[发明专利]一种有利于改善热阻的底板结构

说明书

本发明公开一种有利于改善热阻的底板结构，包括：底板、第一焊料、第一凸台、第二凸台、DBC、第二焊料、芯片。属于功率模块加工领域。本发明第一凸台减薄了芯片正下方DBC与底板之间的焊料厚度，使得主散热途径上的热阻减小，从而提高产品的功率输出能力，提升产品的性能；只减薄了芯片下方DBC与底板之间的焊料，DBC与底板边缘的焊料厚度并没有减薄，且焊料疲劳裂纹的产生与扩展优先发生在边缘位置，因此不影响整个模块的抗温度循环能力；第二凸台的设计可以保证焊料在焊接过程中，最低厚度大于第二凸台的厚度，减小DBC与底板之间焊料的厚度差，从而保证模块抗温度循环的能力。

技术领域

本发明属于功率模块加工领域，具体涉及一种有利于改善热阻的底板结构。

背景技术

现今大功率模块的焊接主要是以软钎焊为主，主要以SAC305锡膏等无铅焊料为主，但是实际焊接过程中存在如下问题：

1、在焊接过程中，底板的加热和冷却都是从下表面开始传递的，导致下边面会先发生膨胀或者收缩，以及上下两面的热容不一致，会使底板没有焊料的一面发生内凹的情况，影响模块的散热。为了改善上述情况，一般会采用预变形的方式，抵消焊接过程中的变形量，但是这种操作会带来一个新的问题，由于预变形的存在，会导致焊料由于重力的作用，造成一边薄，一边厚的情况，焊料过薄会降低产品的温度循环的次数，影响产品的使用寿命；

2、由于焊料也是一层导热介质，其自身的厚度以及材质也会影响到产品的散热，从而影响到产品的功率输出能力，降低产品的性能(SAC305的热导率在58W/(m·K)，铜的导热系数在401W/(m·K))。

因此针对上述提出的问题，设计一种能够在实际焊接过程中有效改善热阻的热阻的结构是符合实际需要的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种有利于改善热阻的底板结构，解决了现有技术中底板预变形后焊料由于重力的作用，造成一边薄，一边厚的情况，从而导致焊料过薄，会降低产品的温度循环的次数，影响产品使用寿命的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种有利于改善热阻的底板结构，包括底板，所述底板为中部凹陷结构，所述底板的焊接面固定设有第一凸台和第二凸台，所述第一凸台置于第二凸台之间，所述底板的焊接面焊接有第一焊料，所述第一焊料覆盖第一凸台和第二凸台，所述第一焊料上焊接有DBC，所述DBC上焊接有第二焊料，所述第二焊料上焊接有芯片。

进一步的，所述第一凸台置于芯片的正下方。

进一步的，所述芯片的截面宽度为L1，所述第一凸台的截面宽度为L2，所述第二凸台的厚度为H1，所述第一凸台的厚度为H2，所述第二焊料的厚度为H3，所述DBC的厚度为H4，所述第一焊料的厚度为H5。

0.6H1≤H2≤0.9H1，L2≥L1+H3+H4+H5，0.2mm≤H5≤0.5mm。

进一步的，所述第二凸台阵列分布在DBC的四角，且第二凸台的结构为直径1～2mm的圆形或者面积1～4mm²的方形。

进一步的，第二凸台中心至DBC边界的垂直距离为X和Y，4mm＜X＜8mm，4mm＜Y＜8mm。

本发明的有益效果：

1、本发明提出的有利于改善热阻的底板结构，第一凸台减薄了芯片正下方DBC与底板之间的焊料厚度，使得主散热途径上的热阻减小，从而提高产品的功率输出能力，提升产品的性能；

2、本发明提出的有利于改善热阻的底板结构，只减薄了芯片下方DBC与底板之间的焊料，DBC与底板边缘的焊料厚度并没有减薄，且焊料疲劳裂纹的产生与扩展优先发生在边缘位置，因此不影响整个模块的抗温度循环能力；