一種平衡dbc板上應(yīng)力的方法及dbc板封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種平衡DBC板上應(yīng)力的方法及DBC板封裝結(jié)構(gòu)，貼覆于DBC板上的元器件包括芯片、配件以及金屬假片，在根據(jù)設(shè)計布局貼覆所述芯片及配件后，DBC板上留有的閑置空間處貼覆所述金屬假片，使DBC板上貼覆的元器件均勻分布，獲得均勻的熱應(yīng)力。本發(fā)明運用金屬假片對空閑區(qū)域的填充，均衡了DBC板受熱產(chǎn)生的熱應(yīng)力，減少了DBC板的翹曲現(xiàn)象，同時賦予同一DBC板布局設(shè)計可適應(yīng)生產(chǎn)多個產(chǎn)品的能力，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種平衡DBC板上應(yīng)力的方法及DBC板封裝結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種元器件貼裝方法及封裝結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種平衡DBC板上應(yīng)力的 方法及DBC板封裝結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在電力半導(dǎo)體模塊的發(fā)展中，隨著集成度的提高，體積減小，使得單位散熱面積上 的功耗增加，散熱成為模塊制造中的一個關(guān)鍵問題，而傳統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)(焊接式和壓接式） 已無法成功地解決散熱問題。因此對處于散熱底板和芯片之間的導(dǎo)熱絕緣材料提出了新要 求。目前，國內(nèi)外電力電子行業(yè)所用此種材料一般是陶瓷-金屬復(fù)合板結(jié)構(gòu)，簡稱DBC板 (Dircet Bonding Copper)。
[0003] DBC板是銅-陶瓷直接結(jié)合在一起的復(fù)合材料，具有優(yōu)良的電絕緣性和導(dǎo)熱特性， 在相同功率的電力半導(dǎo)體中，DBC板的焊接式模塊，與普通焊接式模塊相比，不僅體積小，重 量輕，省部件，并且具有更好的熱疲勞穩(wěn)定性和更高的集成度，因此當前選用DBC板作為功 率模塊硅芯片的承載體是業(yè)內(nèi)發(fā)展方向。
[0004] 功率模塊主要是由兩個或兩個以上的電力半導(dǎo)體芯片按一定的電路結(jié)構(gòu)相聯(lián)結(jié)， 用RTV(硅橡膠)、彈性硅凝膠、環(huán)氧樹脂等保護材料，密封在一個絕緣的外殼內(nèi)，并且與導(dǎo)熱 底板相絕緣而成的。半導(dǎo)體芯片需要通過錫膏貼片于底板上，并由回流焊工藝實現(xiàn)表面半 導(dǎo)體芯片焊端與底板上的焊盤電氣連接。芯片貼裝在覆銅基板（DBC)上形成電路并散熱， 由于芯片與DBC的熱膨脹系數(shù)存在差異，在高溫回流過程中，不均勻的熱應(yīng)力將導(dǎo)致DBC發(fā) 生變形，影響產(chǎn)品的裝配且可能損傷芯片，造成可靠性失效。
[0005] 如圖1所示，芯片11分布基本均勻，因此熱應(yīng)力相對分散，對DBC板12變形影響 不大。見圖2所示，芯片11分布較圖1所示，芯片11數(shù)量較少，DBC板12閑置空間13較 大，在回流焊接時熱應(yīng)力分布不均，造成DBC板12翹曲，形成產(chǎn)品的不良性能。這種情況發(fā) 生于，在相同布局設(shè)計的DBC板12上，減少芯片11或其它配件的個數(shù)可實現(xiàn)另一種功能， 那么生產(chǎn)廠家便套用原有的DBC板12布局設(shè)計來生產(chǎn)，以降低設(shè)計成本，但此舉卻會引起 良品率下降的問題，以目前的貼裝方式，只能為新產(chǎn)品重新設(shè)計布局，以減小DBC翹曲變形 問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的是提供一種平衡DBC板上應(yīng)力的方法及DBC板封裝結(jié)構(gòu)，采用該方法， 可提高DBC布局設(shè)計的使用率，降低設(shè)計成本，且保證產(chǎn)品的良品率。
[0007] 為達到上述目的，本發(fā)明采用的方法技術(shù)方案是：一種平衡DBC板上應(yīng)力的方法， 其中在所述DBC板上安裝有根據(jù)電路設(shè)計布局的元器件，該元器件包括若干個芯片和配 件，以及在所述芯片及配件之間留有的閑置空間處安裝金屬假片。
