[实用新型]一种用于IGBT器件大翘曲度长基板的焊接工装

说明书

本实用新型公开了一种用于IGBT器件大翘曲度长基板的焊接工装，旨在解决IGBT器件焊接过程中铜基板预弯翘曲度过大容易出现焊接变形的技术问题。所述焊接工装包括限位框、接触面板和底板，底板固定在限位框内部，底板与限位框形成焊接凹槽，接触面板放置在焊接凹槽内，接触面板的上表面为下凹曲面，且下凹曲面的曲面率与IGBT器件的散热铜基板的曲面率一致，接触面板的下表面与底板贴合，底板的底部镂空。本实用新型能够增大铜基板与焊接热板的接触面积，避免焊接变形，提高焊接的效率和可靠性，进而提高整个IGBT器件的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及一种用于IGBT器件大翘曲度长基板的焊接工装，属于功率半导体器件封装技术领域。

背景技术

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）是绝缘栅双极晶体管的简称，广泛应用于工业控制、电力系统、机车牵引、风力发电、汽车动力等领域。目前IGBT器件大多使用焊接式封装形式，焊接式器件的核心结构是芯片、焊接层、衬板、焊接层和散热铜板，封装成器件后散热铜基板的另外一面与冷却板接触，该面中心位置微凸（翘曲度为0~0.2mm），该面与冷却板之间有一层导热硅脂填充层，用于去除间隙中的气泡提高散热效率。由于焊接衬板和散热铜基板之间的热膨胀系数差别较大，所以在焊接后平的铜基板容易出现反凹（与冷却板的接触面是凹的），为了使焊接后的冷却面是微凸的，需要对铜基板进行预弯处理。

如果预弯翘曲度不够，无法解决反凹的问题，如果预弯翘曲度过大，其与焊接热板的接触面较小，特别是基板长边两端距离加热板距离较大，基板不同区域升温曲线差异较大，会导致焊料融化先后时间有差异，进而导致衬板与铜基板之间的焊接面焊层厚度分布不均和缺锡现象。此外，衬板与铜基板之间的焊层作为散热通道，一旦该焊层失效会导致芯片在工作过程中产生大量的热无法散出而失效。因此如何降低铜基板与衬板之间的焊层应力，提高该层的可靠性对于提高整个IGBT器件的可靠性至关重要。

目前主要通过以下两种方法来避免预弯翘曲度过大问题：1、基板焊接时的加热面是平面，焊接时预弯后基板的凹面置于上方，衬板通过限位工装置于凹面上进行焊接，焊接后基板在焊接应力的作用下发生反凹，使其恢复到另一面微凸的程度，但是这样的操作只适用于尺寸较小的铜基板，当铜基板尺寸增大，焊接面随之增大，焊接后的反凹翘曲度增大，相应的铜基板预弯程度增大，会导致部分衬板在焊接过程中不在一个平面上，从而焊层厚度分布不均，降低器件可靠性；2、通过改变材质来提高基板与衬板之间的匹配度，选择CTE与衬板相近、导热好的材料，如AlSiC等，但是这种方法的成本较高。

发明内容

针对现有技术中IGBT器件焊接过程中铜基板预弯翘曲度过大容易出现焊接变形的问题，本实用新型提出了一种用于IGBT器件大翘曲度长基板的焊接工装，焊接工装内设置有与IGBT器件的散热铜基板曲面率一致的曲面结构，焊接时工装可以固定住铜基板并与铜基板紧密贴合，增大铜基板与焊接热板的接触面积，避免焊接变形，提高焊接的效率和可靠性，进而提高整个IGBT器件的可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术手段：

本实用新型提出了一种用于IGBT器件大翘曲度长基板的焊接工装，包括限位框、接触面板和底板，所述底板固定在限位框内部，底板与限位框形成焊接凹槽，所述接触面板放置在焊接凹槽内，接触面板的上表面为下凹曲面，且下凹曲面的曲面率与IGBT器件的散热铜基板的曲面率一致，接触面板的下表面与底板贴合，所述底板的底部镂空。

进一步的，所述底板的底部设有多个镂空点，且靠近底部边缘的镂空点的镂空深度大于靠近底部中心的镂空点的镂空深度。

进一步的，所述镂空点的横截面为圆形或矩形。

进一步的，所述底板的底部边缘设有条状镂空结构。

进一步的，所述接触面板包括多个活动板块，所述活动板块依次放置在焊接凹槽内，相邻两个活动板块之间设有空隙，所有活动板块的上表面构成一个下凹曲面。