【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子封装，具体是一种改善覆铜陶瓷载板封装前后翘曲变化的方法。
技术介绍
1、随着车载功率模块领域的增长，覆铜陶瓷基板在功率组件中的应用日益普遍。目前，客户对产品质量的要求愈发严格，不仅限于封装前的基板翘曲控制，还延伸到封装完成后的翘曲标准。现有技术中，由于基板所采用材料间热膨胀系数差异，基板自身易呈现出一定的翘曲形态；在焊接的高温持续作用下，基板内部的应力分布动态调整，从而引发翘曲状态的变化。这些翘曲现象及其变动，都会引发基板表面与电子元件的适配性问题，最终可能造成焊接缺陷如空洞等质量问题。
2、综上所述，如何降低客户焊接空洞率，同时最大程度的避免后期使用过程中的热应力，得到一种改善覆铜陶瓷载板封装前后翘曲变化的方法具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种改善覆铜陶瓷载板封装前后翘曲变化的方法，以解决现有技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种改善覆铜陶瓷载板封装前后翘曲变化的方法，包括以下步骤：
4、步骤1：s1：将凸面夹具、凹面夹具，拼接形成治具；s2：将翘曲的覆铜陶瓷载板置于治具中间；退火矫正、冷却；得到初产品；
5、步骤2：将初产品再次放入氮气加热炉中加热处理，恢复至室温，封装，得到成品。
6、较为优化地，翘曲的覆铜陶瓷载板烧结过程为：将陶瓷和铜片叠放，顶部放置凸面夹具，在900℃下烧结20min；其中，由于在烧结过程中，陶瓷和铜
7、进一步的，由于覆铜陶瓷载板存在翘曲问题，故而进一步使用特定弧度的夹具进行退火矫正，根据目标翘曲值选择对应弧度的夹具，将基板放在夹具的限制范围内；将准备好的产品连带夹具放入氮气加热炉中加热，升温至330℃，并保温2小时；在退火过程中，基板会发生一定程度的软化，使基板的形态屈服于夹具的形态；矫正后基板的翘曲方向从凹(-)变为凸(+)，翘曲值降低至接近夹具弧度的水准。随炉冷却至室温后，从夹具中取出基板。
8、因此，烧结后的翘曲的覆铜陶瓷载板存在翘曲问题，需要进行封装前解决该问题；方案中将存在翘曲问题的覆铜陶瓷基板置于特定结构的冶具中进一步退火矫正，后续加热处理进行热力释放。
9、其中，退火矫正过程中，根据目标翘曲值选择对应弧度的夹具，将覆铜陶瓷载板放在夹具的限制范围内；在退火过程中，翘曲的覆铜陶瓷载板中铜会发生一定程度的软化，此时，将陶瓷基板压下，使得翘曲的覆铜陶瓷载板的形态屈服于夹具的形态；矫正后覆铜陶瓷载板的翘曲方向从凹(-)变为凸(+)，翘曲值降低至接近夹具弧度的水准。
10、在加热处理过程中，将初产品放入保护气氛(氮气或还原气氛)的加热炉中，温度曲线参照该载板封装时的回流焊曲线(即加热处理参数)。载板应力释放后，翘曲维持在较小的范围内，且在客户端封装使用时不会发生较大变化。
11、较为优化地，所述翘曲的覆铜陶瓷载板与冶具的中轴线对齐。
12、较为优化地，所述凸面夹具的凸面、凹面夹具的凹面均为弧面，分别为外弧和内弧，两者相对应；所述弧面的弧度≤1.4mm。
13、其中，定制化的治具弧度使得矫正过程更加高效且有针对性，减少了不必要的材料浪费和能源消耗。同时，由于矫正力度适中且均匀，避免了过度矫正或矫正不足的问题，从而提高了产品的成品率和质量稳定性。
14、较为优化地，所述凸面夹具的凸面、凹面夹具的凹面上均设有限位，分别为凸限位和凹限位，两者相对应；所述限位的高为4～6mm。
15、其中，在治具内部限位确保了翘曲的覆铜陶瓷载板在加热矫正过程中与治具的中轴线精确对齐，有效防止了载板在加热过程中因受热不均或机械应力导致的左右偏移。这种精确的定位有助于实现更均匀的应力分布，从而提高矫正效果；限位结构不仅限制了载板的横向移动，还通过其l形设计和适当的宽度(3mm)与长度(10mm)，为载板提供了稳定的支撑，避免了在加热过程中因无约束而导致的进一步变形或翘曲加剧；此外，治具的限位尺寸(138mm宽×190mm长)与载板尺寸相匹配，确保了该方案对不同规格载板的广泛适用性。同时，这种设计也便于快速更换治具以适应不同尺寸或形状的产品需求。
16、较为优化地，所述限位均为l形，分布治具的四角；限位内侧左右间距为135～140mm，上下间距为180～200mm；限位宽为2～4mm，长为8～12mm。
17、进一步方案中，载板包括135～140mm×180～200mm的长方形。
18、进一步方案中，治具弧度改善前产品翘曲通常在对角线长度的千分之六以内。
