一种IGBT芯片及其制造结构的制作方法

    技术2024-12-25  42


    本发明涉及芯片,具体为一种igbt芯片及其制造结构。


    背景技术:

    1、igbt芯片,即绝缘栅双极型晶体管,是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件,它结合了mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)的高输入阻抗和gtr(晶闸管)的低导通压降两方面的优点,具有输入阻抗高、驱动功率小、控制电路简单、开关速度快、工作频率高、热稳定性好、安全工作区宽以及承载电流和电压能力高等优点,在现代电力电子技术和电力电子技术中得到了越来越广泛的应用,igbt芯片被安装固定在dcb基板,在安装后,igbt芯片和dcb基板是通过键合机进行键合连接的,并在键合完成后,需要对igbt芯片和dcb基板进行封装操作。

    2、然而,现有的igbt芯片及其制造结构在使用时,在键合完成后,键合线存在内在应力,影响其连接的效果和稳定性,进而影响igbt芯片的使用效果和寿命,同时,当键合线发生脱落或者漏键合时,不易被发现,也会影响igbt芯片的使用效果和寿命,并且,在封装完成后,igbt芯片和键合线的散热效果较差,也会影响igbt芯片的使用效果和寿命。

    3、为此,我们提出一种igbt芯片及其制造结构。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种igbt芯片及其制造结构,以解决上述背景技术中提出的问题。

    2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种igbt芯片及其制造结构,包括设置在dcb基板上的芯片本体,所述芯片本体的侧壁固定连接有第一中空罩,且第一中空罩的顶部固定连接有第二中空罩,所述第一中空罩以及第二中空罩内填充有冷却液,且第一中空罩的侧壁插设有多个阵列设置的摆动管,各个所述摆动管通过第一转动机构与第一中空罩的侧壁转动连接,且各个摆动管的远离第一中空罩的一端固定连接有第三中空罩,所述第三中空罩的顶部设置有斜面,且第三中空罩的侧壁固定插设有中空设置的锥形管,各个所述摆动管通过第一复位机构与第一中空罩的内侧壁连接,且摆动管的摆动通过第一推动机构进行推动,所述第一中空罩的侧壁设置多个用于对键合线的焊接质量进行检测的检测机构。

    3、优选的,所述检测机构包括开设在第一中空罩侧壁的多个阵列设置圆孔,所述圆孔内插设有标识杆,且标识杆的移动通过第二推动机构进行推动。

    4、优选的,所述第一复位机构包括固定套设在摆动管侧壁的固定环,所述摆动管的侧壁套设有第一弹簧,且第一弹簧的两端分别与固定环以及第一中空罩固定。

    5、优选的,所述第一推动机构包括固定连接在固定环顶部的固定杆,且固定杆的上端通过第二转动机构连接有推动杆,所述第一中空罩的内侧壁固定连接有多个阵列设置的推动板,且推动板的顶部开设有条形开口,所述条形开口的一端开设有第一滑槽,且第一滑槽的另一端开设有斜槽,所述推动杆可在斜槽、第一滑槽以及条形开口内滑动,所述条形开口两个相对的侧壁固定连接有多个阵列设置的第一三角块和第二三角块,且推动杆可在第一三角块以及第二三角块的侧壁滑动。

    6、优选的,所述第二转动机构包括固定连接在固定杆上端的两个对称设置的固定块,且固定块的侧壁通过转轴转动连接有转动块,所述转动块与推动杆的下端固定,且转轴的转动通过驱动机构进行驱动。

    7、优选的,所述驱动机构包括固定套设在转轴侧壁的齿轮,所述固定块的侧壁通过第二复位机构连接有齿条,且齿条与齿轮啮合设置。

    8、优选的,所述第二复位机构包括固定连接在固定块侧壁的两个对称设置的连接块,且两个连接块相对的侧壁固定连接有两个对称设置的导向杆,各个所述导向杆的侧壁套设有滑块,所述滑块与齿条的侧壁固定,且各个导向杆的侧壁套设有第二弹簧。

    9、优选的,所述第一转动机构包括开设在第一中空罩侧壁的多个阵列设置的安装孔,所述安装孔内固定插设有橡胶环,且摆动管固定插设在橡胶环内。

    10、优选的,所述第二推动机构包括固定连接在标识杆侧壁的推动销,且标识杆的侧壁套设有第三弹簧,所述第三弹簧的两端分别与第一中空罩以及推动销的侧壁固定,且第一中空罩内通过多个第三转动机构转动连接有转动板,所述转动板的顶部开设有第二滑槽,且推动销插设在第二滑槽内。

