專利名稱：基板定位工裝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電子制造領域，特別涉及一種用以對基板特別是DBC基板進行定位的工裝。
背景技術：
對于功率型電子器件封裝而言，基板除具備基本的布線(電互連)功能外，還要求具有較高的導熱性、絕緣性、耐熱性、耐壓性和熱匹配性能。因此，常用的MCPCB (金屬核印刷電路板)難以滿足功率型器件的封裝散熱要求；而對于LTCC和HTCC基板(低溫或 高溫共燒陶瓷基板)而言，由于內部金屬線路層采用絲網(wǎng)印刷工藝制成，易產生線路粗糙、對位不精準等問題。以DBC (直接鍵合銅-陶瓷基板)和DPC (直接鍍銅-陶瓷基板)為代表的金屬化陶瓷基板在導熱、絕緣、耐壓與耐熱等方面性能優(yōu)越，已成為功率型器件封裝的首選材料，并逐漸得到市場的認可。直接敷銅技術是利用銅的含氧共晶液直接將銅敷接在陶瓷上，其基本原理就是敷接過程前或過程中在銅與陶瓷之間引入適量的氧元素，在1065°C 1083°C范圍內，銅與氧形成Cu-O共晶液，DBC技術利用該共晶液一方面與陶瓷基板發(fā)生化學反應生成CuA102或CuA1204相，另一方面浸潤銅箔實現(xiàn)陶瓷基板與銅板的結合。直接敷銅陶瓷基板由于同時具備銅的優(yōu)良導電、導熱性能和陶瓷的機械強度高、低介電損耗的優(yōu)點，所以得到廣泛的應用。在過去的幾十年里，敷銅基板在功率電子封裝方面做出了很大的貢獻，這主要歸因于直接敷銅基板具有如下性能特點導熱性性能好，電容性能穩(wěn)定，絕緣性能高，與Si的熱膨脹系數(shù)相匹配，載流能力強，導電性能優(yōu)越。然而，在焊接式電力半導體模塊中常常需要將DBC基板和模塊底板焊接在一起，因DBC基板的焊接面積大，焊接質量要求高，DBC基板的焊接是焊接式電力半導體模塊封裝的關鍵工藝步驟之一，因此，在DBC基板焊接中需要專門的焊接定位工裝對DBC基板進行焊接定位，確保DBC基板焊接位置準確，同時要求焊接定位工裝使用方便，操作簡單，便于拆卸，且在拆卸時不對DBC基板造成機械損傷，以免影響模塊絕緣特性，降低產品合格率。參圖I所示，目前，常用的DBC基板焊接定位工裝一般用DBC基板的四個側面進行定位，焊接定位設計采用金屬板鏤空通孔2結構，焊接定位工裝外形尺寸與模塊底板4 (參圖2)匹配，在焊接位置對金屬板I進行鏤空加工，鏤空通孔2外形尺寸與DBC基板外形尺寸匹配，留有O. 2mnT0. 5mm的裕量,便于DBC基板的放置和定位工裝的拆卸。焊接定位工裝與底板的定位，采用在焊接定位工裝上設計定位銷3，定位銷與底板的安裝孔位置和尺寸匹配，留有不大于+0. 5mm的裕量。結合圖2所示，上述工裝的使用方法為對于焊料是焊片的焊接，首先將模塊底板4水平放置，底板焊接面向上，然后將DBC基板焊接定位工裝與模塊底板裝配，接下來依次將焊片、DBC基板垂直放入鏤空定位通孔內，DBC焊接面朝下與焊片接觸，最后連同DBC基板焊接定位工裝一起水平放入焊接設備內進行焊接，焊接完成后，垂直向上拆除焊接定位工裝。對于焊料是焊膏的焊接，首先在模塊底板焊接面印刷焊膏，焊膏位置與DBC焊接位置匹配，然后將模塊底板水平放置，印刷有焊膏的底板焊接面超上，然后將DBC基板焊接定位工裝與模塊底板裝配，接下來將DBC基板垂直放入鏤空定位通孔內，DBC焊接面朝下與印刷焊料接觸，最后連同DBC基板焊接定位工裝一起水平放入焊接設備內進行焊接，焊接完成后，垂直向上拆除焊接定位工裝。采用上述工裝的缺點在于上述因工裝設計以DBC基板四邊陶瓷側面為定位面，通過鏤空通孔的整個側面來實現(xiàn)DBC基板定位。DBC基板焊接時，由于焊料熔化的時間先后差異，焊接DBC基板會發(fā)生不定向漂移，DBC基板邊緣陶瓷側面與鏤空通孔內壁緊密接觸，接觸為面接觸，且焊接定位工裝由剛性金屬材料制作，DBC基板與焊接定位工裝的接觸面在焊料固化應力作用下，容易出現(xiàn)焊接定位工裝很難拆卸，如強行拆卸，就必將導致DBC基板邊緣陶瓷破損，影響模塊的絕緣特性，使模塊成為廢品。

