一次焊接封装工装结构.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103943519 A (43)申请公布日 2014.07.23 CN 103943519 A (21)申请号 201310023110.5 (22)申请日 2013.01.22 H01L 21/60(2006.01) H01L 21/68(2006.01) (71)申请人 西安永电电气有限责任公司 地址 710016 陕西省西安市经开区文景北路 15 号 (72)发明人 刘艳宏 杨晓菲 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 常亮 (54) 发明名称 一次焊接封装工装结构 (57) 摘要 本发明公开了一种一次焊接封装工装结构， 包括。

2、底板、 固定于所述底板上的定位板、 以及固定 于所述定位板上的顶板， 所述定位板底面上设有 向内凹陷的第一收容部， 定位板上顶面上设有向 内凹陷的第二收容部， 所述第一收容部和第二收 容部之间设有贯穿的第三收容部， 第三收容部的 截面小于第一收容部及第二收容部的截面， 每个 第三收容部上设有若干芯片收容槽。本发明一次 焊接封装工装结构通过增加第一收容部， 将定位 板开孔由直通形状改为台阶状， 既增大了定位板 开孔余量， 又容易定位芯片， 同时保证焊接后即使 芯片漂移也不易紧挨开孔的四周边上， 芯片不容 易破碎， 提高了产品质量。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图。

3、 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103943519 A CN 103943519 A 1/1 页 2 1. 一种一次焊接封装工装结构， 包括底板、 固定于所述底板上的定位板、 以及固定于所 述定位板上的顶板， 其特征在于， 所述定位板底面上设有向内凹陷的第一收容部， 定位板上 顶面上设有向内凹陷的第二收容部， 所述第一收容部和第二收容部之间设有贯穿的第三收 容部， 第三收容部的截面小于第一收容部及第二收容部的截面， 每个第三收容部上设有若 干芯片收容槽。 2. 根据权利要求 1 所述的工装结构。

4、， 其特征在于， 所述第一收容部和第二收容部设为 长方形或正方形。 3. 根据权利要求 2 所述的工装结构， 其特征在于， 所述第一收容部和第二收容部在四 个角上设有向外延伸的圆弧部。 4. 根据权利要求 1 所述的工装结构， 其特征在于， 所述芯片收容槽设为长方形或正方 形。 5. 根据权利要求 4 所述的工装结构， 其特征在于， 所述芯片收容槽在四个角上设有向 外延伸的圆弧部。 6. 根据权利要求 1 所述的工装结构， 其特征在于， 所述每个第三收容部上不同的芯片 收容槽之间设有用于固定芯片的止挡部。 7. 根据权利要求 6 所述的工装结构， 其特征在于， 所述止挡部延伸至第一收容部且与 。

5、定位板底面平齐设置。 权 利 要 求 书 CN 103943519 A 2 1/4 页 3 一次焊接封装工装结构 技术领域 0001 本发明涉及半导体封装技术领域， 特别是涉及一种一次焊接封装工装结构。 背景技术 0002 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)， 绝缘栅双极型晶体管， 是由BJT(双 极型三极管 ) 和 MOS( 绝缘栅型场效应管 ) 组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件， 兼有 MOSFET 的高输入阻抗和 GTR 的低导通压降两方面的优点。GTR 饱和压降低， 载流密度 大， 但驱动电流较大 ； MOSFET 驱动功率很小， 开。

6、关速度快， 但导通压降大， 载流密度小。IGBT 综合了以上两种器件的优点， 驱动功率小而饱和压降低， 在现代电力电子技术中得到了越 来越广泛的应用， 在较高频率的大、 中功率应用中占据了主导地位。 0003 IGBT 具有高频率、 高电压、 大电流、 特别是容易开通和关断的性能特点， 是国际上 公认的电力电子技术第三次革命的最具代表性的产品， 至今已经发展到第六代， 商业化已 发展到第五代。目前， IGBT 已广泛应用于国民经济的各行业中。 0004 目前， IGBT 模块制造过程关键是焊接工艺， 焊接工艺包括了芯片与 DBC 之间的焊 接 ,DBC 与底板间的焊接以及电极与 DBC 之间的。

7、焊接。将芯片与 DBC 的焊接称为一次焊接， 一次焊接是模块封装工序中第一道工序， 也是最基础的一道工序。一个模块包含了若干个 DBC， 而每个 DBC 上又会焊接若干个芯片， 芯片和芯片之间以及 DBC 与 DBC 之间靠键合铝线 完成特定的电路连接。确保一次焊接后所有芯片都毫无破碎是模块封装的基础， 一次焊接 质量决定了模块最终性能。 0005 现有的一次焊接封装工装包括底板， 定位板， 顶板。底板的作用是用来固定 DBC 基 板， 定位板是用来定位芯片位置， 顶板上的定位销压在芯片中心位置。首先将 DBC 放在底板 凹槽中， 盖上定位板， 依次将焊片和芯片放入定位板开孔位置， 由于高温下。

