CN207587715U - 一种适用于表面贴装集成电路芯片定位夹具组合 - Google Patents

Abstract

一种适用于表面贴装集成电路芯片定位夹具，它是根据表面贴装器件外壳（1）和芯片（4）尺寸制造的专用定位夹具（2）和压块（5），该定位夹具（2）为块状，由一个大的矩形体和一个小的矩形体构成，正面呈“凸”字形，大小矩形体的过渡部位是两条斜边；大矩形体中部斜向开有定位框；压块（5）形状为端面与芯片（4）形状一致的立柱形，端面尺寸与芯片（4）尺寸一致。本实用新型的主要优点是通过较低成本夹具和压块使用实现芯片位置的一致性，避免因人员技能和其他不确定因素带来的问题，同时确保芯片真空共晶焊过程中芯片与焊片充分接触，不发生偏移，适用于不同金属外壳类封装产品真空共晶焊的组装。

Description

一种适用于表面贴装集成电路芯片定位夹具组合

技术领域

本实用新型涉及制造半导体器件的方法，具体来说，涉及制造过程中表面贴装集成电路芯片定位的夹具组合。

背景技术

在某些金属外壳封装集成电路器件生产流程里，使用的装结工序为真空共晶焊，该工序包括设备开启、准备材料、组装、放入加热炉、合上炉盖、抽真空、充入惰性气体、加热、保温、升温、抽真空、快速退火的过程。其中组装方法为放置产品外壳置于石墨板上、将焊片按照装配图放入产品内腔中、将芯片按照装配图平稳放置于焊片上、用镊子调整芯片位置使芯片与焊片完全重合，完成组装。

使用该方法进行共晶焊存在的问题是：①在共晶焊的焊接过程中，由于焊片融化时表面张力作用导致芯片会发生偏移；②为避免在共晶焊过程中焊片以及芯片氧化，通常需要在共晶焊前抽真空和充氮气，在这个过程中也会发生芯片偏移。因此，芯片的定位问题是组装过程的关键问题，解决这一问题常用的办法是使用夹具。

中国专利数据库中，涉及芯片定位夹具的专利申请件近年来大量增加，例如ZL2006200225294号《焦平面探测器芯片的专用粘接固定夹具》、ZL2011202829904号《一种手动式芯片测试夹具》、ZL2012201416792号《一种PLC分路器封装用芯片定位夹具》、ZL2013205972458号《柱状电容陶瓷芯片与金属件焊合夹具》、ZL 201410542634X号《一种芯片储运治具用定位件夹具》、2015103481474号《真空共晶焊的芯片定位夹具、制造方法及芯片转运方法》、2016203873682号《一种半导体激光器芯片的自对准烧结夹具》等，但涉及真空共晶焊的申请件仅有2015103481474号，该定位夹具包括衬底、支撑台阶及限位台阶，衬底上设置有吸附孔，支撑台阶用于支撑芯片，限位台阶用于对芯片进行限位。尚不能解决金属表面贴装集成电路真空共晶焊芯片的定位问题。

发明内容

本实用新型旨在提供一种适用于表面贴装集成电路芯片定位夹具组合，以克服现有技术的缺陷，确保芯片放置位置的一致性和确保芯片在共晶焊时不发生偏移。

设计人提供的适用于表面贴装集成电路芯片定位夹具组合，是根据表面贴装器件外壳和芯片尺寸以及产品的工艺，设计和制造的专用定位夹具块和压块；定位夹具为块状，由一个大的矩形体和一个小的矩形体构成，正面呈“凸”形，大小矩形体的过渡部位是两条斜边；在使用过程中可夹住小矩形体，便于定位夹具的取放，大矩形体中部开有定位框；压块形状为端面与芯片形状一致的立柱形，端面尺寸与芯片尺寸一致，以保证在共晶焊中芯片表面受力均匀。

上述定位夹具采用石墨材料制成，石墨材料耐高温、热膨胀系数小，在共晶焊过程中石墨材料表面温度均匀，可保证芯片与定位框接触面的温度均匀性。

上述定位框尺寸是根据表面贴装器件外壳内腔和芯片形状和尺寸设计的；对于正方形芯片，定位框也是正方形，中部4个角均有镂空的圆孔，以避免在放置芯片时，芯片边缘在定位框中卡住；为了减小定位夹具的尺寸，大矩形体以能够开有定位框的尺寸即可，因此定位框斜置在大矩形体内。

