一种可提高焊接质量的DBC结构的制作方法

本发明属于igbt技术领域，涉及一种dbc结构，尤其是一种可提高焊接质量的dbc结构。

背景技术：

dbc(铜直接键合)作为igbt(绝缘栅双极晶体管)器件的关键配件，通常由上铜层、中陶瓷绝缘层及下铜层组成，其主要作用包括实现多芯片以不同拓扑结构互联、实现器件的电气隔离、作为器件的主要散热通道等。其中，dbc下铜层通常通过焊料被焊接在igbt底板上，主要用于实现dbc与底板间的连接。

因为底板与dbc下铜层连接的面为一平面，为了实现较为平整的焊接，现有dbc下铜层表面通常也被设计制造为一个平面，具体如图1所示。

焊接过程中，dbc下铜层与底板上表面间的焊料要经过固-液-固相变，由于焊接参数、工装结构、配件结构等的差异，很难保证焊接层的厚度均匀性，而焊料的厚度不一致又极有可能产生堆焊(焊料在dbc周边某些区域堆积)等现象，影响器件成品率，同时也增加了键合工艺失效的风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种可提高焊接质量的dbc结构。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种可提高焊接质量的dbc结构，包括中陶瓷绝缘层以及设置在中陶瓷绝缘层两侧的下铜层和上铜层，在下铜层的焊接面上分布有若干凸起。

进一步，上述凸起与下铜层为一体。

进一步，上述凸起的高度与焊片厚度保持一致。

进一步，上述凸起的高度与焊片厚度略小。

进一步，上述凸起为圆柱体。

进一步，至少在下铜层的焊接面的四角各设置有一凸起，至少在下铜层的焊接面的中心设置有一凸起。

本发明具有以下有益效果：

采用本发明dbc结构在进行dbc与底板的焊接时，dbc下铜层与底板上表面间的焊料融化，dbc受到自身重力及工装配重等下落，直至下铜层凸起接触到底板上表面，此时由于由dbc下铜层焊接面、凸起高度及底板上表面组成的长方体空间体积与焊料体积基本一致，焊料会在这个空间内均匀分布，从而有效提高dbc下铜层与底板上表面间焊接层的厚度均匀性，最终提高整个工艺过程的成品率及最终产品的可靠性。

附图说明

图1为现有技术中dbc结构示意图；

图2为本发明的dbc结构示意图；

图3为本发明的dbc结构的最终焊接效果示意图。

其中：1为下铜层；2为中陶瓷绝缘层；3为上铜层；4为凸起；5为底板；6为焊料。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图2：本发明可提高焊接质量的dbc结构，包括中陶瓷绝缘层2以及设置在中陶瓷绝缘层两侧的下铜层1和上铜层3，其特征在于，在下铜层1的焊接面上分布有若干凸起4。

在本发明的最佳实施例中，凸起4与下铜层1为一体。凸起4的高度与焊片厚度保持一致。或者凸起4的高度与焊片厚度略小。

在本发明的实施例中，凸起4为圆柱体。至少在下铜层1的焊接面的四角各设置有一凸起4，至少在下铜层1的焊接面的中心设置有一凸起4。

综上所述，本发明其与传统的dbc结构的主要区别在于新的dbc下铜层焊接面上分布有一定高度的凸起，这些凸起与下铜层为一体，高度与焊片厚度保持一致或略小，其存在可以确保焊料厚度的均匀性，进行dbc与底板间的焊接，其最终效果如图3所示。由于这一结构在dbc生产过程中形成，不会增加封装工艺的复杂性，同样不会影响封装效率。

本发明的dbc结构中的凸起高度、位置、数量、形状、材料等不限于专利中所提及，对于依靠dbc下铜层上的凸起来解决焊料厚度均匀性及堆焊的问题均适用。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种可提高焊接质量的DBC结构，包括中陶瓷绝缘层以及设置在中陶瓷绝缘层两侧的下铜层和上铜层，在下铜层的焊接面上分布有若干凸起。采用本发明DBC结构在进行DBC与底板的焊接时，DBC下铜层与底板上表面间的焊料融化，DBC受到自身重力及工装配重等下落，直至下铜层凸起接触到底板上表面，此时由于由DBC下铜层焊接面、凸起高度及底板上表面组成的长方体空间体积与焊料体积基本一致，焊料会在这个空间内均匀分布，从而有效提高DBC下铜层与底板上表面间焊接层的厚度均匀性，最终提高整个工艺过程的成品率及最终产品的可靠性。

技术研发人员：于凯
受保护的技术使用者：西安中车永电电气有限公司
技术研发日：2017.06.30
技术公布日：2017.11.17