用激光阻焊的功率模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及的是一種用激光阻焊的功率模塊，屬于半導(dǎo)體模塊封裝領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]焊接過程由于受到焊料本身潤濕性，焊片不平整，助焊劑揮發(fā)和流動，焊接過程中產(chǎn)生的氣孔的移動，焊接面污染或不平等因素的影響，往往會造成所需焊接的元件發(fā)生或多或少的位置移動。這種移動會對之后的工序如引線鍵合，外殼的封裝等造成困難。故在半導(dǎo)體功率模塊的封裝工藝中，須極力避免所焊接的元件在焊接過程中發(fā)生的位置移動。
[0003]傳統(tǒng)阻焊的方式一般有印刷阻焊材料以形成阻焊層或阻焊線，在焊接區(qū)域的附近加全通或半通的定位孔等。
[0004]加阻焊層或阻焊線的方式需要額外增加一道工序的成本以及阻焊材料和鋼網(wǎng)的成本，而且固化阻焊層或阻焊線需要時間和溫度。另一方面，形成阻焊層或阻焊線的過程中，會對焊接面產(chǎn)生一定的污染。另外，阻焊層或阻焊線往往會在焊接加熱過程中發(fā)生脫落，從而失去阻焊的功能。
[0005]加全通或半通的定位孔的方式?jīng)]有成本的問題，但是加孔之后，焊接面作為金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能就會受到影響。另外，形成定位孔之后，可焊接的面積就會相應(yīng)減少，焊接的元件種類因為尺寸的問題會受到限制，靈活性降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡單，方法可靠，具無污染，可控性強的用激光阻焊的功率模塊。它通過控制激光功率、線徑和樣式形成阻焊線，以控制功率模塊封裝在焊接過程中的元件移位現(xiàn)象。
[0007]本實用新型的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，所述的一種激光束阻焊的功率模塊，它主要包括半導(dǎo)體芯片、覆銅陶瓷基板(DBC)、焊料及銅基板，所述的銅基板上用激光束蝕刻形成有分別用于焊接覆銅陶瓷基板和半導(dǎo)體芯片的阻焊圖形線框，所述的半導(dǎo)體芯片和覆銅陶瓷基板分別通過焊料焊接在所述銅基板上阻焊圖形線框中。
[0008]所述用于焊接覆銅陶瓷基板的阻焊圖形線框的線徑為1mm，而用于焊接半導(dǎo)體芯片的阻焊圖形線框的線徑為0.1mm ;所述焊料距離阻焊圖形線框的區(qū)域單邊最小距離0.3_，覆銅陶瓷基板的下銅層邊緣與阻焊圖形線框的區(qū)域單邊最小距離0.4mm ;所述的激光束功率控制在一定范圍，即滿功率為1W的設(shè)備，功率控制在30%-60%之間，以形成幾十到幾百微米之間深度的阻焊線。
[0009]所述的覆銅陶瓷基板(DBC)由上表面銅層、陶瓷層和下表面銅層通過燒結(jié)形成一體，且中間的陶瓷層面積大于上下表面銅層面積；所述的銅基板表面鍍有如鎳金屬材料；所述的焊料包括焊片、焊膏。
[0010]激光阻焊的方式快速方便，便于在線式流水線作業(yè)；激光照射形成阻焊線的過程干凈無污染，不會對焊接面造成影響；激光蝕刻只在焊接表面形成10-100微米之間的阻焊線，而且該過程可控，不會影響焊接面作為導(dǎo)體的導(dǎo)電性能。此外，阻焊線的樣式可通過編程形成，靈活性強。
[0011 ] 本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，方法可靠，具無污染，可控性強等特點。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型所述銅基板上激光蝕刻示意圖。
[0013]圖2是本實用新型所述銅基板上焊接芯片及覆銅陶瓷基板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是本實用新型所述銅基板上焊接覆銅陶瓷基板的局部側(cè)面放大示意圖。
[0015]圖4是本實用新型所述銅基板上焊接芯片的局部側(cè)面放大示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面將結(jié)合附圖對本實用新型作詳細的介紹:圖1-4所示，本實用新型所述的一種激光束阻焊的功率模塊，它主要包括半導(dǎo)體芯片3、覆銅陶瓷基板2 (DBC)、焊料6及銅基板1，所述的銅基板I上用激光束蝕刻形成有分別用于焊接覆銅陶瓷基板和半導(dǎo)體芯片的阻焊圖形線框4、5，所述的覆銅陶瓷基板2和半導(dǎo)體芯片3分別通過焊料6、7焊接在所述銅基板I上阻焊圖形線框4、5中。