發(fā)明內容
本發(fā)明主要針對焊接時基板會發(fā)生不定向漂移，容易導致焊接定位工裝很難拆卸，造成基板邊緣陶瓷破損，影響模塊的絕緣特性，使模塊變成廢品的問題，提出一種新型 的基板定位工裝，消除焊接定位工裝難以拆卸現(xiàn)象，避免模塊損壞，提升產品成品率。為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的一種基板定位工裝，用以對基板進行定位，所述定位工裝包括主體部，所述主體部上開設有鏤空部，所述鏤空部配合所述基板的外形設置，其中，所述主體部上還設有至少一個抵持部，所述抵持部凸伸于所述鏤空部內并與所述基板的側壁之間實現(xiàn)線接觸。作為本發(fā)明的進一步改進，所述主體部于豎直方向開設有通孔，所述通孔連通于所述鏤空部，所述抵持部設于所述通孔內且部分凸伸于所述鏤空部內。作為本發(fā)明的進一步改進，所述主體部于豎直方向開設有通孔，所述通孔連通于所述鏤空部，所述抵持部轉動設于所述通孔內，所述抵持部在第一位置時凸伸入所述鏤空部內，并在第二位置時收容于所述通孔內。作為本發(fā)明的進一步改進，所述抵持部為軸線位于豎直方向的圓柱體的一部分，包括相對的曲面和平面，在所述第一位置時，所述曲面凸伸入所述鏤空部內并與基板的側壁實現(xiàn)線接觸，在所述第二位置時，所述平面面向所述鏤空部。作為本發(fā)明的進一步改進，所述抵持部上還連接有驅動部，該驅動部用以驅動所述抵持部進行轉動。作為本發(fā)明的進一步改進，所述抵持部為非金屬材料。作為本發(fā)明的進一步改進，所述抵持部由聚四氟材料制成。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于(I)定位工裝上設有抵持部，并通過抵持部實現(xiàn)與基板側壁之間的線接觸，減少了接觸面，接觸應力明顯降低。(2)抵持部為非金屬材料，剛性較小，可降低工裝拆除時的應力作用。(3)抵持部在第一位置時實現(xiàn)與基板側面之間的線性抵持，并在第二位置時不與基板接觸，如此可分別實現(xiàn)對基板的固定和拆除，降低了基板四邊的機械性損傷。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I所示為現(xiàn)有技術中定位工裝的結構示意圖；圖2所示為現(xiàn)有技術中定位工裝與模塊底板安裝后的結構示意圖；
圖3所示為本發(fā)明具體實施例中定位工裝的結構示意圖；圖4所示為本發(fā)明具體實施例中抵持部的結構示意圖；圖5所示為本發(fā)明具體實施例中定位工裝與模塊底板安裝后的結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施例公開了一種基板定位工裝，用以對基板進行定位，所述定位工裝包括主體部，所述主體部上開設有鏤空部，所述鏤空部配合所述基板的外形設置，所述主體部上還設有至少一個抵持部，所述抵持部凸伸于所述鏤空部內并與所述基板的側壁之間實現(xiàn)線接觸。將現(xiàn)有技術中基板漂移造成的面接觸轉變?yōu)榫€接觸，減小了接觸面，接觸應力明顯降低。優(yōu)選的，主體部于豎直方向開設有通孔，所述通孔連通于所述鏤空部，所述抵持部設于所述通孔內且部分凸伸于所述鏤空部內。抵持部凸伸入鏤空部內的部分實現(xiàn)與基板的線接觸。更優(yōu)選的，抵持部轉動設于所述通孔內，所述抵持部在第一位置時凸伸入所述鏤空部內，并在第二位置時收容于所述通孔內。在對基板進行固定時，抵持部轉動至第一位置，當需要將基板取出時，抵持部轉動至第二位置，如此，一方面實現(xiàn)了線性接觸，減少接觸面，另一方面也方便了基板的安裝和拆卸。