CN106057719A - 一种实现陶瓷贴片封装器件铝镍键合的加工夹具及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种实现陶瓷贴片封装器件铝镍键合的加工夹具及其加工方法；包括底板，所述底板为上端中部开有大面积凹槽，底板的一侧面上安装有气嘴,气嘴连接至底板上的凹槽内，底板的上端安装有橡胶垫,定位板的上端设置有多个型腔，每个型腔之间通过隔板隔开，所述型腔内开有三个竖直方向将定位板贯通的气孔。本发明解决了金、铝间键合强度会导致脱键的问题，通过使用纯镍片避免了镀镍铜片的装配困难、生产效率低的问题。

Description

一种实现陶瓷贴片封装器件铝镍键合的加工夹具及其加工 方法
技术领域
本发明涉及半导体元件加工领域，尤其涉及一种实现陶瓷贴片封装器件加工领域。
背景技术
长期以来，在半导体功率器件制作过程中，铝制导线直接和镀金零件键合、铝制导线直接和镀金的管芯表面键合，理论上金、铝间键合会存在柯肯达尔空洞，柯肯达尔空洞会影响键合强度，可能导致脱键的现象，严重影响器件质量。而且镀镍铜片在装配过程中，需要逐只在管座上的型腔内装定位套，装好定位套后还需在每只管座的两个焊接区域定量点焊膏，然后再放置镀镍铜片，由于过渡镀镍铜片的尺寸较小(1.8mmX1.8m方片)，对位摆放较为困难，且以上工步均为手工操作，因此工作量大，效率低。且用手工点焊膏，不能做到定量均匀，对烧结质量有一定的影响。在钎焊时钎焊的质量首先是取决于镀镍铜片镀层的质量，其次是取决于铅锡焊料层的烧焊质量，我们知道层数越多，需要控制的地方就越多，出现缺陷的几率就越大。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种实现陶瓷贴片封装器件铝镍键合的加工夹具及其加工方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种实现陶瓷贴片封装器件铝镍键合的加工夹具；包括底板，所述底板为上端中部开有大面积凹槽，底板的一侧面上安装有气嘴,气嘴连接至底板上的凹槽内，底板的上端安装有橡胶垫,定位板的上端设置有多个型腔，每个型腔之间通过隔板隔开，所述型腔内开有三个竖直方向将定位板贯通的气孔。
所述定位板、橡胶垫、底板的端面形状大小面积均相同。
所述橡胶垫为真空橡胶。
所述气孔呈等三角形设置在型腔内，其直径大小为1.2mm。
所述气嘴为快装气接头，通过管道连接在真空泵上，气嘴和真空泵之间设置有气阀。
一种实现陶瓷贴片封装器件铝镍键合的加工方法，其步骤为，将制作好的管座表面镀金；将管座引线键合区表面的镀金层去除；其特征在于，所述管座引线键合区表面的镀金层去除的方法步骤为：
a、将管座需去除镀金层一面朝上放置在夹具的型腔内；打开气阀将管座吸附在夹具上；
b、将精密数控雕铣机的专用平口钳的定位基准对真空吸附夹具进行定位并夹持；
c、将指铣刀找正最边角上需加工管座的去除镀金位置；
d、编写加工程序和加工步距对管座进行雕铣加工。
所述镀金层的厚度小于0.008mm。
所述指铣刀的直径小于1mm。
所述管座使用的材料为纯镍。
所述管座引线键合区表面的镀金层去除的面积为0.02～0.04mm。
本发明的有益效果在于：
本发明的夹具具有以下优点，(1)定位精准、可靠：外壳零件的外形尺寸与夹具的定位型腔尺寸相匹配，定位尺寸精度误差<0.05mm，位置度误差<0.02mm，限制了外壳零件X轴的移动和旋转、Y轴的移动和旋转、Z轴的旋转共五个自由度。
(2)实现大批量高速加工：本夹具有150个工位，可以一次同时对150个零件进行吸紧和放松，减少了装夹和找正的时间，易于实现批量生产，效率较高。
(3)快速吸紧：采用三点定位原理，夹具定位板1上每一个定位型腔体内都加工有3个气孔，与底板的空气室相连，用胶管连接真空泵和气嘴，当开启真空泵后，打开阀门，通过气嘴将夹具体内的空气抽出，从而形成真空产生负压，使每一只外壳零件底面被吸附在夹具体上，实现了快速吸紧。当需要放松零件时，只需关闭阀门就能够实现。
(4)对管体和镀金层没有损伤、保证了零件外观质量。
本发明还消除了金、铝间键合会存在柯肯达尔空洞影响键合强度会导致脱键的问题，通过使用纯镍片避免了镀镍铜片的装配困难、生产效率低的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的俯视图；
图3是半导体管组的结构示意图；
图中：1-定位板，2-橡胶垫，3-气嘴，4-底板，5-型腔，6-气孔，7-隔板。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
一种实现陶瓷贴片封装器件铝镍键合的加工夹具；包括底板4，所述底板4为上端中部开有大面积凹槽，底板4的一侧面上安装有气嘴3,气嘴3连接至底板4上的凹槽内，底板4的上端安装有橡胶垫2,定位板1的上端设置有多个型腔5，每个型腔5之间通过隔板7隔开，所述型腔5内开有三个竖直方向将定位板1贯通的气孔6。
所述定位板1、橡胶垫2、底板4的端面形状大小面积均相同。
所述橡胶垫2为真空橡胶。
所述气孔6呈等三角形设置在型腔5内，其直径大小为1.2mm。
所述气嘴3为快装气接头，通过管道连接在真空泵上，气嘴3和真空泵之间设置有气阀。
6、一种实现陶瓷贴片封装器件铝镍键合的加工方法，其步骤为，将制作好的管座表面镀金；将管座引线键合区表面的镀金层去除；其 特征在于，所述管座引线键合区表面的镀金层去除的方法步骤为：
a、将管座需去除镀金层一面朝上放置在夹具的型腔5内；打开气阀将管座吸附在夹具上；
b、将精密数控雕铣机的专用平口钳的定位基准对真空吸附夹具进行定位并夹持；
c、将指铣刀找正最边角上需加工管座的去除镀金位置；
d、编写加工程序和加工步距对管座进行雕铣加工。
所述镀金层的厚度小于0.008mm。
所述指铣刀的直径小于1mm。
所述管座使用的材料为纯镍。
1所述管座引线键合区表面的镀金层去除的面积为0.02～0.04mm。
本发明在保证表面粗糙度要求的同时能够满足后部键合工艺要求。能够实现零件快速定位、夹紧且对管体没有损伤，实现零部件的大批量规模化生产。
由于SMD零件内部空腔狭小，且引线键合区位置距离外框空间小、需要去除金层的部位又靠近外框侧壁，与加工刀具易发生干涉，因此采用常规的机械加工和常规的刀具难以完成。
精密数控雕铣机能够使用小于φ1mm的指铣刀，加工刀具能够实现微型化，且精密数控雕铣机主轴转速高(最高转速25000rpm),实现高速运转和高速换刀，该机床运行精度高，能够实现加工表面粗造度<0.0008mm的加工，满足压丝工艺的要求。
本发明的夹具采用三点定位原理，夹具定位板1上每一个定位型腔体内都加工有3个φ1.2孔，与底板4的空气室相连，用胶管连接 真空泵和气嘴3，当开启真空泵后，打开阀门，通过气嘴3将夹具体内的空气抽出，从而形成真空产生负压，使每一只外壳零件底面被吸附在夹具体上，实现了快速吸紧。当需要放松零件时，只需关闭阀门就能够实现。