    11、优选的,各个所述第三转动机构包括固定连接在第一中空罩内侧壁的支撑块,且转动板通过转动销与支撑块的侧壁转动连接。

    12、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

    13、本发明通过设置第一推动机构等,待芯片本体与dcb基板固定完成后,需要对其与dcb基板进行键合操作,在键合时,需要使用键合机进行键合操作,当键合头与斜面相抵时,推动第三中空罩向靠近第一中空罩的方向移动,同时,第一弹簧被压缩,并且,通过固定杆和第二转动机构带动推动杆进行同步移动,从而能够推动推动杆从斜槽逐渐滑动至第一滑槽内时,摆动管和第三中空罩能够转动至与推动板相平行的状态,接着,沿着条形开口进行滑动,与此同时,当推动杆在条形开口内滑动时,推动杆依次与第一三角块以及第二三角块的侧壁相抵,推动推动杆沿着转轴进行顺时针转动,转轴的转动带动齿轮的转动,并推动齿条沿着导向杆进行移动,第二弹簧被压缩,此时,不会推动固定杆进行移动,待推动杆越过第一三角块和第二三角块后,能够在滑块的作用下转动复位,当键合头可以沿着锥形管的侧壁向下移动,推动第三中空罩和摆动管向远离键合头的方向摆动,同时,推动杆能够在条形开口内移动,并使得键合头移动至键合位置,实现键合操作,待键合完成后,当键合头逐渐与锥形管以及第三中空罩脱离时,摆动管能够在第一弹簧的作用下移动复位,并带动固定环和固定杆进行同步移动,同时,通过第二转动机构带动推动杆依次在第二三角块和第一三角块的侧壁滑动,此时,由于齿条与连接块的侧壁相抵,保证推动杆不会沿着转轴进行逆时针转动,从而推动摆动管沿着橡胶环进行往复摆动,并带动第三中空罩和锥形管进行往复摆动,使得锥形管能够对键合后的键合线进行往复敲击震动,不仅便于消除内在应力,而且能够对其键合的强度进行测试,保证键合的质量。

    14、本发明通过设置检测机构和第二推动机构等,在键合完成后,待对键合线敲击震动完成后,能够推动推动杆沿着第一滑槽滑动至斜槽内,此时,能够带动摆动管转动倾斜,并带动第三中空罩和锥形管进行倾斜,若敲击震动后的键合线未发生脱落,此时,锥形管会与键合线的侧壁相抵,使得摆动管无法转动倾斜,并且,推动杆无法滑动至斜槽内,若漏键合或者敲击击震动后的键合线发生脱落时,推动杆能够滑动至斜槽内,使得摆动管转动倾斜,与此同时,固定杆能够与转动板的侧壁相抵,从而推动转动板沿着转动销进行转动,转动板进行转动时,使得推动销沿着第二滑槽进行滑动,并推动标识杆沿着圆孔向外移动,第三弹簧被压缩,此时,能够通过键合头上设置的视觉传感器对标识杆的伸出状态,即可对键合后键合线的质量进行检测,并且,在发生漏键合情况时,也能够被检测出来,保证键合的质量。

    15、本发明通过设置第一中空罩和摆动管等,在键合完成后,需要对dcb基板和芯片本体进行封装操作,在封装完成后,将第二中空罩的上端漏在外部,并且,通过在第二中空罩、第一中空罩、摆动管、第三中空罩以及锥形管内填充冷却液,并且,第二中空罩、第一中空罩、摆动管、第三中空罩以及锥形管采用导热性强但是绝缘的材料,如导热硅胶等,保证导热效果的同时,保证绝缘效果,从而能够对芯片本体以及键合线起到很好的冷却效果,保证其使用效果和寿命。


    技术特征:

    1.一种igbt芯片及其制造结构,包括设置在dcb基板(1)上的芯片本体(11),其特征在于,所述芯片本体(11)的侧壁固定连接有第一中空罩(12),且第一中空罩(12)的顶部固定连接有第二中空罩(17),所述第一中空罩(12)以及第二中空罩(17)内填充有冷却液,且第一中空罩(12)的侧壁插设有多个阵列设置的摆动管(13),各个所述摆动管(13)通过第一转动机构(7)与第一中空罩(12)的侧壁转动连接,且各个摆动管(13)的远离第一中空罩(12)的一端固定连接有第三中空罩(14),所述第三中空罩(14)的顶部设置有斜面(1401),且第三中空罩(14)的侧壁固定插设有中空设置的锥形管(15),各个所述摆动管(13)通过第一复位机构(2)与第一中空罩(12)的内侧壁连接,且摆动管(13)的摆动通过第一推动机构(3)进行推动,所述第一中空罩(12)的侧壁设置多个用于对键合线(16)的焊接质量进行检测的检测机构(8)。

