一种IGBT模块封装焊接结构制造技术

技术编号:10330487 阅读:121 留言:0更新日期:2014-08-14 16:33
本发明专利技术公开了一种IGBT模块封装焊接结构,包括基板、衬板、芯片和母排,所述基板和衬板上表面均涂有焊料或者放置有焊片,所述基板与所述衬板之间、所述衬板与所述芯片之间、所述母排与所述衬板之间均通过多个金属支柱连接。本发明专利技术在衬板正面金属层与基板正面焊接区域制作深度为0~5mm的金属支柱,用来支撑芯片,衬板,使焊料熔化后均匀地流动,填充间隙,以控制焊层的厚度和均匀性,该金属支柱还可以用来固定开设有通孔的焊片,避免了焊片在焊接过程中的滑动,漂移。

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT模块封装焊接结构
本专利技术涉及一种IGBT模块封装焊接结构。
技术介绍
目前功率IGBT模块的封装设计结构及工艺主要是基于焊接的方法。在这种结构中芯片通过焊接连接到衬板上,焊接芯片后的衬板与基板焊接在一起,同时,母排也同步焊到衬板上,如图1所示。在当前的IGBT模块工艺过程中,焊接主要有两种技术路线: (I)焊膏工艺:通过丝网印刷分别将焊膏印刷在衬板和基板表面,利用焊膏的粘性将芯片固定在衬板表面,再将完成芯片焊接的衬板固定在基板上,同时利用夹具将母排固定在衬板上,再进行真空焊接。(2)焊片工艺:通过夹具将衬板、焊片和芯片固定,再将其整体放入真空焊接炉中进行焊接。然后再利用夹具将完成芯片焊接的衬板固定在基板上,并利用夹具将母排固定在衬板上,进行真空焊接。在现有的封装结构及工艺条件下,芯片、衬板焊接存在以下缺点: (1)焊料熔化后,在衬板及基板表面的流动性不一,导致冷却后焊层厚度不一致,在同一芯片或衬板下方,局部区域的焊料偏厚,而其它区域的焊料较薄,如图2所示,不仅会影响模块的散热性能,而且在周期性温度变化过程中,容易在较薄的焊层区域产生裂纹,影响模块的长期可靠性; (2)由于衬板及基板本身存在一定的形变,会加剧焊层厚度的不均匀分布; (3)将母排端子焊接到衬板上时,需要将焊片包裹在母排引脚上,或使用工装来固定焊片及母排,组装效率较低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是,针对上述现有技术的不足,提供一种IGBT模块封装焊接结构。为解决上述技术问题,本专利技术所采用的技术方案是:一种IGBT模块封装焊接结构,包括基板、衬板、芯片和母排,所述基板和衬板上表面均涂有焊料或者放置有焊片,所述基板与所述衬板之间、所述衬板与所述芯片之间、所述母排与所述衬板之间均通过多个金属支柱连接。所述母排引脚出开设有多个与所述金属支柱形状大小匹配的安装孔,且所述母排通过所述安装孔与所述金属支柱连接,方便母排的焊接。所述金属支柱高度为O?5mm,满足IGBT模块的封装要求。与现有技术相比,本专利技术所具有的有益效果为:本专利技术在衬板正面金属层与基板正面焊接区域制作深度为O?5_的金属支柱,用来支撑芯片,衬板,使焊料熔化后均匀地流动,填充间隙,以控制焊层的厚度和均匀性,该金属支柱还可以用来固定开设有通孔的焊片,避免了焊片在焊接过程中的滑动,漂移;本专利技术提出的在母排引脚处开设安装孔,配合衬板表面的金属支柱,可以定位母排的位置,并可以使焊料填充通孔,增加了焊接面积,并可以避免焊接过程中母排的漂移导致的焊接质量隐患。【附图说明】图1为典型的IGBT模块封装焊接结构; 图2为现有封装结构焊接后焊层厚度不均匀示意图; 图3为本专利技术一实施例结构示意图; 图4为本专利技术一实施例母排结构示意图。【具体实施方式】如图1所不,本专利技术一实施例包括基板1、衬板2、芯片4和母排5,所述基板I和衬板2上表面均涂有焊料或者放置有焊片,所述基板I与所述衬板2之间、所述衬板2与所述芯片4之间、所述母排5与所述衬板2之间均通过多个金属支柱3连接。所述母排5引脚出开设有多个与所述金属支柱3形状大小匹配的安装孔6,且所述母排5通过所述安装孔6与所述金属支柱3连接。所述金属支柱3高度为O?5mm,金属支柱用来支撑芯片,使焊料熔化后均勻地流动,填充间隙,以控制焊层的厚度和均匀性,并提高组装的效率。本专利技术基板与衬板之间的金属支柱可以固定在基板上表面,也可以固定在衬板下表面。衬板2与芯片4之间、母排5与衬板2之间的金属支柱均固定在衬板上表面。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种IGBT模块封装焊接结构,包括基板(1)、衬板(2)、芯片(4)和母排(5),所述基板(1)和衬板(2)表面均涂有焊料或者放置有焊片,其特征在于,所述基板(1)与所述衬板(2)之间、所述衬板(2)与所述芯片(4)之间、所述母排(5)与所述衬板(2)之间均通过多个金属支柱(3)连接。

【技术特征摘要】
1.一种IGBT模块封装焊接结构,包括基板(I)、衬板(2)、芯片(4)和母排(5),所述基板(I)和衬板(2 )表面均涂有焊料或者放置有焊片,其特征在于,所述基板(I)与所述衬板(2)之间、所述衬板(2)与所述芯片(4)之间、所述母排(5)与所述衬板(2)之间均通过多个金属支柱(3)连接。2....

【专利技术属性】
技术研发人员:方杰李继鲁常桂钦彭勇殿窦泽春刘国友颜骥吴煜东
申请(专利权)人:株洲南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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