專利名稱：基板定位工裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子制造領(lǐng)域，特別涉及一種用以對基板特別是DBC基板進(jìn)行定位的工裝。
背景技術(shù)：
對于功率型電子器件封裝而言，基板除具備基本的布線(電互連)功能外，還要求具有較高的導(dǎo)熱性、絕緣性、耐熱性、耐壓性和熱匹配性能。因此，常用的MCPCB (金屬核印刷電路板)難以滿足功率型器件的封裝散熱要求；而對于LTCC和HTCC基板(低溫或高溫共燒陶瓷基板)而言，由于內(nèi)部金屬線路層采用絲網(wǎng)印刷工藝制成，易產(chǎn)生線路粗糙、對位不精準(zhǔn)等問題。以DBC (直接鍵合銅-陶瓷基板)和DPC (直接鍍銅-陶瓷基板)為代表的金屬化陶瓷基板在導(dǎo)熱、絕緣、耐壓與耐熱等方面性能優(yōu)越，已成為功率型器件封裝的首選材料，并逐漸得到市場的認(rèn)可。直接敷銅技術(shù)是利用銅的含氧共晶液直接將銅敷接在陶瓷上，其基本原理就是敷接過程前或過程中在銅與陶瓷之間引入適量的氧元素，在1065°C 1083°C范圍內(nèi)，銅與氧形成Cu-O共晶液，DBC技術(shù)利用該共晶液一方面與陶瓷基板發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成CuA102或CuA1204相，另一方面浸潤銅箔實(shí)現(xiàn)陶瓷基板與銅板的結(jié)合。直接敷銅陶瓷基板由于同時具備銅的優(yōu)良導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能和陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度高、低介電損耗的優(yōu)點(diǎn)，所以得到廣泛的應(yīng)用。在過去的幾十年里，敷銅基板在功率電子封裝方面做出了很大的貢獻(xiàn)，這主要?dú)w因于直接敷銅基板具有如下性能特點(diǎn)導(dǎo)熱性性能好，電容性能穩(wěn)定，絕緣性能高，與Si的熱膨脹系數(shù)相匹配，載流能力強(qiáng)，導(dǎo)電性能優(yōu)越。然而，在焊接式電力半導(dǎo)體模塊中常常需要將DBC基板和模塊底板焊接在一起，因DBC基板的焊接面積大，焊接質(zhì)量要求高，DBC基板的焊接是焊接式電力半導(dǎo)體模塊封裝的關(guān)鍵工藝步驟之一，因此，在DBC基板焊接中需要專門的焊接定位工裝對DBC基板進(jìn)行焊接定位，確保DBC基板焊接位置準(zhǔn)確，同時要求焊接定位工裝使用方便，操作簡單，便于拆卸，且在拆卸時不對DBC基板造成機(jī)械損傷，以免影響模塊絕緣特性，降低產(chǎn)品合格率。參圖1所示，目前，常用的DBC基板焊接定位工裝一般用DBC基板的四個側(cè)面進(jìn)行定位，焊接定位設(shè)計(jì)采用金屬板鏤空通孔2結(jié)構(gòu)，焊接定位工裝外形尺寸與模塊底板4 (參圖2)匹配，在焊接位置對金屬板I進(jìn)行鏤空加工，鏤空通孔2外形尺寸與DBC基板外形尺寸匹配，留有O. 2mnT0. 5mm的裕量,便于DBC基板的放置和定位工裝的拆卸。焊接定位工裝與底板的定位，采用在焊接定位工裝上設(shè)計(jì)定位銷3，定位銷與底板的安裝孔位置和尺寸匹配，留有不大于+0. 5mm的裕量。結(jié)合圖2所示，上述工裝的使用方法為對于焊料是焊片的焊接，首先將模塊底板4水平放置，底板焊接面向上，然后將DBC基板焊接定位工裝與模塊底板裝配，接下來依次將焊片、DBC基板垂直放入鏤空定位通孔內(nèi)，DBC焊接面朝下與焊片接觸，最后連同DBC基板焊接定位工裝一起水平放入焊接設(shè)備內(nèi)進(jìn)行焊接，焊接完成后，垂直向上拆除焊接定位工裝。對于焊料是焊膏的焊接，首先在模塊底板焊接面印刷焊膏，焊膏位置與DBC焊接位置匹配，然后將模塊底板水平放置，印刷有焊膏的底板焊接面超上，然后將DBC基板焊接定位工裝與模塊底板裝配，接下來將DBC基板垂直放入鏤空定位通孔內(nèi)，DBC焊接面朝下與印刷焊料接觸，最后連同DBC基板焊接定位工裝一起水平放入焊接設(shè)備內(nèi)進(jìn)行焊接，焊接完成后，垂直向上拆除焊接定位工裝。采用上述工裝的缺點(diǎn)在于上述因工裝設(shè)計(jì)以DBC基板四邊陶瓷側(cè)面為定位面，通過鏤空通孔的整個側(cè)面來實(shí)現(xiàn)DBC基板定位。DBC基板焊接時，由于焊料熔化的時間先后差異，焊接DBC基板會發(fā)生不定向漂移，DBC基板邊緣陶瓷側(cè)面與鏤空通孔內(nèi)壁緊密接觸，接觸為面接觸，且焊接定位工裝由剛性金屬材料制作，DBC基板與焊接定位工裝的接觸面在焊料固化應(yīng)力作用下，容易出現(xiàn)焊接定位工裝很難拆卸，如強(qiáng)行拆卸，就必將導(dǎo)致DBC基板邊緣陶瓷破損，影響模塊的絕緣特性，使模塊成為廢品。