一种烧结材料预覆的陶瓷覆铜基板的制作方法

文档序号:23749883发布日期:2021-01-26 20:09阅读:203来源:国知局
一种烧结材料预覆的陶瓷覆铜基板的制作方法

[0001]
本实用新型属于电子元件封装技术领域,具体的说,涉及一种烧结材料预覆的陶瓷覆铜基板。


背景技术:

[0002]
随着工业产品的轻型化、智能化发展,对电子元件的封装要求越来越高。由于陶瓷覆铜基板具备导热性能好、成本低以及质量轻的优点,因此在功率模块的封装作业中具备较大优势。一方面,陶瓷基板通过表面覆铜层完成芯片部分连接极或者连接面的连接。另一方面,由于散热器底面与陶瓷覆铜基板(dcb基板)表面之间会存在很多沟壑或空隙,其中都是空气。由于空气是热的不良导体,所以空气间隙会严重影响散热效率,使散热器的性能大打折扣,甚至无法发挥作用。为了减小基板和散热器之间的空隙,增大接触面积,可使用烧结材料来进行填充。
[0003]
在普通工艺流程中,需要清洗陶瓷覆铜基板并使用焊接材料来粘合芯片。


技术实现要素:

[0004]
针对现有技术的不足,本实用新型的目的在于提供一种烧结材料预覆的陶瓷覆铜基板。本实用新型的烧结材料预覆的陶瓷覆铜基板结构简单,可用于功率模块的封装作业,简化芯片粘结工艺流程,免去清洗助焊剂等清洁工序,并且提高散热器使用效率以及简化装配工艺,降低生产成本。
[0005]
本实用新型的技术方案具体介绍如下。
[0006]
一种烧结材料预覆的陶瓷覆铜基板,其包括陶瓷覆铜基板、烧结材料层和定位组件;
[0007]
所述烧结材料层有两层,分别为正面烧结材料层和背面烧结材料层,分别设置在陶瓷覆铜基板的正面和背面;所述定位组件设置在正面烧结材料层上方;定位组件采用还原气氛下的烧结工艺能够完全蒸发的材料制成。
[0008]
本实用新型中,陶瓷覆铜基板呈长方形。
[0009]
本实用新型中,烧结材料层的材料为纳米银焊膏/纳米铜焊膏。
[0010]
本实用新型中,定位组件呈长方形、三角形、菱形、梯形或x 形。
[0011]
和现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:
[0012]
本实用新型的烧结材料预覆的陶瓷覆铜基板能大大简化芯片粘合工艺流程,预覆的烧结材料层与陶瓷覆铜基板完全匹配,免去了芯片焊接以及焊料清洗步骤,极大地降低了生产成本和提高了生产效率。本实用新型的定位组件可确保芯片被放入后不会随意移动,经过烧结工艺后能够完全蒸发。背面预覆的烧结材料层能够减小基板和散热器之间的空隙,增大接触面积,提升散热器使用效率以及简化装配流程。
[0013]
本实用新型的烧结材料预覆的陶瓷覆铜基板应用于采用mosfet或igbt半导体元件的电力电子模块以及工业领域广泛采用的二极管(如:加工机床、起重机、纺织设备、自动
化设备等的电机驱动)之中。
附图说明
[0014]
图1是实施例1中的烧结材料预覆的陶瓷覆铜基板的结构示意图。
[0015]
图2是实施例1中烧结材料层的可变化位置图示。
[0016]
图3是实施例1中烧结材料层的旋转角度图示。
[0017]
图4是实施例1中烧结材料层的倾斜角度图示。
[0018]
图5是定位组件形状示意图;(a)长方形,(b)三角形,(c)菱形,(d)梯形,(e)x 形。
[0019]
图6是实施例1中的烧结材料预覆的陶瓷覆铜基板的应用示意图。
[0020]
图中标号:1-陶瓷覆铜基板,2-正面烧结材料层,3-背面烧结材料层,4-定位组件。
具体实施方式
[0021]
实施例1
[0022]
一种烧结材料预覆的陶瓷覆铜基板,如图1所示,包括陶瓷覆铜基板1 、烧结材
[0023]
料层和定位组件4;烧结材料层有两层,包括正面烧结材料层2和背面烧结材料层3,分别设置在陶瓷覆铜基1的正面和反面,定位组件4设置在正面烧结材料层2的上方,定位组件4的形状如图5所示,可以是长方形、三角形、菱形、梯形或x 形。
[0024]
上述烧结材料预覆的陶瓷覆铜基板相关的材料和工艺参数如下:
[0025]
一、陶瓷覆铜基板1
[0026]
尺寸:10 nm
×
10nm
[0027]
1) 氧化铝陶瓷 al2o
3 (96%)
[0028]
厚度: 0.25mm/0.32mm/0.38mm/0.63mm
[0029]
2) 覆无氧铜 cu-ofe
[0030]
厚度: 0.2mm/0.25mm/0.3mm/0.4mm
[0031]
二、烧结材料层:纳米银焊膏/纳米铜焊膏
[0032]
尺寸:最小1nm
×
1nm
[0033]
厚度:芯片粘接后的厚度通常<60
µ
m
[0034]
图2是实施例中烧结材料层的可变化位置图示。
[0035]
位置:a:
±
100
µ
m,b:
±
100
µ
m
[0036]
图3是实施例中烧结材料层的旋转角度图示。
[0037]
旋转角度:<300
µ
m
[0038]
倾斜角度:最大10
°
[0039]
三、定位组件:通过将丙烯酸聚合物、环氧树脂、uv胶、聚硅氧烷丙烯酸酯或氰基丙烯酸酯中一种或几种溶解在溶剂中配制成溶液,然后通过点胶机加到正面烧结材料层2上获得,溶剂可以是松油醇、α-萜品醇、叔丁醇或聚乙烯醇中的一种或几种。
[0040]
本实用新型的陶瓷覆铜基板可用于功率模块的封装作业,具体使用时,如图6所示,将芯片直接放置在陶瓷覆铜基板的正面烧结材料层2上,将散热器直接放置在陶瓷覆铜基板的背面烧结材料层3上。
[0041]
本实用新型在陶瓷覆铜基板1上双面预覆一烧结材料层,免去芯片粘结过程中焊
接和清洗步骤;定位组件4能够确保芯片的位置不发生移动,且经过烧结工艺之后完全蒸发,无残留物无影响。背面烧结材料层3能够使散热器更好的与陶瓷覆铜基板1结合,提升整体散热效率。
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