CN102760702A - 基板及应用该基板的电子器件 - Google Patents
基板及应用该基板的电子器件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102760702A CN102760702A CN201210249211XA CN201210249211A CN102760702A CN 102760702 A CN102760702 A CN 102760702A CN 201210249211X A CN201210249211X A CN 201210249211XA CN 201210249211 A CN201210249211 A CN 201210249211A CN 102760702 A CN102760702 A CN 102760702A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- metal level
- welding
- copper
- potsherd
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基板，包括陶瓷片以及形成在所述陶瓷片上的金属层，所述金属层上定义有焊接区，所述金属层上开设有若干通孔，所述通孔形成于所述焊接区的四周。本发明还公开了一种应用上述基板的电子器件。本发明通过在基板的铜层上面，围绕芯片的焊接区域周围开出相应数量的孔。在高温条件下，焊料融化为液态，由于表面张力的作用，焊料不会溢出通孔的边界从而达到阻焊的作用。该设计能够解决焊料的溢出问题，并且阻焊效果不受焊接温度的影响，同时由于未使用阻焊材料，降低了成本。
Description
技术领域
本发明属于电子制造领域，特别涉及一种金属-陶瓷基板及应用该基板的电子器件。
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、绝缘、耐热、耐压能力与热匹配性能。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：热性能好、电容性能、高的绝缘性能、Si相匹配的热膨胀系数、电性能优越以及载流能力强。
DPC亦称为直接镀铜基板，DPC基板工艺为例：首先将陶瓷基板做前处理清洁，利用薄膜专业制造技术－真空镀膜方式于陶瓷基板上溅镀结合于铜金属复合层，接着以黄光微影之光阻被覆曝光、显影、蚀刻、去膜工艺完成线路制作，最后再以电镀/化学镀沉积方式增加线路的厚度，待光阻移除后即完成金属化线路制作。
在IGBT模块制造中，芯片与DBC或DPC基板之间的焊接非常关键。芯片与DBC或DPC基板之间通过焊料在高温条件先进行焊接，焊料在高温条件下融化，如果不加以限制，融化的焊料将外溢，会造成电路短路、沾污非焊接区域等问题。因此在DBC或DPC设计中需要考虑阻焊设计，以防止焊料外溢造成电路短路、沾污非焊接区域，达到保护电路的目的。
目前比较普遍的阻焊技术是在DBC基板或DPC基板焊接区域涂刷阻焊材料，将融化的焊料限定在焊接区域。但是现有的阻焊层材料有一定的温度局限，在超过一定温度后，会失去阻焊作用，不能起到阻焊的作用。同时阻焊材料的成本相对较高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是提供一种基板及应用该基板的电子器件，不但可以实现阻焊，而且阻焊的效果不受焊接温度的影响，成本低。
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，包括陶瓷片以及形成在所述陶瓷片上的金属层，其中，所述金属层上定义有焊接区，所述金属层上开设有若干通孔，所述通孔形成于所述焊接区的四周。
作为本发明的进一步改进，所述金属层为铜层。
作为本发明的进一步改进，所述金属层包括第一金属层和第二金属层，所述第一金属层和第二金属层分别位于所述陶瓷片的两侧。
作为本发明的进一步改进，所述陶瓷片为氧化铝、氮化铝、氧化铍或碳化硅。
作为本发明的进一步改进，所述金属层为铜合金。
作为本发明的进一步改进，所述铜合金为铜锰合金、铜锌合金、铜铝合金、铜镁合金、铜锆合金或铜镍镁合金。
本发明还公开了一种电子器件，包括基板及焊接于所述基板上的芯片，所述基板包括陶瓷片以及形成在所述陶瓷片上的金属层，其中，所述金属层上定义有焊接区，所述金属层上开设有若干通孔，所述通孔形成于所述焊接区的四周。
与现有技术相比，本发明通过在基板的铜层上面，围绕芯片的焊接区域周围开出相应数量的孔。在高温条件下，焊料融化为液态，由于表面张力的作用，焊料不会溢出通孔的边界从而达到阻焊的作用。该设计能够解决焊料的溢出问题，并且阻焊效果不受焊接温度的影响，同时由于未使用阻焊材料，降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明具体实施例中基板的结构示意图；
图2所示为本发明具体实施例中电子器件的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种基板，包括陶瓷片以及形成在所述陶瓷片上的金属层，所述金属层上定义有焊接区，所述金属层上开设有若干通孔，所述通孔形成于所述焊接区的四周。
本发明实施例还公开了一种电子器件，包括基板及焊接于所述基板上的芯片，所述基板包括陶瓷片以及形成在所述陶瓷片上的金属层，所述金属层上定义有焊接区，所述金属层上开设有若干通孔，所述通孔形成于所述焊接区的四周。
基板的阻焊设计是通过改变基板的物理结构来达到阻焊的目的，具体是在焊接区的四周开设有若干通孔，在高温条件下，焊料融化为液态，由于表面张力的作用，焊料不会溢出通孔的边界从而达到阻焊的作用。该设计能够解决焊料的溢出问题，并且阻焊效果不受焊接温度的影响，同时由于未使用阻焊材料，降低了成本。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1所示为本发明具体实施例中基板的结构示意图。
参图1所示，基板10包括陶瓷片11以及形成在陶瓷片11上金属层12。
陶瓷片11可以选自氧化铝、氮化铝、氧化铍或碳化硅。
金属层12包括第一金属层和第二金属层，第一金属层和第二金属层分别形成于陶瓷片11的上下两侧。
在其他实施例中，金属层12可以仅形成于陶瓷片11的一侧。
金属层12的材质优选为铜，也可以为铜合金，当为铜合金时，优选为铜锰合金、铜锌合金、铜铝合金、铜镁合金、铜锆合金或铜镍镁合金。
