一種襯板結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種襯板結(jié)構(gòu)，包括AlN陶瓷層、正面覆銅層、背面覆銅層以及正面的阻焊層，所述正面覆銅層上的母排焊接區(qū)處和/或芯片焊接區(qū)的周沿處設(shè)置限位件，所述限位件用來(lái)在焊接過(guò)程中對(duì)焊片以及芯片和/或母排的引腳進(jìn)行定位。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、成本低廉、制作方便、能夠提高封裝焊接工藝效率等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種襯板結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及到功率模塊的封裝設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特指一種能夠提高焊接封裝工藝效率的襯板結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前功率IGBT模塊的封裝設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及工藝主要是基于焊接的方法。這種方法一般是先將芯片I焊接到絕緣陶瓷的襯板2上，然后將帶芯片I的襯板2和基板3焊接在一起，同時(shí)將母排4焊到襯板2上；襯板2與基板3之間形成基板焊層7，母排4與襯板2之間形成母排焊層8，芯片I與襯板2之間形成芯片焊層9，如圖1所示。
[0003]現(xiàn)有襯板2的結(jié)構(gòu)如圖2和圖3所示，包括陶瓷層201、正面覆銅層202、背面覆銅層203以及正面的阻焊層204。其中，覆銅層是采用燒結(jié)或活性釬焊技術(shù)與襯板2的陶瓷層實(shí)現(xiàn)緊密接合。
[0004]在當(dāng)前的IGBT模塊工藝過(guò)程中，焊接主要有兩種技術(shù)路線:
(I)焊膏工藝:通過(guò)絲網(wǎng)印刷分別將焊膏印刷在襯板2和基板3表面，利用焊膏的粘性將芯片I固定在襯板2表面，再將完成芯片I焊接的襯板2固定在基板3上，同時(shí)利用夾具將母排4固定在襯板2上，再進(jìn)行真空焊接。
[0005](2)焊片工藝:通過(guò)夾具將襯板2、焊片5和芯片I固定，如圖4所示。再將其整體放入真空焊接爐中進(jìn)行焊接。然后，再利用夾具6將完成芯片I焊接的襯板2固定在基板3上，并利用夾具6將母排4固定在襯板2上，進(jìn)行真空焊接。
[0006]為了獲得更好的焊接質(zhì)量和提高焊層的均勻性，很多廠家都選擇采用焊片工藝路線，然而在現(xiàn)有的襯板2上采用焊片工藝來(lái)焊接芯片I及母排4存在以下缺點(diǎn):
(I)需采用專門定制的夾具6來(lái)固定襯板2、焊片5以及芯片1，在大批量生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)夾具6的需求量巨大，成本較高。
[0007](2)要求夾具6的加工精度較高，且在使用過(guò)程中會(huì)容易磨損，可能會(huì)導(dǎo)致襯板2、焊片5及芯片I定位偏差，影響焊接質(zhì)量。
[0008](3)生產(chǎn)過(guò)程中采用夾具6固定襯板2、焊片5及芯片1，需要大量的人力或設(shè)備來(lái)進(jìn)行組裝，效率低下。
[0009](4)用焊片5將母排4端子焊接到襯板2上時(shí)，需要將焊片5 —片片放置在母排4引腳下方，效率較低，且焊片5在襯板2表面無(wú)法固定，容易滑動(dòng)，會(huì)影響焊接質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、成本低廉、制作方便、能夠提高封裝焊接工藝效率的襯板結(jié)構(gòu)。
[0011]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種襯板結(jié)構(gòu)，包括陶瓷層、正面覆銅層、背面覆銅層以及正面的阻焊層，所述正面覆銅層上的母排焊接區(qū)處和/或芯片焊接區(qū)的周沿處設(shè)置限位件，所述限位件用來(lái)在焊接過(guò)程中對(duì)焊片以及芯片和/或母排的引腳進(jìn)行定位。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):
所述限位件通過(guò)將非金屬絕緣材料燒結(jié)或焊接在正面覆銅層上形成，所述限位件具有一定厚度以達(dá)到限位的作用。
[0013]所述非金屬絕緣材料為氧化鋁，氮化鋁或氮化硅。
[0014]燒結(jié)或焊接所述非金屬絕緣材料在正面覆銅層、背面覆銅層與AlN陶瓷層燒結(jié)或焊接時(shí)同步進(jìn)行。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
1、本發(fā)明的襯板結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、成本低廉、制作方便，在與芯片焊接過(guò)程中不需要固定夾具來(lái)固定襯板、焊片和芯片，組裝效率高，可以省去夾具的成本，且可以避免夾具磨損帶來(lái)的質(zhì)量隱患。
[0016]2、本發(fā)明的襯板結(jié)構(gòu)，在與母排焊接過(guò)程中可以固定母排引腳的焊片，優(yōu)化了母排與模塊的組裝，且消除了焊片滑落造成的焊接質(zhì)量問(wèn)題。
