CN111250813A - 一种功率半导体模块内部电极的焊接工装及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种功率半导体模块内部电极的焊接工装及方法。该功率半导体模块内部电极的焊接工装包括：底托板、连接桥定位板、主电极定位板；所述底托板设置有若干个定位柱，所述底托板用于放置DBC底板；所述连接桥定位板设置有若干个与所述定位柱相适配的定位套，所述连接桥定位板设置有用于放置连接桥的容置槽；所述主电极定位板设置有若干个与所述定位柱相适配的定位孔，所述主电极定位板设置有用于放置主电极的卡槽。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种功率半导体模块内部电极的焊接工装及方法。
背景技术
电极是功率半导体模块的重要部件，在功率半导体模块内部电极通过焊接技术，与覆铜陶瓷基板(以下简称DBC)焊接在一起，从而与DBC基板上的功率半导体芯片、二极管芯片形成电路连接。在功率半导体模块外部，电极作为功率半导体模块的输出端子与外界电路连接，形成所需要的电路连接。功率半导体模块在封装生产的时候需要保证电极能够牢固的焊接在底板上。对于焊接式功率半导体模块来说，主电极和连接桥是通过焊料将其焊接在DBC基板上。但是，现有这种焊接方式存在如下缺点：
1)、电极焊接工装底部容易损坏铝线；
2)、电极焊接工装加工复杂，不易装配且加工成本较高；
3)、电极和连接桥烧结完后，电极焊接工装不易取出；
4)、目前对于该电极的焊接工艺，没有有效的工装设备进行固定，焊接时往往容易产生脱落或者焊接点位出错的问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种功率半导体模块内部电极的焊接工装及方法，以解决现有技术中存在的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种功率半导体模块内部电极的焊接工装，其包括：底托板、连接桥定位板、主电极定位板；
所述底托板设置有若干个定位柱，所述底托板用于放置DBC底板；
所述连接桥定位板设置有若干个与所述定位柱相适配的定位套，所述连接桥定位板设置有用于放置连接桥的容置槽；
所述主电极定位板设置有若干个与所述定位柱相适配的定位孔，所述主电极定位板设置有用于放置主电极的卡槽。
作为一种进一步的技术方案，所述底托板设置有四个定位柱；
四个所述定位柱分别设置于所述底托板四个边角位置；
所述DBC底板设置有四个定位孔；
所述DBC底板设置于所述底托板上方，且所述DBC底板的定位孔分别穿装在所述定位柱上。
作为一种进一步的技术方案，所述连接桥定位板设置有四个定位套；
四个所述定位套分别设置于所述连接桥定位板四个边角位置，且所述定位套在所述连接桥定位板上呈圆柱凸台状分布；
所述连接桥定位板设设置于所述DBC底板的上方，且所述连接桥定位板的定位套分别套装在所述定位柱上。
作为一种进一步的技术方案，所述连接桥定位板的中部设置有中空区域；
所述中空区域的形状与所述所述DBC底板的DBC基板区域相匹配。
作为一种进一步的技术方案，所述连接桥定位板相对的两个长边内侧分别设置有第一组卡接件；
所述第一组卡接件包括：第一卡件和第二卡件；
所述第一卡件和第二卡件分别连接于所述中空区域的内侧边缘；
所述第一卡件和第二卡件之间形成用于放置连接桥的容置槽。
作为一种进一步的技术方案，所述连接桥定位板相对的两个短边内侧分别设置有第二组卡接件；
所述第二组卡接件包括：第三卡件和第四卡件；
所述第三卡件和第四卡件分别连接于所述中空区域的内侧边缘；
所述第三卡件和第四卡件之间形成T形插槽。
作为一种进一步的技术方案，所述主电极定位板设置有四个定位孔；
四个所述主电极定位板的定位孔分别位于所述主电极定位板的边角位置，所述主电极定位板的边角位置呈内凹状；
所述主电极定位板的中部设置有卡槽。
作为一种进一步的技术方案，所述卡槽的主体两侧对开有插口结构。
第二方面，本发明还提供一种利用所述功率半导体模块内部电极的焊接工装进行电极焊接的方法，包括如下步骤：
将焊接的DBC底板放置于底托板的上方，通过将DBC底板的定位孔穿装在底托板的定位柱内进行定位安装；
将连接桥定位板放置于DBC底板的上方，通过将连接桥定位板的定位套穿装在底托板的定位柱内进行定位安装；
将连接桥放置在连接桥定位板的容置槽中，将主电极和连接桥的焊接部包好焊料，并设置在DBC底板上待焊接的位置；
将主电极定位板的定位孔穿装在底托板的定位柱内进行定位安装；
