CN103474377B - 一种gpp芯片的预焊治具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种GPP芯片的预焊治具及其使用方法。提供了一种结构精巧、操作方式简便、对芯片无损伤，在芯片装入时可实现芯片统一分向的GPP芯片的预焊治具及其使用方法。GPP芯片依次包括小铜粒、小焊片、芯片、大焊片和大铜粒；预焊治具包括预焊模、预焊模盖、小铜粒筛盘、芯片筛盘、大铜粒筛盘和负压源；预焊模的顶面上开设有若干芯片焊槽和若干定位孔，芯片槽的槽底开设有小铜粒焊槽；本发明中利用上述分向原理加上其真空吸附原理，可在有效避免人工夹取对芯片造成的损伤并大幅的提高工作效率和加工效果的前提下，有效的使得所有芯片容置槽中的芯片均为一直的P面朝上，并在“倒置”之后使得所有芯片均P面朝下落入预焊模中的芯片焊槽中。

Description

一种GPP芯片的预焊治具及其使用方法

技术领域

本发明涉及GPP芯片的焊接工艺，尤其涉及GPP芯片的预焊治具及其使用方法的改进。

背景技术

随着半导体行业的迅速发展，客户对二极管的各项性能提出了更高的要求，比如正向过电流能力、二极管自身的散热性能等，所以能够开发出一种不改变产品封装且散热好、结温低、可靠性更好的半导体二极管，是提高产品竞争优势和企业获取更多优质客户合作的关键所在。GlassPassivatedPellet简称GPP，GPP芯片即为玻璃钝化芯片，由于其特殊的结构使其可有效的实现上述要求。在GPP芯片加工时，通常需在P面上焊接一小铜粒，并在N面上焊接一大铜粒。其传统的加工工艺中，通常由人工通过镊子将各部件依次夹入预焊模上的阶梯状容置槽中，具体为：1）、夹入小铜粒预焊模；2）、夹入焊片；3）、夹入芯片，并使其统一为P面朝下；4）、再夹入一焊片；5）、夹入大铜粒；待所有大铜粒摆放完毕后，合上预焊模盖子，并送入炉内进行焊接。

然而，上述的预焊工艺中存在着以下缺陷：一、在上述的步骤3）中人工用镊子操作时的芯片统一P面朝下是十分不便的、且费时费力；二、镊子对芯片的夹持也极易对芯片造成损伤，带来废品率的增加；三、人工操作工作效率低下、且加工效果差。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种结构精巧、操作方式简便、工作效率高且对芯片无损伤，在芯片装入时可实现芯片统一分向的GPP芯片的预焊治具及其使用方法。

本发明的技术方案是：所述GPP芯片依次包括小铜粒、小焊片、芯片、大焊片和大铜粒，所述芯片的N面的直径大于P面的直径、且芯片的P面设有玻璃钝化层；所述预焊治具包括预焊模、预焊模盖、小铜粒筛盘、芯片筛盘、大铜粒筛盘和负压源；

所述预焊模的顶面上开设有若干与所述芯片适配的芯片焊槽和若干定位孔，所述芯片焊槽的槽底开设有与所述小铜粒适配的小铜粒焊槽；

所述小铜粒筛盘的顶面上开设有若干与小铜粒适配的小铜粒容置槽和若干定位销一，所述定位销一与所述定位孔适配且位置对应，若干所述小铜粒容置槽与所述小铜粒焊槽的位置对应、且若干小铜粒容置槽的槽底连通所述负压源；

所述芯片筛盘的顶面上开设有若干与所述芯片适配的芯片容置槽和若干定位销二，所述定位销二与所述定位孔适配且位置对应，若干所述芯片容置槽与所述芯片焊槽的位置对应、且若干芯片容置槽的槽底连通所述负压源；

