本發明專利技術所公開的半導體模塊結構及該結構中鍵合線的連接固定方法，通過在芯片及DBC基板與鍵合線的鍵合點處設置彈性膠體，并使得彈性膠體在鍵合腳與弧線底部堆積形成膠點。在模塊工作的過程中，可以有效減小甚至消除鍵合線弧線的周期性振動，從而避免鍵合線鍵合腳與弧線起點處出現斷裂的情況，保證模塊的可靠性，延長模塊的使用壽命。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電力半導體模塊制造
，具體涉及。
技術介紹
鍵合線鍵合的過程，實質是鍵合機的焊具牽引著鍵合線，焊具在設備產生的超聲能控制下，分別將芯片的電極表面、DBC基板覆銅層表面的金屬鍍層與鍵合線表面的原子激活，完成芯片及DBC基板與鍵合線的鍵合，實現芯片的電路連接。鋁線鍵合是電力半導體模塊封裝常用的芯片電連接方法。鋁線鍵合具有鍵合點小，對芯片損壞性小，連接靈活等優點。但在電力半導體模塊封裝中，鍵合鋁線受通流能力限制，經常多條鍵合鋁線集中在一起，相互之間間距較小，而模塊的灌封膠體固化后呈現彈 性，因此在通流狀態下，鍵合鋁線受電磁場和灌封彈性膠體的作用，鍵合鋁線弧線部分會出現周期性振動，特別對于高頻大電流模塊，鍵合鋁線的振動頻率和振動幅度會更大。因鋁線的材質較軟，若模塊經常在高頻大電流狀態下工作，鍵合鋁線就很容易在鍵合腳和弧線起點處出現斷裂，從而導致模塊失效，影響模塊的可靠性，降低模塊的使用壽命。因此，有必要提出一種能夠有效消除或者降低鍵合鋁線的周期性振動，以解決電力半導體模塊鍵合鋁線連接封裝中的技術難題。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提供一種能夠有效消除或降低鍵合鋁線的周期性震蕩的半導體模塊結構以及該結構中鍵合線的連接固定方法，從而避免鍵合鋁線鍵合腳與弧線起點處出現斷裂的情況，保證模塊的可靠性，延長模塊的使用壽命。根據本專利技術的目的提出的一種半導體模塊結構，包括DBC基板，設置于所述DBC基板上的焊料層與芯片，以及一端與所述芯片焊接固定另一端與所述DBC基板焊接固定的鍵合線；所述芯片、DBC基板與所述鍵合線焊接處形成鍵合點，所述鍵合點處設置有彈性膠體，且所述彈性膠體在鍵合腳處以及所述鍵合線的弧線底部堆積形成膠點。優選的，所述彈性膠體為硅橡膠。優選的，所述彈性膠體在所述鍵合腳與所述弧線底部堆積形成的膠點的高度為l-5mm。優選的，所述彈性膠體在所述鍵合腳與所述弧線底部堆積形成的膠點的高度為優選的，所述彈性膠體在所述鍵合腳與所述弧線底部堆積形成的膠點的高度為2mm ο一種鍵合線的連接固定方法，用于連接固定所述的半導體模塊結構，包括以下步驟通過鍵合機的焊具牽引鍵合線，焊具在設備產生的超聲能控制下，分別將芯片的電極表面、DBC基板覆銅層表面的金屬鍍層與鍵合線表面的原子激活，完成芯片及DBC基板與鍵合線的鍵合；采用彈性膠體在第一步 驟中產生的鍵合點處進行點膠操作；彈性膠體在芯片及DBC基板與鍵合線的鍵合腳以及鍵合線的弧線底部堆積形成膠點；在常溫或高溫下固化彈性膠體。與現有技術相比，本專利技術所述的半導體模塊結構以及該結構中鍵合線的連接固定方法的優點是目前不存在能有效克服鍵合鋁線弧線部分出現的周期性振動的方法，鍵合鋁線容易在鍵合腳和弧線起點處出現斷裂，從而導致模塊失效，影響模塊的可靠性。本專利技術所公開的半導體模塊結構以及該結構中鍵合線的連接固定方法，通過在芯片及DBC基板與鍵合線的鍵合點處設置彈性膠體，并使得彈性膠體在鍵合腳與弧線底部堆積形成膠點。在模塊工作的過程中，可以有效減小甚至消除鍵合線的周期性振動，從而避免鍵合線鍵合腳與弧線起點處出現斷裂的情況，保證模塊的可靠性，延長模塊的使用壽命。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本專利技術公開的一種半導體模塊結構的示意圖。圖中的數字或字母所代表的相應部件的名稱I、DBC基板2、焊料層3、芯片4、鍵合線5、膠點6、鍵合腳7、鍵合點具體實施例方式現有的鍵合鋁線受電磁場和灌封彈性膠體的作用，鍵合鋁線弧線部分會出現周期性振動，由于鋁線的材質較軟，模塊經常在高頻大電流狀態下工作，鍵合鋁線易在鍵合腳和弧線起點處出現斷裂，從而導致模塊失效，影響模塊的可靠性等諸多問題。