CN103247555B - Igbt封装托盘及igbt模块封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种IGBT封装托盘及IGBT模块封装方法，其中IGBT封装托盘包括平板，以及围设在所述平板四周的立板，所述托盘整体呈凹槽状；所述立板的边缘高度大于或等于IGBT底板非焊接面的高度；所述立板围设的形状与所述IGBT底板的形状匹配。使用过程中，本发明提供的托盘的平板起到将加热板上的热量传递给IGBT底板的作用，立板起到围设IGBT底板非焊接面的作用，使得IGBT底板非焊接面和托盘之间的孔隙处于封闭状态，所以能够在保证IGBT模块封装的同时，减少杂质在IGBT底板非焊接面上的沉积。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘栅双极晶体管封装技术，尤其涉及一种IGBT封装托盘及IGBT模块封装方法。
背景技术
绝缘栅双极晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，以下简称IGBT)，具有高频率、高电压和大电流的特点，且容易开通和关断，是国际上公认的电力电子技术第三次革命的最具代表性的产品。目前，IGBT已广泛应用于铁路、城市轨道交通、风电、太阳能、清洁能源和工业控制领域等逆变装置中。“十五”期间电子电力器件的年平均增长速度20％，而其中IGBT电力电子器件份额达到10％，年平均增长率更是超过30％。
IGBT模块封装制造是指，将IGBT子单元与IGBT底板焊料焊接固定。焊接前各部分之间的相互位置关系参见图1，加热板1上放置有IGBT底板2，IGBT底板2上放置DBC基板3，DBC基板3上放置IGBT芯片4；其中，IGBT底板2与DBC基板3之间以及IGBT芯片4与DBC基板3之间分别夹设有第一焊料5和第二焊料6。在开始封装之前，先将DBC基板3和IGBT芯片4之间已经通过第二焊料6焊接固定，焊接后的DBC基板3和IGBT芯片4称为IGBT子单元，其中，第二焊料6的熔点高于第一焊料5。IGBT子单元和IGBT底板2之间的焊接过程如下，对加热板1进行加热，加热板1将热量传递给顺次传递给IGBT底板2、第一焊料5、DBC基板3、第二焊料6以及和IGBT芯片4。第一焊料5融化，使得IGBT子单元与IGBT底板2之间焊接固定，意即完成封装。IGBT底板2包括焊接面7和非焊接面8，IGBT子单元DBC基板3放置在IGBT底板2的焊接面7上，IGBT底板2与加热板1接触的面为非焊接面8。焊接面7为平面，非焊接面8为平面或弧形面。
上述焊接过程是在保护气体的保护下进行的，保护气体比如为惰性气体或其它具有保护性和还原性的工业气体保护下进行的，惰性气体比如为N2，为了保证惰性气体保护气体的性能，每隔设定的时间需要抽出和充入以更换保护气体。实际焊接过程中，由于温度较高，焊料助焊剂、小焊珠和焊料氧化物杂质呈现液体小颗粒状态，悬浮充斥在整个焊接腔内。随着惰性气体N2的抽取和充入，液态小颗粒会随着保护气体运动，其中一部分被气体携带抽出焊接腔，另一部分不仅会无固定规律的附着在IGBT底板焊接面，而且会随着气体被携带进入到IGBT底板与加热板的间隙内，在IGBT底板和加热板表面形成附着粘润。随着焊接程序的冷却过程，这些杂质小颗粒就附着在IGBT底板的非焊接表面和加热板表面，形成小黑点和小焊料凸点。
上述焊接过程完成后，IGBT底板的非焊接面需要与散热器接触，由于IGBT底板的非焊接面形成了大量的小黑点和小焊料凸点，会严重影响IGBT底板与散热器的接触质量。对于曲面设计的IGBT底板，IGBT底板的非焊接面与加热板之间的间隙更大，小黑点和小焊料凸点附着在IGBT底板的非焊接面上的情况就更为严重。
发明内容
本发明提供一种IGBT封装托盘及IGBT模块封装方法，以减少在IGBT模块封装过程中，IGBT底板非焊接面上沉积的杂质颗粒。
