一种半导体模块用电路基板的制作方法

1.本实用新型涉及电路基板技术领域，特别涉及一种半导体模块用电路基板。


背景技术：

2.半导体模块主要包括底板、电路基板、半导体芯片、电极端子和壳体，通常半导体模块里有数个半导体芯片，如mosfet或igbt芯片以及二极管芯片被集成并被焊接于或被粘贴于电路基板的金属层上，同时电极端子也焊接在覆金属陶瓷基板的金属层上并穿出壳体与外部设备连接，实现半导体模块的输入和输出；
3.随着集成电路的发展，电子封装变得更轻、更薄、更小、功能更强，逐步满足人类对便捷、舒适、强大功能的追求，同时也对电子封装提出了更高的要求。电子元件功耗的增加必然会导致电路发热量的提高，从而使工作温度不断上升。一般来说，在半导体器件中，温度每升高18℃，失效的可能性就增加2～ 3倍。因此散热成为制约电子元件向高功率化发展的瓶颈问题；
4.为了减少温度对元器件的性能影响，必须要使用散热良好而且可靠性高的电路基板，且现有的电路基板，基板内部各处耐温能力不同，将导致陶瓷电路基板出现问题，影响电路板的使用。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种半导体模块用电路基板，用以解决为了减少温度对元器件的性能影响，必须要使用散热良好而且可靠性高的电路基板，且现有的电路基板，基板内部各处耐温能力不同，将导致陶瓷电路基板出现问题，影响电路板的使用中的任一技术问题。
6.一种半导体模块用电路基板，包括基板，所述基板上设有线路，所述基板和线路上设有阻焊层，所述线路上未设置阻焊层的部分设有保护层，所述基板内部设置耐温层。
7.优选的，所述基板包括所述耐温层和陶瓷层，所述耐温层上下两侧设置陶瓷层，所述陶瓷层为氧化铝陶瓷基板。
8.优选的，所述线路的制作工艺包括印刷和电镀蚀刻、溅射中的任一种，所述线路为金属化线路，采用金属桨料印刷。
9.优选的，所述阻焊层为玻璃釉，所述阻焊层采用印刷工艺与所述基板和线路连接，所述线路上未设置阻焊层的部分为开口，所述线路通过所述开口与半导体元件连接。
10.优选的，所述保护层的材料为铜、银中的任一种，所述保护层采用电镀工艺与所述线路上位于开口处的部分连接。
11.优选的，所述基板上的线路和阻焊层经过高温烧结后采用磁控溅射设备在所述线路上镀覆铜、银中的任一种材料。
12.优选的，所述耐温层包括耐温板，所述耐温板为玻璃纤维板，所述耐温板的上下两端对称设有缓冲块，所述缓冲块包括两层缓冲板，所述缓冲板之间固定设有弹簧一，所述耐温层阵列设有若干导向组件，所述导向组件包括导向块和导向套，所述导向套贯穿耐温板
的下部和下侧的缓冲块与下侧的所述陶瓷层接触，所述导向块贯穿耐温板的上部和上侧的缓冲块与上侧的所述陶瓷层接触，所述导向套的导向腔中滑动设有限位块，所述导向块贯穿所述导向套的上端进入导向套的导向腔中与所述限位块固定连接。
13.优选的，所述基板内部阵列设有若干散热管，所述基板的下侧阵列设有若干安装槽，所述散热管和安装槽对应设置，所述安装槽内部设有散热块，所述散热块与所述散热管接触，所述安装槽通过安装组件与散热块连接，所述安装组件包括两个固定板，所述两个固定板对称设置在所述安装槽的左右两侧，且固定板与安装槽的上端滑动连接，所述固定板用于夹持所述散热块，且固定板远离散热块的一端和安装槽的侧壁之间设有若干弹簧二。
14.优选的，所述安装槽的左右两侧连通设有通孔，所述通孔与活动腔连通，所述安装槽的开口处设有卡紧组件，所述卡紧组件包括两个卡块，所述两个卡块对称设置在所述安装槽开口处的左右两侧，所述卡块与拉杆转动连接，所述拉杆与拉块转动连接，所述拉块与连接杆转动连接，且拉块穿过所述通孔进入活动腔中与滑块固定连接，所述连接杆与所述固定板转动连接，所述滑块与所述活动腔滑动连接，所述拉块在所述活动腔部分套设有弹簧三，且弹簧三固定设置在所述滑块和活动腔之间。
15.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
16.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
17.图1为本实用新型的正面金属化线路示意图；
18.图2为本实用新型的正面玻璃釉开窗示意图；
