一種igbt模塊封裝焊接結構的製作方法

2023-05-29 13:33:11 1

一種igbt模塊封裝焊接結構的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種IGBT模塊封裝焊接結構，包括基板、襯板、晶片和母排，所述基板和襯板上表面均塗有焊料或者放置有焊片，所述基板與所述襯板之間、所述襯板與所述晶片之間、所述母排與所述襯板之間均通過多個金屬支柱連接。本發明在襯板正面金屬層與基板正面焊接區域製作深度為0～5mm的金屬支柱，用來支撐晶片，襯板，使焊料熔化後均勻地流動，填充間隙，以控制焊層的厚度和均勻性，該金屬支柱還可以用來固定開設有通孔的焊片，避免了焊片在焊接過程中的滑動，漂移。
【專利說明】一種IGBT模塊封裝焊接結構
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種IGBT模塊封裝焊接結構。
【背景技術】
[0002]目前功率IGBT模塊的封裝設計結構及工藝主要是基於焊接的方法。在這種結構中晶片通過焊接連接到襯板上，焊接晶片後的襯板與基板焊接在一起，同時，母排也同步焊到襯板上，如圖1所示。
[0003]在當前的IGBT模塊工藝過程中，焊接主要有兩種技術路線:
(I)焊膏工藝:通過絲網印刷分別將焊膏印刷在襯板和基板表面，利用焊膏的粘性將晶片固定在襯板表面，再將完成晶片焊接的襯板固定在基板上，同時利用夾具將母排固定在襯板上，再進行真空焊接。
[0004](2)焊片工藝:通過夾具將襯板、焊片和晶片固定，再將其整體放入真空焊接爐中進行焊接。然後再利用夾具將完成晶片焊接的襯板固定在基板上，並利用夾具將母排固定在襯板上，進行真空焊接。
[0005]在現有的封裝結構及工藝條件下，晶片、襯板焊接存在以下缺點:
(1)焊料熔化後，在襯板及基板表面的流動性不一，導致冷卻後焊層厚度不一致，在同一晶片或襯板下方，局部區域的焊料偏厚，而其它區域的焊料較薄，如圖2所示，不僅會影響模塊的散熱性能，而且在周期性溫度變化過程中，容易在較薄的焊層區域產生裂紋，影響模塊的長期可靠性；
(2)由於襯板及基板本身存在一定的形變，會加劇焊層厚度的不均勻分布；
(3)將母排端子焊接到襯板上時，需要將焊片包裹在母排引腳上，或使用工裝來固定焊片及母排，組裝效率較低。

【發明內容】

[0006]本發明所要解決的技術問題是，針對上述現有技術的不足，提供一種IGBT模塊封裝焊接結構。
[0007]為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是:一種IGBT模塊封裝焊接結構，包括基板、襯板、晶片和母排，所述基板和襯板上表面均塗有焊料或者放置有焊片，所述基板與所述襯板之間、所述襯板與所述晶片之間、所述母排與所述襯板之間均通過多個金屬支柱連接。
[0008]所述母排引腳出開設有多個與所述金屬支柱形狀大小匹配的安裝孔，且所述母排通過所述安裝孔與所述金屬支柱連接，方便母排的焊接。
[0009]所述金屬支柱高度為O?5mm，滿足IGBT模塊的封裝要求。
[0010]與現有技術相比，本發明所具有的有益效果為:本發明在襯板正面金屬層與基板正面焊接區域製作深度為O?5_的金屬支柱，用來支撐晶片，襯板，使焊料熔化後均勻地流動，填充間隙，以控制焊層的厚度和均勻性，該金屬支柱還可以用來固定開設有通孔的焊片，避免了焊片在焊接過程中的滑動，漂移；本發明提出的在母排引腳處開設安裝孔，配合襯板表面的金屬支柱，可以定位母排的位置，並可以使焊料填充通孔，增加了焊接面積，並可以避免焊接過程中母排的漂移導致的焊接質量隱患。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為典型的IGBT模塊封裝焊接結構；
圖2為現有封裝結構焊接後焊層厚度不均勻示意圖；
圖3為本發明一實施例結構示意圖；
圖4為本發明一實施例母排結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所不，本發明一實施例包括基板1、襯板2、晶片4和母排5,所述基板I和襯板2上表面均塗有焊料或者放置有焊片，所述基板I與所述襯板2之間、所述襯板2與所述晶片4之間、所述母排5與所述襯板2之間均通過多個金屬支柱3連接。
[0013]所述母排5引腳出開設有多個與所述金屬支柱3形狀大小匹配的安裝孔6，且所述母排5通過所述安裝孔6與所述金屬支柱3連接。
[0014]所述金屬支柱3高度為O?5mm,金屬支柱用來支撐晶片,使焊料熔化後均勻地流動，填充間隙，以控制焊層的厚度和均勻性，並提高組裝的效率。
[0015]本發明基板與襯板之間的金屬支柱可以固定在基板上表面，也可以固定在襯板下表面。襯板2與晶片4之間、母排5與襯板2之間的金屬支柱均固定在襯板上表面。
【權利要求】
1.一種IGBT模塊封裝焊接結構，包括基板(I)、襯板(2)、晶片(4)和母排(5)，所述基板(I)和襯板(2 )表面均塗有焊料或者放置有焊片，其特徵在於，所述基板(I)與所述襯板(2)之間、所述襯板(2)與所述晶片(4)之間、所述母排(5)與所述襯板(2)之間均通過多個金屬支柱(3)連接。
2.根據權利要求1所述的IGBT模塊封裝焊接結構，其特徵在於，所述母排(5)引腳出開設有多個與所述金屬支柱(3)形狀大小匹配的安裝孔(6)，且所述母排(5)通過所述安裝孔(6)與所述金屬支柱(3)連接。
3.根據權利要求1或2所述的IGBT模塊封裝焊接結構，其特徵在於，所述金屬支柱(3)高度為O?5謹。
【文檔編號】H01L23/488GK103985686SQ201410251618
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月9日 優先權日:2014年6月9日
【發明者】方傑, 李繼魯, 常桂欽, 彭勇殿, 竇澤春, 劉國友, 顏驥, 吳煜東 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司