Claims (10)

1.一种实现陶瓷贴片封装器件铝镍键合的加工夹具，其特征在于：包括底板(4)，所述底板(4)为上端中部开有大面积凹槽，底板(4)的一侧面上安装有气嘴(3),气嘴(3)连接至底板(4)上的凹槽内，底板(4)的上端安装有橡胶垫(2),定位板(1)的上端设置有多个型腔(5)，每个型腔(5)之间通过隔板(7)隔开，所述型腔(5)内开有三个竖直方向将定位板(1)贯通的气孔(6)。
2.如权利要求1所述的实现陶瓷贴片封装器件铝镍键合的加工夹具，其特征在于：所述定位板(1)、橡胶垫(2)、底板(4)的端面形状大小面积均相同。
3.如权利要求1所述的实现陶瓷贴片封装器件铝镍键合的加工夹具，其特征在于：所述橡胶垫(2)为真空橡胶。
4.如权利要求1所述的实现陶瓷贴片封装器件铝镍键合的加工夹具，其特征在于：所述气孔(6)呈等三角形设置在型腔(5)内，其直径大小为1.2mm。
5.如权利要求1所述的实现陶瓷贴片封装器件铝镍键合的加工夹具，其特征在于：所述气嘴(3)为快装气接头，通过管道连接在真空泵上，气嘴(3)和真空泵之间设置有气阀。
6.一种实现陶瓷贴片封装器件铝镍键合的加工方法，其步骤为，将制作好的管座表面镀金；将管座引线键合区表面的镀金层去除；其特征在于，所述管座引线键合区表面的镀金层去除的方法步骤为：
a、将管座需去除镀金层一面朝上放置在夹具的型腔(5)内；打开气阀将管座吸附在夹具上；
b、将精密数控雕铣机的专用平口钳的定位基准对真空吸附夹具进行定位并夹持；
c、将指铣刀找正最边角上需加工管座的去除镀金位置；
d、编写加工程序和加工步距对管座进行雕铣加工。
7.如权利要求1所述的实现陶瓷贴片封装器件铝镍键合的加工方法，其特征在于：所述镀金层的厚度小于0.008mm。
8.如权利要求1所述的实现陶瓷贴片封装器件铝镍键合的加工方法，其特征在于：所述指铣刀的直径小于1mm。
9.如权利要求1所述的实现陶瓷贴片封装器件铝镍键合的加工方法，其特征在于：所述管座使用的材料为纯镍。
10.如权利要求1所述的实现陶瓷贴片封装器件铝镍键合的加工方法，其特征在于：所述管座引线键合区表面的镀金层去除的面积为0.02～0.04mm。
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