19、较为优化地，当覆铜陶瓷载板的翘曲为凹面时，凸面夹具置于其下方，凹面夹具置于上方；当覆铜陶瓷载板的翘曲为凸面时，凸面夹具、凹面夹具均旋转180°。
20、较为优化地，所述退火矫正的工艺参数为：氮气氛围，升温至320～340℃保温2～3小时。
21、较为优化地，所述治具材质包括碳化硅。
22、其中，治具的材质是碳化硅，碳化硅不与载板的原材料反应，热导率高，热膨胀系数低，在载板软化过程中治具不变形不变性。此外，重压烧结碳化硅还具有高硬度、高熔点、高耐磨性和耐腐蚀性能，以及优良的抗氧化性、高温强度、化学稳定性和抗热震性，具有更好的耐用性。
23、较为优化地，所述加热处理的工艺参数为：通入的气体为氮气或氮气与还原气的混合气，加热处理温度为250～350℃，加热处理时间为5～20min。
24、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
25、1、通过设置固定翘曲的覆铜陶瓷载板与冶具的结合位置在中轴线上，这种方法使得应力的分布更加均匀，从而减少了载板的扭曲变形。
26、2、通过对治具设计，治具内部存在限位，确保载板与治具中轴线对齐，防止偏移，确保退火矫正的工艺实施性。
27、3、通过退火矫正有效地控制了翘曲方向，并减小了翘曲值。有助于改善基板表面的平整度和结合质量，从而可能间接降低焊接空洞率。
28、4、通过加热处理(应力释放)，确保了产品在后续使用过程中的稳定性，并减少热应力的产生。
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1.一种改善覆铜陶瓷载板封装前后翘曲变化的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种改善覆铜陶瓷载板封装前后翘曲变化的方法，其特征在于：所述翘曲的覆铜陶瓷载板与冶具的中轴线对齐。
3.根据权利要求1所述的一种改善覆铜陶瓷载板封装前后翘曲变化的方法，其特征在于：所述凸面夹具的凸面、凹面夹具的凹面均为弧面，分别为外弧和内弧，两者相对应；所述弧面的弧度≤1.4mm。
4.根据权利要求1所述的一种改善覆铜陶瓷载板封装前后翘曲变化的方法，其特征在于：所述凸面夹具的凸面、凹面夹具的凹面上均设有限位，分别为凸限位和凹限位，两者相对应；所述限位的高为4～6mm。
5.根据权利要求4所述的一种改善覆铜陶瓷载板封装前后翘曲变化的方法，其特征在于：所述限位均为L形，分布治具的四角；限位内侧左右间距为135～140mm，上下间距为180～200mm；限位宽为2～4mm，长为8～12mm。
6.根据权利要求1所述的一种改善覆铜陶瓷载板封装前后翘曲变化的方法，其特征在于：当覆铜陶瓷载板的翘曲为凹面时，凸面夹具置于其下方，凹面夹具
7.根据权利要求1所述的一种改善覆铜陶瓷载板封装前后翘曲变化的方法，其特征在于：所述退火矫正的工艺参数为：氮气氛围，升温至320～340℃保温2～3小时。
8.根据权利要求1所述的一种改善覆铜陶瓷载板封装前后翘曲变化的方法，其特征在于：所述治具材质包括碳化硅。
9.根据权利要求1所述的一种改善覆铜陶瓷载板封装前后翘曲变化的方法，其特征在于：所述加热处理的工艺参数为：通入的气体为氮气或氮气与还原气的混合气，加热处理温度为250～350℃，加热处理时间为5～20min。
...【技术特征摘要】
1.一种改善覆铜陶瓷载板封装前后翘曲变化的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种改善覆铜陶瓷载板封装前后翘曲变化的方法，其特征在于：所述翘曲的覆铜陶瓷载板与冶具的中轴线对齐。
3.根据权利要求1所述的一种改善覆铜陶瓷载板封装前后翘曲变化的方法，其特征在于：所述凸面夹具的凸面、凹面夹具的凹面均为弧面，分别为外弧和内弧，两者相对应；所述弧面的弧度≤1.4mm。
4.根据权利要求1所述的一种改善覆铜陶瓷载板封装前后翘曲变化的方法，其特征在于：所述凸面夹具的凸面、凹面夹具的凹面上均设有限位，分别为凸限位和凹限位，两者相对应；所述限位的高为4～6mm。
5.根据权利要求4所述的一种改善覆铜陶瓷载板封装前后翘曲变化的方法，其特征在于：所述限位均为l形，分布治具的四角；限位内侧左右间距为135～140mm，上下间距为18...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹海洋，孙甜，李炎，
申请(专利权)人：江苏富乐华半导体科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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