一種非焊接結構半導體模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及到一種半導體模塊，尤其涉及到一種耐高溫性好且環保的非焊接結構半導體模塊。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的發展、社會的進步，人們對能源和環保提出越來越高的要求，收集一切可以收集的能源成為當前人類面臨的迫切課題，而熱電致冷器可以通過溫差進行發電，在很多場合可以利用廢氣、余熱進行發電。但由于現有半導體模塊的焊接工藝，一般采用中溫錫焊，會導致半導體模塊的耐溫范圍僅在-20°C?200°C之間，如用在高溫場合，則焊錫容易老化而導致整個半導體模塊失效，不能滿足使用要求，況且焊錫工藝也容易影響環境。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型主要解決現有半導體模塊受錫焊工藝影響而導致耐高溫性差、無法適應高溫場合使用的技術問題；提供了一種耐高溫性好且環保的非焊接結構半導體模塊。
[0004]為了解決上述存在的技術問題，本實用新型主要是采用下述技術方案:
[0005]—種非焊接結構半導體模塊，包括依次疊放的上模格柵板、固定格柵板、半導體元件和下模格柵板，所述半導體元件包括P型半導體元件和N型半導體元件且嵌設于所述固定格柵板的格柵孔內，半導體元件的端面平齊，所述上模格柵板的通孔對應固定格柵板的格柵孔，所述下模格柵板的通孔對應固定格柵板的格柵孔，上模格柵板的通孔內填充有向內延展至固定格柵板上表面且與半導體元件上端面熔融固接的金屬粉末層，所述金屬粉末層的外端面與上模格柵板外側表面平齊并形成多片相互間隔的上導流片，下模格柵板的通孔內填充有向內延展至固定格柵板下表面且與半導體元件下端面熔融固接的金屬粉末層，所述金屬粉末層的外端面與下模格柵板外側表面平齊并形成多片相互間隔的下導流片，采用固定格柵板固定半導體元件，并在半導體元件上表面和下表面分別設置帶有通孔的上模格柵板和下模格柵板，將金屬粉末噴入通孔內與半導體元件端面熔融固接形成致密的導流層，根本上去除了傳統金屬導流片及焊錫材料，從而在確保半導體模塊性能前提下，有效防止了焊接區域焊料因高溫老化而引起的半導體模塊失效，提升熱交換效率，簡化了制作工藝，降低了制作成本，非焊接方式也降低了對環境的污染程度，同時，與外界直接接觸的導流片結構減少了熱阻，提高了半導體模塊的熱傳導效率。
[0006]作為優選，所述固定格柵板包括鏡向對稱的上固定格柵板和下固定格柵板，所述半導體元件的上端嵌設于所述上固定格柵板的格柵孔中，半導體元件的下端嵌設于所述下固定格柵板的格柵孔中，半導體元件的端面平齊，將原來整塊較厚的固定格柵板分成上下兩塊鏡向對稱的較薄固定格柵板，易于格柵板的加工，降低了制作成本，提高了生產效率。
[0007]作為優選，所述金屬粉末為鎳粉，也可以使用鋁粉、銀粉或鋅粉。
[0008]作為優選，所述固定格柵板、上模格柵板和下模格柵板的材料為特氟龍板材，特氟龍板材具有優良的耐高溫特征和絕緣性，耐溫可達300°C，又具備易加工性，可靠性高，成本低廉，也可以使用樹脂板材或尼龍板材。
[0009]作為優選，所述上模格柵板內側表面與所述固定格柵板上表面對應且粘結固定，所述下模格柵板內側表面與固定格柵板下表面粘結固定，在熱噴涂時保證上下模格柵板與固定格柵板的連接穩定，方便組裝。
[0010]作為優選，所述上模格柵板和下模格柵板的通孔內壁均呈毛面狀，增強導流片與上下模格柵板的連接，有效提高整個半導體模塊的穩固性和安全性。
[0011]作為優選，所述半導體元件的上下端面均呈毛面狀，可以增強金屬粉末層與半導體元件之間的連接強度，提高金屬粉末層的接觸性。
[0012]本實用新型的有益效果是:采用固定格柵板固定半導體元件，并在半導體元件上表面和下表面分別設置帶有通孔的上模格柵板和下模格柵板，將金屬粉末噴入通孔內與半導體元件熔融固接形成致密的導流層，根本上去除了傳統金屬導流片及焊錫材料，從而在確保半導體模塊性能前提下，有效防止了焊接區域焊料因高溫老化而引起的半導體模塊失效，提升熱交換效率，簡化了制作工藝，降低了制作成本，非焊接方式也降低了對環境的污染程度，同時，與外界直接接觸的導流片結構減少了熱阻，提高了半導體模塊的熱傳導效率。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型非焊接結構半導體模塊的一種結構示意圖。
[0014]圖2是圖1結構的爆炸圖。
[0015]圖中1.上模格柵板，2.半導體元件，3.下模格柵板，4.上導流片，5.下導流片，
6.上固定格柵板，7.下固定格柵板，8.格柵孔，9.通孔。
【具體實施方式】
[0016]下面通過實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。
[0017]實施例:本實施例的一種非焊接結構半導體模塊，如圖1和圖2所示，包括依次疊放的上模格柵板1、固定格柵板、半導體元件2和下模格柵板3，固定格柵板、上模格柵板和下模格柵板的材料為特氟龍板材，半導體元件為碲化鉍材料，包括P型半導體元件和N型半導體元件，半導體元件的上下端面均呈毛面狀，固定格柵板包括鏡向對稱的上固定格柵板6和下固定格柵板7，半導體元件的上端嵌設于上固定格柵板的格柵孔8中，半導體元件的上端面與上固定格柵板外側表面平齊，半導體元件的下端嵌設于下固定格柵板的格柵孔中，半導體元件的下端面與下固定格柵板外側表面平齊，上模板格柵板平貼粘接于上固定格柵板的外側表面，上模格柵板的通孔9對應上固定格柵板的格柵孔，下模板格柵板平貼粘結于下固定格柵板的外側表面，下模格柵板的通孔對應下固定格柵板的格柵孔；在上模格柵板的通孔內熱噴涂有向內延展至上固定格柵板外側表面且與半導體元件上端面熔融固接的金屬粉末層，金屬粉末層的外端面與上模格柵板外側表面平齊并形成多片相互間隔的上導流片4，下模格柵板的通孔內熱噴涂有向內延展至下固定格柵板外側表面且與半導體元件下端面熔融固接的金屬