上述压块材料采用铝制成，因为采用密度较小的铝已能够满足共晶焊时芯片需要施加的压力，且芯片表面键合焊盘通常为铝，使用铝压块不会影响焊盘特性。

本实用新型的使用方法是：在表面贴装集成电路芯片准备完毕之后、将产品外壳置于石墨板上，又将定位夹具平稳地放置于产品外壳的内腔中，之后将焊片平稳地放置于夹具内，接着将芯片平稳地放置于夹具内，再将压块平稳地放置于芯片上，即完成组装。

本实用新型的夹具组合主要优点是通过较低成本夹具和压块使用实现芯片位置的一致性，避免因人员技能和其他不确定因素带来的问题，同时可确保芯片真空共晶焊过程中芯片与焊片充分接触，不发生偏移。该定位夹具可根据不同外壳和芯片的尺寸制作，适用于不同金属外壳类封装产品真空共晶焊的组装。

附图说明

图1为原表面贴装器件型封装芯片的组装示意图，图2为使用本实用新型的夹具组合封装芯片的组装示意图，图3为定位夹具的结构示意图，图4为压块的结构示意图。

图中：1是表面贴装器件型封装外壳，2是定位夹具，3是合金焊片，4是芯片，5是压块。

具体实施方式

实施例：

以SMD-0.5 （SMD是Surface Mounted Devices的缩写，意为表面贴装器件）型外壳1、2.0㎜×2.0㎜芯片4为例，原来的组装如图1所示，合金焊片3和芯片4依次放入产品内腔中，用镊子调整芯片4位置使芯片4与合金焊片3完全重合，完成组装。

使用本实用新型的组装工艺如图2，在表面贴装集成电路芯片准备完毕之后，将产品外壳1置于石墨板上，又将定位夹具2平稳地放置于产品外壳1的内腔中，之后将合金焊片3平稳地放置于定位夹具2的定位框内，接着将芯片4平稳地放置于定位夹具2内，再将压块5平稳地放置于芯片4上，即完成组装。

根据SMD-0.5型产品外壳和芯片2.0㎜×2.0㎜的尺寸设计和制造一种石墨制作的专用定位夹具2和铝质压块5；定位夹具2为块状，如图3，由一个大的矩形体和一个小的矩形体构成，正面呈“凸”形，大小矩形体的过渡部位是两条斜边；大矩形体中部斜向开有定位框；由于芯片为正方形，定位框也是正方形，中部4个角均有镂空的圆孔；铝质压块5形状为端面与芯片4形状一致的立柱形，端面尺寸与芯片4尺寸一致。

定位夹具2外壳内腔尺寸为5.10㎜×4.20㎜，为消除外壳1尺寸误差和在共晶焊过程中外壳1热膨胀对定位框取放造成的影响，定位框整体长宽比外壳内腔小0.1㎜，定位框尺寸为5.00㎜×4.10㎜。定位夹具2中部按照芯片4尺寸2.0㎜×2.0㎜进行镂空成定位框，为便于芯片4取放和保证芯片4顺利放入定位框中，定位框中间镂空长宽比芯片尺寸大0.2㎜，即2.2㎜×2.2㎜。

压块5尺寸为2㎜×2㎜×3㎜，端面尺寸2.0㎜×2.0㎜，与芯片4尺寸一致。

Claims (3)

1.一种适用于表面贴装集成电路芯片定位夹具组合，其特征在于它是根据表面贴装器件外壳（1）和芯片（4）尺寸制造的专用定位夹具（2）和压块（5），该定位夹具（2）为块状，由一个大的矩形体和一个小的矩形体构成，正面呈“凸”字形，大小矩形体的过渡部位是两条斜边；大矩形体中部斜向开有定位框；压块（5）形状为端面与芯片（4）形状一致的立柱形，端面尺寸与芯片（4）尺寸一致。

2.按照权利要求1所述的定位夹具组合，其特征在于所述定位夹具（2）采用石墨材料制成；所述压块（5）用铝材制成。

3.按照权利要求1所述的定位夹具组合，其特征在于所述定位框尺寸是根据表面贴装器件外壳内腔和芯片形状和尺寸设计的；对于芯片（4）为正方形时，定位框也是正方形，中部4个角均有镂空的圆孔；定位框斜置在大矩形体内。