[发明专利]一种大功率模块的制备方法

说明书

本发明涉及一种大功率模块的制备方法，包括铜底板的处理、扩晶、粘裸片、烧结、清洗、打线、检测、装壳、灌胶、清理、入库这些步骤。本发明能够有效解决现有的大功率模块制备方法制得的大功率模块存在芯片使用寿命短，性能可靠性差的问题。

技术领域

本发明涉及一种大功率模块的制备方法。

背景技术

现有的大功率模块(整流模块、快恢复模块、可控硅模块)，因为加工工艺的问题，存在芯片使用寿命短，性能可靠性差的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种大功率模块的制备方法，解决现有的大功率模块制备方法制得的大功率模块存在芯片使用寿命短，性能可靠性差的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大功率模块的制备方法，包括如下步骤：步骤(1)铜底板的处理：按照产品的规格型号选用合适的焊接模具，在铜底板的背面贴高温膜，在铜底板的正面用丝网印刷机印刷适量的锡浆层；然后将铜底板放在焊接模具中，其正面朝上；

步骤(2)扩晶：用扩张机将整张的晶圆片薄膜均匀扩张，使附着在薄膜表面紧密排列的晶粒拉开一定的间距；

步骤(3)粘裸片：用丝网印刷机在覆铜陶瓷片的晶粒位置上印刷适量的锡浆层，然后用自动拾片机将扩晶后的晶圆片薄膜上的晶粒取出后正确放置在锡浆层上，然后将粘好晶粒的覆铜陶瓷片放入模具中的铜底板上，其印刷锡浆层的一面朝上；然后将所需的电极放入模具中，置于覆铜陶瓷片上，完成产品组装；

步骤(4)烧结：将组装后的产品放入充氮保护炉中恒温静置0.5h-1h，通过锡浆层将覆铜陶瓷片粘附在铜底板上，将电极、晶粒粘附在覆铜陶瓷片上；

步骤(5)清洗：将烧结后的产品自焊接中取出后放入器皿中浸泡清洗剂，清洗剂的量以高于芯片表面5mm为宜，然后先超声波清洗15分钟，再酒精超声波清洗5分钟，清洗后侧立摆放，自然阴干；

步骤(6)打线：用全自动超声波粗铝丝压焊机通过铝丝键合方式将晶粒和覆铜陶瓷片上相应的位置通过粗铝丝进行桥接，完成产品的内引线焊接；

步骤(7)检测：使用QT2晶体管图示仪对产品进行参数检测，将参数不合格的产品品筛出；

步骤(8)装壳、将合格的产品装上壳体，将铜底板和壳体之间的缝隙处涂705硅胶进行填充；

步骤(9)灌胶、通过壳体上的灌胶孔，用自动真空灌胶机灌注果冻胶，果冻胶的厚度高于铝丝3mm，然后将灌胶后的产品放入烘箱中烘烤2小时，烘烤温度100度；烘干果冻胶；

步骤(10)清理、清理产品外表面的果冻胶、污渍，装上螺丝，然后送检测组测试；

步骤(11)入库、对产品进行全检，检测合格后包装入库。

为了保证键合牢固性，步骤(7)打线中，用铝丝键合的方法在晶粒和覆铜陶瓷片之间建立电气连接时，根据功率模块器件电流大小分为N根粗铝丝键合；在实际键合操作前，首先确定键合丝的数量以满足电流传输；然后对键合点的尾丝端进行直接的显微镜低倍和高倍目测，对键合点的颈部端在经过拉力处理和铝丝遮挡处理后进行显微镜低倍和高目测，判断键合点是否牢固；然后用指针式拉力器检测铝丝拉力强度，保证每根丝键合强度均值为 0.45Kg。

进一步的，步骤(8)中，还应该整理电极，电极上的折弯槽应露出壳体。

为了提高产品的性能稳定性和可靠性，打线时，保证晶粒和覆铜陶瓷片的表面无氧化层、洁净；打线过程中不能用手直接接触晶粒和覆铜陶瓷片；

确保铜底板、覆铜陶瓷片、电极、晶粒之间焊锡充分、饱满，各层间焊锡厚度≤0.1mm，空洞气泡≤10％，单个气泡≤5％；

电极与覆铜陶瓷片边缘距离不少于1.3mm；