8、焊料会融化并向 四周漂移， 芯片很容易紧挨上定位板开孔的四周边上， 焊接完成后拆除定位板时芯片极易 破碎。 现有的定位板开孔的大小由芯片尺寸决定， 通常定位板开孔会留有一定的余量， 避免 一次焊接时芯片漂移后紧挨开孔四周。 0006 现有定位板开孔虽留有一定的余量， 但由于高温下焊料融化后会随机向四周漂 移， 余量太小芯片很容易紧挨上开孔的四周边上， 拆除定位板时芯片极易破碎， 造成整个子 单元废弃。但余量又不能太大， 否则芯片无法定位到指定位置， 手工调整增加操作复杂度， 影响装配进度， 很难精确调整到指定位置。 0007 因此， 针对上述技术问题， 有必要提供一种一次焊接封装工装结构。 发。

9、明内容 0008 有鉴于此， 本发明实施例提供一种一次焊接封装工装结构， 其将定位板的底面直 通状更改为台阶形状， 增大了定位板的开孔余量。 0009 为了实现上述目的， 本发明实施例提供的技术方案如下 ： 0010 一种一次焊接封装工装结构， 包括底板、 固定于所述底板上的定位板、 以及固定于 说 明 书 CN 103943519 A 3 2/4 页 4 所述定位板上的顶板， 所述定位板底面上设有向内凹陷的第一收容部， 定位板上顶面上设 有向内凹陷的第二收容部， 所述第一收容部和第二收容部之间设有贯穿的第三收容部， 第 三收容部的截面小于第一收容部及第二收容部的截面， 每个第三收容部上设有若。

10、干芯片收 容槽。 0011 作为本发明的进一步改进， 所述第一收容部和第二收容部设为长方形或正方形。 0012 作为本发明的进一步改进， 所述第一收容部和第二收容部在四个角上设有向外延 伸的圆弧部。 0013 作为本发明的进一步改进， 所述芯片收容槽设为长方形或正方形。 0014 作为本发明的进一步改进， 所述芯片收容槽在四个角上设有向外延伸的圆弧部。 0015 作为本发明的进一步改进， 所述每个第三收容部上不同的芯片收容槽之间设有用 于固定芯片的止挡部。 0016 作为本发明的进一步改进， 所述止挡部延伸至第一收容部且与定位板底面平齐设 置。 0017 本发明的有益效果是 ： 本发明一次焊接。

11、封装工装结构通过增加第一收容部， 将定 位板开孔由直通形状改为台阶状， 既增大了定位板开孔余量， 又容易定位芯片， 同时保证焊 接后即使芯片漂移也不易紧挨开孔的四周边上， 芯片不容易破碎， 提高了产品质量。 附图说明 0018 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明中记载的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。 0019 图 1 为现有技术一次焊接封装工装的立体结构示意图 ； 0020 图 2 为现有技。

12、术一次焊接封装工装中定位板的正面结构示意图 ； 0021 图 3 为现有技术一次焊接封装工装中定位板的背面结构示意图 ； 0022 图 4 为本发明一实施方式中一次焊接封装工装中定位板的正面结构示意图 ； 0023 图 5 为本发明一实施方式中一次焊接封装工装中定位板的背面结构示意图。 具体实施方式 0024 本发明公开了一种一次焊接封装工装结构， 包括底板、 固定于底板上的定位板、 以 及固定于定位板上的顶板， 定位板底面上设有向内凹陷的第一收容部， 定位板上顶面上设 有向内凹陷的第二收容部， 第一收容部和第二收容部之间设有贯穿的第三收容部， 第三收 容部的截面小于第一收容部及第二收容部的截。

13、面， 每个第三收容部上设有若干芯片收容 槽。 0025 优选地， 第一收容部和第二收容部设为长方形或正方形。 0026 优选地， 第一收容部和第二收容部在四个角上设有向外延伸的圆弧部。 0027 优选地， 芯片收容槽设为长方形或正方形。 0028 优选地， 芯片收容槽在四个角上设有向外延伸的圆弧部。 0029 优选地， 每个第三收容部上不同的芯片收容槽之间设有用于固定芯片的止挡部。 说 明 书 CN 103943519 A 4 3/4 页 5 0030 优选地， 止挡部延伸至第一收容部且与定位板底面平齐设置。 0031 本发明一次焊接封装工装结构通过增加第一收容部， 将定位板开孔由直通形状改 。

14、为台阶状， 既增大了定位板开孔余量， 又容易定位芯片， 同时保证焊接后即使芯片漂移也不 易紧挨开孔的四周边上， 芯片不容易破碎， 提高了产品质量。 0032 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案， 下面将结合本发明实 施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都应当属于本发明保护 的范围。 0033 参图 1 所示为现有技术中一次焊接封装工装结构的结构示意图， 包括从下向上依 次固定的底。