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型主要針對焊接時基板會發(fā)生不定向漂移，容易導(dǎo)致焊接定位工裝很難拆卸，造成基板邊緣陶瓷破損，影響模塊的絕緣特性，使模塊變成廢品的問題，提出一種新型的基板定位工裝，消除焊接定位工裝難以拆卸現(xiàn)象，避免模塊損壞，提升產(chǎn)品成品率。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種基板定位工裝，用以對基板進(jìn)行定位，所述定位工裝包括主體部，所述主體部上開設(shè)有鏤空部，所述鏤空部配合所述基板的外形設(shè)置，其中，所述主體部上還設(shè)有至少一個抵持部，所述抵持部凸伸于所述鏤空部內(nèi)并與所述基板的側(cè)壁之間實(shí)現(xiàn)線接觸。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述主體部于豎直方向開設(shè)有通孔，所述通孔連通于所述鏤空部，所述抵持部設(shè)于所述通孔內(nèi)且部分凸伸于所述鏤空部內(nèi)。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述主體部于豎直方向開設(shè)有通孔，所述通孔連通于所述鏤空部，所述抵持部轉(zhuǎn)動設(shè)于所述通孔內(nèi)，所述抵持部在第一位置時凸伸入所述鏤空部內(nèi)，并在第二位置時收容于所述通孔內(nèi)。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述抵持部為軸線位于豎直方向的圓柱體的一部分，包括相對的曲面和平面，在所述第一位置時，所述曲面凸伸入所述鏤空部內(nèi)并與基板的側(cè)壁實(shí)現(xiàn)線接觸，在所述第二位置時，所述平面面向所述鏤空部。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述抵持部上還連接有驅(qū)動部，該驅(qū)動部用以驅(qū)動所述抵持部進(jìn)行轉(zhuǎn)動。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述抵持部為非金屬材料。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述抵持部由聚四氟材料制成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于(I)定位工裝上設(shè)有抵持部，并通過抵持部實(shí)現(xiàn)與基板側(cè)壁之間的線接觸，減少了接觸面，接觸應(yīng)力明顯降低。(2)抵持部為非金屬材料，剛性較小，可降低工裝拆除時的應(yīng)力作用。(3)抵持部在第一位置時實(shí)現(xiàn)與基板側(cè)面之間的線性抵持，并在第二位置時不與基板接觸，如此可分別實(shí)現(xiàn)對基板的固定和拆除，降低了基板四邊的機(jī)械性損傷。

[0021]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中定位工裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中定位工裝與模塊底板安裝后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3所示為本實(shí)用新型具體實(shí)施例中定位工裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4所示為本實(shí)用新型具體實(shí)施例中抵持部的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5所示為本實(shí)用新型具體實(shí)施例中定位工裝與模塊底板安裝后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種基板定位工裝，用以對基板進(jìn)行定位，所述定位工裝包括主體部，所述主體部上開設(shè)有鏤空部，所述鏤空部配合所述基板的外形設(shè)置，所述主體部上還設(shè)有至少一個抵持部，所述抵持部凸伸于所述鏤空部內(nèi)并與所述基板的側(cè)壁之間實(shí)現(xiàn)線接觸。將現(xiàn)有技術(shù)中基板漂移造成的面接觸轉(zhuǎn)變?yōu)榫€接觸，減小了接觸面，接觸應(yīng)力明顯降低。優(yōu)選的，主體部于豎直方向開設(shè)有通孔，所述通孔連通于所述鏤空部，所述抵持部設(shè)于所述通孔內(nèi)且部分凸伸于所述鏤空部內(nèi)。抵持部凸伸入鏤空部內(nèi)的部分實(shí)現(xiàn)與基板的線接觸。