊置的方向，即與芯片所在的平面垂直的方向。
[0018]與現有的技術相比，本發明的優點在于:(1)保證了導電組件內部的電連接處不會錯位，能實現芯片與極板之間的正常電連接。(2)導電芯片也不會與第一導電體和第二導電體發生動摩擦，從而有效防止了芯片的磨損。(3)提高了功率半導體器件子模組的生產合格率和使用壽命。
【附圖說明】
[0019]在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發明進行更詳細的描述。其中:
[0020]圖1顯示了本發明的功率半導體器件子模組的結構示意圖。
[0021]圖2顯示了本發明的功率半導體器件子模組的結構爆炸示意圖。
[0022]圖3顯示了本發明的第一夾持件的結構示意圖。
[0023]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖并未按照實際的比例。
【具體實施方式】
[0024]下面將結合附圖對本發明作進一步說明。
[0025]圖1示意性地顯示了本發明的功率半導體器件子模組I的具體結構。功率半導體器件子模組I包括導電組件和夾持組件，導電組件容納于夾持組件之內。導電組件包括依次疊置的第一導電體21、芯片23以及第二導電體22，即芯片23設置于第一導電體21和第二導電體22之間。第一導電體和第二導電體均可為極板或其他導電結構(例如，通常采用一定厚度的鉬片作為導電體)。第一導電體21可為發射極，第二導電體22可為集電極。夾持組件能夾持第一導電體21與第二導電體22，并在第一導電體21與第二導電體22上施加夾持力，以保證芯片與極板之間不會發生錯位。導電組件的結構為本領域的技術人員所熟知的，在此不加贅述。下面將結合附圖對夾持組件的結構進行進一步描述。
[0026]如圖1所示，夾持組件包括第一夾持件11和第二夾持件12。第一夾持件11至少部分與第一導電體21相重疊，并向第一導電體21施加沿疊置方向的夾持力Fl ;第二夾持件12至少部分與第二導電體22相重疊，并向第二導電體22施加沿疊置方向的夾持力F2。夾持力Fl與F2互為相互作用力，使得第一導電體21與第二導電體22有相對運動的趨勢，從而使第一導電體21與第二導電體22向設置于之間的芯片23施加壓力。當芯片23具有相對于第一導電體21和第二導電體22運動的趨勢時，第一導電體21和第二導電體22均會與芯片23之間產生較大的靜摩擦力以消除這種趨勢，進而防止了芯片23與第一導電體21和第二導電體22之間發生錯位。這使整個導電組件能按照預先設計的那樣固定，保證了芯片23能與第一導電體21和第二導電體22正常電連接。另外，由于芯片23能與第一導電體21和第二導電體22穩固地接合在一起，因此芯片23不會被第一導電體21和第二導電體22磨損，從而有效保護了芯片23的結構，進而保證了芯片23的有效性，有效提高了功率半導體器件子模組I的生產合格率和使用壽命。
[0027]第一夾持件11與第二夾持件為可拆卸的，在裝配時再連接在一起。這方便了對夾持組件的加工，降低了功率半導體器件子模組I的加工成本。另外，第一夾持件11與第二夾持件12的這種結構方便了功率半導體器件子模組I的裝配。這里應理解的是，第一夾持件11與第二夾持件12的連接可以為直接連接，也可以為通過螺釘或其他結構的間接連接。
[0028]為了在芯片工作時，保證其與外部結構之間的良好的絕緣性，使第一導電體21不完全覆蓋芯片23，以在芯片23與第一夾持件11之間形成間隙，并在間隙內填充有絕緣層30。另外，填充在間隙內的絕緣層30還能減少甚至消除芯片可活動的空間，這進一步防止芯片23相對于第一導電體21與第二導電體22錯位。另外，絕緣層30還減少甚至消除了第一導電體21的可移動空間，這也防止了芯片23相對于第一導電體21與第二導電體22錯位。
[0029]功率半導體器件子模組可為絕緣柵雙極功率半導體器件子模組，其應具有如圖1中所示的柵極彈簧針40，柵極彈簧針40與芯片23直接接觸而不與第一導電體21相接觸。因此在絕緣柵雙極功率半導體器件子模組內，第一導電體21更是不能完全覆蓋芯片23，以避讓柵極彈簧針40。這使得絕緣柵雙極功率半導體器件子模組十分需要設置這種絕緣層30以防止芯片23變形或錯位。此時，在第一夾持件11上也應設置有供柵極彈簧針40穿過的通孔114。柵極彈簧針的結構以及其設置方式為本領域的技術人員所熟知的內容，在此不加贅述。
[0030]在一個優選的實施例中，絕緣層30充滿這種空隙。這使得在第一夾持件11向第一導電體21施加夾持力時，絕緣層30也會受到一定的壓力，并能將這種壓力傳遞給芯片23。這樣，絕緣層30能與第一導電體21 —起向芯片23施加壓力，從而使芯片23受到的壓力更為均勻，進