15、板 10 、 定位板 20 、 以及顶板 30 。 0034 参图 2、 图 3 所示分别为现有技术中定位板 20 的立体结构示意图， 定位板 20 与 顶板 30 接触的顶面上设有若干向内凹陷的第二收容部 22 ， 每个第二收容部 22 向下设有 贯穿定位板 20 的第三收容部 23 ， 每个第三收容部 23 包括若干芯片收容槽， 用于收容需 焊接的芯片， 芯片收容槽的形状根据不同的芯片而针对设计。现有技术中定位板 20 的顶 面第三收容部 23 设计为台阶状， 而底面第三收容部 23 则设置为直通状。 0035 参图4、 图5所示为本发明一实施方式中定位板20的立体结构示意图， 在本实施方。

16、 式中底板和顶板未作改变， 仅对定位板进行了改进。该定位板 20 与顶板接触的顶面上设有 若干向内凹陷的第二收容部 22， 定位板 20 与底板接触的底面上设有若干向内凹陷的第一 收容部 21。其中， 第一收容部 21 和第二收容部 22 之间设有贯穿的第三收容部 23， 每个第 三收容部 23 包括若干芯片收容槽， 用于收容需焊接的芯片， 芯片收容槽的形状根据不同的 芯片而针对设计。 0036 优选地， 在本实施方式中， 第一收容部 21 设为相互分离的两个， 第二收容部 22 也 设为相互分离的两个， 第一收容部 21 和第二收容部 22 截面相等并且对应设置。 0037 每个第三收容部2。

17、3上设有3个芯片收容槽， 分别为第一芯片收容槽231、 第二芯片 收容槽 232 和第三芯片收容槽 233。 0038 其中， 上述第三收容部23、 芯片收容槽(第一芯片收容槽231、 第二芯片收容槽232 和第三芯片收容槽 233) 的形状根据具体的安装要求进行设定， 在本实施方式中， 焊片设为 长方形或正方形， 则第三收容部 23 也设为长方形或正方形 ； 芯片为长方形或正方形， 则芯 片收容槽 ( 第一芯片收容槽 231、 第二芯片收容槽 232 和第三芯片收容槽 233) 也设为长方 形或正方形。在其他实施方式中， 若芯片及焊片形状发生变化， 则封装工装中第三收容部 23、 芯片收容槽。

18、的形状也应该作相应的修改。 0039 第三收容部 23 上不同的芯片收容槽之间设有用于固定芯片的止挡部 24， 止挡部 24 延伸至第一收容部 21 且与定位板 20 底面平齐设置。第一芯片收容槽 231、 第二芯片收 容槽232和第三芯片收容槽233中相邻的芯片收容槽之间设有止挡部24， 止挡部24设为对 应的两个， 当然在其他实施方式中两个止挡部 , 也可以相连接构成一止挡面。 0040 本发明中第三收容部 23 的截面小于第一收容部 21 的截面， 如此设置定位板底部 会形成台阶状， 定位孔底部开孔会留有一定的余量。 0041 底板和顶板上对应设有若干用于收容定位销的定位孔， 顶板上的定。

19、位孔设于每个 说 明 书 CN 103943519 A 5 4/4 页 6 芯片收容槽的中心位置， 可保证芯片受力均匀。 0042 焊接时， 首先将 DBC 基板放在底板凹槽中， 盖上定位板， 依次将焊片和芯片放入定 位板开孔位置， 由于高温下焊片会融化并向四周漂移， 现有技术中芯片很容易紧挨上定位 板开孔的四周边上， 焊接完成后拆除定位板时芯片极易破碎。本实施方式中定位板底部开 孔留有一定的余量， 焊片融化后可以引流到第一收容部的四周， 避免芯片与芯片接触。 0043 由上述技术方案可以看出， 本发明一次焊接封装工装结构通过增加第一收容部， 将定位板开孔由直通形状改为台阶状， 既增大了定位板。

20、开孔余量， 又容易定位芯片， 同时保 证焊接后即使芯片漂移也不易紧挨开孔的四周边上， 芯片不容易破碎， 提高了产品质量。 0044 对于本领域技术人员而言， 显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下， 能够以其他的具体形式实现本发明。 因此， 无论 从哪一点来看， 均应将实施例看作是示范性的， 而且是非限制性的， 本发明的范围由所附权 利要求而不是上述说明限定， 因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有 变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。 0045 此外， 应当理解， 虽然本说明书按照实施方式加以描述， 但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案， 说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见， 本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体， 各实施例中的技术方案也可以经适当组合， 形成本领域技术人员 可以理解的其他实施方式。 说 明 书 CN 103943519 A 6 1/3 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103943519 A 7 2/3 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103943519 A 8 3/3 页 9 图 5 说 明 书 附 图 CN 103943519 A 9 。