[实用新型]电路基板及功率模块有效
申请号: | 201220624171.8 | 申请日: | 2012-11-22 |
公开(公告)号: | CN202889780U | 公开(公告)日: | 2013-04-17 |
发明(设计)人: | 耿利敏;李金康;王建峰;贾允 | 申请(专利权)人: | 大陆汽车投资(上海)有限公司 |
主分类号: | H05K1/02 | 分类号: | H05K1/02;H05K1/18 |
代理公司: | 北京市中咨律师事务所 11247 | 代理人: | 吴鹏;马江立 |
地址: | 20008*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 路基 功率 模块 | ||
技术领域
本实用新型涉及电路板的设计,特别涉及应用直接键合铜(DBC,Direct Bonding Copper)技术的电路基板及功率模块的设计。
背景技术
直接键合铜基板是功率模块用的标准电路板。利用直接键合铜技术的厚铜箔可粘覆在氧化铝或氮化铝等陶瓷材料上。由于铜与陶瓷键合的强粘附能力,可使其水平方向的热膨胀系数减小到略大于陶瓷的热膨胀系数。这样,无需用热膨胀系数补偿片(如:钨、钼片)就可将大尺寸硅芯片直接焊接在此基板上。直接键合铜技术的这一优势使得应用该技术的功率模块被广泛应用于汽车电子领域,例如电动汽车和混合动力汽车中的逆变器。
目前,在基于铜基板的功率模块的设计及制造中,通常将直接键合铜基板通过焊接的方式固定在底层的铜基板上。但是,在功率模块的实际使用中发现,直接键合铜基板和铜基板间的焊料层会发生破裂,由此将导致功率模块的使用寿命缩短。
因此,如何能够改善上述缺陷以提高功率模块的使用寿命成为了目前研发人员关注的重点。
实用新型内容
本实用新型解决的问题是提供一种电路基板及使用该电路基板的功率模块,以提高功率模块的使用寿命。
为了解决上述问题,本实用新型提供的电路基板包括:直接键合铜基板和铜基板,直接键合铜基板与铜基板间具有焊料填充区;其中,铜基板面向直接键合铜基板处具有多个凸包,所述凸包的高度等于焊料填充区的高度。
本发明的功率模块包括上述的电路基板、位于所述焊料填充区中的焊料层以及焊接于直接键合铜基板上的功率芯片。
与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:通过所述凸包限定了焊料填充区中焊料的填充高度,当采用较厚的焊料时,其在遭受热冲击时受到的剪切应力较小,从而改善了焊料层破裂的情况,提高了功率模块的使用寿命。
附图说明
图1是现有技术基于铜基板的一种功率模块中焊料层受热冲击前后的形态变化示意图;
图2是本实用新型功率模块的一种实施例示意图;
图3是图2中焊料层受热冲击前后的形态变化示意图。
具体实施方式
下面参照附图描述根据本实用新型的实施例的散热衬底的制造方法。在下面的描述中,阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本实用新型。但是,对于所属技术领域内的技术人员明显的是,本实用新型的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外,应当理解的是,本实用新型并不限于所介绍的特定实施例。相反,可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本实用新型,而无论它们是否涉及不同的实施例。因此,下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定,除非在权利要求中明确提出。
针对背景技术中所提到的焊料层破裂的问题,本实用新型的发明人在经过详细地检测及研究后发现:功率模块中功率芯片在工作时会产生较高的热量,形成了对其下由直接键合铜基板及铜基板构成的电路基板的热冲击。而遭受该热冲击时,焊料层两边的铜产生的热膨胀程度存在较大差异,由该差异产生了位于焊料层和铜基板间较大的剪切应力(Von Mises stress)。而正是该剪切应力导致了焊料层发生破裂。
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