優(yōu)選的，抵持部為軸線位于豎直方向的圓柱體的一部分，包括相對的曲面和平面，在所述第一位置時，所述曲面凸伸入所述鏤空部內并與基板的側壁實現(xiàn)線接觸，在所述第二位置時，所述平面面向所述鏤空部。在其他實施例中，抵持部也可設置為其他形狀，只要其滿足在第一位置時，其至少一部分凸伸入鏤空部內并與基板的側面形成線接觸即可，例如，抵持部為圓柱體的一部分，但是其位于水平方向的截面可以為半圓形，也可以為扇形。優(yōu)選的，抵持部上還連接有驅動部，該驅動部用以驅動所述抵持部進行轉動；抵持部為非金屬材料，該非金屬材料優(yōu)選為聚四氟材料。易于想到的是，抵持部也可以與主體部一體成型；抵持部可以僅設置于鏤空部的一側，優(yōu)選的，抵持部設置于鏤空部的四個側邊。下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。以下僅以DBC基板的定位為例，但是需要說明的是，本發(fā)明的基板定位工裝不僅限用于DBC基板的定位，還可以用于陶瓷基板等其他易破損基板的定位。圖3所示為本發(fā)明具體實施例中定位工裝的結構示意圖。
參圖3所示，定位工裝10包括主體部11、鏤空部12和抵持部13。主體部11呈板狀，由金屬材料制成，主體部11的外形尺寸與模塊底板20(參圖5)匹配，定位工裝10與底板20的定位，采用在定位工裝10上設計定位銷(圖未示)，定位銷與底板20的安裝孔(圖未示)位置和尺寸匹配，留有不大于+0. 5mm的裕量。在焊接位置對主體部11進行鏤空加工，形成鏤空部12，鏤空部12的外形尺寸與DBC基板(圖未示)外形尺寸匹配，留有O. 2mnT0. 5mm的裕量，便于DBC基板的放置和定位工裝的拆卸。鏤空部12用以收容DBC基板并實現(xiàn)對DBC基板四個側面進行定位。圖4所示為本發(fā)明具體實施例中抵持部的結構示意圖。抵持部13為軸線位于豎直方向的圓柱體的一部分，包括相對的曲面131和平面132。抵持部為非金屬材料制成，優(yōu)選為聚四氟材料。抵持部13上還連接有驅動部133，該 驅動部133用以驅動抵持部13進行轉動。驅動部133優(yōu)選和抵持部13 —體成型，在其他實施例中，驅動部133和抵持部13也可以是組裝而成，驅動部133的材料也可以與抵持部13不同。主體部11于豎直方向開設有若干通孔14，通孔14分布于鏤空部12的四周，且通孔14連通于鏤空部12。抵持部13轉動設于通孔14內，在第一位置時，抵持部13的曲面131凸伸入鏤空部12內并與DBC基板的側壁實現(xiàn)線接觸，在第二位置時，抵持部13收容在通孔14內，且抵持部13的平面132面向鏤空部12，此時抵持部13與DBC基板無接觸。結合圖5所示，上述工裝的使用方法為對于焊料是焊片的焊接，首先將模塊底板20水平放置，底板20焊接面向上，然后將DBC基板焊接定位工裝10與模塊底板20裝配，通過驅動部133將抵持部13轉動至第二位置，然后依次將焊片、DBC基板垂直放入鏤空部12內，DBC焊接面朝下與焊片接觸，通過驅動部133將抵持部13轉動至第一位置，實現(xiàn)抵持部13對DBC基板四個側面的固定，最后連同DBC基板焊接定位工裝一起水平放入焊接設備內進行焊接，焊接完成后，通過驅動部133將抵持部13轉動至第二位置，抵持部13與DBC基板脫離，垂直向上拆除焊接定位工裝。對于焊接是焊膏的焊接，首先在模塊底板20焊接面印刷焊膏，焊膏位置與DBC焊接位置匹配，然后將模塊底板20水平放置，印刷有焊膏的底板焊接面超上，然后將DBC基板焊接定位工裝10與模塊底板20裝配，通過驅動部133將抵持部13轉動至第二位置，接下來將DBC基板垂直放入鏤空定位通孔內，DBC焊接面朝下與印刷焊料接觸，通過驅動部133將抵持部13轉動至第一位置，實現(xiàn)抵持部13對DBC基板四個側面的固定，接下來連同DBC基板焊接定位工裝一起水平放入焊接設備內進行焊接，焊接完成后，通過驅動部133將抵持部13轉動至第二位置，抵持部13與DBC基板脫離，垂直向上拆除焊接定位工裝。