    2.根据权利要求1所述的一种igbt芯片及其制造结构,其特征在于:所述检测机构(8)包括开设在第一中空罩(12)侧壁的多个阵列设置圆孔(801),所述圆孔(801)内插设有标识杆(802),且标识杆(802)的移动通过第二推动机构(9)进行推动。

    3.根据权利要求2所述的一种igbt芯片及其制造结构,其特征在于:所述第一复位机构(2)包括固定套设在摆动管(13)侧壁的固定环(201),所述摆动管(13)的侧壁套设有第一弹簧(202),且第一弹簧(202)的两端分别与固定环(201)以及第一中空罩(12)固定。

    4.根据权利要求3所述的一种igbt芯片及其制造结构,其特征在于:所述第一推动机构(3)包括固定连接在固定环(201)顶部的固定杆(301),且固定杆(301)的上端通过第二转动机构(4)连接有推动杆(302),所述第一中空罩(12)的内侧壁固定连接有多个阵列设置的推动板(303),且推动板(303)的顶部开设有条形开口(304),所述条形开口(304)的一端开设有第一滑槽(306),且第一滑槽(306)的另一端开设有斜槽(305),所述推动杆(302)可在斜槽(305)、第一滑槽(306)以及条形开口(304)内滑动,所述条形开口(304)两个相对的侧壁固定连接有多个阵列设置的第一三角块(307)和第二三角块(308),且推动杆(302)可在第一三角块(307)以及第二三角块(308)的侧壁滑动。

    5.根据权利要求4所述的一种igbt芯片及其制造结构,其特征在于:所述第二转动机构(4)包括固定连接在固定杆(301)上端的两个对称设置的固定块(401),且固定块(401)的侧壁通过转轴(402)转动连接有转动块(403),所述转动块(403)与推动杆(302)的下端固定,且转轴(402)的转动通过驱动机构(5)进行驱动。

    6.根据权利要求5所述的一种igbt芯片及其制造结构,其特征在于:所述驱动机构(5)包括固定套设在转轴(402)侧壁的齿轮(501),所述固定块(401)的侧壁通过第二复位机构(6)连接有齿条(502),且齿条(502)与齿轮(501)啮合设置。

    7.根据权利要求6所述的一种igbt芯片及其制造结构,其特征在于:所述第二复位机构(6)包括固定连接在固定块(401)侧壁的两个对称设置的连接块(601),且两个连接块(601)相对的侧壁固定连接有两个对称设置的导向杆(602),各个所述导向杆(602)的侧壁套设有滑块(603),所述滑块(603)与齿条(502)的侧壁固定,且各个导向杆(602)的侧壁套设有第二弹簧(604)。

    8.根据权利要求1所述的一种igbt芯片及其制造结构,其特征在于:所述第一转动机构(7)包括开设在第一中空罩(12)侧壁的多个阵列设置的安装孔(701),所述安装孔(701)内固定插设有橡胶环(702),且摆动管(13)固定插设在橡胶环(702)内。

    9.根据权利要求1所述的一种igbt芯片及其制造结构,其特征在于:所述第二推动机构(9)包括固定连接在标识杆(802)侧壁的推动销(904),且标识杆(802)的侧壁套设有第三弹簧(901),所述第三弹簧(901)的两端分别与第一中空罩(12)以及推动销(904)的侧壁固定,且第一中空罩(12)内通过多个第三转动机构(10)转动连接有转动板(902),所述转动板(902)的顶部开设有第二滑槽(903),且推动销(904)插设在第二滑槽(903)内。

    10.根据权利要求9所述的一种igbt芯片及其制造结构,其特征在于:各个所述第三转动机构(10)包括固定连接在第一中空罩(12)内侧壁的支撑块(1001),且转动板(902)通过转动销(1002)与支撑块(1001)的侧壁转动连接。


    技术总结
    本发明公开了一种IGBT芯片及其制造结构,涉及芯片技术领域,包括设置在DCB基板上的芯片本体,所述芯片本体的侧壁固定连接有第一中空罩,且第一中空罩的顶部固定连接有第二中空罩,所述第一中空罩以及第二中空罩内填充有冷却液,且第一中空罩的侧壁插设有多个阵列设置的摆动管。该种IGBT芯片及其制造结构,在键合完成后,能够对键合线进行往复敲击震动,不仅便于消除内在应力,而且能够对其键合的强度进行测试,保证键合的质量,同时,能够对键合后键合线的质量进行检测,在发生漏键合情况时,也能够被检测出来,保证键合的质量,并且,能够对芯片本体以及键合线起到很好的冷却效果,保证其使用效果和寿命。

    技术研发人员:李向坤,薛亮,葛莹,董腾月
    受保护的技术使用者:青岛科芯半导体有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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