[0008] 在其中一實施例中，所述金屬假片為錫膏片，該錫膏片在DBC板錫膏印刷工序時 生成。
[0009] 在其中一實施例中，所述金屬假片為銅片，該銅片與所述芯片及配件一并貼覆于 DBC板上。
[0010] 在其中一實施例中，所述閑置空間通過現(xiàn)安裝于DBC板上的所述元器件數(shù)量小于 該DBC板原設(shè)計布局元器件數(shù)量而獲得。
[0011] 在其中一實施例中，所述閑置空間通過改變DBC板上原設(shè)計布局的元器件安裝位 置而獲得。
[0012] 為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種具有熱平衡的DBC板封裝結(jié)構(gòu)， 包括DBC板，在DBC板上貼覆有元器件，所述元器件包括若干個芯片和配件，以及至少一個 金屬假片，所述金屬假片設(shè)置于相鄰所述芯片或芯片與配件之間的閑置空間內(nèi)。
[0013] 在其中一實施例中，所述金屬假片由錫膏片構(gòu)成。
[0014] 在其中一實施例中，所述金屬假片由銅片構(gòu)成。
[0015] 由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：
[0016] 1.本發(fā)明通過在DBC板上空閑位置處貼覆金屬假片，從而可利用金屬假片平衡 DBC板上的熱應(yīng)力，降低翹曲現(xiàn)象的出現(xiàn)，提高了成品的性能及美觀性；
[0017] 2.通過使用貼裝金屬假片，在不改變DBC板上原有的布局設(shè)計的情況下，可用于 生產(chǎn)多種產(chǎn)品，在原先設(shè)計有元器件位置的空閑處，用金屬假片來代替，不影響成品性能， 同時賦予一種DBC板布局設(shè)計適應(yīng)生產(chǎn)多個產(chǎn)品的能力，降低了生產(chǎn)成本。
[0018] 3.采用錫膏作為金屬假片，可直接在錫膏印刷時布置完成，形成方便，快捷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是【背景技術(shù)】中芯片貼裝示意圖I ;
[0020] 圖2是【背景技術(shù)】中芯片貼裝示意圖II ;
[0021] 圖3是本發(fā)明實施例一中DBC板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖4是本發(fā)明實施例一中芯片貼裝后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖5是本發(fā)明實施例二DBC板的原始設(shè)計布局結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖6是本發(fā)明實施例二中未貼裝金屬假片的結(jié)構(gòu)示意圖
[0025] 圖7是本發(fā)明實施例二中金屬假片貼裝后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 其中：1、DBC板；2、芯片；3、配件；4、金屬假片；5、閑置空間；11、芯片；12、DBC板； 13、閑置空間。

【具體實施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述：
[0028] 實施例一：參見圖3?4所不，一種平衡DBC板上應(yīng)力的方法及DBC板封裝結(jié)構(gòu)， 在蝕刻好紋路的DBC板1上貼覆元器件，貼覆的元器件包括四個芯片2、四個配件3以及三 個金屬假片4,在根據(jù)設(shè)計布局貼覆所述芯片2及配件3后，DBC板1上留有的閑置空間5 處貼覆所述金屬假片4,使DBC板1上貼覆的元器件均勻分布，獲得均勻的熱應(yīng)力。上述金 屬假片為，由金屬材料制成的金屬薄片，代替芯片位置，通電但不沒有芯片功能，目的為平 衡DBC板的熱應(yīng)力。
[0029] 如圖3所示，本實施例中，所述金屬假片4為錫膏片，該錫膏片在DBC板錫膏印刷 工序時生成。所述閑置空間5通過減少安裝于DBC板上的元器件數(shù)量而獲得，具體為：芯片 2數(shù)量由六個減少為四個，配件3數(shù)量由六個減少為四個，從而通過三個金屬假片4補充貼 裝。