金属层12的表面上定义有焊接区13，金属层12上开设有若干的通孔121，通孔121形成于焊接区13的四周。
通孔121的形状可以圆形、方形、椭圆形或其他不规则形状的孔，本发明并不作限制。
图2所示为本发明具体实施例中电子器件的结构示意图。
参图2所示，电子器件20包括基板及焊接于基板上的芯片23。
基板包括陶瓷片21以及形成在陶瓷片21上金属层22。
陶瓷片21可以选自氧化铝、氮化铝、氧化铍或碳化硅。
金属层22包括第一金属层和第二金属层，第一金属层和第二金属层分别形成于陶瓷片21的上下两侧。
在其他实施例中，金属层22可以仅形成于陶瓷片21的一侧。
金属层22的材质优选为铜，也可以为铜合金，当为铜合金时，优选为铜锰合金、铜锌合金、铜铝合金、铜镁合金、铜锆合金或铜镍镁合金。
金属层22的表面上定义有焊接区，金属层22上开设有若干的通孔221，通孔221形成于焊接区的四周。芯片23通过焊料在高温条件下焊接在上述焊接区。
通孔221的形状可以圆形、方形、椭圆形或其他不规则形状的孔，本发明并不作限制。
由于通孔的存在，在高温条件下，焊料融化为液态，由于表面张力的作用，焊料不会溢出通孔的边界从而达到阻焊的作用，该设计能够解决焊料溢出的问题，并且阻焊效果不受焊接温度的影响，同时由于该阻焊设计是对基板的物理结构改进，无需使用阻焊材料，降低了成本。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种基板，包括陶瓷片以及形成在所述陶瓷片上的金属层，其特征在于：所述金属层上定义有焊接区，所述金属层上开设有若干通孔，所述通孔形成于所述焊接区的四周。
2.根据权利要求1所述的基板，其特征在于：所述金属层为铜层。
3.根据权利要求1所述的基板，其特征在于：所述金属层包括第一金属层和第二金属层，所述第一金属层和第二金属层分别位于所述陶瓷片的两侧。
4.根据权利要求1所述的基板，其特征在于：所述陶瓷片为氧化铝、氮化铝、氧化铍或碳化硅。
5.根据权利要求1所述的基板，其特征在于：所述金属层为铜合金。
6.根据权利要求5所述的基板，其特征在于：所述铜合金为铜锰合金、铜锌合金、铜铝合金、铜镁合金、铜锆合金或铜镍镁合金。
7.一种电子器件，包括基板及焊接于所述基板上的芯片，所述基板包括陶瓷片以及形成在所述陶瓷片上的金属层，其特征在于：所述金属层上定义有焊接区，所述金属层上开设有若干通孔，所述通孔形成于所述焊接区的四周。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210249211XA CN102760702A (zh) | 2012-07-18 | 2012-07-18 | 基板及应用该基板的电子器件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210249211XA CN102760702A (zh) | 2012-07-18 | 2012-07-18 | 基板及应用该基板的电子器件 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102760702A true CN102760702A (zh) | 2012-10-31 |
Family
ID=47055099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210249211XA Pending CN102760702A (zh) | 2012-07-18 | 2012-07-18 | 基板及应用该基板的电子器件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102760702A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103117255A (zh) * | 2013-02-05 | 2013-05-22 | 西安永电电气有限责任公司 | Dbc基板 |
| CN103269565A (zh) * | 2013-05-02 | 2013-08-28 | 广东威创视讯科技股份有限公司 | 一种电源模块的封装设计方法 |
| CN103350541A (zh) * | 2013-06-06 | 2013-10-16 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 陶瓷金属化结构及制造该结构的方法 |
| WO2015010586A1 (zh) * | 2013-07-23 | 2015-01-29 | 西安永电电气有限责任公司 | 一种挖槽阻焊型igbt模块底板 |
| CN109478521A (zh) * | 2016-07-26 | 2019-03-15 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置 |
| CN110459668A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-15 | 国网河南省电力公司邓州市供电公司 | 一种大功率led散热基板的制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008153455A (ja) * | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 超小型電力変換装置 |
| CN101534600A (zh) * | 2008-03-11 | 2009-09-16 | 英业达科技有限公司 | 印刷电路板 |
| CN201556637U (zh) * | 2009-04-16 | 2010-08-18 | 张成邦 | 一种大功率led封装基板 |
-
2012
- 2012-07-18 CN CN201210249211XA patent/CN102760702A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008153455A (ja) * | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 超小型電力変換装置 |
| CN101534600A (zh) * | 2008-03-11 | 2009-09-16 | 英业达科技有限公司 | 印刷电路板 |
