一種特殊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到半導(dǎo)體致冷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種能有效防止引線區(qū)域與內(nèi)部回路焊料相互流動的特殊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光通訊行業(yè)的飛速發(fā)展，微型或超微型的熱電致冷器需求越來越急迫，但由于殼體空間大小的限制，因此，對半導(dǎo)體模塊的要求日益提高，不但要滿足其功能的最優(yōu)化，同時要保證在極小安裝空間下能順利裝配的安裝要求，由于半導(dǎo)體模塊的引線區(qū)域與內(nèi)部回路距離較小，加熱焊接時兩個區(qū)域的高溫焊料容易相互流淌混合而導(dǎo)致區(qū)域短路，降低產(chǎn)品質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明主要解決現(xiàn)有半導(dǎo)體模塊的引線區(qū)域與內(nèi)部區(qū)域距離較短、焊接時焊料容易相互流淌而導(dǎo)致區(qū)域短路的技術(shù)問題；提供了一種能有效防止引線區(qū)域與內(nèi)部回路焊料相互流動的特殊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊。
[0004]為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明主要是采用下述技術(shù)方案:
[0005]本發(fā)明的一種特殊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊，所述半導(dǎo)體模塊包括上下結(jié)構(gòu)的上基板、下基板和設(shè)于上、下基板之間的由P型半導(dǎo)體元件和N型半導(dǎo)體元件組成的電偶對，所述上基板內(nèi)表面設(shè)有上導(dǎo)流片組，所述上導(dǎo)流片組包括多件與電偶對焊接的上導(dǎo)流片，所述下基板內(nèi)表面設(shè)有下導(dǎo)流片組，所述下導(dǎo)流片組包括多件與電偶對焊接的下導(dǎo)流片，電偶對通過上導(dǎo)流片和下導(dǎo)流片組成內(nèi)部電回路，所述下導(dǎo)流片組還包括若干引線導(dǎo)流片，所述引線導(dǎo)流片的一端為內(nèi)焊區(qū)并與半導(dǎo)體元件焊接，另一端為引線焊接區(qū)，所述引線導(dǎo)流片的內(nèi)焊區(qū)與引線焊接區(qū)之間設(shè)有阻焊帶，所述阻焊帶為電鍍層并凸起于引線導(dǎo)流片表面，所述電鍍層材料的浸潤性低于引線導(dǎo)流片表面材料的浸潤性，在引線導(dǎo)流片的引線焊接區(qū)與內(nèi)焊區(qū)之間設(shè)置一條凸起的阻焊帶，利用阻焊帶具有的較差浸潤性和凸起結(jié)構(gòu)，使兩個區(qū)域內(nèi)的高溫焊料在加熱時無法相互流動混合，實現(xiàn)了兩個區(qū)域的阻焊功能，消除了焊接半導(dǎo)體元件時因焊料流動而可能產(chǎn)生的區(qū)域短路現(xiàn)象，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
[0006]作為優(yōu)選，所述阻焊帶呈直線狀，阻焊帶寬度W與引線導(dǎo)流片的內(nèi)焊區(qū)寬度相吻合，阻焊帶縱深長度L為30 μ m?200 μ m，合理的縱深長度可有效防止引線導(dǎo)流片上的高溫焊料流動，實現(xiàn)阻焊功能。
[0007]作為優(yōu)選，所述上導(dǎo)流片、下導(dǎo)流片和引線導(dǎo)流片表面均設(shè)有鍍金層，所述鍍金層厚度為0.1 μ m?5 μ m，導(dǎo)流片表面電鍍金層，利用鍍金層較好的浸潤性，構(gòu)成具有較高硬度、優(yōu)良導(dǎo)熱性和釬焊性的導(dǎo)流片，滿足半導(dǎo)體模塊的制作要求。
[0008]作為優(yōu)選，所述阻焊帶為鍍鎳薄層，所述鍍鎳薄層的厚度δ為1 μ m?10 μ m。
