CN117497426B - 一种功率模块的封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种功率模块的封装方法，具体包括如下步骤：步骤一、将铜底板上料；步骤二、对铜底板进行印刷，将第一锡膏放置到铜底板上表面预定的位置；步骤三、将DBC板上料，并粘在第一锡膏上；步骤四、对DBC板进行印刷，将第二锡膏放置到DBC板的上表面的预定位置；步骤五、将芯片放置到预定的第二锡膏上；步骤六、将步骤五得到的产品加热，使第一锡膏和第二锡膏熔化；步骤七、冷却，并将得到的产品下料；在执行步骤二之前，采用激光对铜底板上的部分区域进行镭射以使镭射区域产生氧化，镭射区域对应DBC板在铜底板放置区域的四周位置。
Description
技术领域
本发明涉及模块封装技术，尤其涉及一种功率模块的封装方法。
背景技术
功率模块在封装时一般是如下步骤：步骤一、将铜底板上料；步骤二、铜底板印刷，将锡膏放置到铜底板的上表面；步骤三、将多块DBC板放置到锡膏上；步骤四、DBC印刷，在DBC板上放置锡膏；步骤五、将芯片放置到对应的锡膏上；步骤六：回流焊，将步骤五得到的产品送入到加热炉中加热，使锡膏熔化，熔化后的锡膏将DBC板焊到铜底板上，将芯片焊到DBC板上。
为了使功率模块的铜底板可以很好的跟散热片贴合，一般是将铜底板预置成两端轻微的翘起。但是，焊锡在液态时会由高处往低处流动时，有可能会带动DBC板发生移动，为了避免DBC板的移动，目前多采用在铜底板上预先放置一个限位治具，实现对DBC板的限位，当经过回流焊后，再将治具拿走。这种方式虽然能够实现对DBC板的限位，但是需要治具的上料和下料，并且在下料时也容易造成产品损坏，同时治具在使用过程中也会造成磨损或形变报废，导致产品成本增加，并且治具的上料以及下料也会影响到生产效率。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种功率模块的封装方法，以解决上述技术问题。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种功率模块的封装方法，所述功率模块包括铜底板、通过焊锡焊到铜底板的上表面上的DBC板以及通过焊锡焊到DBC板上的芯片，铜底板的沿长度方向的两端向上翘起，所述封装方法具体包括如下步骤：
步骤一、将铜底板上料；
步骤二、对铜底板进行印刷，将第一锡膏放置到铜底板上表面预定的位置；
步骤三、将DBC板上料，并粘在第一锡膏上；
步骤四、对DBC板进行印刷，将第二锡膏放置到DBC板的上表面的预定位置；
步骤五、将芯片放置到预定的第二锡膏上；
步骤六、将步骤五得到的产品加热，使第一锡膏和第二锡膏熔化；
步骤七、冷却，并将得到的产品下料；
在执行步骤二之前，采用激光对铜底板上的部分区域进行镭射以使镭射区域产生氧化，镭射区域对应DBC板在铜底板放置区域的四周位置。
优选地，当DBC板为长方形时，所述镭射区域位于所述铜底板的对应于DBC版的四个角的位置处，并且对应于DBC板的每个长边以及宽边均有镭射区域，
优选地，步骤一-步骤七同时进行。
优选地，执行步骤六之前，芯片采用以下步骤制成：
步骤一、将生产好的放置在薄膜上的晶圆按照预定的要求进行切割，得到芯片颗粒；
步骤二、将薄膜和晶圆放置到扩膜设备上进行扩膜，相邻的芯片颗粒之间产生一定的间隙，所述芯片颗粒即为所述芯片。
优选地，所述扩膜设备包括：
底板，在底板上设置有第一通孔，所述第一通孔的直径大于需要处理的晶圆的直径，在所述底板上且位于第一通孔的边缘设置有凸环；
压环，设置在底板上，其一侧相对底板能够转动，所述压环上设置有第二通孔，第二通孔的直径大于凸环的外径，当压环压在底板上时，第二通孔与第一通孔同轴。
优选地，在所述底板的相对于第一通孔与所述压环的旋转轴线相反的一侧设置有锁定结构，锁定结构包括锁舌，所述锁舌能够朝着压环的方向伸缩。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明采用镭射的方式，将铜底板上对应于DBC板的放置位置的四周进行镭射，通过镭射使对应位置处的铜底板产生氧化，进而能够阻断在该位置处焊锡在铜底板上的流动，进而能够避免焊锡带动DBC板发生位移，该方式相比于现有技术中采用专门的治具，控制难度低，并且使用成本也更低。
附图说明
图1是镭射前的铜底板的结构图；
图2是镭射后的铜底板的结构图；
图3是铜底板印刷后的结构图；
图4和图5是DBC板上料后的结构图；
图6是DBC板印刷后的结构图；
图7是芯片上料后的结构图；
图8和图9是扩膜设备的结构图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例一
功率模块包括铜底板1、通过焊锡焊到铜底板1的上表面上的DBC板2以及通过焊锡焊到DBC板2上的芯片3。在一些情况下，为了促进焊锡的流动，铜底板1的沿长度方向的两端向上微微翘起，能够使焊接铜底板1和DBC板2的熔化的焊锡向着中间流动，以使焊锡能够尽可能地布满DBC板2覆盖的位置。所述DBC板2可以为一个，也可以为多个，根据实际需求进行设置。
如图1-7所示，一种功率模块的封装方法，具体包括如下步骤：
步骤一、在上料工位将铜底板1上料到治具上；