本发明提供了一种IGBT封装托盘，其中，包括平板，以及围设在所述平板四周的立板，所述托盘整体呈凹槽状；所述立板的边缘高度大于或等于IGBT底板非焊接面的高度；所述立板围设的形状与所述IGBT底板的形状匹配。
如上所述的IGBT封装托盘，优选的是，所述立板的厚度不小于1mm。
本发明还提供一种IGBT模块封装方法，其中，包括：
在加热板上放置托盘，其中，所述托盘包括平板，以及围设在所述平板四周的立板，所述托盘整体呈凹槽状；所述立板的边缘高度大于或等于IGBT底板非焊接面的高度；所述立板围设的形状与所述IGBT底板的形状匹配；
在所述托盘的凹槽内放置IGBT底板，其中，所述IGBT底板与所述立板之间的距离不大于0.8mm；
在所述IGBT底板上顺次放置第一焊料和IGBT子单元；
以设定参数加热所述加热板，使得所述第一焊料融化；
取下所述托盘。
如上所述的IGBT模块封装方法，优选的是，
所述设定参数为加热温度高于所述第一焊料融化温度10℃以上；加热时间大于200秒。
如上所述的IGBT模块封装方法，优选的是，所述立板的厚度不小于1mm。
使用过程中，本发明提供的托盘的平板起到将加热板上的热量传递给IGBT底板的作用，立板起到围设IGBT底板非焊接面的作用，使得IGBT底板非焊接面和托盘之间的孔隙处于封闭状态，所以能够在保证IGBT模块封装的同时，减少杂质在IGBT底板非焊接面上的沉积。
附图说明
图1为现有技术中IGBT模块封装示意图；
图2为本发明实施例一提供的IGBT封装托盘结构示意图；
图3为本发明实施例二提供的封装方法适用的IGBT模块封装示意图一；
图4为本发明实施例二提供的封装方法适用的IGBT模块封装示意图二；
图5为本发明实施例二提供的封装方法流程示意图。
附图标记
1-加热板；2-IGBT底板；3-DBC基板；
4-IGBT芯片；5-第一焊料；6-第二焊料；
7-焊接面；8-非焊接面；9-托盘；
91-平板；92-立板；10-缝隙。
具体实施方式
本发明提供一种IGBT封装托盘，用于减少在IGBT模块在封装过程中，IGBT底板非焊接面上沉积的杂质颗粒。
参见图2，本发明实施例一提供一种IGBT封装托盘9，其包括平板91，以及围设在平板91四周的立板92，托盘9整体呈凹槽状；立板92的边缘高度大于或等于IGBT底板非焊接面的高度；立板92围设的形状与IGBT底板的形状匹配。托盘9用于设置在IGBT底板和加热板之间，以起到围设IGBT底板非焊接面的作用。
托盘的平板可以根据所用焊炉的加热板和IGBT底板尺寸进行设计。立板的边缘高度最好满足下列条件：托盘的槽深与IGBT底板非焊接面的高度相等，或托盘的槽深为略低于IGBT底板焊接面0.5～1mm。立板围成的形状最好满足下列条件：槽的长宽为IGBT底板长宽值加0.5mm～0.8mm，托盘的平板厚度约为5mm。
为了保证托盘9的强度，立板92的厚度最好不小于1mm。
本发明实施例提供的托盘，结构简单。使用过程中，托盘的平板起到将加热板上的热量传递给IGBT底板的作用，立板起到围设IGBT底板非焊接面的作用，所以能够在保证IGBT模块封装的同时，减少杂质在IGBT底板非焊接面上的沉积。
参见图3-图5，图3为本发明实施例二提供的封装方法适用的IGBT模块封装示意图一，图4为本发明实施例二提供的封装方法适用的IGBT模块封装示意图二，图5为本发明实施例二提供的封装方法流程示意图，图5所示的封装方法同时适用于图3和图4两种情况的IGBT模块封装。本发明实施例还提供一种IGBT模块封装方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤21、在加热板1上放置托盘9。该托盘优选的是可以为本发明任意实施例所提供的托盘。托盘9包括平板，以及围设在平板91四周的立板，托盘9整体呈凹槽状；立板的边缘高度大于或等于IGBT底板2非焊接面的高度；立板围设的形状与IGBT底板2的形状匹配。
此处，优选的是，立板的厚度不小于1mm，以保证托盘9的强度。