本專利技術針對現有技術中的不足，提出的一種可以有效的減少甚至消除鍵合線鍵合腳與弧線起點處的周期性振動，保證模塊使用壽命的半導體模塊結構以及該結構中鍵合線的連接固定方法，通過在芯片及DBC基板與鍵合線的鍵合點處設置彈性膠體，通過彈性膠體的作用，可以有效緩沖或消除振動，避免出現鍵合腳與弧線起點處的斷裂情況，保證模塊的有效性及使用壽命。請參考圖1，圖I為本專利技術公開的一種半導體模塊結構的示意圖。如圖所示，本專利技術公開的一種半導體模塊結構，包括DBC基板1，設置于DBC基板I上的焊料層2與芯片3，以及一端與芯片3焊接固定另一端與DBC基板I焊接固定的鍵合線4 ;芯片3、DBC基板I與鍵合線4焊接處形成鍵合點7，鍵合點7處設置有彈性膠體，彈性膠體在鍵合腳6與鍵合線的弧線底部堆積形成膠點5，弧線底部即在弧線起點位置處。由于彈性膠體具有一定的彈性，當電力半導體模塊工作在高頻大電流狀態下時，雖然鍵合線弧線部分也會產生高頻振動，但鍵合腳與鍵合線弧線底部的堆積膠體能夠有效的減弱甚至消除鍵合腳和鍵合線弧線底部的振動振幅，可防止鍵合線在鍵合腳與鍵合線弧線起點處斷裂而導致模塊失效，降低鍵合線在電磁場作用下的振動，保證了模塊的可靠性，延長模塊的使用壽命，減小使用成本。其中，彈性膠體可為硅橡膠。硅橡膠具有優良的耐高溫、低溫性能，適合工作環境溫度范圍為-70°C 280°C，固化后既柔軟又有韌性，彈性性能較好，可有效的緩沖振動。此夕卜，硅橡膠耐化學腐蝕性能好，抗油、防水、耐熱老化與耐氣候老化，以及耐臭氧、氧、光等，使用壽命較長，且具有高絕緣性能，便于在半導體模塊中的使用。此外，彈性膠體除采用硅橡膠外還可采用硅膠或其他彈性膠體，可有效緩沖振動即可，具體不做限制。一種鍵合線的連接固定方法，用于連接固定半導體模塊結構，包括以下步驟SI :通過鍵合機的焊具牽引鍵合線，焊具在設備產生的超聲能控制下，分別將芯片的電極表面、DBC基板覆銅層表面的金屬鍍層與鍵合線表面的原子激活，完成芯片及DBC基 板與鍵合線的鍵合；S2 :采用彈性膠體在第一步驟中產生的鍵合點處進行點膠操作；S3 :彈性膠體在芯片及DBC基板與鍵合線的鍵合腳以及鍵合線的弧線底部堆積形成膠點；S4 :在常溫或高溫下固化彈性膠體。根據該連接固定方法處理后得到的半導體模塊結構，可以有效減小甚至消除周期性振動，從而避免鍵合腳與弧線起點處出現斷裂的情況，保證模塊的可靠性，延長模塊的壽命O膠點堆積的高度對半導體模塊的結構及其性能也存在相應的影響。因此膠點堆積的高度也是本專利技術的重要技術點。下面將通過具體實施方式對本專利技術的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。實施例I彈性膠體在鍵合腳6與弧線的底部堆積形成的膠點3的高度為1mm，其堆積形狀不做限定。膠點的堆積高度相對較小，一方面可以減少彈性膠體的使用量，另一方面，可避免彈性膠體堆積過多對半導體模塊的其他性能產生影響，影響半導體模塊的使用。實施例2其余與實施例I相同，不同之處在于，彈性膠體在鍵合腳與弧線底部堆積形成的膠點的高度為5mm，其堆積形狀不做限定。膠點的堆積高本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種半導體模塊結構，包括DBC基板，設置于所述DBC基板上的焊料層與芯片，以及一端與所述芯片焊接固定另一端與所述DBC基板焊接固定的鍵合線；所述芯片、DBC基板與所述鍵合線焊接處形成鍵合點，其特征在于，所述鍵合點處設置有彈性膠體，且所述彈性膠體在鍵合腳處以及所述鍵合線的弧線底部堆積形成膠點。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王豹子，
申請(專利權)人：西安永電電氣有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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