[實用新型]一種適宜大功率混合集成電路芯片的定位夾具組合

有效

• 申請號: 202020042218.4
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN211605117U
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 劉思奇;劉金麗;張超超;董晶;陽永衡;商登輝;李陽;房迪;熊濤;徐永朋
• 申請（專利權）人: 貴州振華風光半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/68
• 分類號: H01L21/68;H01L21/687
• 代理公司: 貴陽中工知識產權代理事務所 52106
• 代理人: 劉安寧

一種適宜大功率混合集成電路芯片的定位夾具組合，它除原有夾具外，還包括定位夾具、基片壓塊和芯片壓塊，定位夾具外形根據外殼、基片、芯片的形狀和尺寸確定，其一端為圓形、另一端為矩形，矩形一邊嵌入圓形一端，圓形部分有一個鏤空的正方形固定腔，矩形部分有一個鏤空的矩形固定腔；鏤空的正方形固定腔與陶瓷基片形狀及尺寸相同；鏤空的矩形固定腔與芯片形狀及尺寸相同；定位夾具兩個固定腔的腔體四角分別設有圓弧孔。本實用新型制作工藝簡單、定位推確，既有效固定芯片、基片、壓塊，又有效降低操作帶來的短路問題，提高產品質量的同時還降低調整時間，提升工作效率。適用于不同外殼芯片、焊片、基片定位，還適用于其它大功率器件組裝的定位。

技術領域

本實用新型涉及混合集成電路的制造，具體來說，涉及大功率混合集成電路的定位，尤其涉及制造TO-3型封裝的大功率器件過程中芯片和陶瓷基片的定位夾具。

背景技術

在半導體元器件的制造行業中，裝結工序是集成電路生產的第一步關鍵工序，裝結質量的高低會直接影響到集成電路整體質量。隨著半導體行業生產流程的推進，自動化在生產流程中已然成為主流，但是裝結中至關重要的關鍵工序—真空燒結，大部分產品依然需要手工操作。真空燒結技術是通過在芯片底部和管基之間添加焊料，通過合適的溫度、時間、壓力以及氣份實現兩表面的共晶物熔合，共晶實現分子之間的結合，因此有連接電阻小、傳熱效率高、散熱均勻以及焊接強度高等優點。手動真空燒結包括：管基上放焊料、芯片拾取、芯片對位和芯片共晶，手動共晶焊具有靈活性大、共晶質量高、成本低等特點。此工藝中一種是依靠人工操作熟練度來擺放芯片，沒有任何固定芯片的措施；這不僅會對芯片燒結一致性產生影響，而且不同操作人員在裝結芯片時會產生偏移誤差；另外，擺放壓塊時的抖動或燒結過程中充入氮氣、機器震動導致壓塊掉落，也會造成偏移；而且在用鑷子調整芯片位置的過程中，很容易把芯片劃傷；芯片的偏移不僅會對后續的壓焊造成影響，且對于部分位置精度要求較高的產品而言，稍微偏移就會造成產品短路或者在使用過程中過熱燒壞。另一種方法是利用石墨材質的定位夾具來固定住芯片和基片，由于石墨材質易碎，操作不規范容易致使夾具損壞；在芯片燒結完成后取出夾具時，石墨粉塵容易沾污芯片和基片。這樣就需要設計一款定位夾具，不僅要固定芯片使芯片不會偏移，還要保證利于壓塊擺放、芯片和基片不會被夾具損壞或沾污。

中國專利數據庫中，涉及芯片定位夾具的專利申請件有許多，例如ZL2012102233416號《BGA封裝器件芯片級失效定位夾具與方法》、 ZL2012201416792號《一種PLC分路器封裝用芯片定位夾具》、ZL 2017215681993號《一種適用于表面貼裝集成電路芯片定位夾具組合》、 ZL201721697693X號《一種適用于大功率器件的芯片定位夾具組合》、ZL2015103481474號《真空共晶焊的芯片定位夾具、制造方法及芯片轉運方法》等，這些專利技術不適用于大功率混合集成電路的芯片。

發明內容

本實用新型旨在提供一種適宜大功率混合集成電路芯片的定位夾具組合，以克服現有裝結工藝上芯片和基片偏移、沾污、壓塊容易掉落問題。

設計人提供的適宜大功率混合集成電路芯片的定位夾具組合，包含原有的夾具、定位夾具、基片壓塊和芯片壓塊，定位夾具外形是根據TO-3 外殼形狀和尺寸確定的，其一端為圓形、另一端為矩形，矩形的一邊嵌入圓形的一端，圓形部分有一個鏤空的正方形固定腔，矩形部分有一個鏤空的矩形固定腔；鏤空的正方形固定腔與T0-3產品對應的基片形狀及尺寸相同；鏤空的矩形固定腔與芯片形狀及尺寸相同；該定位夾具兩個固定腔的腔體四角分別設有圓弧孔，以避免材質過硬、導致芯片或基片四角卡住崩壞；且該定位夾具四周有圓形的固定孔分別對應TO-3管基上的每一個管腳，以非常精準度的固定住夾具；芯片壓塊和基片壓塊為端面分別與芯片、基片形狀一致的長方體，端面尺寸分別與芯片、基片尺寸保持一致，以保證其表面受力均勻。

上述定位夾具是不銹鋼制成的，其厚度高于基片而低于芯片與壓塊總厚度的2/3，這樣有利于夾具的鏤空處能夠同時固定住芯片和基片與其壓塊。