步骤22、在托盘9的凹槽内放置IGBT底板2，其中，IGBT底板2与立板之间的距离不大于0.8mm。具体地，是指IGBT底板2的侧面与立板之间的距离不大于0.8mm。
图3是以立板的高度大于IGBT底板2非焊接面的高度为例，在托盘9的凹槽内放置IGBT底板2后，IGBT底板2的非焊接面嵌入凹槽内，IGBT底板2焊接面凸出于凹槽平面。参见图3，此时托盘9和IGBT底板2之间的缝隙10基本处于封闭状态，焊料无法进入。
图4是以立板的高度等于IGBT底板非焊接面的高度为例，在托盘9的凹槽内放置IGBT底板2后，IGBT底板2的非焊接面嵌入凹槽内，IGBT底板2焊接面凸出于凹槽平面。参见图4，此时托盘9和IGBT底板2之间的缝隙10基本处于封闭状态，焊料无法进入。
步骤23、在IGBT底板2上顺次放置第一焊料5和IGBT子单元。放置顺序与现有技术相同。需要说明的是，步骤21至步骤23的先后顺序不限，图4只示意了其中一种方式，而非限定。
步骤24、以设定参数加热上述加热板1，使得第一焊料5融化。加热板1将热量经由托盘9传递给IGBT底板2、第一焊料5和IGBT子单元，使得第一焊料5融化，IGBT子单元和IGBT底板2焊接在一起，完成封装。
步骤25、取下托盘9。待焊料冷却后，将托盘9和IGBT底板2分离。
本发明实施例提供的IGBT模块封装方法，焊接过程中，可将IGBT底板嵌入凹槽内，然后连同托盘一起完成IGBT底板的焊接装配。由于IGBT底板的上部边缘卡在托盘的立板上，使得IGBT底板非焊接面和托盘之间的缝隙基本处于封闭状态，焊接过程中产生的杂质难以进入到IGBT底板非焊接面和托盘之间的缝隙，这样就可极大地避免了杂质附着在IGBT底板的非焊接面上。
进一步地，设定参数为加热温度高于第一焊料5融化温度10℃以上；加热时间大于200秒。相对于现有技术而言，设置托盘后，加热板的温度经由托盘传递至IGBT底板，然后再传递给焊料，所以焊接温度会比不设置托盘高10℃以上；焊接时间会延长30秒以上。
本发明实施例提供的IGBT模块封装方法，其托盘会起到阻碍杂质接触到IGBT底板非焊接面的作用，使得焊接完成的IGBT模块质量得到改善，IGBT底板与散热器的接触质量也相应得到了改善。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种IGBT封装托盘，其特征在于，包括平板，以及围设在所述平板四周的立板，所述托盘整体呈凹槽状；所述立板的边缘高度大于或等于IGBT底板非焊接面的高度；所述立板围设的形状与所述IGBT底板的形状匹配，用以将所述IGBT底板的非焊接面嵌入所述凹槽内，使所述托盘和所述IGBT底板之间的缝隙处于封闭状态。
2.根据权利要求1所述的IGBT封装托盘，其特征在于，所述立板的厚度不小于1mm。
3.一种IGBT模块封装方法，其特征在于，包括：
在加热板上放置托盘，其中，所述托盘包括平板，以及围设在所述平板四周的立板，所述托盘整体呈凹槽状；所述立板的边缘高度大于或等于IGBT底板非焊接面的高度；所述立板围设的形状与所述IGBT底板的形状匹配；
在所述托盘的凹槽内放置IGBT底板，其中，所述IGBT底板与所述立板之间的距离不大于0.8mm；
在所述IGBT底板上顺次放置第一焊料和IGBT子单元；
以设定参数加热所述加热板，使得所述第一焊料融化；
取下所述托盘；
其中，封装时所述IGBT底板的非焊接面嵌入所述凹槽内，使所述托盘和所述IGBT底板之间的缝隙处于封闭状态。
4.根据权利要求3所述的IGBT模块封装方法，其特征在于，
所述设定参数为加热温度高于所述第一焊料融化温度10℃以上；加热时间大于200秒。
5.根据权利要求3所述的IGBT模块封装方法，其特征在于，
所述立板的厚度不小于1mm。
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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