[發(fā)明專(zhuān)利]一種IGBT模塊封裝焊接結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410251618.5
• 申請(qǐng)日: 2014-06-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103985686B
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方杰;李繼魯;常桂欽;彭勇殿;竇澤春;劉國(guó)友;顏驥;吳煜東
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株洲南車(chē)時(shí)代電氣股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L23/488
• 分類(lèi)號(hào): H01L23/488
• 代理公司: 長(zhǎng)沙正奇專(zhuān)利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 盧宏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種IGBT模塊封裝焊接結(jié)構(gòu)。?

背景技術(shù)

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。在這種結(jié)構(gòu)中芯片通過(guò)焊接連接到襯板上，焊接芯片后的襯板與基板焊接在一起，同時(shí)，母排也同步焊到襯板上，如圖1所示。

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：

（1）焊膏工藝：通過(guò)絲網(wǎng)印刷分別將焊膏印刷在襯板和基板表面，利用焊膏的粘性將芯片固定在襯板表面，再將完成芯片焊接的襯板固定在基板上，同時(shí)利用夾具將母排固定在襯板上，再進(jìn)行真空焊接。

（2）焊片工藝：通過(guò)夾具將襯板、焊片和芯片固定，再將其整體放入真空焊接爐中進(jìn)行焊接。然后再利用夾具將完成芯片焊接的襯板固定在基板上，并利用夾具將母排固定在襯板上，進(jìn)行真空焊接。

在現(xiàn)有的封裝結(jié)構(gòu)及工藝條件下，芯片、襯板焊接存在以下缺點(diǎn)：

（1）焊料熔化后，在襯板及基板表面的流動(dòng)性不一，導(dǎo)致冷卻后焊層厚度不一致，在同一芯片或襯板下方，局部區(qū)域的焊料偏厚，而其它區(qū)域的焊料較薄，如圖2所示，不僅會(huì)影響模塊的散熱性能，而且在周期性溫度變化過(guò)程中，容易在較薄的焊層區(qū)域產(chǎn)生裂紋，影響模塊的長(zhǎng)期可靠性；

（2）由于襯板及基板本身存在一定的形變，會(huì)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(shí)，需要將焊片包裹在母排引腳上，或使用工裝來(lái)固定焊片及母排，組裝效率較低。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種IGBT模塊封裝焊接結(jié)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種IGBT模塊封裝焊接結(jié)構(gòu)，包括基板、襯板、芯片和母排，所述基板和襯板上表面均涂有焊料或者放置有焊片，所述基板與所述襯板之間、所述襯板與所述芯片之間、所述母排與所述襯板之間均通過(guò)多個(gè)金屬支柱連接。

所述母排引腳出開(kāi)設(shè)有多個(gè)與所述金屬支柱形狀大小匹配的安裝孔，且所述母排通過(guò)所述安裝孔與所述金屬支柱連接，方便母排的焊接。

所述金屬支柱高度為0～5mm，滿足IGBT模塊的封裝要求。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為：本發(fā)明在襯板正面金屬層與基板正面焊接區(qū)域制作深度為0～5mm的金屬支柱，用來(lái)支撐芯片，襯板，使焊料熔化后均勻地流動(dòng)，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(lái)固定開(kāi)設(shè)有通孔的焊片，避免了焊片在焊接過(guò)程中的滑動(dòng)，漂移；本發(fā)明提出的在母排引腳處開(kāi)設(shè)安裝孔，配合襯板表面的金屬支柱，可以定位母排的位置，并可以使焊料填充通孔，增加了焊接面積，并可以避免焊接過(guò)程中母排的漂移導(dǎo)致的焊接質(zhì)量隱患。

附圖說(shuō)明

圖1為典型的IGBT模塊封裝焊接結(jié)構(gòu)；

圖2為現(xiàn)有封裝結(jié)構(gòu)焊接后焊層厚度不均勻示意圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例母排結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施例包括基板1、襯板2、芯片4和母排5，所述基板1和襯板2上表面均涂有焊料或者放置有焊片，所述基板1與所述襯板2之間、所述襯板2與所述芯片4之間、所述母排5與所述襯板2之間均通過(guò)多個(gè)金屬支柱3連接。

所述母排5引腳出開(kāi)設(shè)有多個(gè)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(guò)所述安裝孔6與所述金屬支柱3連接。

所述金屬支柱3高度為0～5mm，金屬支柱用來(lái)支撐芯片，使焊料熔化后均勻地流動(dòng)，填充間隙，以控制焊層的厚度和均勻性，并提高組裝的效率。

本發(fā)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與芯片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。?