[发明专利]基板定位工装

说明书

技术领域

本发明属于电子制造领域，特别涉及一种用以对基板特别是DBC基板进行定位的工装。

背景技术

对于功率型电子器件封装而言，基板除具备基本的布线（电互连）功能外，还要求具有较高的导热性、绝缘性、耐热性、耐压性和热匹配性能。因此，常用的MCPCB（金属核印刷电路板）难以满足功率型器件的封装散热要求；而对于LTCC和HTCC基板（低温或高温共烧陶瓷基板）而言，由于内部金属线路层采用丝网印刷工艺制成，易产生线路粗糙、对位不精准等问题。以DBC（直接键合铜-陶瓷基板）和DPC（直接镀铜-陶瓷基板）为代表的金属化陶瓷基板在导热、绝缘、耐压与耐热等方面性能优越，已成为功率型器件封装的首选材料，并逐渐得到市场的认可。

直接敷铜技术是利用铜的含氧共晶液直接将铜敷接在陶瓷上，其基本原理就是敷接过程前或过程中在铜与陶瓷之间引入适量的氧元素，在1065℃~1083℃范围内，铜与氧形成Cu-O共晶液，DBC技术利用该共晶液一方面与陶瓷基板发生化学反应生成CuAlO2或CuAl2O4相，另一方面浸润铜箔实现陶瓷基板与铜板的结合。直接敷铜陶瓷基板由于同时具备铜的优良导电、导热性能和陶瓷的机械强度高、低介电损耗的优点，所以得到广泛的应用。在过去的几十年里，敷铜基板在功率电子封装方面做出了很大的贡献，这主要归因于直接敷铜基板具有如下性能特点：导热性性能好，电容性能稳定，绝缘性能高，与Si的热膨胀系数相匹配，载流能力强，导电性能优越。

然而，在焊接式电力半导体模块中常常需要将DBC基板和模块底板焊接在一起，因DBC基板的焊接面积大，焊接质量要求高，DBC基板的焊接是焊接式电力半导体模块封装的关键工艺步骤之一，因此，在DBC基板焊接中需要专门的焊接定位工装对DBC基板进行焊接定位，确保DBC基板焊接位置准确，同时要求焊接定位工装使用方便，操作简单，便于拆卸，且在拆卸时不对DBC基板造成机械损伤，以免影响模块绝缘特性，降低产品合格率。

参图1所示，目前，常用的DBC基板焊接定位工装一般用DBC基板的四个侧面进行定位，焊接定位设计采用金属板镂空通孔2结构，焊接定位工装外形尺寸与模块底板4（参图2）匹配，在焊接位置对金属板1进行镂空加工，镂空通孔2外形尺寸与DBC基板外形尺寸匹配，留有0.2mm~0.5mm的裕量，便于DBC基板的放置和定位工装的拆卸。焊接定位工装与底板的定位，采用在焊接定位工装上设计定位销3，定位销与底板的安装孔位置和尺寸匹配，留有不大于+0.5mm的裕量。

结合图2所示，上述工装的使用方法为：对于焊料是焊片的焊接，首先将模块底板4水平放置，底板焊接面向上，然后将DBC基板焊接定位工装与模块底板装配，接下来依次将焊片、DBC基板垂直放入镂空定位通孔内，DBC焊接面朝下与焊片接触，最后连同DBC基板焊接定位工装一起水平放入焊接设备内进行焊接，焊接完成后，垂直向上拆除焊接定位工装。对于焊料是焊膏的焊接，首先在模块底板焊接面印刷焊膏，焊膏位置与DBC焊接位置匹配，然后将模块底板水平放置，印刷有焊膏的底板焊接面超上，然后将DBC基板焊接定位工装与模块底板装配，接下来将DBC基板垂直放入镂空定位通孔内，DBC焊接面朝下与印刷焊料接触，最后连同DBC基板焊接定位工装一起水平放入焊接设备内进行焊接，焊接完成后，垂直向上拆除焊接定位工装。

采用上述工装的缺点在于：上述因工装设计以DBC基板四边陶瓷侧面为定位面，通过镂空通孔的整个侧面来实现DBC基板定位。DBC基板焊接时，由于焊料熔化的时间先后差异，焊接DBC基板会发生不定向漂移，DBC基板边缘陶瓷侧面与镂空通孔内壁紧密接触，接触为面接触，且焊接定位工装由刚性金属材料制作，DBC基板与焊接定位工装的接触面在焊料固化应力作用下，容易出现焊接定位工装很难拆卸，如强行拆卸，就必将导致DBC基板边缘陶瓷破损，影响模块的绝缘特性，使模块成为废品。

发明内容

本发明主要针对焊接时基板会发生不定向漂移，容易导致焊接定位工装很难拆卸，造成基板边缘陶瓷破损，影响模块的绝缘特性，使模块变成废品的问题，提出一种新型的基板定位工装，消除焊接定位工装难以拆卸现象，避免模块损坏，提升产品成品率。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基板定位工装，用以对基板进行定位，所述定位工装包括主体部，所述主体部上开设有镂空部，所述镂空部配合所述基板的外形设置，其中，所述主体部上还设有至少一个抵持部，所述抵持部凸伸于所述镂空部内并与所述基板的侧壁之间实现线接触。