更優(yōu)選的，抵持部轉(zhuǎn)動設(shè)于所述通孔內(nèi)，所述抵持部在第一位置時凸伸入所述鏤空部內(nèi)，并在第二位置時收容于所述通孔內(nèi)。在對基板進(jìn)行固定時，抵持部轉(zhuǎn)動至第一位置，當(dāng)需要將基板取出時，抵持部轉(zhuǎn)動至第二位置，如此，一方面實(shí)現(xiàn)了線性接觸，減少接觸面，另一方面也方便了基板的安裝和拆卸。優(yōu)選的，抵持部為軸線位于豎直方向的圓柱體的一部分，包括相對的曲面和平面，在所述第一位置時，所述曲面凸伸入所述鏤空部內(nèi)并與基板的側(cè)壁實(shí)現(xiàn)線接觸，在所述第二位置時，所述平面面向所述鏤空部。在其他實(shí)施例中，抵持部也可設(shè)置為其他形狀，只要其滿足在第一位置時，其至少一部分凸伸入鏤空部內(nèi)并與基板的側(cè)面形成線接觸即可，例如，抵持部為圓柱體的一部分，但是其位于水平方向的截面可以為半圓形，也可以為扇形。優(yōu)選的，抵持部上還連接有驅(qū)動部，該驅(qū)動部用以驅(qū)動所述抵持部進(jìn)行轉(zhuǎn)動；抵持部為非金屬材料，該非金屬材料優(yōu)選為聚四氟材料。易于想到的是，抵持部也可以與主體部一體成型；抵持部可以僅設(shè)置于鏤空部的一側(cè)，優(yōu)選的，抵持部設(shè)置于鏤空部的四個側(cè)邊。下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。以下僅以DBC基板的定位為例，但是需要說明的是，本實(shí)用新型的基板定位工裝不僅限用于DBC基板的定位，還可以用于陶瓷基板等其他易破損基板的定位。圖3所示為本實(shí)用新型具體實(shí)施例中定位工裝的結(jié)構(gòu)示意圖。[0036]參圖3所示，定位工裝10包括主體部11、鏤空部12和抵持部13。主體部11呈板狀，由金屬材料制成，主體部11的外形尺寸與模塊底板20(參圖5)匹配，定位工裝10與底板20的定位，采用在定位工裝10上設(shè)計(jì)定位銷(圖未示)，定位銷與底板20的安裝孔(圖未示)位置和尺寸匹配，留有不大于+0. 5mm的裕量。在焊接位置對主體部11進(jìn)行鏤空加工，形成鏤空部12，鏤空部12的外形尺寸與DBC基板(圖未示)外形尺寸匹配，留有O. 2mnT0. 5mm的裕量，便于DBC基板的放置和定位工裝的拆卸。鏤空部12用以收容DBC基板并實(shí)現(xiàn)對DBC基板四個側(cè)面進(jìn)行定位。圖4所示為本實(shí)用新型具體實(shí)施例中抵持部的結(jié)構(gòu)示意圖。抵持部13為軸線位于豎直方向的圓柱體的一部分，包括相對的曲面131和平面132。抵持部為非金屬材料制成，優(yōu)選為聚四氟材料。抵持部13上還連接有驅(qū)動部133，該驅(qū)動部133用以驅(qū)動抵持部13進(jìn)行轉(zhuǎn)動。驅(qū)動部133優(yōu)選和抵持部13 —體成型，在其他實(shí)施例中，驅(qū)動部133和抵持部13也可以是組裝而成，驅(qū)動部133的材料也可以與抵持部13不同。主體部11于豎直方向開設(shè)有若干通孔14，通孔14分布于鏤空部12的四周，且通孔14連通于鏤空部12。抵持部13轉(zhuǎn)動設(shè)于通孔14內(nèi)，在第一位置時，抵持部13的曲面131凸伸入鏤空部12內(nèi)并與DBC基板的側(cè)壁實(shí)現(xiàn)線接觸，在第二位置時，抵持部13收容在通孔14內(nèi)，且抵持部13的平面132面向鏤空部12，此時抵持部13與DBC基板無接觸。結(jié)合圖5所示，上述工裝的使用方法為對于焊料是焊片的焊接，首先將模塊底板20水平放置，底板20焊接面向上，然后將DBC基板焊接定位工裝10與模塊底板20裝配，通過驅(qū)動部133將抵持部13轉(zhuǎn)動至第二位置，然后依次將焊片、DBC基板垂直放入鏤空部12內(nèi)，DBC焊接面朝下與焊片接觸，通過驅(qū)動部133將抵持部13轉(zhuǎn)動至第一位置，實(shí)現(xiàn)抵持部13對DBC基板四個側(cè)面的固定，最后連同DBC基板焊接定位工裝一起水平放入焊接設(shè)備內(nèi)進(jìn)行焊接，焊接完成后，通過驅(qū)動部133將抵持部13轉(zhuǎn)動至第二位置，抵持部13與DBC基板脫離，垂直向上拆除焊接定位工裝。對于焊接是焊膏的焊接，首先在模塊底板20焊接面印刷焊膏，焊膏位置與DBC焊接位置匹配，然后將模塊底板20水平放置，印刷有焊膏的底板焊接面超上，然后將DBC基板焊接定位工裝10與模塊底板20裝配，通過驅(qū)動部133將抵持部13轉(zhuǎn)動至第二位置，接下來將DBC基板垂直放入鏤空定位通孔內(nèi)，DBC焊接面朝下與印刷焊料接觸，通過驅(qū)動部133將抵持部13轉(zhuǎn)動至第一位置，實(shí)現(xiàn)抵持部13對DBC基板四個側(cè)面的固定，接下來連同DBC基板焊接定位工裝一起水平放入焊接設(shè)備內(nèi)進(jìn)行焊接，焊接完成后，通過驅(qū)動部133將抵持部13轉(zhuǎn)動至第二位置，抵持部13與DBC基板脫離，垂直向上拆除焊接定位工裝。