大连理工大学黄明亮获国家专利权
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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利一种控制功率电子器件大面积热界面连接空洞率的装置及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119772295B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510266981.2,技术领域涉及:B23K1/008;该发明授权一种控制功率电子器件大面积热界面连接空洞率的装置及方法是由黄明亮;朱琳;任婧;黄斐斐;常茹夏设计研发完成,并于2025-03-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种控制功率电子器件大面积热界面连接空洞率的装置及方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种控制功率电子器件大面积热界面连接空洞率的装置及方法,装置部分通过优化钢网印刷模块的网格结构形状设计,确保焊膏层中的有机溶剂和水汽能够顺畅排出,从而有效减少了焊接过程中的空洞率;方法部分通过回流焊接工艺的优化,包括升温过程、保温过程、预回流和回流过程等各个阶段的温度控制及真空度优化,适当延长了气体的逸出时间,使得空洞率控制在1%以下,降低了界面热阻,提高了散热性能。本发明通过优化设计和工艺使得生产过程简化,操作更加便捷且成本低,适用于大规模生产;同时由于空洞率得到有效控制,生产过程中产品质量一致性得以保障,提高了功率电子器件的散热效率和使用寿命。
本发明授权一种控制功率电子器件大面积热界面连接空洞率的装置及方法在权利要求书中公布了:1.一种控制功率电子器件大面积热界面连接空洞率的方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤一:大面积热界面低温无铅钎料焊膏的钢网印刷模块的形状设计; 在上侧基体或下侧基体需要进行的热界面互连的待焊位置进行低温无铅钎料焊膏印刷,并利用钢网印刷模块的网格结构将低温无铅钎料焊膏印刷面积划分为多个均匀单元,增加低温无铅钎料焊膏气体排放通道,其中,所述钢网印刷模块包括多个预设尺寸的矩阵式排列的网格结构,所述网格结构为正方形;网格结构的尺寸由热界面低温无铅钎料焊膏互连面积确定; 所述热界面低温无铅钎料焊膏的面积大于20mm×20mm;当互连面积在20mm×20mm至40mm×40mm之间,所述网格结构的长度L1=宽度W1=8~10mm,所述单元与单元间的间隙S1=1~2mm; 当互连面积大于40mm×40mm时,所述网格结构的长度L1=宽度W1=5~10mm,所述单元与单元间的间隙S1=0.5~1mm; 步骤二:大面积热界面低温无铅钎料焊膏回流工艺优化; 将步骤一获得的上侧基体-低温无铅钎料焊膏层-下侧基体互连结构装入回流焊装置中,按照设定的回流工艺曲线进行回流,完成回流焊接; 所述回流焊接包括以下步骤: S1、升温过程:将回流炉内腔体温度从室温加热到预热温度T1,加热到T1过程的升温速率为30~90℃min,升温区时间为50~200s; S2、保温过程:将回流炉温度从T1加热至预热温度T2,保温的升温速率为0.1~5℃min,保温区时间为200~400s; S3、预回流过程:将回流炉温度从T2加热至低温无铅钎料焊膏熔点Tm进行预回流,保温的升温速率为50~90℃min,预回流区时间为5~20s; S4、回流过程:将回流炉内腔体温度从低温无铅钎料焊膏熔点Tm加热至回流峰值温度T3进行回流,回流区时间为100~300s; 回流时还设有抽真空过程,抽真空方式为回流区抽真空100~200s,真空度为5~20mbar;或采取分步式抽真空:先将回流炉内腔体抽真空至真空度50mbar,保持50~100s,再将腔体真空度抽至5~20mbar,保持10~50s; S5、冷却过程:将回流炉内腔体温度冷却至低于低温无铅钎料焊膏熔点30~50℃,冷却区时间为100~500s,直至冷却完成。
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