綜上所述，本發(fā)明技術方案的優(yōu)點在于(I)本發(fā)明的DBC基板焊接定位工裝同樣以DBC基板四邊陶瓷側面為定位面，通過鏤空通孔內側安裝的非金屬圓柱體與DBC基板四周陶瓷側面的外切線來定位，將DBC基板漂移造成的面接觸轉變?yōu)榫€接觸，減小了接觸面，接觸應力明顯降低。(2)本發(fā)明的DBC基板焊接定位工裝將接觸面由剛性較大的金屬材料改變?yōu)閯傂暂^小的非金屬材料，非金屬材料要求高溫性能好，不發(fā)生熔化和嚴重變形，不對焊接造成影響，剛性較小，優(yōu)選使用聚四氟材料，這樣就可降低工裝拆除時的應力作用。(3)本發(fā)明的DBC基板焊接定位工裝將抵持部設計為軸線位于豎直方向的圓柱體的一部分，該圓柱體缺口高度小于圓柱體半徑尺寸，在DBC基板與其緊密接觸時，通過旋轉驅動部上部，使抵持部的切面轉至DBC基板處，實現(xiàn)抵持部對其的固定，通過旋轉驅動部至第二位置，抵持部與DBC基板分離，使得DBC基板的安裝和拆卸非常方便同時降低了基板DBC四邊陶瓷的機械性損傷。對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發(fā)明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員 可以理解的其他實施方式。
權利要求
1.一種基板定位工裝，用以對基板進行定位，所述定位工裝包括主體部，所述主體部上開設有鏤空部，所述鏤空部配合所述基板的外形設置，其特征在于所述主體部上還設有至少一個抵持部，所述抵持部凸伸于所述鏤空部內并與所述基板的側壁之間實現(xiàn)線接觸。
2.根據(jù)權利要求I所述的基板定位工裝，其特征在于所述主體部于豎直方向開設有通孔，所述通孔連通于所述鏤空部，所述抵持部設于所述通孔內且部分凸伸于所述鏤空部內。
3.根據(jù)權利要求I所述的基板定位工裝，其特征在于所述主體部于豎直方向開設有通孔，所述通孔連通于所述鏤空部，所述抵持部轉動設于所述通孔內，所述抵持部在第一位置時凸伸入所述鏤空部內，并在第二位置時收容于所述通孔內。
4.根據(jù)權利要求3所述的基板定位工裝，其特征在于所述抵持部為軸線位于豎直方向的圓柱體的一部分，包括相對的曲面和平面，在所述第一位置時，所述曲面凸伸入所述鏤空部內并與基板的側壁實現(xiàn)線接觸，在所述第二位置時，所述平面面向所述鏤空部。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的基板定位工裝，其特征在于所述抵持部上還連接有驅動部，該驅動部用以驅動所述抵持部進行轉動。
6.根據(jù)權利要求I所述的基板定位工裝，其特征在于所述抵持部為非金屬材料。
7.根據(jù)權利要求6所述的基板定位工裝，其特征在于所述抵持部由聚四氟材料制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基板定位工裝，用以對基板進行定位，所述定位工裝包括主體部，所述主體部上開設有鏤空部，所述鏤空部配合所述基板的外形設置，所述主體部上還設有至少一個抵持部，所述抵持部凸伸于所述鏤空部內并與所述基板的側壁之間實現(xiàn)線接觸。本發(fā)明的基板定位工裝，消除焊接定位工裝難以拆卸現(xiàn)象，避免模塊損壞，提升產品成品率。
文檔編號B23K3/08GK102873427SQ20121038373
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月11日 優(yōu)先權日2012年10月11日
發(fā)明者張紅衛(wèi), 王豹子 申請人:西安永電電氣有限責任公司