CN103594458B - 一种衬板结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种衬板结构,包括AlN陶瓷层、正面覆铜层、背面覆铜层以及正面的阻焊层,所述正面覆铜层上的母排焊接区处和/或芯片焊接区的周沿处设置限位件,所述限位件用来在焊接过程中对焊片以及芯片和/或母排的引脚进行定位。本发明具有结构简单紧凑、成本低廉、制作方便、能够提高封装焊接工艺效率等优点。

Description

一种衬板结构
技术领域
本发明主要涉及到功率模块的封装设计领域,特指一种能够提高焊接封装工艺效率的衬板结构。
背景技术
目前功率IGBT模块的封装设计结构及工艺主要是基于焊接的方法。这种方法一般是先将芯片1焊接到绝缘陶瓷的衬板2上,然后将带芯片1的衬板2和基板3焊接在一起,同时将母排4焊到衬板2上;衬板2与基板3之间形成基板焊层7,母排4与衬板2之间形成母排焊层8,芯片1与衬板2之间形成芯片焊层9,如图1所示。
现有衬板2的结构如图2和图3所示,包括陶瓷层201、正面覆铜层202、背面覆铜层203以及正面的阻焊层204。其中,覆铜层是采用烧结或活性钎焊技术与衬板2的陶瓷层实现紧密接合。
在当前的IGBT模块工艺过程中,焊接主要有两种技术路线:
(1)焊膏工艺:通过丝网印刷分别将焊膏印刷在衬板2和基板3表面,利用焊膏的粘性将芯片1固定在衬板2表面,再将完成芯片1焊接的衬板2固定在基板3上,同时利用夹具将母排4固定在衬板2上,再进行真空焊接。
(2)焊片工艺:通过夹具将衬板2、焊片5和芯片1固定,如图4所示。再将其整体放入真空焊接炉中进行焊接。然后,再利用夹具6将完成芯片1焊接的衬板2固定在基板3上,并利用夹具6将母排4固定在衬板2上,进行真空焊接。
为了获得更好的焊接质量和提高焊层的均匀性,很多厂家都选择采用焊片工艺路线,然而在现有的衬板2上采用焊片工艺来焊接芯片1及母排4存在以下缺点:
(1)需采用专门定制的夹具6来固定衬板2、焊片5以及芯片1,在大批量生产过程中,对夹具6的需求量巨大,成本较高。
(2)要求夹具6的加工精度较高,且在使用过程中会容易磨损,可能会导致衬板2、焊片5及芯片1定位偏差,影响焊接质量。
(3)生产过程中采用夹具6固定衬板2、焊片5及芯片1,需要大量的人力或设备来进行组装,效率低下。
(4)用焊片5将母排4端子焊接到衬板2上时,需要将焊片5一片片放置在母排4引脚下方,效率较低,且焊片5在衬板2表面无法固定,容易滑动,会影响焊接质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题,本发明提供一种结构简单紧凑、成本低廉、制作方便、能够提高封装焊接工艺效率的衬板结构。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种衬板结构,包括陶瓷层、正面覆铜层、背面覆铜层以及正面的阻焊层,所述正面覆铜层上的母排焊接区处和/或芯片焊接区的周沿处设置限位件,所述限位件用来在焊接过程中对焊片以及芯片和/或母排的引脚进行定位。
作为本发明的进一步改进:
所述限位件通过将非金属绝缘材料烧结或焊接在正面覆铜层上形成,所述限位件具有一定厚度以达到限位的作用。
所述非金属绝缘材料为氧化铝,氮化铝或氮化硅。
烧结或焊接所述非金属绝缘材料在正面覆铜层、背面覆铜层与AlN陶瓷层烧结或焊接时同步进行。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1、本发明的衬板结构,结构简单紧凑、成本低廉、制作方便,在与芯片焊接过程中不需要固定夹具来固定衬板、焊片和芯片,组装效率高,可以省去夹具的成本,且可以避免夹具磨损带来的质量隐患。
2、本发明的衬板结构,在与母排焊接过程中可以固定母排引脚的焊片,优化了母排与模块的组装,且消除了焊片滑落造成的焊接质量问题。
3、本发明的衬板结构,在与芯片焊接过程中,可以对焊片和芯片实现精确定位,消除了夹具磨损带来的质量隐患。
附图说明
图1是现有典型的IGBT封装焊接结构的示意图。
图2是现有衬板表面结构的俯视结构示意图。
图3是现有衬板表面结构的端面结构示意图。
图4是现有采用焊接夹具固定芯片和焊片时的结构示意图。
图5是本发明衬板表面结构的俯视结构示意图。
图6是本发明衬板表面结构的端面结构示意图。
图例说明:
