CN208315515U - 用于功率器件封装的dbc基板的键合夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于功率器件封装的DBC基板的键合夹具，包括：真空腔体，基座板和转运板；真空腔体的顶部开口，底部设置有抽气口并通过抽气口和导气管连接；基座板的底部表面固定放置在真空腔体环绕壁体结构上并形成密封腔结构；在基座板的正面上设置有多个DBC基座，转运板上设置有多个DBC卡口，在分离状态下DBC基板放置在DBC卡口上并在组装状态下DBC卡口套合在对应的DBC基座上同时DBC基板转移放置在DBC基座上，DBC基座上设置真空孔和气槽，真空孔和气槽提供真空吸附力将DBC基板固定总DBC基座上。本实用新型实现人工取放，结构简单且成本低，能有效提高设备利用效率和实现简单可靠的固定。

Description

用于功率器件封装的DBC基板的键合夹具

技术领域

本实用新型涉及一种半导体集成电路封装装置，特别是涉及一种用于功率器件封装的铜直接键合(Direct Bonded Copper，DBC)基板的键合夹具。

背景技术

功率器件如IGBT器件的封装内部的一种主要结构是在DBC基板上焊接芯片，通过铝丝连接芯片表面与DBC基板的表面实现电路的连接。DBC基板是采用铜箔直接键合在氧化铝或氮化铝陶瓷基片上形成，芯片如IGBT芯片能直接焊接键合在DBC基板上。

在DBC基板上键合芯片的方式主要有两种，一种是在DBC板与母版分离前键合，一种是在DBC基板与母版分离后键合。对于在DBC基板与母版分离后键合的情形，目前现有的主流DBC基板的键合夹具主要分为自动化键合夹具和人工键合夹具。自动化键合夹具优点明显，缺点是：一套自动化夹具成本太高，对于不同类型产品扔需重新设计载具，这种与母版分离后的DBC基板键合，自动化夹具对于小规模的公司而言，一套自动化的键合夹具并不能带来明显的效益。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于功率器件封装的DBC基板的键合夹具，能降低DBC基板键合芯片成本。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的用于功率器件封装的DBC基板的键合夹具包括：真空腔体，基座板和转运板。

所述真空腔体包括第一底板和环绕壁体，所述环绕壁体设置在所述第一底板上，所述环绕壁体环绕形成顶部开口的内部腔；所述第一底板上设置有抽气口并通过所述抽气口和导气管连接。

所述基座板的底部表面和所述真空腔体的环绕壁体结构相匹配，在组装状态下所述基座板通过底部表面固定放置在所述环绕壁体结构上且所述基座板的底部表面和所述真空腔体之间形成密封腔结构。

在所述基座板的正面上设置有多个DBC基座，各所述DBC基座呈凸起的柱状结构，各所述DBC基座的顶部表面用于放置DBC基板，各所述DBC基座的顶部表面尺寸和所述DBC基板的尺寸相匹配。

所述转运板上设置有多个DBC卡口，所述DBC卡口的数量和所述DBC基座的数量相同，所述DBC卡口和所述DBC基座一一对应且尺寸相匹配，在组装状态下各所述DBC卡口套合在对应的所述DBC基座上并使整个所述转运板套合在所述基座板上；所述DBC卡口和所述DBC基板的尺寸相匹配，所述转运板的所述DBC卡口用于取放DBC基板，在所述转运板和所述基座板呈分离状态时，所述DBC基板放置在对应的所述DBC卡口上；在所述转运板套合在所述基座板上的状态下，所述DBC基板放置在所述DBC基座上；

各所述DBC基座上设置有多个贯通所述基座板底部表面的真空孔以及多个气槽，在组装状态下所述真空腔体的密封结构内的真空分布到所述真空孔和所述气槽中并对放置在DBC基座的顶部表面上的所述DBC基板提供真空吸附力以实现固定。