19.图3为本实用新型的正视结构示意图；
20.图4为本实用新型的耐温层结构示意图；
21.图5为本实用新型的安装组件和卡紧组件结构示意图。
22.图中：1、基板；101、安装槽；102、活动腔；103、通孔；2、线路；3、阻焊层；301、开口；4、保护层；5、耐温层；501、耐温板；502、缓冲板； 503、弹簧一；504、导向块；505、导向套；506、导向腔；507、限位块；6、陶瓷层；7、散热管；8、固定板；801、弹簧二；802、拉杆；803、滑块；804、拉块；805、弹簧三；806、卡块；807、连接杆；9、散热块。
具体实施方式
23.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
24.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
25.本实用新型提供如下实施例
26.实施例1
27.本实用新型实施例提供了一种半导体模块用电路基板，如图1所示，包括基板1，所述基板1上设有线路2，所述基板1和线路2上设有阻焊层3，所述线路 2上未设置阻焊层3的部分设有保护层4，所述基板1内部设置耐温层5。
28.上述技术方案的有益效果为：
29.基板1上的线路2用于连接半导体元件，在线路2上设置阻焊层3，将线路2上不需要进行半导体元件连接的部位全部遮盖，以防止在半导体元件连接过程中因上锡而造成电气互通形成短路的问题，通过在基板1内部设置耐温层 5，耐温层5包括有玻璃纤维，玻璃纤维的具有耐温性高的特点，有利于使得基板1内部各处的耐温能力均匀，提高了基板1的可靠性，解决了基板内部各处耐温能力不同，将导致陶瓷电路基板出现问题，影响电路板的使用的技术问题；通过在线路2上设置保护层4，保护层为铜、银中的任一种，可以使半导体元件与线路2附着更牢固，发热量更快速排出，进一步提高了基板1的可靠性，从而提高了半导体元件的使用寿命，解决了为了减少温度对元器件的性能影响，必须要使用散热良好而且可靠性高的电路基板的技术问题。
30.实施例2
31.在上述实施例1的基础上，如图2所示，所述基板1包括所述耐温层5和陶瓷层6，所述耐温层5上下两侧设置陶瓷层6，所述陶瓷层6为氧化铝陶瓷基板；
32.所述线路2的制作工艺包括印刷和电镀蚀刻、溅射中的任一种，所述线路 2为金属化线路，采用金属桨料印刷，金属浆料采用铜桨料。
33.所述阻焊层3为玻璃釉浆料，所述阻焊层3采用印刷工艺与所述基板1和线路2连接，所述线路2上未设置阻焊层3的部分为开口301，所述线路2通过所述开口301与半导体元件连接。
34.上述技术方案的有益效果为：
35.线路2材料采用铜浆料，铜浆料在高温下直接键合到氧化铝陶瓷基片表面 (单面或双面)，所制成的超薄复合基板具有优良电绝缘性能，高导热特性，优异的软钎焊性和高的附着强度，并可刻蚀出各种图形，具有很大的载流能力；
36.在金属化线路上刷上玻璃釉2，使玻璃釉2覆盖金属化线路，可以保护陶瓷基板上的金属化线路应用在多种介质中而不受侵蚀；同时用于防止半导体元件与金属化线路焊接时产生线间短路，调节焊锡附着量，减少焊缝中铜的溶解污染，最终达到节约焊锡料、增加绝缘度、适应配线的高密度、以及避免虚焊、保护线路避免氧化擦伤的目的。
37.实施例3
38.在上述实施例1的基础上，如图2所示，所述保护层4的材料为铜、银中的任一种，所述保护层4采用电镀工艺与所述线路2上位于开口处301的部分连接；
39.所述基板1上的线路2和阻焊层3经过高温烧结后采用磁控溅射设备在所述线路2上镀覆铜、银中的任一种。
40.上述技术方案的有益效果为：
41.采用磁控溅射设备在所述线路2上镀覆铜、银中的任一种，使得镀覆材料的沉积速度快，对线路2的损害小，溅射形成的薄膜致密性好，成膜均匀性和纯度高，与线路2的结合
性好，且可以精确的控制形成的薄膜厚度，提高了线路2的精度和表面平整度，选用铜、银中的任一种作为保护层，具有良好的抗氧防腐和导热性能，有利于提高线路2和半导体元件的使用寿命。
42.实施例4
