The invention relates to a method based on uniform current-assisted sintering of nano-silver solder paste temperature field on copper-coated substrate. Combined with the shape of copper layer on copper-coated substrate and the placeable area of the electrode indenter after printing nano-silver solder paste, the shape of the special-shaped electrode is rectangular L-shaped, and the inner angle is a quarter arc transition. Before sintering, the electrode is pre-pressed on both ends of DBC substrate, and DC pulse current is applied uniformly to flow through the solder paste, nano The sintering temperature field of silver solder paste is uniformly distributed and the chip is uniformly heated. The invention successfully solves the problem of non-uniform temperature in the process of rapid current sintering of nano-silver solder paste, realizes the uniform distribution of temperature field in the process of pulse current assisted sintering of nano-silver solder paste by designing the special-shaped electrode and position distribution of applied current, and connects the IGBT chip/diode chip of nano-silver solder paste with the one-time rapid sintering of copper-clad ceramic substrate substrate. The density of the sintered interconnect layer is over 90%. The mechanical strength and fatigue resistance reliability of the sintered interconnect layer are greatly improved, and the service life is prolonged.
【技术实现步骤摘要】
一种基于覆铜陶瓷基板均匀电流辅助烧结纳米银焊膏温度场的方法
本专利技术涉及一种基于覆铜陶瓷基板均匀电流辅助烧结纳米银焊膏温度场的方法,属于电子元器件封装领域。
技术介绍
DBC(DirectBondedCopper)覆铜陶瓷基板,具有优良的导热特性,高绝缘性,结合强度高,便于印制图形,可焊性好等优点,已广泛应用于诸如GTR、IGBT、MCT等电力电子模块中。在模块制造中,DBC基板有限的空间被划分成了三个相互绝缘的区域:芯片焊接区域、电极端子焊接区域、键合线区域。芯片焊接区域占DBC的主要面积,在设计中需要留有有足够的空间进行芯片焊接。纳米银焊膏具有熔点高(961℃)、导电、导热性能优、可加工性好、绿色无铅等优点,适用于高温大功率和高密度封装,随着电力电子行业的发展,逐渐取代锡铅焊料成为大功率电子器件高温应用的首选互连材料。传统的纳米银焊膏热压烧结工艺较为复杂,包括烧结前需要10~20min的预热阶段,缓慢冷却阶段,然后加热到烧结温度,保温30~60min,实现纳米银焊膏的烧结,因此完成烧结所需时间较长(>1h),效率较低,对自动化生产设备要求高。电流辅助烧结是以两个电极施压在印制焊膏层的DBC基板两端,由于施加的电流从其中一电极沿基板表面流至另一电极,基板金属与电极间存在显著的接触电阻,利用所产生的大量电阻热快速烧结纳米银焊膏,与传统热压烧结方式相比,缩短了烧结时间,简化烧结工艺,提高了效率。但是,电流辅助烧结短时间内产生的大量电阻热,在电极处热量最多,温度最高,烧结过程中纳米银焊膏的温度会出现高低不同分布不均匀的现象,这种不均匀的温度分布会导致通 ...
【技术保护点】
1.一种基于敷铜基板均匀电流辅助烧结纳米银焊膏温度场的方法,其特征在于,结合敷铜基板铜层形状和印刷纳米银焊膏后电极压头可放置区域,异形电极形状为直角L形,内角为四分之一圆弧过渡,烧结前电极预压在DBC基板两端,施加直流脉冲电流均匀流过焊膏,纳米银焊膏烧结温度场均匀分布,芯片受热均匀。
【技术特征摘要】
1.一种基于敷铜基板均匀电流辅助烧结纳米银焊膏温度场的方法,其特征在于,结合敷铜基板铜层形状和印刷纳米银焊膏后电极压头可放置区域,异形电极形状为直角L形,内角为四分之一圆弧过渡,烧结前电极预压在DBC基板两端,施加直流脉冲电流均匀流过焊膏,纳米银焊膏烧结温度场均匀分布,芯片受热均匀。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,电极形状为两边等长的直角L形状,使IGBT芯片和二极管芯片位于两电极端点连线围成的区域内,电极边长为基板边长的一半...
【专利技术属性】
技术研发人员:梅云辉,张心印,李欣,陆国权,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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