所述大铜粒筛盘的顶面上开设有若干与所述大铜粒适配的大铜粒容置槽和若干定位销三，所述定位销三与所述定位孔适配且位置对应，若干所述大铜粒容置槽与所述芯片焊槽的位置对应、且若干大铜粒容置槽的槽底连通所述负压源。

所述芯片容置槽呈阶梯状分为上槽和下槽，所述上槽的内径大于所述下槽的内径，所述下槽与所述芯片的N面适配、且下槽的槽底开设有用于连通负压源的负压气道。

若干所述小铜粒焊槽的槽底开设有气道一，所述预焊模盖上开设有若干与所述气道一位置对应的气道二和若干定位销四，所述定位销四与所述定位孔适配且位置对应。

一种GPP芯片的预焊治具的使用方法，按以下步骤进行操作：

1）、筛小铜粒：将若干小铜粒倒入小铜粒筛盘上，开启负压源，并左右往复晃动小铜粒筛盘1-5min；再斜置小铜粒筛盘；

2）、小铜粒装入：保持负压源开启，并将若干定位销一对接入若干定位孔中；再关闭负压源，并拔出小铜粒筛盘；

3）、筛小焊片：将若干小焊片倒入小铜粒筛盘上，开启负压源，并左右往复晃动小铜粒筛盘1-5min；再斜置小铜粒筛盘；

4）、小焊片装入：保持负压源开启，并将若干定位销一对接入若干定位孔中；再关闭负压源，并拔出小铜粒筛盘；

5）、筛芯片：将若干芯片倒入芯片筛盘上，开启负压源，并左右往复晃动芯片筛盘1-5min；再斜置芯片筛盘；

6）、芯片装入：保持负压源开启，并将若干定位销二对接入若干定位孔中；再关闭负压源，并拔出芯片筛盘；

7）、筛大焊片：将若干大焊片倒入大铜粒筛盘上，开启负压源，并左右往复晃动大铜粒筛盘1-5min；再斜置大铜粒筛盘；

8）、大焊片装入：保持负压源开启，并将若干定位销三对接入若干定位孔中；再关闭负压源，并拔出大铜粒筛盘；

9）、筛大铜粒：将若干大铜粒倒入大铜粒筛盘上，开启负压源，并左右往复晃动大铜粒筛盘1-5min；再斜置大铜粒筛盘；

10）、大铜粒装入：保持负压源开启，并将若干定位销三对接入若干定位孔中；再关闭负压源，并拔出大铜粒筛盘；

11）、进炉焊接：将定位销四对接入定位孔中，将预焊模和预焊模盖送入炉中进行焊接；完毕。

本发明中上述的步骤5）和步骤6）在本案中的作用最为突出，在实际生产中，为实现对芯片分向，本案中将芯片容置槽设为一阶梯槽（上槽内径大于下槽内径），阶梯槽的槽底还开设有负压气道；上槽是为了让芯片落到芯片容置内，下槽是为了实现芯片P、N面的分向，槽深均为0.1mm（可根据芯片厚度适当调整）。其分向的主要原理是利用芯片存在一个玻璃保护台面，当P面与下槽底接触时，由于P面的不平整将导致其无法与孔底贴合，即无法被负压源吸附在下槽的槽底；而当N面与下槽底接触时，由于N面呈一平面状，因此可有效的通过负压源吸附在下槽的槽底。这样，在步骤5）中进行左右晃动时，P面朝下落入芯片容置槽中的芯片将被晃出或被其他芯片挤出，直至N面朝下芯片落入芯片容置槽中。从而有效的实现的分向，使得经步骤5）之后所有芯片容置槽中的芯片均为P面朝上。

本发明中利用上述分向原理加上其真空吸附原理，可在有效避免人工夹取对芯片造成的损伤并大幅的提高工作效率和加工效果的前提下，有效的使得经步骤5）之后的所有芯片容置槽中的芯片均为一直的P面朝上，并在步骤6）的“倒置”之后使得所有芯片均P面朝下落入预焊模中的芯片焊槽中。