进一步的改进是，所述环绕壁体环绕形成的内部腔的俯视面结构为矩形。

进一步的改进是，所述真空腔体设置底部支撑结构上。

进一步的改进是，所述底部支撑结构包括支撑板和4根支撑柱，各所述支撑柱底部和所述支撑板固定连接，各所述支撑柱的顶部和所述真空腔体的第一底板固定连接，4根所述支撑柱设置在所述真空腔体的四个角上。

进一步的改进是，在所述内部腔的所述第一底板的表面上设置有多个腔内支撑块，在组装状态下各所述腔内支撑块对所述基座板的底部表面产生支撑。

进一步的改进是，在所述内部腔周侧位置上，所述基座板和所述环绕壁体结构之间的接触位置上设置有密封结构。

进一步的改进是，所述密封结构包括密封槽和设置在所述密封槽中的密封圈。

进一步的改进是，所述抽气口处设置有螺丝孔，所述导气管设置在所述螺丝孔上。

进一步的改进是，各所述DBC基座的顶部设置有20度的倒角，各所述DBC卡口的底部设置有25度的倒角。

进一步的改进是，所述第一底板呈一倒斗状结构，所述抽气口设置在所述第一底板的倒斗状结构的底部。

进一步的改进是，各所述DBC基座对应的真空孔的数量为9个，在俯视面上，9个所述真空孔呈3行和3列均匀分布。

进一步的改进是，所述导气管和真空泵连接。

进一步的改进是，所述基座板的四周具有凸起的边沿结构，在组装状态下所述转运板的边沿贴合在所述基座板的边沿结构的内侧。

进一步的改进是，在所述基座板的边沿结构上设置两个抓手槽，在所述抓手槽处的凸起结构被去除，在组装状态下，在所述抓手槽处的所述转运板的边沿暴露并用于手动取放所述转运板。

进一步的改进是，两个所述抓手槽沿所述基座板的中心对称设置。

进一步的改进是，所述基座板的边沿结构的凸起的高度和所述DBC基座的高度相同。

进一步的改进是，功率器件为IGBT器件。

进一步的改进是，所述转运板的数量包括一个以上。

本实用新型具有如下有益技术效果：

1、本实用新型的DBC基板的键合夹具为人工取放，键合夹具成本低，夹具制作相对简单。

2、本实用新型的基座板的正面上设置有多个DBC基座，能实现一次键合多片DBC基板，从而能有效提高设备利用效率。

3、本实用新型采用真空吸附的方式将DBC基板固定在DBC基座上，相比于机械固定方式，真空吸附的固定方式操作更简单可靠。

4、本实用新型通过转运板取放DBC基板，能配置多个转运板，实现不同批次的DBC基板分开依次连续取放，能有效减少因取放DBC基板而占用键合夹具设备正常工作即键合的时间。

5、本实用新型的转运板的DBC卡口和对应的基座板的DBC基座上通过设置倒角后，能使DBC卡口和DBC基座之间嵌合简易并能节省时间。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1是本实用新型用于功率器件封装的DBC基板的键合夹具的分解图；

图2是DBC基板的示意图；

图3是本实用新型键合夹具的组装状态的三维结构图；

图4是本实用新型键合夹具的组装状态的俯视面的示意图；

图5A是图4中圆圈101处的放大图；

图5B是图4中圆圈102处的放大图。

具体实施方式

如图1所示，是本实用新型用于功率器件封装的DBC基板16的键合夹具的分解图；图2是DBC基板16的示意图；如图3所示，是本实用新型键合夹具的组装状态的三维结构图；本实用新型实施例用于功率器件封装的DBC基板16的键合夹具包括：真空腔体4，基座板13和转运板14。

所述真空腔体4包括第一底板和环绕壁体，所述环绕壁体设置在所述第一底板上，所述环绕壁体环绕形成顶部开口的内部腔；所述第一底板上设置有抽气口并通过所述抽气口和导气管3连接。

