CN211605117U - 一种适宜大功率混合集成电路芯片的定位夹具组合 - Google Patents

Abstract

一种适宜大功率混合集成电路芯片的定位夹具组合，它除原有夹具外，还包括定位夹具、基片压块和芯片压块，定位夹具外形根据外壳、基片、芯片的形状和尺寸确定，其一端为圆形、另一端为矩形，矩形一边嵌入圆形一端，圆形部分有一个镂空的正方形固定腔，矩形部分有一个镂空的矩形固定腔；镂空的正方形固定腔与陶瓷基片形状及尺寸相同；镂空的矩形固定腔与芯片形状及尺寸相同；定位夹具两个固定腔的腔体四角分别设有圆弧孔。本实用新型制作工艺简单、定位推确，既有效固定芯片、基片、压块，又有效降低操作带来的短路问题，提高产品质量的同时还降低调整时间，提升工作效率。适用于不同外壳芯片、焊片、基片定位，还适用于其它大功率器件组装的定位。

Description

一种适宜大功率混合集成电路芯片的定位夹具组合

技术领域

本实用新型涉及混合集成电路的制造，具体来说，涉及大功率混合集成电路的定位，尤其涉及制造TO-3型封装的大功率器件过程中芯片和陶瓷基片的定位夹具。

背景技术

在半导体元器件的制造行业中，装结工序是集成电路生产的第一步关键工序，装结质量的高低会直接影响到集成电路整体质量。随着半导体行业生产流程的推进，自动化在生产流程中已然成为主流，但是装结中至关重要的关键工序—真空烧结，大部分产品依然需要手工操作。真空烧结技术是通过在芯片底部和管基之间添加焊料，通过合适的温度、时间、压力以及气份实现两表面的共晶物熔合，共晶实现分子之间的结合，因此有连接电阻小、传热效率高、散热均匀以及焊接强度高等优点。手动真空烧结包括：管基上放焊料、芯片拾取、芯片对位和芯片共晶，手动共晶焊具有灵活性大、共晶质量高、成本低等特点。此工艺中一种是依靠人工操作熟练度来摆放芯片，没有任何固定芯片的措施；这不仅会对芯片烧结一致性产生影响，而且不同操作人员在装结芯片时会产生偏移误差；另外，摆放压块时的抖动或烧结过程中充入氮气、机器震动导致压块掉落，也会造成偏移；而且在用镊子调整芯片位置的过程中，很容易把芯片划伤；芯片的偏移不仅会对后续的压焊造成影响，且对于部分位置精度要求较高的产品而言，稍微偏移就会造成产品短路或者在使用过程中过热烧坏。另一种方法是利用石墨材质的定位夹具来固定住芯片和基片，由于石墨材质易碎，操作不规范容易致使夹具损坏；在芯片烧结完成后取出夹具时，石墨粉尘容易沾污芯片和基片。这样就需要设计一款定位夹具，不仅要固定芯片使芯片不会偏移，还要保证利于压块摆放、芯片和基片不会被夹具损坏或沾污。

中国专利数据库中，涉及芯片定位夹具的专利申请件有许多，例如ZL2012102233416号《BGA封装器件芯片级失效定位夹具与方法》、 ZL2012201416792号《一种PLC分路器封装用芯片定位夹具》、ZL 2017215681993号《一种适用于表面贴装集成电路芯片定位夹具组合》、 ZL201721697693X号《一种适用于大功率器件的芯片定位夹具组合》、ZL2015103481474号《真空共晶焊的芯片定位夹具、制造方法及芯片转运方法》等，这些专利技术不适用于大功率混合集成电路的芯片。

发明内容

本实用新型旨在提供一种适宜大功率混合集成电路芯片的定位夹具组合，以克服现有装结工艺上芯片和基片偏移、沾污、压块容易掉落问题。

设计人提供的适宜大功率混合集成电路芯片的定位夹具组合，包含原有的夹具、定位夹具、基片压块和芯片压块，定位夹具外形是根据TO-3 外壳形状和尺寸确定的，其一端为圆形、另一端为矩形，矩形的一边嵌入圆形的一端，圆形部分有一个镂空的正方形固定腔，矩形部分有一个镂空的矩形固定腔；镂空的正方形固定腔与T0-3产品对应的基片形状及尺寸相同；镂空的矩形固定腔与芯片形状及尺寸相同；该定位夹具两个固定腔的腔体四角分别设有圆弧孔，以避免材质过硬、导致芯片或基片四角卡住崩坏；且该定位夹具四周有圆形的固定孔分别对应TO-3管基上的每一个管脚，以非常精准度的固定住夹具；芯片压块和基片压块为端面分别与芯片、基片形状一致的长方体，端面尺寸分别与芯片、基片尺寸保持一致，以保证其表面受力均匀。

