[實用新型]一種功率模塊封裝用的焊接夾具

有效

• 申請號: 201721603378.6
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN207508486U
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 白欣嬌;李浩;高建海
• 申請（專利權）人: 同輝電子科技股份有限公司
• 主分類號: B23K3/08
• 分類號: B23K3/08;B23K37/04;H01L21/67
• 代理公司: 石家莊元匯專利代理事務所(特殊普通合伙) 13115
• 代理人: 張建茹

本實用新型公開了一種功率模塊封裝用的焊接夾具，屬于半導體功率器件封裝設備技術領域，功率模塊包括基板、設置在基板上的芯片單元，芯片單元包括設置在基板上的絕緣襯板、設置在絕緣襯板上的芯片，夾具包括基板固定板、絕緣襯板定位板，基板借助鎖緊件夾緊固定在基板固定板與絕緣襯板定位板之間，絕緣襯板定位板上開設有芯片單元放置孔，在絕緣襯板定位板上方增設芯片定位板，芯片定位板上與芯片相對應的位置開設有壓塊孔，壓塊孔內放置有芯片壓塊。使用這種夾具可以對襯板焊層的均勻性和芯片的定位起到積極效果，能夠大幅度提高功率模塊的散熱能力和良品率，減小后續工藝的難度，給封裝功率模塊焊接工藝提供了技術支撐。

技術領域

本實用新型屬于半導體功率器件封裝設備技術領域，涉及到一種功率模塊封裝用的焊接夾具。

背景技術

功率模塊封裝是采用真空焊接技術將芯片與襯板、襯板與基板通過焊料焊接在一起。如圖1所示，每個功率模塊由多個芯片單元組成，每個芯片單元都是包括設置在基板a1上的襯板焊層、絕緣襯板a2、芯片焊層和芯片a3。

功率模塊主要通過基板a1進行散熱，在功率模塊實際使用中，將基板a1與散熱器相連接。基板a1具有一定的拱度，在使用過程中可以有效的抵消由于高溫引起的熱應力，同時更好的貼緊散熱器，使功率模塊與散熱器之間的間隙更小，散熱效果更好。

在現有的封裝工藝條件下，由于基板a1的拱度，會導致功率模塊在焊接過程中存在以下問題：

(1)在功率模塊的焊接過程中，由于基板a1拱度的存在，使得基板a1中心部位接觸加熱板，熱量從基板a1中心往四周擴散，導致中心位置的焊料先熔化，焊料會向中間聚集，經過真空回流焊接后的中間部分的錫膏厚度較厚，焊層均勻性較差，從而影響功率模塊在實際使用中的性能，減少使用壽命；

(2)芯片的位置是在功率模塊設計階段就確定好的，芯片的位置直接影響功率模塊電流密度的均勻性以及散熱效果，在功率模塊使用過程中，芯片上會通過高電流，會產生大量熱量，如果芯片的位置出現較大偏差，芯片與芯片之間產生熱耦合，會影響功率模塊的散熱效果，嚴重的甚至導致功率模塊損壞，同時也會影響后續焊線工藝。

發明內容

本實用新型為了克服現有技術的缺陷，設計了一種功率模塊封裝用的焊接夾具，使用這種夾具可以對襯板焊層的均勻性和芯片的定位起到積極效果，能夠大幅度提高功率模塊的散熱能力和良品率，減小后續工藝的難度，給封裝功率模塊焊接工藝提供了技術支撐。

本實用新型所采取的具體技術方案是：一種功率模塊封裝用的焊接夾具，功率模塊包括基板、設置在基板上的芯片單元，芯片單元包括設置在基板上的絕緣襯板、設置在絕緣襯板上的芯片，關鍵是：所述的夾具包括基板固定板、絕緣襯板定位板，基板借助鎖緊件夾緊固定在基板固定板與絕緣襯板定位板之間，絕緣襯板定位板上開設有芯片單元放置孔，在絕緣襯板定位板上方增設芯片定位板，芯片定位板上與芯片相對應的位置開設有壓塊孔，壓塊孔內放置有芯片壓塊。

所述的鎖緊件為螺栓和螺母，螺栓依次穿過基板固定板、基板、絕緣襯板定位板后與螺母螺紋連接。

所述的絕緣襯板定位板長度邊的邊緣處向下彎折形成為限位板，基板位于兩個限位板之間。

所述的芯片定位板為門形結構，芯片定位板兩個豎板的下端面設置有燕尾條，絕緣襯板定位板上端面開設有燕尾槽，芯片定位板借助燕尾條和燕尾槽的配合與絕緣襯板定位板插接鎖緊。

所述的壓塊孔為圓孔，芯片壓塊為圓柱形結構，芯片壓塊的直徑小于圓孔直徑且二者的差值為0.2-0.5mm，芯片壓塊的上端面設置有向上凸起的抓持部，芯片壓塊的側壁上有沿徑向對稱設置的兩個插條，壓塊孔處開設有與插條形狀相匹配的插孔，芯片壓塊借助插條和插孔的配合與芯片定位板插接。

所述的插條遠離芯片壓塊的一側為弧形結構。