CN116313857A - 一种预制锡料的igbt焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种预制锡料的IGBT焊接方法；包括如下步骤：在DBC陶瓷铜板的铜柱安装位和芯片安装位分别贴装多个铜柱焊片和至少一个芯片焊片，将各芯片贴装于对应的芯片焊片,将贴装好芯片的DBC陶瓷铜板放入真空焊接炉中，进行第一次高温焊接，获得半成品；将含有铜柱的中框放置于DBC陶瓷铜板上，各铜柱与对应的铜柱焊片一一对应，放入真空焊接炉中，进行第二次高温焊接，获得成品；通过预制锡料的IGBT焊接方法的提出以解决现有技术中存在的焊接过程中，采用锡膏工艺，涉及到清洗，工艺复杂，可能会造成产品污染等问题，自动化工艺复杂，锡膏工艺有助焊剂残留会造成焊接炉污染的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及IGBT焊接技术领域，尤其是涉及一种预制锡料的IGBT焊接方法。
背景技术
传统的IGBT封装采用两步焊接，首先将芯片焊接在DBC上，第二步将DBC焊接到铜基板上，第二次焊接时采用点锡膏方式进行焊接。将锡膏利用针头点到DBC表面所对应位置上，将中框通过固定夹具固定在对应位置的锡膏上，进行真空回炉进行焊接。上述制备过程，成本低，焊接效果好。但是，锡膏工艺涉及到清洗，工艺复杂，可能会造成产品污染等问题，自动化工艺复杂，锡膏工艺有助焊剂残留会造成焊接炉污染。
CN202111612485.6公开了一种IGBT焊接材料，包括DBC陶瓷覆铜板、高温锡膏、IGBT芯片、FRD芯片、金属基板和低温锡膏，焊接工艺具体包括如下步骤：（1）将DBC陶瓷覆铜板上表面印刷一层高温锡膏，（2）通过自动贴片将IGBT芯片和FRD芯片放置在高温锡膏上方;（3）将贴好芯片的DBC陶瓷铜板载入真空焊接炉，进行一次高温焊接；（4）将金属基板上表面印刷一层低温锡膏；（5）将步骤3的高温焊接后的DBC陶瓷覆铜板和步骤4上表面涂覆低温锡膏的金属基板用定位夹具组装起来，得到半成品;（6）将组装好的半成品放入真空焊接炉进行二次低温焊接，二次焊接的温度低于一次的温度，得到成品。上述方法的锡膏中的溶剂等挥发性物质无法溢出时会形成焊点空洞现象，少许的空洞的形成对焊点并不会引起过大危害，一旦大量的形成便会危害到焊点安全可靠性，焊点孔洞产生的原因有：助焊膏中的溶剂无法充分挥发掉，滞留在焊点里面便会引起填充空洞现象。
因此，针对上述问题本发明急需提供一种预制锡料的IGBT焊接方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预制锡料的IGBT焊接方法，通过预制锡料的IGBT焊接方法的提出以解决现有技术中存在的焊接过程中，采用锡膏工艺，涉及到清洗，工艺复杂，可能会造成产品污染等问题，自动化工艺复杂，锡膏工艺有助焊剂残留会造成焊接炉污染的技术问题。
本发明提供的一种预制锡料的IGBT焊接方法，包括如下步骤：
在DBC陶瓷铜板的铜柱安装位和芯片安装位分别贴装多个铜柱焊片和至少一个芯片焊片，将各芯片贴装于对应的芯片焊片,将贴装好芯片的DBC陶瓷铜板放入真空焊接炉中，进行第一次高温焊接，获得半成品；
将含有铜柱的中框放置于DBC陶瓷铜板上，各铜柱与对应的铜柱焊片一一对应，放入真空焊接炉中，进行第二次高温焊接，获得成品。
优选地，铜柱焊片的熔点低于芯片焊片的熔点。
优选地，铜柱焊片的熔点为221℃；芯片焊片的熔点为253℃。
优选地，铜柱焊片的材质为纯锡、锡银合金、锡银铜合金或锡锑合金中的至少一种；芯片焊片的材质为纯锡、锡银合金或锡银铜合金中的至少一种。
优选地，铜柱焊片的厚度为0.1-0.5mm；芯片焊片的厚度为0.05-0.25mm。
优选地，铜柱焊片的直径≥含有铜柱的中框中铜柱的直径。
优选地，芯片焊片的面积≤芯片的面积。
优选地，第一次高温焊接过程中，设定温度为260-290℃。
优选地，第二次高温焊接过程中，设定温度为230-250℃。
优选地，含有铜柱的中框包括板体，板体上设有多个铜柱安装孔和芯片安装口，铜柱安装孔安装有铜柱。
本发明提供的一种预制锡料的IGBT焊接方法与现有技术相比具有以下进步：
1、本发明提供的预制锡料的IGBT焊接方法，采用锡片替代原有的锡膏，无需使用助焊剂，相较于锡膏，产生的污染小，无需清洗提高工作效率，工艺简单。
2、本发明提供的预制锡料的IGBT焊接方法，预制锡的方法，使得焊接定位更加的精准，较少报废率。
3、本发明提供的预制锡料的IGBT焊接方法，工艺简单，焊接点不会出现孔洞，焊接点安全可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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获得其他的附图。