[0009]作為優(yōu)選，所述上基板和下基板材料為氧化鋁或氮化鋁陶瓷，具有較好的導(dǎo)熱性和高絕緣性。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:在半導(dǎo)體模塊引線導(dǎo)流片的引線焊接區(qū)與內(nèi)焊區(qū)之間設(shè)置一條凸起的阻焊帶，利用阻焊帶具有的較差浸潤性和凸起結(jié)構(gòu)，使兩個區(qū)域內(nèi)的高溫焊料在加熱焊接時無法相互流動混合，實現(xiàn)了兩個區(qū)域的阻焊功能，消除了半導(dǎo)體模塊加熱焊接時因焊料流動而可能產(chǎn)生的區(qū)域短路現(xiàn)象，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是圖1結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
[0013]圖3是圖1中的下基板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4是圖1中的局部放大示意圖。
[0015]圖中1.上基板，2.下基板，3.P型半導(dǎo)體元件，4.N型半導(dǎo)體元件，5.上導(dǎo)流片，6.下導(dǎo)流片，61.鍍金層，7.引線導(dǎo)流片，71.內(nèi)焊區(qū)，72.引線焊接區(qū)，8.阻焊帶，9.導(dǎo)流柱。
【具體實施方式】
[0016]下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0017]實施例:本實施例的一種特殊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊，如圖1和圖2所示，半導(dǎo)體模塊包括上下結(jié)構(gòu)的上基板1、下基板2和設(shè)于上、下基板之間的由P型半導(dǎo)體元件3和N型半導(dǎo)體元件4組成的電偶對，上基板和下基板材料均為氧化鋁陶瓷，在上基板內(nèi)表面設(shè)有上導(dǎo)流片組，上導(dǎo)流片組包括多件與電偶對焊接的上導(dǎo)流片5，在下基板內(nèi)表面設(shè)有下導(dǎo)流片組，下導(dǎo)流片組包括多件與電偶對焊接的下導(dǎo)流片6，電偶對通過對應(yīng)的上導(dǎo)流片和下導(dǎo)流片組成了半導(dǎo)體模塊的內(nèi)部電回路，下導(dǎo)流片組還包括兩件用于電流進(jìn)出的引線導(dǎo)流片7，如圖3所示，引線導(dǎo)流片的一端為內(nèi)焊區(qū)71，與半導(dǎo)體元件焊接構(gòu)成內(nèi)部電回路，而另一端則作為引線焊接區(qū)72，引線焊接區(qū)表面焊接有導(dǎo)流柱9，用于外部電源的接入，上導(dǎo)流片、下導(dǎo)流片和引線導(dǎo)流片表面加工有鍍金層61，鍍金層厚度為0.5 μπι;在引線導(dǎo)流片的內(nèi)焊區(qū)與引線焊接區(qū)之間設(shè)計有一條阻焊帶8，阻焊帶為鍍鎳薄層并凸起于引線導(dǎo)流片表面，阻焊帶呈直線狀，阻焊帶寬度W與引線導(dǎo)流片的內(nèi)焊區(qū)寬度相吻合，阻焊帶的縱深長度L為100 μm，阻焊帶的厚度δ為5μπι。
[0018]半導(dǎo)體模塊的制作過程，切割氧化鋁陶瓷板，制作上基板和下基板，在上基板內(nèi)表面相應(yīng)區(qū)塊覆蓋專用膜片，將上導(dǎo)流片的位置留出，在上基板表面電鍍上導(dǎo)流片，撕去專用膜片，完成上基板上導(dǎo)流片的制作；同理，在下基板內(nèi)表面上電鍍下導(dǎo)流片和引線導(dǎo)流片，然后，在此基礎(chǔ)上，再次覆蓋專用膜片，僅露出阻焊帶的位置，再局部電鍍一層鎳層，其厚度為5 μ m，撕去專用膜片，完成設(shè)有阻焊帶的下基板。
[0019]而在半導(dǎo)體模塊裝配時，先在上基板和下基板的導(dǎo)流片上涂抹一層高溫焊錫，將P型半導(dǎo)體元件、N型半導(dǎo)體元件及導(dǎo)流柱分別放置在下基板的相應(yīng)位置上，然后蓋上上基板，利用專用定位治具將上、下基板夾緊固定，送入加熱設(shè)備內(nèi)加熱，由此實現(xiàn)半導(dǎo)體元件和上、下基板以及導(dǎo)流柱和下基板的焊接，由于阻焊帶較差的浸潤性和凸起阻隔，使內(nèi)焊區(qū)和引線焊接區(qū)的高溫焊料不會相互流動混合，最后將這個焊接好的半導(dǎo)體模塊放置在冷卻平臺上冷卻，至此，半導(dǎo)體模塊即制作裝配完成。