附图说明

图1是本发明中GPP芯片的结构示意图；

图2是本发明中预焊模的结构示意图，

图3是本发明中芯片焊槽的剖面图；

图4是本发明中预焊模盖的结构示意图，

图5是本发明中气道二的剖面图；

图6是本发明中小铜粒筛盘的结构示意图，

图7是图6的俯视图，

图8是图7中A处的局部方法图；

图9是本发明中芯片筛盘的结构示意图，

图10是图9的俯视图，

图11是图10中B处的局部放大图；

图12是本发明中大铜粒筛盘的结构示意图，

图13是图12的俯视图，

图14是图13中C处的局部放大图；

图中1是GPP芯片，11是小铜粒，12是小焊片，13是芯片，131是P面，132是N面，14是大焊片，15是大铜粒；

2是预焊模，20是定位孔，21是芯片焊槽，22是小铜粒焊槽，23是气道一；

3是预焊模盖，30是定位销四，33是气道二；

4是小铜粒筛盘，40是定位销一，41是小铜粒容置槽；

5是芯片筛盘，50是定位销二，51是芯片容置槽，511是上槽，512是下槽，513是负压气道；

6是大铜粒筛盘，60是定位销三，61是大铜粒容置槽；7是负压源。

具体实施方式

本发明如图1-14所示，所述GPP芯片1依次包括小铜粒11、小焊片12、芯片13、大焊片14和大铜粒15，所述芯片13的N面132的直径大于P面131的直径、且芯片的P面设有玻璃钝化层，所述小焊片设在所述芯片的P面上，所述小焊片的直径与所述小铜粒的直径相等、且小于芯片的P面的直径；所述大焊片设在所述芯片的N面上，所述大焊片的直径与所述大铜粒的直径相等、且小于芯片的N面的直径；所述预焊治具包括预焊模2、预焊模盖3、小铜粒筛盘4、芯片筛盘5、大铜粒筛盘6和负压源7；

所述预焊模2的顶面上开设有若干与所述芯片13适配的芯片焊槽21和若干定位孔20（为在耗材最少的情况下达到有效的定位效果，可在预焊模的两对角上分别设一定位孔），所述芯片焊槽21的槽底开设有与所述小铜粒11适配的小铜粒焊槽22；

所述小铜粒筛盘4的顶面上开设有若干与小铜粒11适配的小铜粒容置槽41和若干定位销一40，所述定位销一40与所述定位孔20适配且位置对应，若干所述小铜粒容置槽41与所述小铜粒焊槽22的位置对应、且若干小铜粒容置槽41的槽底通过通孔一连通所述负压源7；

所述芯片筛盘5的顶面上开设有若干与所述芯片13适配的芯片容置槽51和若干定位销二50，所述定位销二50与所述定位孔20适配且位置对应，若干所述芯片容置槽51与所述芯片焊槽21的位置对应、且若干芯片容置槽51的槽底通过通孔二连通所述负压源7；

所述大铜粒筛盘6的顶面上开设有若干与所述大铜粒15适配的大铜粒容置槽61和若干定位销三60，所述定位销三60与所述定位孔10适配且位置对应，若干所述大铜粒容置槽61与所述芯片焊槽21的位置对应、且若干大铜粒容置槽61的槽底通过通孔三连通所述负压源7。

所述芯片容置槽51呈阶梯状分为上槽511和下槽512，所述上槽511的内径大于所述下槽512的内径，所述下槽512与所述芯片13的N面132适配、且下槽512的槽底开设有用于连通负压源7的负压气道513。

若干所述小铜粒焊槽22的槽底开设有气道一23，所述预焊模盖3上开设有若干与所述气道一23位置对应的气道二33和若干定位销四30，所述定位销四30与所述定位孔20适配且位置对应。利用气道一23和气道二33在GPP芯片进炉焊接时对其进行气体保护。