将三个主电极放置于主电极定位板的卡槽内，将整个固定工装结构放入焊炉内，加热到焊料的熔融温度，使得焊料能够将主电极和连接桥焊接部粘结到DBC底板的DBC基板上，完成焊接动作。
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
1)、本发明电极安装方式合理，主电极能竖直方向直接插入、取出，方便拆卸；
2)、本发明连接桥定位简单直观，方便操作；
3)、本发明易于加工，加工成本低；
4)、本发明加强处理，不容易损坏，使用周期长；
5)、本发明主电极定位板、连接桥定位板具有防错防呆设计，能有效防止主电极和连接桥放错位置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的功率半导体模块内部电极的焊接工装的立体图；
图2为本发明实施例提供的功率半导体模块内部电极的焊接工装的俯视图；
图3为本发明实施例提供的功率半导体模块内部电极的焊接工装的侧视图；图4为本发明实施例提供的功率半导体模块内部电极的焊接工装的爆炸图；图标：1-卡槽；2-主电极；3-主电极定位板；4-定位柱；5-DBC底板；6- 连接桥；7-容置槽；8-连接桥定位板；9-底托板。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例一
结合图1至图4所示，本实施例提供一种功率半导体模块内部电极的焊接工装，其包括：底托板9、连接桥定位板8、主电极定位板3；所述底托板9设置有若干个定位柱4，所述底托板9用于放置DBC底板5(DBC基板与其对应的底板一次焊接而成)；所述连接桥定位板8设置有若干个与所述定位柱4相适配的定位套，所述连接桥定位板8设置有用于放置连接桥6 的容置槽7；所述主电极定位板3设置有若干个与所述定位柱4相适配的定位孔，所述主电极定位板3设置有用于放置主电极2的卡槽1。该主电极定位板3可以将电极可靠的固定于所需焊接的位置，不仅可以提高电极的焊接品质，且能够在焊接工艺中减少人力，使得焊接工艺的效率大大提高。同时，各个工件可拆分，重复利用，易于加工，不容易损坏，使用周期长。
本实施例中，对于底托板9、连接桥定位板8、主电极定位板3的形状以及尺寸可根据实际所需灵活选择。例如：本实施例可应用在对62mm标准模块的主电极和DBC基板连接进行焊接定位，保证焊接后端子位置准确无偏差。
本实施例中，优选地，所述底托板9设置有四个定位柱4；四个所述定位柱4分别设置于所述底托板9四个边角位置；对应地，所述DBC底板5 设置有四个定位孔；所述DBC底板5设置于所述底托板9上方，且所述DBC 底板5的定位孔分别穿装在所述定位柱4上。
本实施例中，优选地，所述连接桥定位板8设置有四个定位套；四个所述定位套分别设置于所述连接桥定位板8四个边角位置，且所述定位套在所述连接桥定位板8上呈圆柱凸台状分布(定位套具有一定的高度)；所述连接桥定位板8设设置于所述DBC底板5的上方，且所述连接桥定位板8 的定位套分别套装在所述定位柱4上。优选地，所述连接桥定位板8的中部设置有中空区域；所述中空区域的形状与所述所述DBC底板5的DBC基板区域相匹配，也就是说，连接桥定位板8为一个框架结构。
具体地，所述连接桥定位板8相对的两个长边内侧分别设置有第一组卡接件；所述第一组卡接件包括：第一卡件和第二卡件；所述第一卡件和第二卡件分别连接于所述中空区域的内侧边缘；所述第一卡件和第二卡件之间形成用于放置连接桥的容置槽7。
具体地，所述连接桥定位板8相对的两个短边内侧分别设置有第二组卡接件；所述第二组卡接件包括：第三卡件和第四卡件；所述第三卡件和第四卡件分别连接于所述中空区域的内侧边缘；所述第三卡件和第四卡件之间形成T形插槽，用于对DBC底板5的连接板进行卡接。
本实施例中，优选地，所述主电极定位板3设置有四个定位孔；四个所述主电极定位板3的定位孔分别位于所述主电极定位板3的边角位置，所述主电极定位板3的边角位置呈内凹状，所述主电极定位板3位于所述连接桥定位板8的定位套的上方；所述主电极定位板3的中部设置有卡槽1。进一步地，主电极定位板3设置有三个卡槽1，所述卡槽1的主体两侧对开有插口结构，该插口结构用于定位主电极的卡板部。
本实施例中的上述各个器件的材质可以为不锈钢，具有良好的耐热性和机械性能。当然，也可以根据其他需要灵活选择。
实施例二
