IGBT异形基板超声波焊接结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种IGBT异形基板超声波焊接结构，包括：基板形成为由顶层金属层、中间非金属层和底层金属层组成的三明治夹芯结构；焊接模块框架金属端子包括引脚和框架，引脚与基板的第一焊接区通过超声波焊接在一起；第一焊接区为形成在基板顶层金属上的第一金属焊接层，该焊接层焊接面形状和尺寸与所述引脚焊接面的形状和尺寸相同；第一焊接区的金属层厚度大于等于基板其他位置顶层金属层厚度。本实用新型专利技术能将超声波焊头应力分摊有效避免中间层非金属(陶瓷层)断裂。并且，在基板顶层金属和引脚的焊接面增加表面粗化处理使引脚和基板顶层金属焊接更加牢固，进而提升产品合格率。格率。格率。

【技术实现步骤摘要】
IGBT异形基板超声波焊接结构


[0001]本技术涉及电子领域，特别是涉及一种IGBT异形基板超声波焊接结构。

技术介绍

[0002]功率模块是以IGBT为内核的先进混合集成功率部件，由高速低功耗管芯(IGBT)和优化的门极驱动电路，以及快速保护电路构成。
[0003]超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。
[0004]现有大部分的IGBT超声波焊接是通过超声将覆铜陶瓷基板(下称为基板)表面的铜层和框架引脚进行电气连接。在实际生产过程中，因为基板中间陶瓷层的脆性较大，容易在焊接过程中由于应力出现陶瓷层破裂，造成产品损毁。因此，IGBT超声波焊接生产对工艺的控制要求非常高。现有的IGBT基板焊接结构在IGBT超声波焊接生产中会影响产品合格率，造成产品低合格率。