[0017]所述用于焊接覆銅陶瓷基板2的阻焊圖形線框4的線徑為1mm，而用于焊接半導(dǎo)體芯片3的阻焊圖形線框5的線徑為0.1mm ;所述焊料6距離阻焊圖形線框4的區(qū)域單邊最小距離0.3mm，覆銅陶瓷基板2的下銅層邊緣與阻焊圖形線框4的區(qū)域單邊最小距離0.4mm;所述焊料7距離阻焊區(qū)域5的單邊最小距離約0.1mm，覆銅陶瓷基板2的下銅層邊緣與阻焊區(qū)域4的單邊最小距離約0.2mm ;所述的激光束功率控制在一定范圍，即滿功率為1W的設(shè)備，功率控制在30%-60%之間，以形成幾十到幾百微米之間深度的阻焊線。
[0018]所述的覆銅陶瓷基板2 (DBC)由上表面銅層、陶瓷層和下表面銅層通過燒結(jié)形成一體，且中間的陶瓷層面積大于上下表面銅層面積；所述的銅基板表面鍍有如鎳金屬材料；所述的焊料6包括焊片、焊膏。
[0019]實施例:
[0020]圖1是根據(jù)功率模塊布局設(shè)計，在銅基板I上激光阻焊的一種樣式。在銅基板I上用激光蝕刻形成的阻焊圖形4、5，包括用于DBC焊接的線徑為Imm的矩形線框4，用于芯片焊接的線徑為0.1mm的矩形線框5。
[0021]圖2是貼裝好芯片3和覆銅陶瓷基板(DBC) 2的半成品功率模塊。
[0022]按圖3所示，焊料6距離阻焊區(qū)域4的單邊最小距離約0.3mm，覆銅陶瓷基板(DBC)2的下銅層邊緣與阻焊區(qū)域4的單邊最小距離約0.4mm。
[0023]按圖4所示，焊料7距離阻焊區(qū)域5的單邊最小距離約0.1mm,芯片3與阻焊區(qū)域5的單邊最小距離約0.2mm。按上述貼裝完成后進行焊接，銅基板I上的元件，即覆銅陶瓷基板(DBC) 2和芯片3可獲得比較好的定位效果。
【主權(quán)項】
1.激光束阻焊的功率模塊，它主要包括半導(dǎo)體芯片、覆銅陶瓷基板、焊料及銅基板，其特征在于所述的銅基板上用激光束蝕刻形成有分別用于焊接覆銅陶瓷基板和半導(dǎo)體芯片的阻焊圖形線框，所述的半導(dǎo)體芯片和覆銅陶瓷基板分別通過焊料焊接在所述銅基板上阻焊圖形線框中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光束阻焊的功率模塊，其特征在于所述用于焊接覆銅陶瓷基板的阻焊圖形線框的線徑為1mm，而用于焊接半導(dǎo)體芯片的阻焊圖形線框的線徑為0.1mm ;所述焊料距離阻焊圖形線框的區(qū)域單邊最小距離0.3mm，覆銅陶瓷基板的下銅層邊緣與阻焊圖形線框的區(qū)域單邊最小距離0.4mm ;所述的激光束功率控制在一定范圍，即滿功率為1W的設(shè)備，功率控制在30%-60%之間，以形成幾十到幾百微米之間深度的阻焊線。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光束阻焊的功率模塊，其特征在于所述的覆銅陶瓷基板由上表面銅層、陶瓷層和下表面銅層通過燒結(jié)形成一體，且中間的陶瓷層面積大于上下表面銅層面積；所述的銅基板表面鍍有如鎳金屬材料；所述的焊料包括焊片、焊膏。
【專利摘要】激光束阻焊的功率模塊，它主要包括半導(dǎo)體芯片、覆銅陶瓷基板、焊料及銅基板，所述的銅基板上用激光束蝕刻形成有分別用于焊接覆銅陶瓷基板和半導(dǎo)體芯片的阻焊圖形線框，所述半導(dǎo)體芯片和覆銅陶瓷基板分別通過焊料焊接在所述銅基板上阻焊圖形線框中；用于焊接覆銅陶瓷基板的阻焊圖形線框的線徑為1mm，而用于焊接半導(dǎo)體芯片的阻焊圖形線框的線徑為0.1mm；所述焊料距離阻焊圖形線框的區(qū)域單邊最小距離0.3mm，覆銅陶瓷基板的下銅層邊緣與阻焊圖形線框的區(qū)域單邊最小距離0.4mm；所述激光束功率控制在一定范圍；用激光束處理過的銅基板表面，在焊接過程中可阻止焊料和元件在熔化階段出現(xiàn)的位置移動。
【IPC分類】H01L23/495, H01L23/488
【公開號】CN204857711
【申請?zhí)枴緾N201520290138
【發(fā)明人】許林鋒
【申請人】嘉興斯達微電子有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年5月7日