43.在实施例2的基础上，如图1、图3所示，所述耐温层5包括耐温板501，所述耐温板501为玻璃纤维板，所述耐温板501的上下两端对称设有缓冲块，所述缓冲块包括两层缓冲板502，所述缓冲板502之间固定设有弹簧一503，所述耐温层5阵列设有若干导向组件，所述导向组件包括导向块504和导向套 505，所述导向套505贯穿耐温板501的下部和下侧的缓冲块与下侧的所述陶瓷层6接触，所述导向块504贯穿耐温板501的上部和上侧的缓冲块与上侧的所述陶瓷层6接触，所述导向套505的导向腔506中滑动设有限位块507，所述导向块504贯穿所述导向套505的上端进入导向套505的导向腔506中与所述限位块507固定连接。
44.上述技术方案的有益效果为：
45.在耐温板501的上下两侧设置缓冲板502，缓冲板502可选用橡胶板，能够更好的保护玻璃纤维板不受侵蚀，从而延长了基板1的使用寿命，通过设置导向块504和导向套505，导向块504和导向套505的配合能够将耐温板501 限定在一定的区域范围，提高耐温板501与陶瓷层6的连接可靠性，进而有利于使得基板1内部的耐温能力均匀，通过设置缓冲块和弹簧一503，在缓冲块和弹簧一503的弹性作用下使得基板1不受外力影响，提高了半导体模块用电路基板的工作稳定性。
46.实施例5
47.在实施例1的基础上，如图1所示，所述基板1内部阵列设有若干散热管 7，所述基板1的下侧阵列设有若干安装槽101，所述散热管7和安装槽101 对应设置，所述安装槽101内部设有散热块9，所述散热块9与所述散热管7 接触，所述安装槽101通过安装组件与散热块9连接，所述安装组件包括两个固定板8，所述两个固定板8对称设置在所述安装槽101的左右两侧，且固定板8与安装槽101的上端滑动连接，所述固定板8用于夹持所述散热块9，且固定板8远离散热块9的一端和安装槽101的侧壁之间设有若干弹簧二801；
48.所述安装槽101的左右两侧连通设有通孔103，所述通孔103与活动腔102 连通，所述安装槽101的开口处设有卡紧组件，所述卡紧组件包括两个卡块 806，所述两个卡块806对称设置在所述安装槽101开口处的左右两侧，所述卡块806与拉杆802转动连接，所述拉杆802与拉块804转动连接，所述拉块 804与连接杆807转动连接，且拉块804穿过所述通孔103进入活动腔102中与滑块803固定连接，所述连接杆807与所述固定板8转动连接，所述滑块803 与所述活动腔102滑动连接，所述拉块804在所述活动腔102部分套设有弹簧三805，且弹簧三805固定设置在所述滑块803和活动腔102之间。
49.上述技术方案的有益效果为：
50.(参考实用新型专利cn214046135u，在述陶瓷板层的底面镶嵌金属导热层和金属导热片，使led灯珠产生的热量快速从金属导热层导走，达到很好的散热效果，提高led灯的使用寿命)，在基板1的下侧设置若干散热块9，散热块9由金属导热材料制成，可进一步提高基板1的散热性能，从而提高半导体元件的使用寿命，带散热块9与基板1安装时，将散热块9推入安装槽101中，在此过程中散热块9先推动卡块806向内转动，卡块806带动拉杆802转动，拉杆802推动拉块804沿着通孔103向远离安装槽101方向滑动，弹簧三805 拉伸，拉块
804提高连接杆807拉动固定板8向两侧移动，通过设置卡块806、拉杆802和拉块804，对散热块9的安装过程起到导向作用，散热块9继续向安装槽101中移动，在弹簧二801和弹簧三805的弹性作用下固定板8对散热块9进行夹持，使得散热块9固定在安装槽101中，散热块9与散热管7接触，通过在基板1中设置散热管7，可以提高基板1的散热效果，在散热块9与散热管7接触后进一步提高了基板1的散热效果，且通过设置滑块803，对拉块 804的移动起到限位作用，且通过卡紧组件和安装组件的配合，在散热块9向安装槽101外脱落时，带动卡块806向外转动，卡块806带动拉块804向靠近安装槽101方向移动，拉块804通过连接杆807带动固定板8向散热块9方向移动，对散热块9进行卡死，避免了散热块9脱落，提高了散热块9的安装可靠性，在拆卸散热块9时，需向内按压卡块806，从而提高卡块806向内转动带动固定板8与散热块9脱离接触，方便散热块9的拆卸，可以及时对散热块 9进行维护更换，保证基板1的散热效果。
51.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。