一种GPP芯片的预焊治具的使用方法，按以下步骤进行操作：

1）、筛小铜粒11：将若干（通常为小铜粒容置槽数量的2-5倍）小铜粒11倒入小铜粒筛盘41上，开启负压源7，并左右往复晃动小铜粒筛盘4，持续1-5min，使得每个小铜粒容置槽的槽底均可有效的吸附一小铜粒；再斜置小铜粒筛盘4，使得多余的小铜粒从小铜粒筛盘上滑出；

2）、小铜粒11装入：保持负压源7开启，并将若干定位销一40对接入若干定位孔20中；再关闭负压源7，并拔出小铜粒筛盘4，使得小铜粒准确地落入小铜粒焊槽中；

3）、筛小焊片12：将若干（通常为小铜粒容置槽数量的2-5倍）小焊片12倒入小铜粒筛盘4上，开启负压源7，并左右往复晃动小铜粒筛盘4，持续1-5min，使得每个小铜粒容置槽的槽底均可有效的吸附一小焊片；再斜置小铜粒筛盘4，使得多余的小焊片从小铜粒筛盘上滑出；

4）、小焊片12装入：保持负压源7开启，并将若干定位销一40对接入若干定位孔20中；再关闭负压源7，并拔出小铜粒筛盘4，使得小焊片准确地落在小铜粒的上方；

5）、筛芯片13：将若干（通常为芯片容置槽数量的2-5倍）芯片13倒入芯片筛盘5上，开启负压源7，并左右往复晃动芯片筛盘5，持续1-5min，使得每个芯片容置槽的槽底均可有效的吸附一芯片、且芯片均为P面朝上；再斜置芯片筛盘5，使得多余的芯片从芯片筛盘上滑出；

6）、芯片13装入：保持负压源7开启，并将若干定位销二50对接入若干定位孔20中；再关闭负压源7，并拔出芯片筛盘5，使得芯片P面朝下的准确地落入芯片焊槽中；

7）、筛大焊片14：将若干（通常为大铜粒容置槽数量的2-5倍）大焊片14倒入大铜粒筛盘6上，开启负压源7，并左右往复晃动大铜粒筛盘6，持续1-5min，使得每个大铜粒容置槽的槽底均可有效的吸附一大焊片；再斜置大铜粒筛盘6，使得多余的大焊片从大铜粒筛盘上滑出；

8）、大焊片14装入：保持负压源7开启，并将若干定位销三60对接入若干定位孔20中；再关闭负压源7，并拔出大铜粒筛盘6，使得大焊片准确地落在芯片上方；

9）、筛大铜粒15：将若干（通常为大铜粒容置槽数量的2-5倍）大铜粒15倒入大铜粒筛盘6上，开启负压源7，并左右往复晃动大铜粒筛盘6，持续1-5min，使得每个大铜粒容置槽的槽底均可有效的吸附一大铜粒；再斜置大铜粒筛盘6，使得多余的大铜粒从大铜粒筛盘上滑出；

10）、大铜粒15装入：保持负压源7开启，并将若干定位销三60对接入若干定位孔20中；再关闭负压源7，并拔出大铜粒筛盘6，使得大铜粒准确地落在芯片上方；

11）、进炉焊接：将定位销四30对接入定位孔20中，将预焊模2和预焊模盖3送入炉中进行焊接；完毕。

12）、预焊后芯片装填到石墨船：打开预焊模盖，将预焊后芯片筛盘倒扣于预焊模上，并打开负压源，合紧后将芯片筛盘与预焊模同时进行360°翻转，使预焊好的半成品全部落到芯片容置槽内，取下预焊模；此时将吸气量开到最大，将吸盘倒扣于石墨船下模上（已装好引线和下焊片），切断气管，半成品全部落入石墨船内；

13）、筛上焊片：方法同步骤3），再合上石墨船上模（已装好引线）后装填全部完成，后续流程与正常产品的生产作业流程一致。

Claims (4)

