CN111725082A - 一种igbt芯片的焊接方法 - Google Patents

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叶娜
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于凯
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Abstract

本发明提出的一种IGBT芯片的焊接方法，包括以下步骤：在DBC基板的芯片焊接位置喷涂粘接剂；完成焊片的粘接定位装配；在焊片上喷涂粘接剂；将IGBT芯片通过粘接剂贴在焊片上；将装配好的IGBT芯片进行回流焊接，实现芯片与DBC基板的无空洞焊接；进行连接铝线的键合操作。本发明提出的一种IGBT芯片的焊接方法，有效解决了焊接完成后需要进行清洗工艺的问题；同时又可有效避免焊片焊接工艺需要设计焊接定位工装，且焊接定位工装设计困难的问题。

Description

一种IGBT芯片的焊接方法
技术领域
本发明属于芯片焊接技术领域，更具体地，本发明涉及一种IGBT 芯片的焊接方法。
背景技术
绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT) 主要应用在变频器的主回路逆变器及一切逆变电路，即DC/AC变换中。当今以IGBT为代表的新型电力电子器件是高频电力电子线路和控制系统的核心开关器件，现已广泛应用于电力机车、高压输变电、电动汽车、伺服控制器、UPS、开关电源、斩波电源等领域，市场前景非常好。
在IGBT模块封装中，目前IGBT芯片焊接工艺主要包含焊膏和焊片工艺两种。为了满足焊接空洞率技术指标要求，焊膏工艺多用于面积较小的IGBT芯片(芯片面积不大于5×5㎜)焊接；焊片工艺多用于面积较大的IGBT芯片(芯片面积大于5×5㎜)焊接。小面积IGBT芯片焊膏焊接工艺中，IGBT芯片的定位和焊接不需要定位工装，容易实现自动化操作，焊接效率高，但该工艺不适用大面积芯片的焊接，大面积焊接需要设置焊锡膏的面积较大，无论使用丝网印刷或者喷涂方法，在焊接中很难完全去除焊接层内的气泡，导致芯片焊接层空洞率大，不满足焊接技术指标要求，同时焊接过程中，焊膏内的助焊剂成份挥发之后会在芯片及DBC基板表面附着残留，影响芯片的电气特性和后续的铝线键合质量，且由于焊膏助焊剂的影响，焊接完成后需要清洗工艺操作去除残留助焊剂。大面积IGBT芯片焊片焊接工艺中，因焊片为薄片状，且不具有粘附性，在焊接过程中经常需要设计定位工装进行装配定位，更对于IGBT芯片排布密集的焊片工艺焊接，工装夹具的制作材料的选择比较困难，主要因为金属材质膨胀系数较大，而芯片的材质硅的膨胀系数较小，设计裕量大起不到装配定位作用，设计裕量小又经常出现膨胀系数不匹配芯片碎裂的问题；选用石墨等与芯片材质膨胀系数相近的材料，因为石墨等材质本身较脆，且多片芯片之间的间距较小，工装夹具加工、使用中很容易损坏，导致企业生产成本高。
本发明针对以上两种IGBT芯片焊接工艺存在的问题，提出新的芯片焊接方法，以解决生产过程中的如上问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种新的IGBT芯片焊接方法，可有效避免大面积IGBT芯片焊接采用焊锡膏工艺焊接层空洞率大，焊接完成后需要进行清洗工艺的问题；同时又可有效避免焊片焊接工艺需要设计焊接定位工装，且焊接定位工装设计困难的问题。
本发明提供的具体解决方案包括如下步骤：
一种IGBT芯片的焊接方法，该方法具体包括以下步骤：在DBC基板的芯片焊接位置喷涂粘接剂；完成焊片的粘接定位装配；在焊片上喷涂粘接剂；将IGBT芯片通过粘接剂贴在焊片上；将装配好的IGBT芯片进行回流焊接，实现芯片与DBC基板的无空洞焊接；进行连接铝线的键合操作。
优选地，所述在DBC基板上喷涂粘接剂的位置为芯片焊接位置的边缘。
优选地，所述在焊片上喷涂粘接剂的位置为焊片的中间位置。
优选地，所述喷涂粘接剂的重量不超过1g。
优选地，所述将IGBT芯片通过粘接剂贴在焊片上的过程通过贴片机完成。
优选地，所述粘接剂为与焊片同系材质的焊锡膏或在焊接温度下能完全挥发的有机助焊剂。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明针对目前两种焊接工艺中存在的问题，提出了新的大面积 IGBT芯片焊接工艺方法，可有效避免大面积IGBT芯片焊接采用焊锡膏工艺焊接层空洞率大，焊接完成后需要进行清洗工艺的问题；同时又可有效避免焊片焊接工艺需要设计焊接定位工装，且焊接定位工装设计困难的问题。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本发明的原理。
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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种IGBT芯片焊接方法的流程图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
参考图1所示，本发明提供了一种IGBT芯片的焊接方法，该方法具体包括以下步骤：(a)在DBC基板的芯片焊接位置喷涂微量粘接剂，粘接剂涂在芯片焊接位置的边缘位置，便于更好的粘接，粘接剂的重量最好不超过1g；(b)采用贴片机等自动化设备完成焊片的粘接定位装配； (c)在焊片上印刷或喷涂微量粘接剂，最好不超过1g，并将粘接剂喷涂在焊片的中间位置，粘接剂为与焊片同系材质的焊锡膏或在焊接温度下能完全挥发的有机助焊剂；(d)将IGBT芯片通过粘接剂贴在焊片上； (e)整体将装配好的产品进行回流焊接，实现IGBT芯片与DBC基板的无空洞焊接；(f)进行连接铝线的键合操作。焊接过程中，通过粘接剂实现DBC基板、焊片和芯片的粘接定位装配，装配过程不需要焊接定位工装，焊接完成后无需清洗可直接进行连接铝线的键合操作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
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。

Claims (6)

1.一种IGBT芯片的焊接方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
在DBC基板的芯片焊接位置喷涂粘接剂；
完成焊片的粘接定位装配；
在焊片上喷涂粘接剂；
将IGBT芯片通过粘接剂贴在焊片上；
将装配好的IGBT芯片进行回流焊接，实现芯片与DBC基板的无空洞焊接；
进行连接铝线的键合操作。
2.根据权利要求1所述的一种IGBT芯片的焊接方法，其特征在于，所述在DBC基板上喷涂粘接剂的位置为芯片焊接位置的边缘。
3.根据权利要求1所述的一种IGBT芯片的焊接方法，其特征在于，所述在焊片上喷涂粘接剂的位置为焊片的中间位置。
4.根据权利要求1所述的一种IGBT芯片的焊接方法，其特征在于，所述喷涂粘接剂的重量不超过1g。
5.根据权利要求1所述的一种IGBT芯片的焊接方法，其特征在于，所述将IGBT芯片通过粘接剂贴在焊片上的过程通过贴片机完成。
6.根据权利要求1所述的一种IGBT芯片的焊接方法，其特征在于，所述粘接剂为与焊片同系材质的焊锡膏或在焊接温度下能完全挥发的有机助焊剂。
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