CN103928407A - 一次焊接倒封装工装结构 - Google Patents

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刘艳宏
杨晓菲
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Abstract

本发明公开了一种一次焊接倒封装工装结构，包括底板及固定于所述底板上的顶板，其特征在于，所述顶板与底板相固定的一面上设有向内凹陷用于收容焊片的第一收容部，所述第一收容部上设有若干向内凹陷的第二收容部，每个第二收容部上设有若干用于收容芯片的芯片收容槽。本发明提供的一次焊接倒封装工装结构由正封装改为倒封装，操作简单，装配周期短，能有效提高焊接效率。

Description

一次焊接倒封装工装结构
技术领域
本发明涉及半导体封装技术领域，特别是涉及一种一次焊接倒封装工装结构。
背景技术
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低，在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用，在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
IGBT具有高频率、高电压、大电流、特别是容易开通和关断的性能特点，是国际上公认的电力电子技术第三次革命的最具代表性的产品，至今已经发展到第六代，商业化已发展到第五代。目前，IGBT已广泛应用于国民经济的各行业中。
目前，IGBT模块制造过程关键是焊接工艺，焊接工艺包括了芯片与DBC之间的焊接，DBC与底板间的焊接以及电极与DBC之间的焊接。将芯片与DBC焊接称为一次焊接，一次焊接是模块封装工序中第一道工序，也是最基础的一道工序。一个模块包含了若干个DBC，而每个DBC上又会焊接若干个芯片，芯片和芯片之间以及DBC与DBC之间靠键合铝线完成特定的电路连接。因此一次焊手工操作复杂，工作量大。在模块批量化生产中，工装装配容易能够有效加快生产进度。
现有的一次焊接工装均为正封装结构，包括三层板：底板，定位板，顶板。底板的作用是用来固定DBC基板，定位板用来定位芯片焊接位置，顶板上的定位销压在芯片中心位置。安装时首先将DBC放在底板凹槽中，盖上定位板，依次将焊片和芯片放入定位板开孔位置，最后盖上顶板。
现有一次焊接工装包括三层板，按正向顺序依次放置。将DBC放在底板凹槽中，盖上定位板，为了防止焊接后芯片紧挨定位板开孔的四周边，定位板开孔的大小根据芯片尺寸会留有一定的余量，因此依次将焊片和芯片放入开孔处，但需调整其位置，否则芯片无法定位到指定位置，这样会增加操作复杂度，影响装配进度，很难精确调整到指定位置。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种一次焊接倒封装工装结构。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种一次焊接倒封装工装结构，由正封装改为倒封装，操作简单，装配周期短，能有效提高焊接效率。
为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：
一种一次焊接倒封装工装结构，包括底板及固定于所述底板上的顶板，所述顶板与底板相固定的一面上设有向内凹陷用于收容焊片的第一收容部，所述第一收容部上设有若干向内凹陷的第二收容部，每个第二收容部上设有若干用于收容芯片的芯片收容槽。
作为本发明的进一步改进，所述第一收容部设为长方形或正方形。
作为本发明的进一步改进，所述第一收容部在四个角上设有向外延伸的圆弧部。
作为本发明的进一步改进，所述芯片收容槽设为长方形或正方形。
作为本发明的进一步改进，所述芯片收容槽在四个角上设有向外延伸的圆弧部。
作为本发明的进一步改进，所述每个第二收容部上不同的芯片收容槽之间设有用于固定芯片的止挡部。
作为本发明的进一步改进，所述底板和顶板上对应设有若干用于收容定位销的定位孔。
作为本发明的进一步改进，所述顶板上的定位孔设于芯片收容槽的中心位置。
本发明的有益效果是：本发明一次焊接倒封装工装结构将正封装改为倒封装，倒封装结构比正封装结构省去定位板，芯片的定位和固定全部由顶板完成。芯片的定位孔在顶板背面，安装时将顶板翻转，此时调整芯片到指定位置就容易的多。因此倒封装结构操作简单，装配周期短，能有效提高焊接效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中正封装工装结构顶板的正面结构示意图；
图2为现有技术中正封装工装结构顶板的背面结构示意图；
图3为本发明一实施方式中倒封装工装结构的立体示意图；
图4为本发明一实施方式中倒封装工装结构顶板的正面结构示意图；
图5为本发明一实施方式中倒封装工装结构顶板的背面结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种一次焊接倒封装工装结构，包括底板及固定于底板上的顶板，顶板与底板相固定的一面上设有向内凹陷用于收容焊片的第一收容部，第一收容部上设有若干向内凹陷的第二收容部，每个第二收容部上设有若干用于收容芯片的芯片收容槽。
