【技术实现步骤摘要】
焊层厚度控制方法及由该方法制作的功率半导体器件
本专利技术涉及电力电子
,尤其是涉及一种焊层厚度控制方法及由该方法制作的功率半导体器件。
技术介绍
焊接式结构是目前功率半导体器件广泛采用的一种连接结构形式,电子元件100焊接在基板8上,电子元件100包括设置于基板8之上的衬板3,及设置于衬板3之上的芯片1;衬板3进一步包括上至下依次设置的上覆铜层4、陶瓷层5和下覆铜层6;芯片1设置于上覆铜层4之上,上覆铜层4连接有功率端子9;在芯片1与上覆铜层4之间形成有第二焊层7,在下覆铜层6与基板8之间形成有第一焊层2,如附图1所示。其中,在芯片1与衬板3之间,以及衬板3与基板8之间均利用焊料以回流焊工艺进行连接。所有焊料在融化后都变成液体,受到不均衡的外部应力(例如器件的自身重量)之后必然发生变形。其中,芯片1和衬板3之间的第二焊层7,以及衬板3和基板8之间的第一焊层2都是可靠性的薄弱点。由于与外部连接的功率端子9自身重量将对焊层造成一定程度的挤压,导致个别位置焊层的厚度偏离设计值H,特别是在功率端子9的重力不作用于衬板3中心的情况下,这种情况尤为严重,如附图2和3所示。在衬板3和基板8之间的第一焊层2中,衬板3的右侧由于存在外部压力(如:功率端子9的自身重量)使得该处焊层受到挤压导致厚度较薄,由于焊层被挤出到左侧,相应的左侧焊层较厚,两处焊层的厚度都严重偏离了设计值,如附图3所示。在正常情况下,功率半导体器件的焊接质量一般采用X射线或超声波检测技术对焊接空洞进行检查,但是这两种检测技术均无法实现对焊层厚度的均匀性做出判断,因此焊层的厚度是否均匀在功率半导体器 ...
【技术保护点】
1.一种焊层厚度控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S11)在将电子元件(100)安装至基板(8)之前,先向所述基板(8)上用于焊接所述电子元件(100)的区域加入金属颗粒(10),所述金属颗粒(10)在焊片(11)贴片于所述基板(8)之前,或所述焊片(11)贴片于所述基板(8)之后加入,所述金属颗粒(10)的熔点或软化点高于所述焊片(11)的焊接温度;S12)将所述电子元件(100)贴放于所述焊片(11)或所述金属颗粒(10)的上部并进行焊接操作,所述焊片(11)熔化并包覆所述金属颗粒(10)的外表面,所述金属颗粒(10)支撑于所述电子元件(100)与所述基板(8)之间,在所述电子元件(100)与所述基板(8)之间形成厚度均匀的第一焊层(2);所述金属颗粒(10)的粒径尺寸小于或等于所述第一焊层(2)的设计厚度。
【技术特征摘要】
1.一种焊层厚度控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S11)在将电子元件(100)安装至基板(8)之前,先向所述基板(8)上用于焊接所述电子元件(100)的区域加入金属颗粒(10),所述金属颗粒(10)在焊片(11)贴片于所述基板(8)之前,或所述焊片(11)贴片于所述基板(8)之后加入,所述金属颗粒(10)的熔点或软化点高于所述焊片(11)的焊接温度;S12)将所述电子元件(100)贴放于所述焊片(11)或所述金属颗粒(10)的上部并进行焊接操作,所述焊片(11)熔化并包覆所述金属颗粒(10)的外表面,所述金属颗粒(10)支撑于所述电子元件(100)与所述基板(8)之间,在所述电子元件(100)与所述基板(8)之间形成厚度均匀的第一焊层(2);所述金属颗粒(10)的粒径尺寸小于或等于所述第一焊层(2)的设计厚度。2.一种焊层厚度控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S21)将焊膏(12)与金属颗粒(10)搅拌混合均匀,在将电子元件(100)安装至基板(8)之前,先将带有所述金属颗粒(10)的焊膏(12)印刷至所述基板(8)上用于焊接所述电子元件(100)的区域,所述金属颗粒(10)的熔点或软化点高于所述焊膏(12)的焊接温度;S22)将所述电子元件(100)贴放于带有所述金属颗粒(10)的焊膏(12)上部并进行焊接操作,所述焊膏(12)熔化并包覆所述金属颗粒(10)的外表面,所述金属颗粒(10)支撑于所述电子元件(100)与所述基板(8)之间,在所述电子元件(100)与所述基板(8)之间形成厚度均匀的第一焊层(2);所述金属颗粒(10)的粒径尺寸小于或等于所述第一焊层(2)的设计厚度。3.一种焊层厚度控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S11)在将下部设置有衬板(3)的芯片(1)安装至基板(8)之前,先向所述基板(8)上用于焊接所述衬板(3)的区域加入金属颗粒(10),所述金属颗粒(10)在焊片(11)贴片于所述基板(8)之前,或所述焊片(11)贴片于所述基板(8)之后加入,所述金属颗粒(10)的熔点或软化点高于所述焊片(11)的焊接温度;S12)将所述衬板(3)贴放于所述焊片(11)或所述金属颗粒(10)的上部并进行焊接操作,所述焊片(11)熔化并包覆所述金属颗粒(10)的外表面,所述金属颗粒(10)支撑于所述衬板(3)与所述基板(8)之间,在所述衬板(3)与所述基板(8)之间形成厚度均匀的第一焊层(2);所述金属颗粒(10)的粒径尺寸小于或等于所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员:李亮星,周铮,韩星尧,冯加云,曾雄,冯会雨,李寒,
申请(专利权)人:株洲中车时代电气股份有限公司,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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