一种模具及功率模块的制作方法

1.本实用新型涉及烧结模具技术领域，尤其涉及一种模具及功率模块。


背景技术：

2.绝缘栅双极型晶体管(igbt)作为功率模块应用场景广泛，绝缘栅双极型晶体管一般包括两个基板，具体地，为陶瓷覆铜板，其中一个截面积较大，另一个截面积较小，两个陶瓷覆铜板中间设有元器件。利用现有的模具生产绝缘栅双极型晶体管时，通常工序为先将元器件和截面积较大陶瓷覆铜板烧结在一起，再将已烧结元器件的陶瓷覆铜板放到模具中，最后放置截面积较小的陶瓷覆铜板到最表面，截面较小的陶瓷覆铜板通过热贴处理限位，然后进行加压烧结后得到烧结成品。如此，需要进行两次烧结，同时在第二次烧结过程中，陶瓷覆铜板非常容易移动，导致陶瓷覆铜板和元器件相对位置偏移或者产品报废。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提供一种模具及功率模块，旨在改善现有的模具在生产绝缘栅双极型晶体管时，需要进行两次烧结，同时在第二次烧结过程中，陶瓷覆铜板非常容易移动，导致陶瓷覆铜板和元器件相对位置偏移或者产品报废的技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供一种模具，用于加工功率模块，所述功率模块包括相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板的面积小于所述第二基板的面积，所述模具包括本体，沿着所述本体的厚度方向设有限制所述第一基板的第一限位区域和限制所述第二基板的第二限位区域。
5.可选地，在所述模具上开设有第一限位容设槽，所述第一基板容置于所述第一限位容设槽，所述第一限位容设槽的内壁形成所述第一限位区域。
6.可选地，所述第一限位容设槽的高度小于所述第一基板的厚度。
7.可选地，所述第一限位容设槽的高度至少达到所述第一基板的厚度的2/3以上。
8.可选地，在所述模具上开设有第二限位容设槽，所述第二容设槽的面积大于所述第二基板，所述第二限位容设槽的内壁形成所述第二限位区域。
9.可选地，在沿着所述本体的厚度方向上，所述第一限位容设槽的投影面积与所述第二限位容设槽的投影面积重叠。
10.可选地，所述第一限位区域与所述第二限位区域的中心处于同一直线上。
11.可选地，所述第二限位容设槽的高度小于所述第二基板的厚度。
12.可选地，所述第二限位容设槽的高度至少达到所述第二基板的厚度的2/3以上。
13.此外，本实用新型还提供一种功率模块，所述功率模块包括呈相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板的面积小于所述第二基板的面积，所述功率模块采用如上任意一项所述的模具加工制成。
14.本方案中，在烧结绝缘栅双极型晶体管时，先在第一基板一侧印刷银膏并进行烘烤，待银膏初步固化后，将元器件热贴到第一基板的银膏上，同时将第二基板的一侧印刷银
膏并做烘烤。然后将已热贴元器件的第一基板放入所述第一限位区域中，并将第一基板热贴由元器件的一侧朝上，再将已烘烤后的第二基板印刷银膏面向下放入所述第二限位区域中。通过第一限位区域与第二限位区域实现对第一基板及第二基板的限位，以避免第一基板、第二基板及元器件的相对位置发生偏移，提高良率；同时，本方案只需要进行一次烧结工序，并不需要对基板进行热贴工序，提高烧结效率。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
16.图1为本实用新型提供的模具的一实施例的结构示意图；
17.图2为图1中本体的结构示意图；
18.图3为本实用新型提供的功率模块的一实施例的结构示意图；
19.图4为图3中的功率模块置于图1模具中的示意图。
20.附图标号说明：
21.标号名称标号名称100模具15避让侧壁1本体16避让底壁1a第一限位区域2上模11第一限位侧壁200功率模块12第一限位底壁210第一基板1b第二限位区域220第二基板13第二限位侧壁230元器件14第二限位底壁240银膏
22.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
25.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包
括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。还有就是，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