[0017]3、本發(fā)明的襯板結(jié)構(gòu)，在與芯片焊接過(guò)程中，可以對(duì)焊片和芯片實(shí)現(xiàn)精確定位，消除了夾具磨損帶來(lái)的質(zhì)量隱患。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是現(xiàn)有典型的IGBT封裝焊接結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0019]圖2是現(xiàn)有襯板表面結(jié)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是現(xiàn)有襯板表面結(jié)構(gòu)的端面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4是現(xiàn)有采用焊接夾具固定芯片和焊片時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5是本發(fā)明襯板表面結(jié)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖6是本發(fā)明襯板表面結(jié)構(gòu)的端面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖例說(shuō)明:
1、芯片；2、襯板；201、陶瓷層；202、正面覆銅層；203、背面覆銅層；204、阻焊層；3、基板；4、母排；5、焊片；6、夾具；7、基板焊層；8、母排焊層；9、芯片焊層；10、芯片焊片；11、引腳焊片；12、限位件。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下將結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]如圖5和圖6所示，本發(fā)明的襯板結(jié)構(gòu)，包括陶瓷層201 (如=AlN陶瓷層)、正面覆銅層202、背面覆銅層203以及正面的阻焊層204，上述覆銅層是采用燒結(jié)或活性釬焊技術(shù)與陶瓷層201實(shí)現(xiàn)緊密接合。本發(fā)明在正面覆銅層202上的母排焊接區(qū)處和/或芯片焊接區(qū)的周沿處設(shè)置限位件12，用來(lái)在焊接過(guò)程中對(duì)焊片以及芯片I和/或母排4的引腳進(jìn)行定位。
[0027]本實(shí)例中，該限位件12通過(guò)將非金屬絕緣材料燒結(jié)或焊接在正面覆銅層202上形成，并具有一定厚度，以達(dá)到限位的作用。
[0028]上述非金屬絕緣材料可為氧化鋁，氮化鋁或氮化硅，可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱和絕緣，且可以在覆銅層與中間大的陶瓷板燒結(jié)或焊接時(shí)同步進(jìn)行。[0029]本發(fā)明通過(guò)以上結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)母排4的引腳焊片11、芯片I的芯片焊片10進(jìn)行定位，可以避免焊片滑落造成的焊接質(zhì)量隱患，可以極大的減少夾具的成本和提高組裝的效率，并可以消除夾具磨損帶來(lái)的質(zhì)量隱患。
[0030]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種襯板結(jié)構(gòu)，包括陶瓷層(201)、正面覆銅層(202)、背面覆銅層(203)以及正面的阻焊層(204)，其特征在于，所述正面覆銅層(202)上的母排焊接區(qū)處和/或芯片焊接區(qū)的周沿處設(shè)置限位件(12)，所述限位件(12)用來(lái)在焊接過(guò)程中對(duì)焊片以及芯片(I)和/或母排(4)的引腳進(jìn)行定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的襯板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述限位件(12)通過(guò)將非金屬絕緣材料燒結(jié)或焊接在正面覆銅層(202)上形成，所述限位件(12)具有一定厚度以達(dá)到限位的作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的襯板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述非金屬絕緣材料為氧化鋁，氮化鋁或氮化硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的襯板結(jié)構(gòu)，其特征在于，燒結(jié)或焊接所述非金屬絕緣材料在正面覆銅層(202)、背面覆銅層(203)與AlN陶瓷層(201)燒結(jié)或焊接時(shí)同步進(jìn)行。
【文檔編號(hào)】H01L23/498GK103594458SQ201310536791
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】李繼魯, 方杰, 常桂欽, 賀新強(qiáng), 曾雄, 彭明宇, 彭勇殿, 顏驥 申請(qǐng)人:株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司