[发明专利]一种平衡DBC板上应力的方法及DBC板封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种元器件贴装方法及封装结构，尤其涉及一种平衡DBC板上应力的方法及DBC板封装结构。

背景技术

在电力半导体模块的发展中，随着集成度的提高，体积减小，使得单位散热面积上的功耗增加，散热成为模块制造中的一个关键问题，而传统的模块结构（焊接式和压接式）已无法成功地解决散热问题。因此对处于散热底板和芯片之间的导热绝缘材料提出了新要求。目前，国内外电力电子行业所用此种材料一般是陶瓷-金属复合板结构，简称DBC板（Dircet Bonding Copper）。

DBC板是铜-陶瓷直接结合在一起的复合材料，具有优良的电绝缘性和导热特性，在相同功率的电力半导体中，DBC板的焊接式模块，与普通焊接式模块相比，不仅体积小，重量轻，省部件，并且具有更好的热疲劳稳定性和更高的集成度，因此当前选用DBC板作为功率模块硅芯片的承载体是业内发展方向。

功率模块主要是由两个或两个以上的电力半导体芯片按一定的电路结构相联结，用RTV（硅橡胶）、弹性硅凝胶、环氧树脂等保护材料，密封在一个绝缘的外壳内，并且与导热底板相绝缘而成的。半导体芯片需要通过锡膏贴片于底板上，并由回流焊工艺实现表面半导体芯片焊端与底板上的焊盘电气连接。芯片贴装在覆铜基板（DBC）上形成电路并散热，由于芯片与DBC的热膨胀系数存在差异，在高温回流过程中，不均匀的热应力将导致DBC发生变形，影响产品的装配且可能损伤芯片，造成可靠性失效。

如图1所示，芯片11分布基本均匀，因此热应力相对分散，对DBC板12变形影响不大。见图2所示，芯片11分布较图1所示，芯片11数量较少，DBC板12闲置空间13较大，在回流焊接时热应力分布不均，造成DBC板12翘曲，形成产品的不良性能。这种情况发生于，在相同布局设计的DBC板12上，减少芯片11或其它配件的个数可实现另一种功能，那么生产厂家便套用原有的DBC板12布局设计来生产，以降低设计成本，但此举却会引起良品率下降的问题，以目前的贴装方式，只能为新产品重新设计布局，以减小DBC翘曲变形问题。

发明内容

本发明目的是提供一种平衡DBC板上应力的方法及DBC板封装结构，采用该方法，可提高DBC布局设计的使用率，降低设计成本，且保证产品的良品率。

为达到上述目的，本发明采用的方法技术方案是：一种平衡DBC板上应力的方法，其中在所述DBC板上安装有根据电路设计布局的元器件，该元器件包括若干个芯片和配件，以及在所述芯片及配件之间留有的闲置空间处安装金属假片。

在其中一实施例中，所述金属假片为锡膏片，该锡膏片在DBC板锡膏印刷工序时生成。

在其中一实施例中，所述金属假片为铜片，该铜片与所述芯片及配件一并贴覆于DBC板上。

在其中一实施例中，所述闲置空间通过现安装于DBC板上的所述元器件数量小于该DBC板原设计布局元器件数量而获得。

在其中一实施例中，所述闲置空间通过改变DBC板上原设计布局的元器件安装位置而获得。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种具有热平衡的DBC板封装结构，包括DBC板，在DBC板上贴覆有元器件，所述元器件包括若干个芯片和配件，以及至少一个金属假片，所述金属假片设置于相邻所述芯片或芯片与配件之间的闲置空间内。

在其中一实施例中，所述金属假片由锡膏片构成。

在其中一实施例中，所述金属假片由铜片构成。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1．本发明通过在DBC板上空闲位置处贴覆金属假片，从而可利用金属假片平衡DBC板上的热应力，降低翘曲现象的出现，提高了成品的性能及美观性；

2．通过使用贴装金属假片，在不改变DBC板上原有的布局设计的情况下，可用于生产多种产品，在原先设计有元器件位置的空闲处，用金属假片来代替，不影响成品性能，同时赋予一种DBC板布局设计适应生产多个产品的能力，降低了生产成本。

3．采用锡膏作为金属假片，可直接在锡膏印刷时布置完成，形成方便，快捷。

附图说明

图1是背景技术中芯片贴装示意图Ⅰ；

图2是背景技术中芯片贴装示意图Ⅱ；

图3是本发明实施例一中DBC板的结构示意图；

图4是本发明实施例一中芯片贴装后的结构示意图；

图5是本发明实施例二DBC板的原始设计布局结构示意图；

图6是本发明实施例二中未贴装金属假片的结构示意图