本实用新型实施例中，所述环绕壁体环绕形成的内部腔的俯视面结构为矩形。在其它实施例中，所述环绕壁体环绕形成的内部腔的俯视面结构也能为其它结构，如圆形，矩形之外的多边形。

所述真空腔体4设置底部支撑结构上。较佳为，所述底部支撑结构包括支撑板1和4根支撑柱2，各所述支撑柱2底部和所述支撑板1固定连接，各所述支撑柱2的顶部和所述真空腔体4的第一底板固定连接，4根所述支撑柱2设置在所述真空腔体4的四个角上。采用4根所述支撑柱2能减少键合夹具的整体重量。

在所述内部腔的所述第一底板的表面上设置有多个腔内支撑块6，在组装状态下各所述腔内支撑块6对所述基座板13的底部表面产生支撑。图1中显示了4块所述腔内支撑块6。在其它实施例中，所述腔内支撑块6的数量也能为其它值，根据需要设置即可。

在所述内部腔周侧位置上，所述基座板13和所述环绕壁体结构之间的接触位置上设置有密封结构。所述密封结构包括密封槽12和设置在所述密封槽12中的密封圈15。

所述抽气口处设置有螺丝孔11，所述导气管3设置在所述螺丝孔11上。

所述第一底板呈一倒斗状结构，所述抽气口设置在所述第一底板的倒斗状结构的底部。

所述导气管3和真空泵连接。

所述基座板13的底部表面和所述真空腔体4的环绕壁体结构相匹配，在组装状态下所述基座板13通过底部表面固定放置在所述环绕壁体结构上且所述基座板13的底部表面和所述真空腔体4之间形成密封腔结构，也即所述基座板13的底部表面会对所述真空腔体4的内部腔的顶部开口密封从而形成密封腔结构。

在所述基座板13的正面上设置有多个DBC基座7，各所述DBC基座7呈凸起的柱状结构，各所述DBC基座7的顶部表面用于放置DBC基板16，各所述DBC基座7的顶部表面尺寸和所述DBC基板16的尺寸相匹配。所述DBC基板16请参考图2所示，包括氧化铝或氮化铝陶瓷基片16b和直接键合在陶瓷基片16b上的铜箔16a，铜箔16a用于和功率器件芯片的电极衬垫相连。本实用新型实施例中，功率器件为IGBT器件。

所述转运板14上设置有多个DBC卡口9，所述DBC卡口9的数量和所述DBC基座7的数量相同，所述DBC卡口9和所述DBC基座7一一对应且尺寸相匹配，在组装状态下各所述DBC卡口9套合在对应的所述DBC基座7上并使整个所述转运板14套合在所述基座板13上；所述DBC卡口9和所述DBC基板16的尺寸相匹配，所述转运板14的所述DBC卡口9用于取放DBC基板16，在所述转运板14和所述基座板13呈分离状态时，所述DBC基板16放置在对应的所述DBC卡口9上；在所述转运板14套合在所述基座板13上的状态下，所述DBC基板16放置在所述DBC基座7上。

本实用新型实施例中，各所述DBC基座7的顶部设置有20度的倒角，各所述DBC卡口9的底部设置有25度的倒角，所述DBC基座7和所述DBC卡口9的倒角的设置，有利于所述DBC基座7和所述DBC卡口9之间的套合，只要对位置进行大致的对准即可。

图1中各所述DBC基座7的顶部表面结构单独用标记15标出。如图4所示，是本实用新型键合夹具的组装状态的俯视面的示意图；图5A是图4中圆圈101处的放大图；图5B是图4中圆圈102处的放大图。图4中同时显示了所述DBC基座7的顶部表面15上放置有所述DBC基板16和没有放置所述DBC基板16的情形，如圆圈101所示区域的所述DBC基座7的顶部表面15没有放置所述DBC基板16，所述DBC基座7的顶部表面15暴露出来；圆圈101所示区域的所述DBC基座7的顶部表面15放置有所述DBC基板16，此时，所述DBC基板16的表面暴露出来，用于和功率器件芯片做键合。

