用于將電路載體與載體板焊接的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電路載體和載體板之間的焊接連接的制造。這樣的連接例如在電子模塊中采用，其中，載體板形成模塊的底板。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，電路載體與載體板焊接。在此，電路載體必須在焊接過(guò)程之后一方面足夠精確地位于載體板的預(yù)設(shè)的目標(biāo)區(qū)域中，另一方面對(duì)于焊接連接的質(zhì)量來(lái)說(shuō)有利的是，當(dāng)這樣的時(shí)候電路載體在焊接時(shí)漂浮在液態(tài)的焊料上。然而后者會(huì)導(dǎo)致的是，電路載體偏離到位于目標(biāo)區(qū)域之外。這能夠例如出現(xiàn)的是，載體板在與電路載體焊接的那側(cè)上具有不平坦性，這是由于焊料在其在焊接過(guò)程期間熔化的時(shí)候側(cè)向地流走。當(dāng)為了之后在完成連接時(shí)，使由于所參與的材料的不同的熱力學(xué)的膨脹系數(shù)而出現(xiàn)的彎曲盡可能小而在焊接過(guò)程之前為載體板設(shè)置預(yù)彎曲時(shí)，在電子模塊中經(jīng)常存在這種不平坦性。例如當(dāng)載體板的應(yīng)當(dāng)與載體板焊接的那側(cè)雖然是平坦的，但是相對(duì)于水平線傾斜的時(shí)候，也可能出現(xiàn)不期望的偏離。在電子模塊中，在設(shè)計(jì)要與電路載體連接的電接口時(shí)考慮能夠從電路載體偏離得出的公差，然而同樣不允許電路載體任意嚴(yán)重地偏離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，提供一種用于將電路載體與載體板焊接起來(lái)的方法，利用該方法能夠?qū)㈦娐份d體在預(yù)定的目標(biāo)范圍中可靠地與載體板連接。該目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的用于將電路載體與載體連接起來(lái)的方法實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案和改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的觀點(diǎn)，為了將電路載體與載體板焊接起來(lái)而提供載體板、電路載體和焊料。載體板具有上側(cè)以及第一校準(zhǔn)裝置，并且電路載體具有下側(cè)以及第二校準(zhǔn)裝置。將電路載體放置在載體板上，以使得電路載體的下側(cè)朝向載體板的上側(cè)，將焊料布置在載體板和電路載體之間，并且第一校準(zhǔn)裝置為第二校準(zhǔn)裝置形成止擋部，其限制了放置在載體板上的電路載體沿著載體板的上側(cè)的移動(dòng)。然后熔化焊料并且隨后冷卻，直到其硬化并且將下金屬化層上的電路載體材料配合地與載體板連接。
【附圖說(shuō)明】
[0005]本發(fā)明的這個(gè)以及另外的方面在下面根據(jù)以附圖為參考的實(shí)施例進(jìn)行闡述。在此示出:
[0006]圖1A是具有三個(gè)電路載體的連接，這些電路載體分別具有上金屬化層和介電的絕緣載體以及下金屬化層，這些電路載體在下金屬化層上焊接到共有的載體板上，其中，載體板具有用于電路載體中的每一個(gè)的突出部，其嚙合到該電路載體的下金屬化層的留空部中。
[0007]圖1B是通過(guò)根據(jù)圖1A的連接的在截面El-El中的部段的橫截面圖。
[0008]圖1C是根據(jù)圖1A的連接，其中，從電路載體中的一個(gè)去除上金屬化層和絕緣載體。
[0009]圖2A-2D是用于將電路載體與載體板焊接起來(lái)的方法的各種步驟。
[0010]圖3A是具有三個(gè)電路載體的連接，這些電路載體分別具有上金屬化層和介電的絕緣載體以及下金屬化層，這些電路載體在下金屬化層上焊接到共有的載體板上，其中，載體板對(duì)于電路載體中的每個(gè)來(lái)說(shuō)都具有兩個(gè)突出部，其中的每個(gè)都嚙合到該電路載體的下金屬化層的留空部中。
[0011]圖3B是根據(jù)圖3A的連接，其中，從電路載體中的一個(gè)去除上金屬化層、絕緣載體和焊料層。
[0012]圖3C是通過(guò)根據(jù)圖3A的連接的載體板的在截面E2-E2中的突出部中的一個(gè)的橫截面圖。
[0013]圖3D是通過(guò)根據(jù)圖3A的連接的載體板的在截面E2-E2中的突出部中的另一個(gè)的橫截面圖。
[0014]圖4A是具有三個(gè)電路載體的連接，這些電路載體分別具有上金屬化層和介電的絕緣載體以及下金屬化層，這些電路載體在下金屬化層上焊接到共有的載體板上，其中，載體板具有多個(gè)突出部，其中的每個(gè)都嚙合到電路載體中的至少一個(gè)的下金屬化層的留空部中。