步骤二、治具带动铜底板1移动到镭射工位，采用激光对铜底板1的上表面进行镭射，镭射区域位于铜底板1上且对应于DBC板2 所在位置的边缘处，并且在DBC板的前后左右四个方向上有镭射区域，对应于同一DBC板2的镭射区域可以不连续。优选地，当DBC板2为长方形时，至少在对应于DBC板2的每个角的位置处均形成有镭射区域，并且对应于每个角的镭射区域呈L型，L型的两条边分别与DBC板2的对应的两条边相吻合，即将DBC板2的四个角“卡住”；
步骤三、治具带动步骤二的产品移动到第一印刷工位，对铜底板1进行印刷，将第一锡膏放在铜底板1的上表面需要的位置处；
步骤四、治具带动步骤三的产品移动到DBC板上料工位，将DBC板2放置到第一锡膏上，第一锡膏具有一定的粘性，能够将DBC板2进行初步的固定；
步骤五、治具带动步骤四的产品移动到第二印刷工位，对DBC板2进行印刷，将第二锡膏放在DBC板3的上表面；
步骤六、治具带动步骤五的产品移动到芯片上料工位，将芯片3放置到第二锡膏，第二锡膏也具有一定的粘性，能够对芯片3进行初步的固定；
步骤七、治具带动步骤六的产品移动到回流焊工位，将步骤六得到的产品送入到加热炉中，通过加热将第一锡膏和第二锡膏熔化，实现对DBC板2以及芯片3的焊锡。
步骤八、将步骤七得到的产品进行冷却、下料。
优选地，上述步骤一-步骤八同时进行。
在执行步骤六之前，需要对晶圆扩膜，具体包括如下步骤：
步骤一、将生产好的放置在薄膜上的晶圆按照预定的要求进行切割，得到芯片颗粒；
步骤二、将薄膜和晶圆放置到扩膜设备上进行扩膜。扩膜后，相邻的芯片颗粒之间具有相对较大的间隙，便于芯片上料组件将需要的芯片取走，避免相邻的芯片颗粒之间在取走时产生影响。
实施例二
如图8和9所示，该实施例为一种扩膜设备5，包括底板51、通过合页53设置在底板51上的压环52，所述底板51具有第一通孔511，所述第一通孔511的直径大于晶圆的直径，在所述底板51上且位于第一通孔511的边缘设置有凸环54。所述压环52上设置有第二通孔521，第二通孔521的直径大于凸环54的外径，当压环52压在底板51上时，第二通孔521与第一通孔511同轴。在使用时，将压环52打开，将薄膜放置在第一通孔511上，尽可能地使晶圆放置在第一通孔511的中心位置，薄膜的边缘位于凸环54上，将压环52盖上，在盖上的过程中，压环52会拉动薄膜从中心向着边缘移动，这样就可以使切割后形成的芯片颗粒之间的间距增大。在实际使用中，在第一通孔511内放置有支撑柱，用于对薄膜进行支撑。
进一步，在所述底板51的相对于第一通孔511与合页53相反的一侧设置有锁定结构55，锁定结构55包括锁舌551，所述锁舌551能够朝着压环52的方向伸缩，当压环52盖上后，锁舌551伸出，避免压环52自行打开，当需要将压环52打开时，锁舌551缩回。
实施例一中的扩膜设备可以使用该实施例的扩膜设备5，也可以采用现有技术中其它的扩膜设备。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (4)
1.一种功率模块的封装方法，所述功率模块包括铜底板、通过焊锡焊到铜底板的上表面上的DBC板以及通过焊锡焊到DBC板上的芯片，铜底板的沿长度方向的两端向上翘起，所述封装方法具体包括如下步骤：
步骤一、将铜底板上料；
步骤二、对铜底板进行印刷，将第一锡膏放置到铜底板上表面预定的位置；
步骤三、将DBC板上料，并粘在第一锡膏上；
步骤四、对DBC板进行印刷，将第二锡膏放置到DBC板的上表面的预定位置；
步骤五、将芯片放置到预定的第二锡膏上；
步骤六、将步骤五得到的产品加热，使第一锡膏和第二锡膏熔化；
步骤七、冷却，并将得到的产品下料；
其特征在于，
在执行步骤二之前，采用激光对铜底板上的部分区域进行镭射以使镭射区域产生氧化，镭射区域对应DBC板在铜底板放置区域的四周位置；
当DBC板为长方形时，所述镭射区域位于所述铜底板的对应于DBC版的四个角的位置处，并且对应于DBC板的每个长边以及宽边均有镭射区域，并且同一DBC板的镭射区域不连续，对应于每个角的镭射区域呈L型，L型的两条边分别与DBC板的对应的两条边相吻合；
步骤一-步骤七同时进行。
2.根据权利要求1所述的一种功率模块的封装方法，其特征在于，执行步骤六之前，芯片采用以下步骤制成：
步骤一、将生产好的放置在薄膜上的晶圆按照预定的要求进行切割，得到芯片颗粒；
步骤二、将薄膜和晶圆放置到扩膜设备上进行扩膜，相邻的芯片颗粒之间产生一定的间隙，所述芯片颗粒即为所述芯片。
3.根据权利要求2所述的一种功率模块的封装方法，其特征在于，所述扩膜设备包括：
底板，在底板上设置有第一通孔，所述第一通孔的直径大于需要处理的晶圆的直径，在所述底板上且位于第一通孔的边缘设置有凸环；
压环，设置在底板上，其一侧相对底板能够转动，所述压环上设置有第二通孔，第二通孔的直径大于凸环的外径，当压环压在底板上时，第二通孔与第一通孔同轴。
4.根据权利要求3所述的一种功率模块的封装方法，其特征在于，在所述底板的相对于第一通孔与所述压环的旋转轴线相反的一侧设置有锁定结构，锁定结构包括锁舌，所述锁舌能够朝着压环的方向伸缩。
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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 | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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