图1为本发明中所述预制锡料的IGBT焊接方法步骤框图；
图2为本发明中所述IGBT焊接方法焊接后的成品的结构示意图（立体图）；
图3为本发明中所述IGBT焊接方法焊接后的成品的结构示意图（侧视图）。
附图标记说明：
1、板体；2、铜柱；3、芯片安装口；4、DBC陶瓷铜板；5、铜柱焊片。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2、图3所示，本实施例提供的一种预制锡料的IGBT焊接方法，包括如下步骤：
S1)在DBC陶瓷铜板4的铜柱安装位和芯片安装位分别贴装多个铜柱焊片5和至少一个芯片焊片，将各芯片贴装于对应的芯片焊片,将贴装好芯片的DBC陶瓷铜板放入真空焊接炉中，进行第一次高温焊接，获得半成品；
S2)将含有铜柱的中框1放置于DBC陶瓷铜板上，各铜柱2与对应的铜柱焊片5一一对应，放入真空焊接炉中，进行第二次高温焊接，获得成品。
本实施例的铜柱焊片的熔点低于芯片焊片的熔点。
保证在二次高温焊接过程中，芯片焊接处的焊接点不融化，方便温度的控制。
在一些具体实施例中，铜柱焊片的熔点为221℃；芯片焊片的熔点为253℃。
本发明的铜柱焊片的材质为纯锡、锡银合金、锡银铜合金或锡锑合金中的至少一种；芯片焊片的材质为纯锡、锡银合金或锡银铜合金中的至少一种。
进一步地，铜柱焊片的材质为SnAg3.5。
在一些实施例中，铜柱焊片的厚度为0.1-0.5mm；芯片焊片的厚度为0.05-0.25mm；进一步地，铜柱焊片的厚度为0.3mm，芯片焊片的厚度为0.02mm。
本实施例的铜柱焊片的直径≥含有铜柱的中框中铜柱的直径；可以使从外部包裹铜柱，从而保证焊接质量。
本发明的芯片焊片的面积≤芯片的面积。
本发明的第一次高温焊接过程中，设定温度为260-290℃，进一步地，优选设定温度为270℃，铜柱焊片5和芯片焊片在高温下一次熔化后，再经冷却后，铜柱焊片5和芯片焊片固定在DBC陶瓷铜板4。
本发明的第二次高温焊接过程中，设定温度为230-250℃，进一步的，设定温度为240℃，铜柱焊片5再次熔化，经冷却后，铜柱可固定于DBC陶瓷铜板4。
具体地，含有铜柱的中框包括板体1，板体1设有多个铜柱安装孔和芯片安装口，铜柱安装孔安装有铜柱2。
进一步地，再将DBC陶瓷铜板4焊接于散热底板上。
本发明提供的预制锡料的IGBT焊接方法，采用锡片替代原有的锡膏，无需使用助焊剂，相较于锡膏，产生的污染小，无需清洗提高工作效率，工艺简单。
本发明提供的预制锡料的IGBT焊接方法，预制锡的方法，使得焊接定位更加的精准，较少报废率。
本发明提供的预制锡料的IGBT焊接方法，工艺简单，焊接点不会出现孔洞，焊接点安全可靠。
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 (10)
1.一种预制锡料的IGBT焊接方法，其特征在于：包括如下步骤：
在DBC陶瓷铜板的铜柱安装位和芯片安装位分别贴装多个铜柱焊片和至少一个芯片焊片，将各芯片贴装于对应的芯片焊片,将贴装好芯片的DBC陶瓷铜板放入真空焊接炉中，进行第一次高温焊接，获得半成品；
将含有铜柱的中框放置于DBC陶瓷铜板上，各铜柱与对应的铜柱焊片一一对应，放入真空焊接炉中，进行第二次高温焊接，获得成品。
2.根据权利要求1所述的预制锡料的IGBT焊接方法，其特征在于：铜柱焊片的熔点低于芯片焊片的熔点。
3.根据权利要求2所述的预制锡料的IGBT焊接方法，其特征在于：铜柱焊片的熔点为221℃；芯片焊片的熔点为253℃。
4.根据权利要求3所述的预制锡料的IGBT焊接方法，其特征在于：铜柱焊片的材质为纯锡、锡银合金、锡银铜合金或锡锑合金中的至少一种；芯片焊片的材质为纯锡、锡银合金或锡银铜合金中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的预制锡料的IGBT焊接方法，其特征在于：铜柱焊片的厚度为0.1-0.5mm；芯片焊片的厚度为0.05-0.25mm。
6.根据权利要求5所述的预制锡料的IGBT焊接方法，其特征在于：铜柱焊片的直径≥含有铜柱的中框中铜柱的直径。
7.根据权利要求6所述的预制锡料的IGBT焊接方法，其特征在于：芯片焊片的面积≤芯片的面积。
8.根据权利要求7所述的预制锡料的IGBT焊接方法，其特征在于：第一次高温焊接过程中，设定温度为260-290℃。
9.根据权利要求8所述的预制锡料的IGBT焊接方法，其特征在于：第二次高温焊接过程中，设定温度为230-250℃。
10.根据权利要求9所述的预制锡料的IGBT焊接方法，其特征在于：含有铜柱的中框包括板体（1），板体（1）上设有多个铜柱安装孔和芯片安装口（3），铜柱安装孔安装有铜柱（2）。
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