[實用新型]一種功率半導體用自動固晶機

有效

• 申請號: 201920833133.5
• 申請日: 2019-06-04
• 公開（公告）號: CN209785891U
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 張曹
• 申請（專利權）人: 常州美索虹銘玻璃有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/607
• 代理公司: 32105 常州市天龍專利事務所有限公司
• 代理人: 翟丹丹

本實用新型公開了一種功率半導體用自動固晶機，包括：貫穿整個裝置的傳輸裝置，傳輸裝置兩端分別為上料區和下料區，兩區之間設有固晶區，所述固晶區設于氣體保護腔室內，所述氣體保護腔室內沿傳輸裝置的輸送方向依次設有釬料涂敷裝置、自動貼片裝置和冷卻裝置，釬料涂敷裝置和自動貼片裝置均通過機械臂自動完成釬料涂敷和貼片動作。通過上述方式，本實用新型利用超聲波烙鐵高頻振動可以破除氧化膜特點，將超聲波烙鐵、芯片自動定位貼片以及冷卻工序進行集成，提高了生產效率和焊接質量，提高了芯片的穩定性，能夠在高溫下長期使用，也解決了助焊劑會帶來污染的問題。

技術領域

本實用新型涉及半導體領域，特別是涉及一種功率半導體用自動固晶機。

背景技術

半導體的封裝，一個重要環節是固晶，將芯片與引線框架或陶瓷電路板通過導電膠或銀漿等材料貼合在一起，提供一個散熱通道，從而避免芯片過熱，提升芯片運行的可靠性。目前在LED領域，在功率半導體領域，普遍使用導電膠、焊錫膏或銀漿等材質。

如專利CN201810617835，一種半導體固晶及固化的全自動流水作業方法，使用固晶膠將LED芯片固定在支架上。

如申請號為CN201821242079.6的專利，使用點膠組件涂敷膠水從而實現芯片的固定。

這些方法對于散熱要求不高的場合是可以使用的，但對于大功率的高溫LED與車用IGBT等，這是不夠的，因為膠的導熱性能和耐高溫老化性能較差，無法在250℃的情況下長期使用。

還有一種現有方法是使用金屬焊料，如鉛基的焊錫絲Pb-5Sn，其熔點為295℃，但焊錫絲在融化涂敷的過程中會產生氧化行為，影響其與芯片支架的潤濕行為，且無法使用助焊劑，因為助焊劑的殘留會帶來污染等不利影響。

實用新型內容

本實用新型主要解決的技術問題是提供一種功率半導體用自動固晶機，既能夠克服因膠的導熱性能和耐老化性能差導致芯片穩定性的問題，又能避免助焊劑殘留的污染問題。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的一個技術方案是：提供一種功率半導體用自動固晶機，包括：貫穿整個裝置的傳輸裝置，傳輸裝置兩端分別為上料區和下料區，兩區之間設有固晶區，所述固晶區設于氣體保護腔室內，所述氣體保護腔室內沿傳輸裝置的輸送方向依次設有釬料涂敷裝置、自動貼片裝置和冷卻裝置，釬料涂敷裝置和自動貼片裝置均通過機械臂自動完成釬料涂敷和貼片動作。

在本實用新型一個較佳實施例中，傳輸裝置包括傳送臺和輸送軌道，傳送臺沿著輸送軌道往復移動，傳送臺上設有測量陶瓷電路板高度的激光測高裝置。

在本實用新型一個較佳實施例中，上料區與固晶區之間設有預熱區，預熱區溫度為150-500℃，所述預熱通過紅外加熱管或升降式加熱臺進行預熱。

在本實用新型一個較佳實施例中，還包括氣體循環凈化裝置，氣體循環凈化裝置包括循環泵和除氧凈化裝置，循環泵和除氧凈化裝置與氣體保護腔室串聯連接。

在本實用新型一個較佳實施例中，所述氣體保護腔室內的氣體為氧含量低于500PPM的氮氣或氬氣。

在本實用新型一個較佳實施例中，釬料涂敷裝置包括超聲波烙鐵和送絲裝置，送絲裝置將焊絲送入超聲波烙鐵下方的陶瓷電路板表面。

在本實用新型一個較佳實施例中，超聲波烙鐵上設有加熱裝置，加熱裝置將烙鐵加熱至150-600℃。

在本實用新型一個較佳實施例中，超聲波烙鐵的頻率為30-80KHZ。

本實用新型的有益效果是：本實用新型利用超聲波烙鐵高頻振動可以破除氧化膜特點，將超聲波烙鐵、芯片自動定位貼片以及冷卻工序進行集成，提高了生產效率和焊接質量，提高了芯片的穩定性，能夠在高溫下長期使用，也解決了助焊劑會帶來污染的問題。

附圖說明