CN105321916A - 一种特殊结构的半导体模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特殊结构的半导体模块，包括上基板、下基板和设于上、下基板之间的半导体元件，在上基板内表面设有上导流片，在下基板内表面设有下导流片和引线导流片，引线导流片的一端为内焊区，另一端为引线焊接区，在引线导流片上设有阻焊带，阻焊带为电镀层并凸起于引线导流片表面，电镀层材料的浸润性低于引线导流片表面材料的浸润性，本发明在引线导流片的引线焊接区与内焊区之间设置凸起的阻焊带，利用阻焊带具有的较差浸润性和凸起结构，使两个区域内的高温焊料无法相互流动，实现了两个区域的阻焊功能，消除了焊接半导体元件时因焊料流动而可能产生的区域短路现象。

Description

一种特殊结构的半导体模块

技术领域

本发明涉及到半导体致冷技术领域，尤其涉及到一种能有效防止引线区域与内部回路焊料相互流动的特殊结构的半导体模块。

背景技术

随着光通讯行业的飞速发展，微型或超微型的热电致冷器需求越来越急迫，但由于壳体空间大小的限制，因此，对半导体模块的要求日益提高，不但要满足其功能的最优化，同时要保证在极小安装空间下能顺利装配的安装要求，由于半导体模块的引线区域与内部回路距离较小，加热焊接时两个区域的高温焊料容易相互流淌混合而导致区域短路，降低产品质量。

发明内容

本发明主要解决现有半导体模块的引线区域与内部区域距离较短、焊接时焊料容易相互流淌而导致区域短路的技术问题；提供了一种能有效防止引线区域与内部回路焊料相互流动的特殊结构的半导体模块。

为了解决上述存在的技术问题，本发明主要是采用下述技术方案：

本发明的一种特殊结构的半导体模块，所述半导体模块包括上下结构的上基板、下基板和设于上、下基板之间的由P型半导体元件和N型半导体元件组成的电偶对，所述上基板内表面设有上导流片组，所述上导流片组包括多件与电偶对焊接的上导流片，所述下基板内表面设有下导流片组，所述下导流片组包括多件与电偶对焊接的下导流片，电偶对通过上导流片和下导流片组成内部电回路，所述下导流片组还包括若干引线导流片，所述引线导流片的一端为内焊区并与半导体元件焊接，另一端为引线焊接区，所述引线导流片的内焊区与引线焊接区之间设有阻焊带，所述阻焊带为电镀层并凸起于引线导流片表面，所述电镀层材料的浸润性低于引线导流片表面材料的浸润性，在引线导流片的引线焊接区与内焊区之间设置一条凸起的阻焊带，利用阻焊带具有的较差浸润性和凸起结构，使两个区域内的高温焊料在加热时无法相互流动混合，实现了两个区域的阻焊功能，消除了焊接半导体元件时因焊料流动而可能产生的区域短路现象，提高了产品质量。

作为优选，所述阻焊带呈直线状，阻焊带宽度W与引线导流片的内焊区宽度相吻合，阻焊带纵深长度L为30μm～200μm，合理的纵深长度可有效防止引线导流片上的高温焊料流动，实现阻焊功能。

作为优选，所述上导流片、下导流片和引线导流片表面均设有镀金层，所述镀金层厚度为0.1μm～5μm，导流片表面电镀金层，利用镀金层较好的浸润性，构成具有较高硬度、优良导热性和钎焊性的导流片，满足半导体模块的制作要求。

作为优选，所述阻焊带为镀镍薄层，所述镀镍薄层的厚度δ为1μm～10μm。

作为优选，所述上基板和下基板材料为氧化铝或氮化铝陶瓷，具有较好的导热性和高绝缘性。

本发明的有益效果是：在半导体模块引线导流片的引线焊接区与内焊区之间设置一条凸起的阻焊带，利用阻焊带具有的较差浸润性和凸起结构，使两个区域内的高温焊料在加热焊接时无法相互流动混合，实现了两个区域的阻焊功能，消除了半导体模块加热焊接时因焊料流动而可能产生的区域短路现象，提高了产品质量。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1结构的俯视示意图。