优选地，第一收容部设为长方形或正方形。
优选地，第一收容部在四个角上设有向外延伸的圆弧部。
优选地，芯片收容槽设为长方形或正方形。
优选地，芯片收容槽在四个角上设有向外延伸的圆弧部。
优选地，每个第二收容部上不同的芯片收容槽之间设有用于固定芯片的止挡部。
优选地，底板和顶板上对应设有若干用于收容定位销的定位孔。
优选地，顶板上的定位孔设于芯片收容槽的中心位置。
本发明提供的一次焊接倒封装工装结构由正封装改为倒封装，操作简单，装配周期短，能有效提高焊接效率。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
现有技术中一次焊接通常采用正封装工装结构，正封装工装结构包括三层板：底板(未图示)、定位板(未图示)和顶板10’(参图1、图2所示)，按正向顺序依次放置。底板固定DBC基板，定位板定位芯片焊接位置，最后盖上顶板，将定位销(未图示)插入顶板上的定位孔11’中，定位销压在芯片中心位置，可以保证芯片受力均匀。
参图3所示，本发明一次焊接倒封装工装结构中，底板20的结构和现有技术中相同，省去定位板，顶板10的结构参图4和图5所示。以下结合附图对本发明一实施方式中倒封装工装结构的顶板10进行进一步说明。
本发明中顶板10与底板相固定的一面上设有向内凹陷的第一收容部12，第一收容部12上设有若干向内凹陷的第二收容部13，每个第二收容部13上设有若干芯片收容槽。第一收容部12用于收容焊片，第二收容部13上的芯片收容槽用于收容芯片。
优选地，在本实施方式中，第二收容部13设为相互分离的两个，每个第二收容部13上设有3个芯片收容槽，分别为第一芯片收容槽131、第二芯片收容槽132和第三芯片收容槽133。
其中，上述第一收容部12、芯片收容槽(第一芯片收容槽131、第二芯片收容槽132和第三芯片收容槽133)的形状根据具体的安装要求进行设定，在本实施方式中，焊片设为长方形或正方形，则第一收容部12也设为长方形或正方形；芯片为长方形或正方形，则芯片收容槽(第一芯片收容槽131、第二芯片收容槽132和第三芯片收容槽133)也设为长方形或正方形。在其他实施方式中，若芯片及焊片形状发生变化，则倒封装工装中第一收容部12、芯片收容槽的形状也应该作相应的修改。
进一步地，在第一收容部12在四个角上设有向外延伸的第一圆弧部14，便于安装及拆卸焊片。同时，在芯片收容槽在四个角上设有向外延伸的第二圆弧部15，便于安装及拆卸芯片。
第二收容部13上不同的芯片收容槽之间设有用于固定芯片的止挡部16。如图5所示，第一芯片收容槽131、第二芯片收容槽132和第三芯片收容槽133中相邻的芯片收容槽之间设有止挡部16，止挡部16设为对应的两个，每个止挡部16处于两个相邻的第二圆弧部15之间，当然，两个止挡部16也可以相连接构成一止挡面。
底板和顶板10上对应设有若干用于收容定位销的定位孔11，顶板10上的定位孔11设于芯片收容槽的中心位置，可保证芯片受力均匀。
本实施方式中一次焊接倒封装工装结构省去定位板，芯片的定位和固定全部由顶板完成。安装时首先将顶板翻转，将芯片和焊片放入的芯片收容槽和第一收容部中，接着安装DBC基板和底板，用螺母固定整套工装，将工装翻转过来，最后将定位销插入定位孔中固定底板和顶板，安装完毕。
由上述技术方案可以看出，本发明一次焊接倒封装工装结构将正封装改为倒封装，倒封装结构比正封装结构省去定位板，芯片的定位和固定全部由顶板完成。芯片的定位孔在顶板背面，安装时将顶板翻转，此时调整芯片到指定位置就容易的多。因此倒封装结构操作简单，装配周期短，能有效提高焊接效率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种一次焊接倒封装工装结构，包括底板及固定于所述底板上的顶板，其特征在于，所述顶板与底板相固定的一面上设有向内凹陷用于收容焊片的第一收容部，所述第一收容部上设有若干向内凹陷的第二收容部，每个第二收容部上设有若干用于收容芯片的芯片收容槽。
2.根据权利要求1所述的工装结构，其特征在于，所述第一收容部设为长方形或正方形。
3.根据权利要求2所述的工装结构，其特征在于，所述第一收容部在四个角上设有向外延伸的圆弧部。
4.根据权利要求1所述的工装结构，其特征在于，所述芯片收容槽设为长方形或正方形。
5.根据权利要求4所述的工装结构，其特征在于，所述芯片收容槽在四个角上设有向外延伸的圆弧部。
6.根据权利要求1所述的工装结构，其特征在于，所述每个第二收容部上不同的芯片收容槽之间设有用于固定芯片的止挡部。
7.根据权利要求1所述的工装结构，其特征在于，所述底板和顶板上对应设有若干用于收容定位销的定位孔。
8.根据权利要求7所述的工装结构，其特征在于，所述顶板上的定位孔设于芯片收容槽的中心位置。
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