[0020]在本發(fā)明的描述中，技術(shù)術(shù)語“上”、“下”、“前”、“后”、“縱”、“橫”、“內(nèi)”、“外”等表示方向或位置關(guān)系是基于附圖所示的方向或位置關(guān)系，僅是為了便于描述和理解本發(fā)明的技術(shù)方案，以上說明并非對本發(fā)明作了限制，本發(fā)明也不僅限于上述說明的舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、增添或替換，都應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種特殊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊，所述半導(dǎo)體模塊包括上下結(jié)構(gòu)的上基板(1)、下基板(2)和設(shè)于上、下基板之間的由P型半導(dǎo)體元件(3)和N型半導(dǎo)體元件(4)組成的電偶對，所述上基板內(nèi)表面設(shè)有上導(dǎo)流片組，所述上導(dǎo)流片組包括多件與電偶對焊接的上導(dǎo)流片(5)，所述下基板內(nèi)表面設(shè)有下導(dǎo)流片組，所述下導(dǎo)流片組包括多件與電偶對焊接的下導(dǎo)流片(6)，電偶對通過上導(dǎo)流片和下導(dǎo)流片組成內(nèi)部電回路，所述下導(dǎo)流片組還包括若干引線導(dǎo)流片(7)，所述引線導(dǎo)流片的一端為內(nèi)焊區(qū)(71)并與半導(dǎo)體元件焊接，另一端為引線焊接區(qū)(72)，其特征在于:所述引線導(dǎo)流片的內(nèi)焊區(qū)與引線焊接區(qū)之間設(shè)有阻焊帶(8)，所述阻焊帶為電鍍層并凸起于引線導(dǎo)流片表面，所述電鍍層材料的浸潤性低于引線導(dǎo)流片表面材料的浸潤性。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種特殊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊，其特征在于:所述阻焊帶(8)呈直線狀，阻焊帶寬度W與引線導(dǎo)流片的內(nèi)焊區(qū)寬度相吻合，阻焊帶的縱深長度L為30 μ m ~ 200 μ m。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種特殊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊，其特征在于:所述上導(dǎo)流片(5)、下導(dǎo)流片(6)和引線導(dǎo)流片(7)表面設(shè)有鍍金層(61)，所述鍍金層厚度為0.1 μπι?5 μ m04.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種特殊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊，其特征在于:所述阻焊帶(8)為鍍鎳薄層，所述鍍鎳薄層的厚度δ為1 μπι?10 μπι。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種特殊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊，其特征在于:所述上基板(1)和下基板(2)材料為氧化鋁或氮化鋁陶瓷。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種特殊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊，包括上基板、下基板和設(shè)于上、下基板之間的半導(dǎo)體元件，在上基板內(nèi)表面設(shè)有上導(dǎo)流片，在下基板內(nèi)表面設(shè)有下導(dǎo)流片和引線導(dǎo)流片，引線導(dǎo)流片的一端為內(nèi)焊區(qū)，另一端為引線焊接區(qū)，在引線導(dǎo)流片上設(shè)有阻焊帶，阻焊帶為電鍍層并凸起于引線導(dǎo)流片表面，電鍍層材料的浸潤性低于引線導(dǎo)流片表面材料的浸潤性，本發(fā)明在引線導(dǎo)流片的引線焊接區(qū)與內(nèi)焊區(qū)之間設(shè)置凸起的阻焊帶，利用阻焊帶具有的較差浸潤性和凸起結(jié)構(gòu)，使兩個區(qū)域內(nèi)的高溫焊料無法相互流動，實現(xiàn)了兩個區(qū)域的阻焊功能，消除了焊接半導(dǎo)體元件時因焊料流動而可能產(chǎn)生的區(qū)域短路現(xiàn)象。
【IPC分類】H01L23/488, H01L23/538
【公開號】CN105321916
【申請?zhí)枴緾N201510674015
【發(fā)明人】吳永慶, 楊梅, 阮煒
【申請人】杭州大和熱磁電子有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年10月16日