1.一种GPP芯片的预焊治具，所述GPP芯片依次包括小铜粒、小焊片、芯片、大焊片和大铜粒，所述芯片的N面的直径大于P面的直径、且芯片的P面设有玻璃钝化层；其特征在于，所述预焊治具包括预焊模、预焊模盖、小铜粒筛盘、芯片筛盘、大铜粒筛盘和负压源；

所述预焊模的顶面上开设有若干与所述芯片适配的芯片焊槽和若干定位孔，所述芯片焊槽的槽底开设有与所述小铜粒适配的小铜粒焊槽；

所述小铜粒筛盘的顶面上开设有若干与小铜粒适配的小铜粒容置槽和若干定位销一，所述定位销一与所述定位孔适配且位置对应，若干所述小铜粒容置槽与所述小铜粒焊槽的位置对应、且若干小铜粒容置槽的槽底连通所述负压源；

所述芯片筛盘的顶面上开设有若干与所述芯片适配的芯片容置槽和若干定位销二，所述定位销二与所述定位孔适配且位置对应，若干所述芯片容置槽与所述芯片焊槽的位置对应、且若干芯片容置槽的槽底连通所述负压源；

所述大铜粒筛盘的顶面上开设有若干与所述大铜粒适配的大铜粒容置槽和若干定位销三，所述定位销三与所述定位孔适配且位置对应，若干所述大铜粒容置槽与所述芯片焊槽的位置对应、且若干大铜粒容置槽的槽底连通所述负压源。

2.根据权利要求1所述的一种GPP芯片的预焊治具，其特征在于，所述芯片容置槽呈阶梯状分为上槽和下槽，所述上槽的内径大于所述下槽的内径，所述下槽与所述芯片的N面适配、且下槽的槽底开设有用于连通负压源的负压气道。

3.根据权利要求1所述的一种GPP芯片的预焊治具，其特征在于，若干所述小铜粒焊槽的槽底开设有气道一，所述预焊模盖上开设有若干与所述气道一位置对应的气道二和若干定位销四，所述定位销四与所述定位孔适配且位置对应。

4.根据权利要求1所述的一种GPP芯片的预焊治具的使用方法，其特征在于，按以下步骤进行操作：

1）、筛小铜粒：将若干小铜粒倒入小铜粒筛盘上，开启负压源，并左右往复晃动小铜粒筛盘1-5min；再斜置小铜粒筛盘；

2）、小铜粒装入：保持负压源开启，并将若干定位销一对接入若干定位孔中；再关闭负压源，并拔出小铜粒筛盘；

3）、筛小焊片：将若干小焊片倒入小铜粒筛盘上，开启负压源，并左右往复晃动小铜粒筛盘1-5min；再斜置小铜粒筛盘；

4）、小焊片装入：保持负压源开启，并将若干定位销一对接入若干定位孔中；再关闭负压源，并拔出小铜粒筛盘；

5）、筛芯片：将若干芯片倒入芯片筛盘上，开启负压源，并左右往复晃动芯片筛盘1-5min；再斜置芯片筛盘；

6）、芯片装入：保持负压源开启，并将若干定位销二对接入若干定位孔中；再关闭负压源，并拔出芯片筛盘；

7）、筛大焊片：将若干大焊片倒入大铜粒筛盘上，开启负压源，并左右往复晃动大铜粒筛盘1-5min；再斜置大铜粒筛盘；

8）、大焊片装入：保持负压源开启，并将若干定位销三对接入若干定位孔中；再关闭负压源，并拔出大铜粒筛盘；

9）、筛大铜粒：将若干大铜粒倒入大铜粒筛盘上，开启负压源，并左右往复晃动大铜粒筛盘1-5min；再斜置大铜粒筛盘；

10）、大铜粒装入：保持负压源开启，并将若干定位销三对接入若干定位孔中；再关闭负压源，并拔出大铜粒筛盘；

11）、进炉焊接：将定位销四对接入定位孔中，将预焊模和预焊模盖送入炉中进行焊接；完毕。