如图5A所示，各所述DBC基座7上设置有多个贯通所述基座板13底部表面的真空孔17以及多个气槽18，在组装状态下所述真空腔体4的密封结构内的真空分布到所述真空孔17和所述气槽18中并对放置在DBC基座7的顶部表面上的所述DBC基板16提供真空吸附力以实现固定。本实用新型实施例中年，各所述DBC基座7对应的真空孔17的数量为9个，在俯视面上，9个所述真空孔17呈3行和3列均匀分布。在其它实施例中，所述真空孔17和所述气槽18的设置也能根据实际需要进行相应的更改，只要保证能实现对所述DBC基板16的底部表面实现均匀的真空吸附力即可，使固定时所述DBC基板16的各位置受力均匀。

本实用新型实施例中，所述基座板13的四周具有凸起的边沿结构13a，在组装状态下所述转运板14的边沿贴合在所述基座板13的边沿结构13a的内侧。

在所述基座板13的边沿结构13a上设置两个抓手槽8，在所述抓手槽8处的凸起结构被去除，在组装状态下，在所述抓手槽8处的所述转运板14的边沿暴露并用于手动取放所述转运板14。

两个所述抓手槽8沿所述基座板13的中心对称设置；如图3所示，两个所述抓手槽8设置在所述基座板13的两条边上。

所述基座板13的边沿结构13a的凸起的高度和所述DBC基座7的高度相同。在其它实施例中，所述基座板13的边沿结构13a的凸起的高度和所述DBC基座7的高度也能不同，根据需要设置即可。

本实用新型实施例中，键合夹具的支撑板1和4根支撑柱2使用不锈钢材料，所述真空腔体4使用铝合金材料，目的是获得良好的支撑作用且不易形变使键合夹具保持水平。

所述基座板13和所述转运板14使用亚克力材料，目的是该部分加工难度大要求精度高，相对于金属，亚克力便宜加工。操作时，所述导气管3和真空泵连接。将放满所述DBC基板16的所述转运板14套合到所述基座板13上，开启真空泵即可工作。

由上可知，本实用新型实施例是通过所述转运板14来取放所述DBC基板16，在所述转运板14套合在所述基座板13上之后，所述DBC基板16会放置在对应的所述DBC基座7的顶部表面15上并通过真空吸附力将所述DBC基板16固定在所述DBC基座7的顶部表面15上；这和采用盖饭的机械夹力将所述DBC基板16固定在所述DBC基座7的顶部表面15上的结构不同。本实用新型实施例中，所述转运板14的数量包括一个以上。如当有2个以上的所述转运板14时，就能实现连续的流水左右，其中一块套合在所述基座板13上进行正常的键合作业；其它各块可以预先放置对应的所述DBC基板16，等位于所述基座板13上的所述DBC基板16键合作业完毕后，将作业完的所述转运板14的取下以及将准备好的所述转运板14套合在所述基座板13上并进行后续作业即可。

本实用新型实施例具有如下有益技术效果：

1、本实用新型实施例的DBC基板16的键合夹具为人工取放，键合夹具成本低，夹具制作相对简单。

2、本实用新型实施例的基座板13的正面上设置有多个DBC基座7，能实现一次键合多片DBC基板16，从而能有效提高设备利用效率。

3、本实用新型实施例采用真空吸附的方式将DBC基板16固定在DBC基座7上，相比于机械固定方式，真空吸附的固定方式操作更简单可靠。

4、本实用新型实施例通过转运板14取放DBC基板16，能配置多个转运板14，实现不同批次的DBC基板16分开依次连续取放，能有效减少因取放DBC基板16而占用键合夹具设备正常工作即键合的时间。

