[實用新型]用于基板焊接的定位板結構

有效

• 申請號: 202222032445.0
• 申請日: 2022-08-03
• 公開（公告）號: CN218612506U
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 陳慶友;白景泉
• 申請（專利權）人: 上汽英飛凌汽車功率半導體（上海）有限公司
• 主分類號: B23K37/04
• 分類號: B23K37/04;B23K3/08
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 焦天雷

本實用新型公開了一種用于基板焊接的定位板結構，包括：板體形成有多個定位孔；定位孔位置與被焊接基板插針孔位置相適應，其用于插接魚頭針時使魚頭針與基板插針孔進行對準定位；所述定位孔內側壁形成為三段變徑結構，所述三段變徑結構導向插入的魚頭針。本實用新型過焊接夾具的定位孔的上倒角的角度優化和插針的角度來減少模塊掉針現象發生。優化定位孔的上倒角，當魚頭針的最大截面傾斜時，避開針卡在定位孔上倒角處，使針更容易下滑,能避免。

技術領域

本實用新型涉及半導體制造領域，特別是涉及一種用于基板焊接的定位板結構。

背景技術

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。

功率半導體器件是電力電子交流器的核心部件，我公司的功率模塊的后道封裝工藝流程是印刷貼片→芯片焊接→清洗→鍵合→中測→插針→基板焊接→X-Ray→框架組裝→硅膠灌封→終測→包裝。插針工藝屬于壓接藝流程是針通過機器人夾爪抓取針，然后按照一個方向插入相對應的八個針座中，完成DCB組裝的最后一個工藝。針的最大截面是

基板焊接屬于再流焊焊接工藝。一塊預彎基板有機器人夾爪放到托盤上的焊接夾具的隨行架內，然后操作工安裝夾具壓板，再從無動力輥道上傳送到裝配設備內。另一臺機器人夾爪將把一片預制錫片放到夾具壓板分離板內，接著機器人夾爪再抓取已組裝完成的DCB放進夾具分離板內，再重復兩次放置預制錫片和DCB的組裝動作后，在托盤上的夾具從裝配設備傳送出來，操作工手動安裝定位板后放入小推車內，然后通過焊接設備進行焊接。此時焊接夾具的定位板會保證魚頭針的位置在再流焊時不產生漂移。焊接夾具如圖1所示，是由定位板1，壓板2和隨行架3組成。定位板上形成有多個定位孔。

在基板焊接后和模塊包裝前檢測后，發現有掉針現象，針從針座處脫落或針座與DCB板虛焊狀態。

在此不研究錫膏成分的變化對針座焊接強度的影響。在所有工藝中，與魚頭針相接觸的只有插針工藝和基板焊接工藝。我們重點分析了插針工藝的過程和焊接夾具在焊接前后針在夾具定位孔的狀態。

排除錫膏在二次熔融后的對針座焊接強度的影響，只有夾具定位板接觸魚頭針，魚頭針在定位孔會產生相對移動，魚頭針與定位孔的摩擦力有時決定了魚頭針被卡在夾具定位板里或者導致針座的焊接強度降低。針在夾具里的受力分析，如圖4所示。二次熔融時，錫膏融化，體積變大，針和針座自身重力G1針和針座在錫液的浮力F浮，配重板的重力G2,針的最大界面和定位板之間的摩擦力Ff。

G1＝m1g＝0.062*10-3*9.8N/Kg＝6.076*10-4N

G2＝m2g＝40.375*10-3*9.8N/Kg＝0.396N

F浮＝ρ液gV排＝G1(在錫膏液體狀態下，針和針座是懸浮情況下)

Ff＝G1*f＝m1g*f＝0.062*10-3*9.8N/Kg*0.5＝3.038*10-4N

對于上述狀態，在忽略金屬熱脹冷縮的情況下，因為針插入針座的時候并不是垂直插入的，所以導致針的最大截面與定位板中心有個夾角θ，tanθ＝r/h

r是夾具定位板的孔的直徑(1.3±0.02mm)的一半，rmin＝0.64mm；

h是針座底部到針的最大截面的距離約為11.5mm

tanθ＝r/h＝0.05565,所以求出θ≈3°，只要θ＞3°，針的最大截面就會在定位板的孔的上倒角產生相互作用力N。