26.请参阅图3，绝缘栅双极型晶体管(igbt)一般包括两个基板，具体地，为陶瓷覆铜板，其中一个截面积较大，另一个截面积较小，两个陶瓷覆铜板中间设有元器件。
27.利用现有的模具生产绝缘栅双极型晶体管时，通常工序为先将元器件和截面积较大陶瓷覆铜板烧结在一起，再将已烧结元器件的陶瓷覆铜板放到模具中，最后放置截面积较小的陶瓷覆铜板到最表面，截面较小的陶瓷覆铜板通过热贴处理限位，然后进行加压烧结后得到烧结成品。如此，需要进行两次烧结，同时在第二次烧结过程中，陶瓷覆铜板非常容易移动，导致陶瓷覆铜板和元器件相对位置偏移或者产品报废。
28.鉴于此，本实用新型提供一种模具及功率模块，旨在改善现有的底模在生产绝缘栅双极型晶体管时，需要进行两次烧结，同时在第二次烧结过程中，陶瓷覆铜板非常容易移动，导致陶瓷覆铜板和元器件相对位置偏移或者产品报废的技术问题。请参阅图1至图4为本实用新型提供的模具及功率模块的具体实施例。
29.请参阅图1至图4，本方案提供的模具100，用于加工功率模块200，所述功率模块200包括相对设置的第一基板210和第二基板220，所述第一基板210的面积小于所述第二基板220的面积，所述模具100包括本体1，沿着所述本体1的厚度方向设有限制所述第一基板210的第一限位区域1a和限制所述第二基板220的第二限位区域1b。
30.本方案中，在烧结功率模块时，先在第一基板210一侧印刷银膏240并进行烘烤，待银膏240初步固化后，将元器件230热贴到第一基板210的银膏240上，同时将第二基板220的一侧印刷银膏240并做烘烤。然后将已热贴元器件230的第一基板210放入所述第一限位区域1a中，并将第一基板210热贴由元器件230的一侧朝上，再将已烘烤后的第二基板220印刷银膏240面向下放入所述第二限位区域1b中。通过第一限位区域1a与第二限位区域1b实现对第一基板210及第二基板220的限位，以避免第一基板210、第二基板220及元器件230的相对位置发生偏移，提高良率；同时，本方案只需要进行一次烧结工序，并不需要对基板进行热贴工序，提高烧结效率。
31.进一步地，在所述模具100上开设有第一限位容设槽，所述第一基板210容置于所述第一限位容设槽，所述第一限位容设槽的内壁形成所述第一限位区域1a。
32.具体地，所述第一限位容设槽的槽体内形成有第一限位结构组，所述第一限位结构组包括呈相邻设置的第一限位侧壁11和第一限位底壁12，所述第一限位侧壁11和第一限位底壁12共同围设形成所述第一限位区域1a，所述第一限位底壁12用于供所述第一基板210搁置，所述第一限位侧壁11用于限位所述第一基板210的侧端。
33.进一步地，为便于所述第一基板210放置入所述第一限位容设槽中，并避免所述第一基板210在所述第一限位容设槽中倾斜，在本实施例中，所述第一限位容设槽的高度小于所述第一基板210的厚度。
34.同时，为保证所述第一限位容设槽对所述第一基板210限位，避免所述第一基板210从所述第一限位容设槽中跑偏，在本实施例中，所述第一限位容设槽的高度至少达到所述第一基板210的厚度的2/3以上。
35.进一步地，在所述模具100上开设有第二限位容设槽，所述第二容设槽的面积大于所述第二基板220，所述第二限位容设槽的内壁形成所述第二限位区域1b。需要说明的是，所述第一限位容设槽与所述第二限位容设槽沿着所述本体1的厚度方向设置。通过所述第二限位容设槽对所述第二基板220进行限位，以提高产品质量。
36.具体地，所述第二限位容设槽的槽体内形成有第二限位结构组，所述第二限位结构组包括呈相邻设置的第二限位侧壁13和第二限位底壁14，所述第二限位侧壁13和第二限位底壁14共同围设形成所述第二限位区域1b，所述第二限位底壁14用于供所述第二基板220搁置，所述第二限位侧壁13用于限位所述第二基板220的侧端。
37.需要说明的是，所述第一限位容设槽及所述第二限位容设槽之间的相对距离不做限制，可以是两个限位容设槽邻接设置，也可以是两个限位容设槽沿上下向间隔设置。此外，在本实施例中，所述第一基板210与所述第二基板220为陶瓷覆铜板，且第一基板210与第二基板220面积指的是在水平面上的面积。
38.进一步地，为保证所述第一基板210与所述第二基板220能够对中，进而保证产品质量。在本实施例中，在沿着所述本体1的厚度方向上，所述第一限位容设槽的投影面积与所述第二限位容设槽的投影面积重叠。优选地，所述第一限位区域1a与所述第二限位区域1b的中心处于同一直线上。
39.同样的，为便于所述第二基板220放置入所述第二限位容设槽中，并避免所述第二基板220在所述第二限位容设槽中产生倾斜，所述第二限位容设槽的高度小于所述第二基板220的厚度。