技术实现思路

[0005]在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0006]本技术要解决的技术问题是提供一种在IGBT超声波焊接生产中能避免覆铜陶瓷基板由于应力破裂的IGBT异形基板超声波焊接结构。
[0007]为解决上述技术问题，本技术提供一种IGBT异形基板超声波焊接结构，包括：
[0008]基板，其形成为由顶层金属层、中间非金属层和底层金属层组成的三明治夹芯结构；
[0009]焊接模块框架金属端子，其包括引脚和框架，引脚与基板的第一焊接区通过超声波焊接在一起；
[0010]第一焊接区，其为形成在基板顶层金属上的第一金属焊接层，该焊接层焊接面形状和尺寸与所述引脚焊接面的形状和尺寸相同；
[0011]其中，第一焊接区的金属层厚度大于等于基板其他位置顶层金属层厚度。
[0012]可选择的，进一步改进所述的IGBT异形基板超声波焊接结构，顶层金属层、底层金属层和第一焊接区采用相同的可超声波焊接金属制造。
[0013]相应的，可选择的顶层金属层和第一焊接区也可以选择不同的可超声波焊接金属制造，例如顶层金属层采用铜制造，第一焊接区采用镍制造。
[0014]可选择的，进一步改进所述的IGBT异形基板超声波焊接结构，顶层金属层、底层金属层和第一焊接区采用铜制造，中间非金属层是陶瓷层。
[0015]可选择的，进一步改进所述的IGBT异形基板超声波焊接结构，第一焊接区的顶面
经过表面粗化处理。
[0016]表面粗化处理：机械法或化学方法对工件表面进行处理(机械磨损或化学腐蚀)，从而在工件表面得到一种微观粗糙的结构，使之由憎水性变为亲水性，以提高超声波焊接金属端子顶面与与焊接模块框架金属端子之间结合力的处理工艺。
[0017]为解决上述技术问题，本技术提供另一种IGBT异形基板超声波焊接结构，包括：
[0018]基板，其形成为由顶层金属层、中间非金属层和底层金属层组成的三明治夹芯结构；
[0019]焊接模块框架金属端子，其包括引脚和框架，引脚与基板通过超声波焊接在一起；
[0020]第二焊接区，其是形成在引脚底面的第二金属焊接层，第二焊接区的厚度大于等于引脚厚度。
[0021]可选择的，进一步改进所述的IGBT异形基板超声波焊接结构，顶层金属层、底层金属层、引脚和第二焊接区采用相同的可超声波焊接金属制造。
[0022]相应的，引脚和第二焊接区也可以选择不同的可超声波焊接金属制造，例如引脚采用铜制造，第二焊接区采用镍制造。
[0023]可选择的，进一步改进所述的IGBT异形基板超声波焊接结构，顶层金属层、底层金属层、引脚和第二焊接区采用铜制造，中间非金属层是陶瓷层。
[0024]可选择的，进一步改进所述的IGBT异形基板超声波焊接结构，第二焊接区经过表面粗化处理。
[0025]可选择的，进一步改进所述的IGBT异形基板超声波焊接结构，第二焊接区，其是形成在引脚顶面的焊接层，第二焊接区的厚度大于等于引脚厚度，引脚底面经表面粗化处理。
[0026]本技术的主要设计思路是将超声波焊头向下压向基板的应力进行分摊，进而避免造成中间层非金属(陶瓷层)断裂。本技术通过提供三种可选择方案分担超声波焊头向下应力，分为为增加基板焊接区顶层金属厚度、增加引脚底面金属厚度和增加引脚顶面金属厚度，通过增加金属厚度形成异形IGBT基板或异形的框架引脚来分担应力，从而能有效避免中间层非金属(陶瓷层)断裂。并且，在基板顶层金属和引脚的焊接面增加表面粗化处理使引脚和基板顶层金属焊接更加牢固，进而提升产品合格率。
附图说明
[0027]本技术附图旨在示出根据本技术的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本技术附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本技术附图不应当被解释为限定或限制由根据本技术的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细的说明：
[0028]图1是IGBT基板俯视示意图。
[0029]图2是本技术第一实施例结构示意图。
[0030]图3是本技术第二实施例结构示意图。
[0031]图4是本技术第三实施例结构示意图。
[0032]附图标记说明
[0033]顶层金属层1
[0034]中间非金属层2
[0035]底层金属层3
[0036]第一焊接区4
[0037]引脚5
[0038]框架6
[0039]超声波焊头7
[0040]第二焊接区8。
具体实施方式
[0041]以下通过特定的具体实施例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本技术的其他优点与技术效果。本技术还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离技术总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本技术下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本技术的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。
[0042]应当理解的是，当元件被称作“连接”或“结合”到另一元件时，该元件可以直接连接或结合到另一元件，或者可以存在中间元件。不同的是，当元件被称作“直接连接”或“直接结合”到另一元件时，不存在中间元件。在全部附图中，相同的附图标记始终表示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IGBT异形基板超声波焊接结构，其特征在于，包括：基板，其形成为由顶层金属层、中间非金属层和底层金属层组成的三明治夹芯结构；焊接模块框架金属端子，其包括引脚和框架，引脚与基板的第一焊接区通过超声波焊接在一起；第一焊接区，其为形成在基板顶层金属上的第一金属焊接层，该焊接层焊接面形状和尺寸与所述引脚焊接面的形状和尺寸相同；其中，第一焊接区的金属层厚度大于等于基板其他位置顶层金属层厚度。2.如权利要求1所述的IGBT异形基板超声波焊接结构，其特征在于：顶层金属层、底层金属层和第一焊接区采用相同的可超声波焊接金属制造。3.如权利要求1所述的IGBT异形基板超声波焊接结构，其特征在于：顶层金属层、底层金属层和第一焊接区采用铜制造，中间非金属层是陶瓷层。4.如权利要求1所述的IGBT异形基板超声波焊接结构，其特征在于：第一焊接区的顶面经过表面粗化处理。5.一种IGBT异形基板超声波焊接结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆华，沈娟，周云炜，
申请(专利权)人：上汽英飞凌汽车功率半导体上海有限公司，
类型：新型
国别省市：