5、本实用新型实施例的转运板14的DBC卡口9和对应的基座板13的DBC基座7上通过设置倒角后，能使DBC卡口9和DBC基座7之间嵌合简易并能节省时间。

以上通过具体实施例对本实用新型进行了详细的说明，但这些并非构成对本实用新型的限制。在不脱离本实用新型原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于功率器件封装的DBC基板的键合夹具，其特征在于，包括：真空腔体，基座板和转运板；

所述真空腔体包括第一底板和环绕壁体，所述环绕壁体设置在所述第一底板上，所述环绕壁体环绕形成顶部开口的内部腔；所述第一底板上设置有抽气口并通过所述抽气口和导气管连接；

所述基座板的底部表面和所述真空腔体的环绕壁体结构相匹配，在组装状态下所述基座板通过底部表面固定放置在所述环绕壁体结构上且所述基座板的底部表面和所述真空腔体之间形成密封腔结构；

在所述基座板的正面上设置有多个DBC基座，各所述DBC基座呈凸起的柱状结构，各所述DBC基座的顶部表面用于放置DBC基板，各所述DBC基座的顶部表面尺寸和所述DBC基板的尺寸相匹配；

所述转运板上设置有多个DBC卡口，所述DBC卡口的数量和所述DBC基座的数量相同，所述DBC卡口和所述DBC基座一一对应且尺寸相匹配，在组装状态下各所述DBC卡口套合在对应的所述DBC基座上并使整个所述转运板套合在所述基座板上；所述DBC卡口和所述DBC基板的尺寸相匹配，所述转运板的所述DBC卡口用于取放DBC基板，在所述转运板和所述基座板呈分离状态时，所述DBC基板放置在对应的所述DBC卡口上；在所述转运板套合在所述基座板上的状态下，所述DBC基板放置在所述DBC基座上；

各所述DBC基座上设置有多个贯通所述基座板底部表面的真空孔以及多个气槽，在组装状态下所述真空腔体的密封结构内的真空分布到所述真空孔和所述气槽中并对放置在DBC基座的顶部表面上的所述DBC基板提供真空吸附力以实现固定。

2.如权利要求1所述的用于功率器件封装的DBC基板的键合夹具，其特征在于：所述真空腔体设置底部支撑结构上。

3.如权利要求2所述的用于功率器件封装的DBC基板的键合夹具，其特征在于：所述底部支撑结构包括支撑板和4根支撑柱，各所述支撑柱底部和所述支撑板固定连接，各所述支撑柱的顶部和所述真空腔体的第一底板固定连接，4根所述支撑柱设置在所述真空腔体的四个角上。

4.如权利要求1所述的用于功率器件封装的DBC基板的键合夹具，其特征在于：在所述内部腔周侧位置上，所述基座板和所述环绕壁体结构之间的接触位置上设置有密封结构。

5.如权利要求4所述的用于功率器件封装的DBC基板的键合夹具，其特征在于：所述密封结构包括密封槽和设置在所述密封槽中的密封圈。

6.如权利要求1所述的用于功率器件封装的DBC基板的键合夹具，其特征在于：各所述DBC基座的顶部设置有20度的倒角，各所述DBC卡口的底部设置有25度的倒角。

7.如权利要求1所述的用于功率器件封装的DBC基板的键合夹具，其特征在于：所述第一底板呈一倒斗状结构，所述抽气口设置在所述第一底板的倒斗状结构的底部。

8.如权利要求1所述的用于功率器件封装的DBC基板的键合夹具，其特征在于：所述基座板的四周具有凸起的边沿结构，在组装状态下所述转运板的边沿贴合在所述基座板的边沿结构的内侧。

9.如权利要求8所述的用于功率器件封装的DBC基板的键合夹具，其特征在于：在所述基座板的边沿结构上设置两个抓手槽，在所述抓手槽处的凸起结构被去除，在组装状态下，在所述抓手槽处的所述转运板的边沿暴露并用于手动取放所述转运板。

10.如权利要求8所述的用于功率器件封装的DBC基板的键合夹具，其特征在于：所述基座板的边沿结构的凸起的高度和所述DBC基座的高度相同。