图3是图1中的下基板结构示意图。

图4是图1中的局部放大示意图。

图中1.上基板，2.下基板，3.P型半导体元件，4.N型半导体元件，5.上导流片，6.下导流片，61.镀金层，7.引线导流片，71.内焊区，72.引线焊接区，8.阻焊带，9.导流柱。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种特殊结构的半导体模块，如图1和图2所示，半导体模块包括上下结构的上基板1、下基板2和设于上、下基板之间的由P型半导体元件3和N型半导体元件4组成的电偶对，上基板和下基板材料均为氧化铝陶瓷，在上基板内表面设有上导流片组，上导流片组包括多件与电偶对焊接的上导流片5，在下基板内表面设有下导流片组，下导流片组包括多件与电偶对焊接的下导流片6，电偶对通过对应的上导流片和下导流片组成了半导体模块的内部电回路，下导流片组还包括两件用于电流进出的引线导流片7，如图3所示，引线导流片的一端为内焊区71，与半导体元件焊接构成内部电回路，而另一端则作为引线焊接区72，引线焊接区表面焊接有导流柱9，用于外部电源的接入，上导流片、下导流片和引线导流片表面加工有镀金层61，镀金层厚度为0.5μm；在引线导流片的内焊区与引线焊接区之间设计有一条阻焊带8，阻焊带为镀镍薄层并凸起于引线导流片表面，阻焊带呈直线状，阻焊带宽度W与引线导流片的内焊区宽度相吻合，阻焊带的纵深长度L为100μm，阻焊带的厚度δ为5μm。

半导体模块的制作过程，切割氧化铝陶瓷板，制作上基板和下基板，在上基板内表面相应区块覆盖专用膜片，将上导流片的位置留出，在上基板表面电镀上导流片，撕去专用膜片，完成上基板上导流片的制作；同理，在下基板内表面上电镀下导流片和引线导流片，然后，在此基础上，再次覆盖专用膜片，仅露出阻焊带的位置，再局部电镀一层镍层，其厚度为5μm，撕去专用膜片，完成设有阻焊带的下基板。

而在半导体模块装配时，先在上基板和下基板的导流片上涂抹一层高温焊锡，将P型半导体元件、N型半导体元件及导流柱分别放置在下基板的相应位置上，然后盖上上基板，利用专用定位治具将上、下基板夹紧固定，送入加热设备内加热，由此实现半导体元件和上、下基板以及导流柱和下基板的焊接，由于阻焊带较差的浸润性和凸起阻隔，使内焊区和引线焊接区的高温焊料不会相互流动混合，最后将这个焊接好的半导体模块放置在冷却平台上冷却，至此，半导体模块即制作装配完成。

在本发明的描述中，技术术语“上”、“下”、“前”、“后”、“纵”、“横”、“内”、“外”等表示方向或位置关系是基于附图所示的方向或位置关系，仅是为了便于描述和理解本发明的技术方案，以上说明并非对本发明作了限制，本发明也不仅限于上述说明的举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、增添或替换，都应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种特殊结构的半导体模块，所述半导体模块包括上下结构的上基板(1)、下基板(2)和设于上、下基板之间的由P型半导体元件(3)和N型半导体元件(4)组成的电偶对，所述上基板内表面设有上导流片组，所述上导流片组包括多件与电偶对焊接的上导流片(5)，所述下基板内表面设有下导流片组，所述下导流片组包括多件与电偶对焊接的下导流片(6)，电偶对通过上导流片和下导流片组成内部电回路，所述下导流片组还包括若干引线导流片(7)，所述引线导流片的一端为内焊区(71)并与半导体元件焊接，另一端为引线焊接区(72)，其特征在于：所述引线导流片的内焊区与引线焊接区之间设有阻焊带(8)，所述阻焊带为电镀层并凸起于引线导流片表面，所述电镀层材料的浸润性低于引线导流片表面材料的浸润性。

2.根据权利要求1所述的一种特殊结构的半导体模块，其特征在于：所述阻焊带(8)呈直线状，阻焊带宽度W与引线导流片的内焊区宽度相吻合，阻焊带的纵深长度L为30μm～200μm。

3.根据权利要求1或2所述的一种特殊结构的半导体模块，其特征在于：所述上导流片(5)、下导流片(6)和引线导流片(7)表面设有镀金层(61)，所述镀金层厚度为0.1μm～5μm。

4.根据权利要求3所述的一种特殊结构的半导体模块，其特征在于：所述阻焊带(8)为镀镍薄层，所述镀镍薄层的厚度δ为1μm～10μm。

5.根据权利要求1所述的一种特殊结构的半导体模块，其特征在于：所述上基板(1)和下基板(2)材料为氧化铝或氮化铝陶瓷。