40.同时，为保证所述第二限位容设槽对所述第二基板220限位，避免所述第二基板220从所述第二限位容设槽中跑偏，所述第二限位容设槽的高度至少达到所述第二基板220的厚度的2/3以上。具体地，所述第二限位容设槽的高度为h2。
41.此外，在本实施例中，所述第一限位容设槽与所述第二限位容设槽沿所述本体1的厚度方向间隔设置，具体地，所述第一限位容设槽与所述第二限位容设槽之间还形成有位于两个限位结构组之间的避让结构组，所述避让结构组包括呈相邻设置的避让侧壁15与避让底壁16。可以理解的是，所述避让结构组的设置用以扩大元器件230的尺寸选择。
42.具体地，在本实施例中，所述第二限位容设槽的上端面到所述第一限位容设槽的下端面之间的距离为h0。如此，即能够较好的满足对功率模块的安设及限位，又避免对本体1过度攻槽而浪费人力及时间。此外，所述避让侧壁15的高度与所述第一限位容设槽的高度之和为h3。
43.在另一实施例中，所述第一限位容设槽与所述第二限位容设槽邻接设置。具体地，所述第一限位容设槽的高度为h1。
44.进一步地，大多数绝缘栅双极型晶体管的陶瓷覆铜板的截面呈矩形设置，为了使所述本体1能够更好的与缘栅双极型晶体管的外形向适配，在一实施例中，所述第一限位容设槽的槽体内腔及所述第二限位容设槽的槽体的内腔在水平方向上的截面呈矩形设置。
45.进一步地，请参阅图1与图4，本方案中，所述模具100还包括上模2，所述上模2盖设于所述第二限位容设槽的开口。
46.此外，本实用新型还提供一种功率模块200，所述功率模块200包括呈相对设置的第一基板210和第二基板220，所述第一基板210的面积小于所述第二基板220的面积，所述
功率模块200采用如上所述的模具100加工制成。需要说明的是，所述模具的详细结构可参照上述模具100的实施例，此处不再赘述。具体地，在本实施例中所述功率模块200为绝缘栅双极型晶体管，在所述第一基板210与所述第二基板220之间还设有元器件230，所述元器件230与所述第一基板210及所述第二基板220之间设有用于烧结的银膏240。
47.以上所述仅为本实用新型的可选地实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种模具，用于加工功率模块，所述功率模块包括相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板的面积小于所述第二基板的面积，其特征在于，所述模具包括本体，沿着所述本体的厚度方向设有限制所述第一基板的第一限位区域和限制所述第二基板的第二限位区域。2.如权利要求1所述的模具，其特征在于，在所述模具上开设有第一限位容设槽，所述第一基板容置于所述第一限位容设槽，所述第一限位容设槽的内壁形成所述第一限位区域。3.如权利要求2所述的模具，其特征在于，所述第一限位容设槽的高度小于所述第一基板的厚度。4.如权利要求3所述的模具，其特征在于，所述第一限位容设槽的高度至少达到所述第一基板的厚度的2/3以上。5.如权利要求2所述的模具，其特征在于，在所述模具上开设有第二限位容设槽，所述第二限位容设槽的面积大于所述第二基板，所述第二限位容设槽的内壁形成所述第二限位区域。6.如权利要求5所述的模具，其特征在于，在沿着所述本体的厚度方向上，所述第一限位容设槽的投影面积与所述第二限位容设槽的投影面积重叠。7.如权利要求6所述的模具，其特征在于，所述第一限位区域与所述第二限位区域的中心处于同一直线上。8.如权利要求5所述的模具，其特征在于，所述第二限位容设槽的高度小于所述第二基板的厚度。9.如权利要求8所述的模具，其特征在于，所述第二限位容设槽的高度至少达到所述第二基板的厚度的2/3以上。10.一种功率模块，其特征在于，包括呈相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板的面积小于所述第二基板的面积，所述功率模块采用如权利要求1至9中任意一项所述的模具加工制成。

技术总结
本实用新型提供一种模具及功率模块，模具用于加工功率模块，功率模块包括相对设置的第一基板和第二基板，第一基板的面积小于第二基板的面积，模具包括本体，沿着本体的厚度方向设有限制第一基板的第一限位区域和限制第二基板的第二限位区域。本方案提供的模具可以提高产品良率及生产效率。高产品良率及生产效率。高产品良率及生产效率。


技术研发人员：时尚起 张太之 何友东 曹玉昭 李剑垒 莫祖秀
受保护的技术使用者：苏州汇川联合动力系统有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/5/25