1、芯片;2、衬板;201、陶瓷层;202、正面覆铜层;203、背面覆铜层;204、阻焊层;3、基板;4、母排;5、焊片;6、夹具;7、基板焊层;8、母排焊层;9、芯片焊层;10、芯片焊片;11、引脚焊片;12、限位件。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图5和图6所示,本发明的衬板结构,包括陶瓷层201(如:AlN陶瓷层)、正面覆铜层202、背面覆铜层203以及正面的阻焊层204,上述覆铜层是采用烧结或活性钎焊技术与陶瓷层201实现紧密接合。本发明在正面覆铜层202上的母排焊接区处和/或芯片焊接区的周沿处设置限位件12,用来在焊接过程中对焊片以及芯片1和/或母排4的引脚进行定位。
本实例中,该限位件12通过将非金属绝缘材料烧结或焊接在正面覆铜层202上形成,并具有一定厚度,以达到限位的作用。
上述非金属绝缘材料可为氧化铝,氮化铝或氮化硅,可以实现导热和绝缘,且可以在覆铜层与中间大的陶瓷板烧结或焊接时同步进行。
本发明通过以上结构,通过对母排4的引脚焊片11、芯片1的芯片焊片10进行定位,可以避免焊片滑落造成的焊接质量隐患,可以极大的减少夹具的成本和提高组装的效率,并可以消除夹具磨损带来的质量隐患。
以上仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种衬板结构,包括陶瓷层(201)、正面覆铜层(202)、背面覆铜层(203)以及正面的阻焊层(204),其特征在于,所述正面覆铜层(202)上具有母排焊接区和芯片焊接区,所述母排焊接区处和/或芯片焊接区的周沿处设置限位件(12),所述限位件(12)用来在焊接过程中对焊片以及芯片(1)和/或母排(4)的引脚进行定位;所述限位件(12)通过将非金属绝缘材料烧结或焊接在正面覆铜层(202)上形成,所述限位件(12)具有一定厚度以达到限位的作用;烧结或焊接所述非金属绝缘材料在正面覆铜层(202)、背面覆铜层(203)与AlN陶瓷层(201)烧结或焊接时同步进行。
2.根据权利要求1所述的衬板结构,其特征在于,所述非金属绝缘材料为氧化铝,氮化铝或氮化硅。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103985686B (zh) * 2014-06-09 2016-10-12 株洲南车时代电气股份有限公司 一种igbt模块封装焊接结构
CN104134614B (zh) * 2014-07-04 2017-10-03 株洲南车时代电气股份有限公司 一种芯片焊接方法
CN114571021A (zh) * 2021-10-12 2022-06-03 祥博传热科技股份有限公司 一种高导热覆铜陶瓷基板制作方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006263774A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Toshiba Corp はんだ材とそれを用いた半導体装置
JP2009071102A (ja) * 2007-09-14 2009-04-02 Omron Corp パワーモジュール構造

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005347299A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Shinko Electric Ind Co Ltd チップ内蔵基板の製造方法
JP5113815B2 (ja) * 2009-09-18 2013-01-09 株式会社東芝 パワーモジュール

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006263774A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Toshiba Corp はんだ材とそれを用いた半導体装置
JP2009071102A (ja) * 2007-09-14 2009-04-02 Omron Corp パワーモジュール構造

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