本实施例还提供实施例一中的一种利用所述功率半导体模块内部电极的焊接工装进行电极焊接的方法，包括如下步骤：将焊接的DBC底板5放置于底托板9的上方，通过将DBC底板5的定位孔穿装在底托板9的定位柱4内进行定位安装；将连接桥定位板8放置于DBC底板5的上方，通过将连接桥定位板8的定位套穿装在底托板9的定位柱4内进行定位安装；将连接桥放置在连接桥定位板8的容置槽7中，将主电极和连接桥的焊接部包好焊料，并设置在DBC底板5上待焊接的位置；将主电极定位板3的定位孔穿装在底托板9的定位柱4内进行定位安装；将三个主电极放置于主电极定位板3的卡槽1内，将整个固定工装结构放入焊炉内，加热到焊料的熔融温度，使得焊料能够将主电极和连接桥焊接部粘结到DBC底板5 的DBC基板上，完成焊接动作。
综上，本发明具有如下优点：
1)、本发明电极安装方式合理，主电极能竖直方向直接插入、取出，方便拆卸；
2)、本发明连接桥定位简单直观，方便操作；
3)、本发明易于加工，加工成本低；
4)、本发明加强处理，不容易损坏，使用周期长；
5)、本发明主电极定位板3、连接桥定位板8具有防错防呆设计，能有效防止主电极和连接桥放错位置。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种功率半导体模块内部电极的焊接工装，其特征在于，包括：底托板、连接桥定位板、主电极定位板；
所述底托板设置有若干个定位柱，所述底托板用于放置DBC底板；
所述连接桥定位板设置有若干个与所述定位柱相适配的定位套，所述连接桥定位板设置有用于放置连接桥的容置槽；
所述主电极定位板设置有若干个与所述定位柱相适配的定位孔，所述主电极定位板设置有用于放置主电极的卡槽。
2.根据权利要求1所述的功率半导体模块内部电极的焊接工装，其特征在于，所述底托板设置有四个定位柱；
四个所述定位柱分别设置于所述底托板四个边角位置；
所述DBC底板设置有四个定位孔；
所述DBC底板设置于所述底托板上方，且所述DBC底板的定位孔分别穿装在所述定位柱上。
3.根据权利要求1所述的功率半导体模块内部电极的焊接工装，其特征在于，所述连接桥定位板设置有四个定位套；
四个所述定位套分别设置于所述连接桥定位板四个边角位置，且所述定位套在所述连接桥定位板上呈圆柱凸台状分布；
所述连接桥定位板设设置于所述DBC底板的上方，且所述连接桥定位板的定位套分别套装在所述定位柱上。
4.根据权利要求3所述的功率半导体模块内部电极的焊接工装，其特征在于，所述连接桥定位板的中部设置有中空区域；
所述中空区域的形状与所述所述DBC底板的DBC基板区域相匹配。
5.根据权利要求4所述的功率半导体模块内部电极的焊接工装，其特征在于，所述连接桥定位板相对的两个长边内侧分别设置有第一组卡接件；
所述第一组卡接件包括：第一卡件和第二卡件；
所述第一卡件和第二卡件分别连接于所述中空区域的内侧边缘；
所述第一卡件和第二卡件之间形成用于放置连接桥的容置槽。
6.根据权利要求4所述的功率半导体模块内部电极的焊接工装，其特征在于，所述连接桥定位板相对的两个短边内侧分别设置有第二组卡接件；
所述第二组卡接件包括：第三卡件和第四卡件；
所述第三卡件和第四卡件分别连接于所述中空区域的内侧边缘；
所述第三卡件和第四卡件之间形成T形插槽。
7.根据权利要求1所述的功率半导体模块内部电极的焊接工装，其特征在于，所述主电极定位板设置有四个定位孔；
四个所述主电极定位板的定位孔分别位于所述主电极定位板的边角位置，所述主电极定位板的边角位置呈内凹状；
所述主电极定位板的中部设置有卡槽。
8.根据权利要求1所述的功率半导体模块内部电极的焊接工装，其特征在于，所述卡槽的主体两侧对开有插口结构。
9.一种利用权利要求1-8中任一项所述功率半导体模块内部电极的焊接工装进行电极焊接的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将焊接的DBC底板放置于底托板的上方，通过将DBC底板的定位孔穿装在底托板的定位柱内进行定位安装；
将连接桥定位板放置于DBC底板的上方，通过将连接桥定位板的定位套穿装在底托板的定位柱内进行定位安装；
将连接桥放置在连接桥定位板的容置槽中，将主电极和连接桥的焊接部包好焊料，并设置在DBC底板上待焊接的位置；
将主电极定位板的定位孔穿装在底托板的定位柱内进行定位安装；
将三个主电极放置于主电极定位板的卡槽内，将整个固定工装结构放入焊炉内，加热到焊料的熔融温度，使得焊料能够将主电极和连接桥焊接部粘结到DBC底板的DBC基板上，完成焊接动作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200609 |