| CN201556637U (zh) * | 2009-04-16 | 2010-08-18 | 张成邦 | 一种大功率led封装基板 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103117255A (zh) * | 2013-02-05 | 2013-05-22 | 西安永电电气有限责任公司 | Dbc基板 |
| CN103269565A (zh) * | 2013-05-02 | 2013-08-28 | 广东威创视讯科技股份有限公司 | 一种电源模块的封装设计方法 |
| CN103269565B (zh) * | 2013-05-02 | 2015-10-28 | 广东威创视讯科技股份有限公司 | 一种电源模块的封装设计方法 |
| CN103350541A (zh) * | 2013-06-06 | 2013-10-16 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 陶瓷金属化结构及制造该结构的方法 |
| CN103350541B (zh) * | 2013-06-06 | 2015-05-20 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 陶瓷金属化结构及制造该结构的方法 |
| WO2015010586A1 (zh) * | 2013-07-23 | 2015-01-29 | 西安永电电气有限责任公司 | 一种挖槽阻焊型igbt模块底板 |
| CN109478521A (zh) * | 2016-07-26 | 2019-03-15 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置 |
| CN109478521B (zh) * | 2016-07-26 | 2022-10-11 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置 |
| CN110459668A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-15 | 国网河南省电力公司邓州市供电公司 | 一种大功率led散热基板的制备方法 |
| CN110459668B (zh) * | 2019-08-16 | 2020-12-25 | 国网河南省电力公司邓州市供电公司 | 一种大功率led散热基板的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102760702A (zh) | 基板及应用该基板的电子器件 | |
| KR101690820B1 (ko) | 히트 싱크 부착 파워 모듈용 기판의 제조 방법, 히트 싱크 부착 파워 모듈용 기판 및 파워 모듈 | |
| CN102576697B (zh) | 功率模块用基板、带散热器的功率模块用基板、功率模块、功率模块用基板的制造方法及带散热器的功率模块用基板的制造方法 | |
| KR101049698B1 (ko) | Ｌｅｄ 어레이 모듈 및 이의 제조방법 | |
| TW200425808A (en) | Intermediate board, intermediate board with a semiconductor device, substrate board with an intermediate board, structural member including a semiconductor device, an intermediate board and a substrate board, and method of producing an intermediate board | |
| CN106031315B (zh) | 电路基板及电路基板组件 | |
| CN104900782A (zh) | 具有隔离件的散热增益型线路板制作方法 | |
| CN104508846A (zh) | 热电转换模块 | |
| JP5707886B2 (ja) | パワーモジュール用基板、冷却器付パワーモジュール用基板、パワーモジュールおよびパワーモジュール用基板の製造方法 | |
| JP2012178513A (ja) | パワーモジュールユニット及びパワーモジュールユニットの製造方法 | |
| CN103208577B (zh) | 带凹杯led氮化铝陶瓷支架的制备方法 | |
| CN103094126B (zh) | 陶瓷元器件细微立体导电线路的制备方法 | |
| RU2490237C2 (ru) | Металлизированная керамическая подложка для электронных силовых модулей и способ металлизации керамики | |
| JP2011119652A (ja) | ヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法、ヒートシンク付パワーモジュール用基板及びパワーモジュール | |
| CN100562212C (zh) | 用于高温条件的绝缘结构及其制造方法 | |
| JP6716242B2 (ja) | 差温センサ | |
| CN103117255A (zh) | Dbc基板 | |
| JP5957848B2 (ja) | パワーモジュール用基板、ヒートシンク付パワーモジュール用基板、及び、パワーモジュール用基板の製造方法 | |
| WO2018006831A1 (zh) | 设置有热沉基板的多层陶瓷印制电路板及其制造方法 | |
| TWI708754B (zh) | 接合體，電源模組用基板，電源模組，接合體的製造方法及電源模組用基板的製造方法 | |
| TWI734528B (zh) | 複合基板 | |
| JP2010238965A (ja) | パワーモジュール用基板、パワーモジュール用基板の製造方法及びパワーモジュール | |
| TW201442582A (zh) | 在陶瓷基材上製造多平面鍍金屬層的方法 | |
| CN203491305U (zh) | 电子元件 | |
| KR20220139385A (ko) | 일렉트로닉 모듈 및 일렉트로닉 모듈의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20121031 |