綜上所述，本實(shí)用新型技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)在于(I)本實(shí)用新型的DBC基板焊接定位工裝同樣以DBC基板四邊陶瓷側(cè)面為定位面，通過鏤空通孔內(nèi)側(cè)安裝的非金屬圓柱體與DBC基板四周陶瓷側(cè)面的外切線來定位，將DBC基板漂移造成的面接觸轉(zhuǎn)變?yōu)榫€接觸，減小了接觸面，接觸應(yīng)力明顯降低。(2)本實(shí)用新型的DBC基板焊接定位工裝將接觸面由剛性較大的金屬材料改變?yōu)閯傂暂^小的非金屬材料，非金屬材料要求高溫性能好，不發(fā)生熔化和嚴(yán)重變形，不對焊接造成影響，剛性較小，優(yōu)選使用聚四氟材料，這樣就可降低工裝拆除時的應(yīng)力作用。(3)本實(shí)用新型的DBC基板焊接定位工裝將抵持部設(shè)計(jì)為軸線位于豎直方向的圓柱體的一部分，該圓柱體缺口高度小于圓柱體半徑尺寸，在DBC基板與其緊密接觸時，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部上部，使抵持部的切面轉(zhuǎn)至DBC基板處，實(shí)現(xiàn)抵持部對其的固定，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部至第二位置，抵持部與DBC基板分離，使得DBC基板的安裝和拆卸非常方便同時降低了基板DBC四邊陶瓷的機(jī)械性損傷。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
權(quán)利要求1.一種基板定位工裝，用以對基板進(jìn)行定位，所述定位工裝包括主體部，所述主體部上開設(shè)有鏤空部，所述鏤空部配合所述基板的外形設(shè)置，其特征在于所述主體部上還設(shè)有至少一個抵持部，所述抵持部凸伸于所述鏤空部內(nèi)并與所述基板的側(cè)壁之間實(shí)現(xiàn)線接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板定位工裝，其特征在于所述主體部于豎直方向開設(shè)有通孔，所述通孔連通于所述鏤空部，所述抵持部設(shè)于所述通孔內(nèi)且部分凸伸于所述鏤空部內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板定位工裝，其特征在于所述主體部于豎直方向開設(shè)有通孔，所述通孔連通于所述鏤空部，所述抵持部轉(zhuǎn)動設(shè)于所述通孔內(nèi)，所述抵持部在第一位置時凸伸入所述鏤空部內(nèi)，并在第二位置時收容于所述通孔內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基板定位工裝，其特征在于所述抵持部為軸線位于豎直方向的圓柱體的一部分，包括相對的曲面和平面，在所述第一位置時，所述曲面凸伸入所述鏤空部內(nèi)并與基板的側(cè)壁實(shí)現(xiàn)線接觸，在所述第二位置時，所述平面面向所述鏤空部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的基板定位工裝，其特征在于所述抵持部上還連接有驅(qū)動部，該驅(qū)動部用以驅(qū)動所述抵持部進(jìn)行轉(zhuǎn)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板定位工裝，其特征在于所述抵持部為非金屬材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基板定位工裝，其特征在于所述抵持部由聚四氟材料制成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基板定位工裝，用以對基板進(jìn)行定位，所述定位工裝包括主體部，所述主體部上開設(shè)有鏤空部，所述鏤空部配合所述基板的外形設(shè)置，所述主體部上還設(shè)有至少一個抵持部，所述抵持部凸伸于所述鏤空部內(nèi)并與所述基板的側(cè)壁之間實(shí)現(xiàn)線接觸。本實(shí)用新型的基板定位工裝，消除焊接定位工裝難以拆卸現(xiàn)象，避免模塊損壞，提升產(chǎn)品成品率。
文檔編號B23K3/08GK202894533SQ20122052115
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月11日
發(fā)明者張紅衛(wèi), 王豹子 申請人:西安永電電氣有限責(zé)任公司