[0015]圖4B是根據(jù)圖4A的連接，其中，去除電路載體中的兩個(gè)包括所屬的焊料層，并且其中，從電路載體中的第三個(gè)去除上金屬化層和絕緣載體。
[0016]圖4C是根據(jù)圖4A的連接，其中，在全部的電路載體中分別去除上金屬化層和絕緣載體。
[0017]圖5是電路載體和載體板之間的線性的可移動(dòng)性的由于校準(zhǔn)裝置導(dǎo)致的限制。
[0018]圖6是電路載體和載體板之間的由于校準(zhǔn)裝置導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)限制。
[0019]附圖中的視圖并不是按照比例的。如果沒(méi)有其它的說(shuō)明，在附圖中以相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)記相同的或者相同作用的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1A示出了三個(gè)電路載體2連接的透視圖，該三個(gè)電路載體一起焊接到載體板3的上側(cè)3t上。電路載體2中的每個(gè)都具有上側(cè)2t以及與上側(cè)相對(duì)置的、在圖1A中覆蓋著的下側(cè)2b (見(jiàn)圖1C)。上側(cè)2t能夠分別可選地裝配有一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體芯片。
[0021]電路載體2還具有在其上涂有上金屬化層21的介電的絕緣載體20以及位于絕緣載體20的相互對(duì)置的那側(cè)上的可選的下金屬化層22。上金屬化層21能夠在需要的時(shí)候構(gòu)造，從而使其具有印刷電路，其例如能夠用于電接線或者用于芯片安裝。介電的絕緣載體20能夠?qū)Υ藨?yīng)用為，使上金屬化層21和下金屬化層22相互電絕緣。
[0022]電路載體2能夠例如是陶瓷襯底，其中，絕緣載體20構(gòu)造為薄的層，其具有陶瓷或者由陶瓷構(gòu)成。作為用于上金屬化層21和如果存在的下金屬化層的材料適用于導(dǎo)電良好的金屬、例如銅或者銅合金、鋁或者鋁合金又或其它任意的金屬或者合金。假如絕緣載體20具有陶瓷或者由陶瓷構(gòu)成，那么陶瓷能夠例如是氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)或氧化鋯(ZrO2),或者是混合陶瓷，其除了至少一種所謂的陶瓷原料之外還具有至少一種另外的、與其不同的陶瓷材料。例如，電路載體2能夠構(gòu)造為DCB襯底(DCB = Direct CopperBonding，直接銅鍵合)、DAB 襯底(DAB = Direct Aluminum Bonding，直接招鍵合)、AMB 襯底(AMB = Active Metal Brazing，活性金屬纖焊)或者 AMS 襯底(IMS = Insulated MetalSubstrate，絕緣金屬襯底)。上金屬化層21和下金屬化層22能夠相互獨(dú)立地分別具有
0.05mm至2.5mm范圍的厚度。絕緣載體20的厚度能夠例如處于0.1mm至2mm的范圍中。然而，大于或者小于給出的厚度同樣是可能的。在此，這些厚度能夠分別在垂直于電路載體2的下側(cè)2b的方向上測(cè)定。
[0023]載體板3能夠例如構(gòu)造為金屬板。其能夠例如完全或者至少90%地由銅、鋁或者銅招合金組成，或者由金屬矩陣合成物(MMC = Metal Matrix Composite)組成?？蛇x地，其能夠在其上側(cè)3t上還具有薄的外殼、例如電鍍涂敷的鎳層，以便改善可焊接性。
[0024]只要電路載體2預(yù)裝配了一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體芯片1，那么電路載體2就能夠預(yù)裝配這些半導(dǎo)體芯片I并且隨后在預(yù)裝配狀態(tài)中與該或者這些半導(dǎo)體芯片I一起與載體板3焊接。每個(gè)這種半導(dǎo)體芯片I能夠包括任意的電元器件，例如MOSFET(MetalOxide Semiconductor Field Effect Transistor，金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)、晶閘管、JFET(Junct1n Field Effect Transistor,結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管)、HEMT(High ElectronMobility Transistor，高電子迀移率晶體管)、二極管等，可替換地或附加地也包括一個(gè)或多個(gè)任意其它的有源的或無(wú)源的電元器件。
[0025]電路載體2的上側(cè)2t代表了其裝配側(cè)，并且通過(guò)電路載體2的背離載體板3的那側(cè)給出，同時(shí)電路載體2的朝向載體板3的那側(cè)形成了其下側(cè)2b。電路載體2的下側(cè)2b對(duì)此用