[0030] 通過金屬假片4對DBC板1上閑置空間5處的貼覆，盡可能的在DBC板1上已蝕 刻的每一空閑區(qū)域內(nèi)都布置有較為均勻的元器件，彌補了以往閑置空間5過大，在回流焊 后引起DBC板1翹曲的不良現(xiàn)象，由金屬假片4均衡后的元器件分布，減小了 DBC板1上的 空占比，回流焊后基本無翹曲，產(chǎn)品性能得到保證。
[0031] 實施例二：參見圖5?7所示，一種平衡DBC板上應(yīng)力的方法及DBC板封裝結(jié)構(gòu)， 在本實施例中，元器件貼裝方法與實施例一相類似，不同點在于所述金屬假片4為銅片，該 銅片與所述芯片2及配件3 -同貼覆于DBC板1上。所述閑置空間5通過改變DBC板1上 原設(shè)計布局的元器件安裝位置而獲得，具體為：通過圖5與圖6的對比，配件3及芯片2均 移動了安裝位置，從而獲得了閑置空間5,以銅片貼補閑置空間5,類似于芯片2或配件3的 貼覆，如圖7所不，但不參加任何電路功能，不影響廣品的功能，同時提1?了廣品的良品率。
[0032] 由于DBC板上芯片分布的不均勻而造成在回流焊過程中，整塊DBC板上覆蓋有元 器件的位置與空閑位置處的熱應(yīng)力大小不一致，為彌補該問題，本發(fā)明中運用到金屬假片， 該金屬假片可以采用現(xiàn)有金屬材質(zhì)制成的薄片構(gòu)成，如銅片等，類似于該處設(shè)置了元器件， 利用金屬假片平衡DBC板空閑處的熱應(yīng)力作用，從而降低DBC板翹曲現(xiàn)象。通過使用該貼 裝方法，在不改變DBC板上原有的布局設(shè)計的情況下，可用于生產(chǎn)多種產(chǎn)品，在原先設(shè)計有 元器件位置的空閑處(如省去了原有元器件或改變了元器件位置而造成的空閑位)，用金屬 假片來代替，不影響成品性能，同時可省去DBC板布局設(shè)計費用，降低成本。
[0033] 綜上所述實施例僅表達了本發(fā)明的集中實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來 說，在不拖累本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都是屬于本發(fā)明的保 護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1. 一種平衡DBC板上應(yīng)力的方法，其中在所述DBC板上安裝有根據(jù)電路設(shè)計布局的元 器件，該元器件包括若干個芯片和配件，其特征在于：在所述芯片及配件之間留有的閑置空 間處安裝金屬假片。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡DBC板上應(yīng)力的方法，其特征在于：所述金屬假片為錫 膏片，該錫膏片在DBC板錫膏印刷工序時生成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡DBC板上應(yīng)力的方法，其特征在于：所述金屬假片為銅 片，該銅片與所述芯片及配件一并貼覆于DBC板上。
4. 根據(jù)權(quán)利1所述的平衡DBC板上應(yīng)力的方法，其特征在于：所述閑置空間通過現(xiàn)安 裝于DBC板上的所述元器件數(shù)量小于該DBC板原設(shè)計布局元器件數(shù)量而獲得。
5. 根據(jù)權(quán)利1所述的平衡DBC板上應(yīng)力的方法，其特征在于：所述閑置空間通過改變 DBC板上原設(shè)計布局的元器件安裝位置而獲得。
6. -種具有熱平衡的DBC板封裝結(jié)構(gòu)，包括DBC板，在DBC板上貼覆有元器件，所述元 器件包括若干個芯片和配件，其特征在于：還包括有至少一個金屬假片，所述金屬假片設(shè)置 于相鄰所述芯片或芯片與配件之間的閑置空間內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有熱平衡的DBC板封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述金屬假片 由錫膏片構(gòu)成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有熱平衡的DBC板封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述金屬假片 由銅片構(gòu)成。
【文檔編號】H01L23/31GK104124213SQ201310157325
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月28日
【發(fā)明者】魏元華, 劉曉明, 龔平, 吳俊 , 楊文波 申請人:無錫華潤安盛科技有限公司