工控設(shè)備維修就找常州凌肯    LK8606

  專用模塊的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計及其特點在模塊的設(shè)計和制作過程中，將涉及到電力半導(dǎo)體芯片的焊接，封裝和布線連結(jié)，熱傳導(dǎo)，材料應(yīng)力，電磁干擾，氣密性等多項工藝設(shè)計技術(shù)問題，圖4示出了模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)連線示意圖：根據(jù)圖4的要求，設(shè)計出AlNDBC基板上的印刷電路圖形，刻蝕出電力半導(dǎo)體芯片和各種引出電極的焊接位置以及銅導(dǎo)線的寬度，長度，形狀，尺寸和走向，并確定DBC板的大小和數(shù)量。其特點如圖5所示：3.1根據(jù)三相整流橋共陰和共陽連線的情況，利用FRED正燒(陰極在上，陽極在下)和反燒(陽極在上，陰極在下)的結(jié)構(gòu)，在DBC板上刻蝕出共陽線CA和共陰線CC，將正燒的FRED1，F(xiàn)RED2和FRED3焊在CA線上，將反燒的FRED4，F(xiàn)RED5和FRED6焊在CC線上，從而減少了連線數(shù)，并簡化了工藝結(jié)構(gòu)，同時為了連線方便，F(xiàn)RED7亦采用反燒結(jié)構(gòu)。

 3.2銅底板為AlNDBC基板提供了聯(lián)結(jié)支撐和導(dǎo)熱通道，是整個模塊結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。但由于銅底板的熱線性膨脹系數(shù)為16.7×10-7/℃，而AlNDBC板為5.1×10-6/℃，相差較大，當過大面積的DBC板與銅底板間相互高溫焊接后，將產(chǎn)生巨大應(yīng)力，為了減少此應(yīng)力，將AlNDBC分成DBC1和DBC2兩塊，并用CB7和CB8銅橋相連。

同時，在焊接前對銅底板進行一定弧度的預(yù)彎，以便成品模塊在壓裝到散熱器上時，使兩者之間獲得充分的接觸，從而降低模塊的接觸熱阻，保證模塊的出力。當然，采用熱線性膨脹系數(shù)很接近AlNDBC板且可焊性很高的AlSiC底板替代銅底板，不僅將提高焊接疲勞壽命，還能很好地解決應(yīng)力問題。

3.3模塊內(nèi)部的電氣聯(lián)接為：一是采用DBC基板上印刷電路圖形進行各元器件和各種電極引出線之間電氣聯(lián)接，二是所有電力半導(dǎo)體器件的芯片，主電極，控制電極和輔助電極直接焊在DBC基板上所刻蝕出的規(guī)定圖形位置上，其余就是采用鋁絲超聲鍵合連接(見圖5內(nèi)紅線)。

但因鋁絲鍵合點的牢固與否，往往在模塊使用過程中因溫度變化而引起脫落，造成芯片損壞。為了避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，一方面采取了按鋁絲直徑大小調(diào)整好鍵合功率，鍵合壓力和鍵合時間之間的匹配，采用雜質(zhì)含量少的高質(zhì)量鋁絲和加強DBC板清洗工藝等措施外，還采用了功率器件芯片用上鉬片過渡方法，即鉬片一面蒸發(fā)上一層鋁，而另一面與功率器件芯片相焊，如圖6所示。

在這種結(jié)構(gòu)下，由于硅與鉬的熱線性膨脹系數(shù)很接近，幾乎沒有失配，由此因熱膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力只在鉬與鋁之間的界面發(fā)生，因而大大降低鍵合處的應(yīng)力，提高了鋁絲與功率器件芯片和DBC板之間的鍵合力和鍵合點的牢固性，有利于模塊的穩(wěn)定可靠工作。

4模塊的結(jié)構(gòu)及制作工藝技術(shù)4.1模塊的結(jié)構(gòu)‘圖7示出了模塊外形結(jié)構(gòu)示意圖和A-A剖面示意圖，其主要功效為：4.1.1塑料外殼及支撐板是模塊封裝的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，它主要起密封及主電極的支撐作用。本專用模塊的外殼采用絕緣強度高，熱變強度高且加有40%玻璃纖維的PPS注塑型材料，它能夠解決與銅底板和主電極之間的熱脹冷縮的匹配問題，它與環(huán)氧樹脂板結(jié)合能實現(xiàn)上下殼體的結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)，并為主電極的引出線提供支撐。

4.1.2模塊結(jié)構(gòu)采用三重保護技術(shù)，即模塊內(nèi)所使用的各種電力半導(dǎo)體芯片，均采用玻璃鈍化保護的方形芯片，在模塊制作過程中，在玻璃鈍化層上再涂覆RTV硅橡膠，灌封絕緣性能好，粘接力強，有彈性的硅凝膠以及環(huán)氧樹脂板，這種多層保護能達到較高強度和氣閉密封，極大地滿足了所有硅芯片的絕緣，防潮和導(dǎo)熱的要求，使電力半導(dǎo)體芯片性能穩(wěn)定可靠。