上述定位夹具是不锈钢制成的，其厚度高于基片而低于芯片与压块总厚度的2/3，这样有利于夹具的镂空处能够同时固定住芯片和基片与其压块。

上述定位夹具的圆形部分周边有一圈定位孔，用于与封装外壳配合精确定位。

上述芯片压块和基片压块均采用不锈钢制成。

本实用新型的定位夹具组合的使用方法如下：将定位夹具放在需要组装的大功率混合集成电路的TO-3型封装外壳上，利用定位孔定位，在镂空的正方形固定腔放入合金焊片，其上放入T0-3对应的陶瓷基片，再上放入基片压块；接着在镂空的矩形固定腔内放入用于芯片的合金焊片，其上放入T0-3的芯片两块，再上放入芯片压块；即可进行焊接；焊接完毕，拿开基片压块和芯片压块，从圆弧孔处取下定位夹具即完成装结。

本实用新型的定位夹具组合制作工艺简单、定位推确，既能有效固定芯片、基片、压块，又能有效降低因人员操作带来的芯片或基片与管柱接触造成的短路问题，提高产品质量的同时还能大幅度降低调整芯片、基片位置的时间，降低操作带来的芯片损伤率的同时大幅度提升工作效率。采用该方法可以制作出适用于其他不同外壳芯片、焊片、基片的尺寸及形状的大功率器件烧结定位夹具。

附图说明

图1为原有无定位夹具的状态；

图2为本实用新型的芯片定位夹具的结构示意图；

图3为本实用新型的芯片定位夹具组合使用状况示意图；

图4为本实用新型的芯片定位夹具的装结效果图。

图中，1为基座，2为TO-3型封装外壳，3为定位夹具，4为合金焊片，5为陶瓷基片，6为基片压块，7为芯片压块，8为芯片，9为合金焊片,10为正方形固定腔，11为矩形固定腔，12为定位孔。

具体实施方式

实施例

以图3为例，在TO-3型封装外壳3上放定位夹具3，使外壳3上的管脚插入定位孔12；在正方形固定腔10中依次放入合金焊片4、陶瓷基片5、基片压块6；在矩形固定腔11中依次放入合金焊片9、芯片8、芯片压块7，即完成组装。

一副适宜TO-3大功率混合集成电路芯片的定位夹具组合，除了原有的基座1外，还有一块定位夹具3基片压块6和芯片压块7，定位夹具3外形是根据TO-3外壳形状和尺寸确定的，其一端为圆形、另一端为矩形，矩形的一边嵌入圆形的一端，圆形部分有一个镂空的正方形固定腔10，矩形部分有一个镂空的矩形固定腔11；镂空的正方形固定腔 10与T0-3陶瓷基片5形状及尺寸相同；镂空的矩形固定腔11与芯片8 形状及尺寸相同；定位夹具3两个固定腔的腔体四角分别设有圆弧孔；芯片压块7和基片压块6为端面分别与芯片8、陶瓷基片5形状一致的长方体。

定位夹具3用不锈钢制成，其厚度高于基片5而低于芯片8与基片压块6总厚度的2/3。定位夹具3的圆形部分周边有一圈定位孔12。

Claims (3)

1.一种大功率混合集成电路芯片的定位夹具组合，其特征在于它除了原有的夹具外，还有一块定位夹具(3)、基片压块(6)和芯片压块(7)，定位夹具(3)外形是根据外壳、陶瓷基片、芯片的形状和尺寸确定的，其一端为圆形、另一端为矩形，矩形的一边嵌入圆形的一端，圆形部分有一个镂空的正方形固定腔(10)，矩形部分有一个镂空的矩形固定腔(11)；镂空的正方形固定腔与陶瓷基片(5)形状及尺寸相同；镂空的矩形固定腔与芯片(8)形状及尺寸相同；定位夹具(3)两个固定腔的腔体四角分别设有圆弧孔；芯片压块(7)和基片压块(6)为端面分别与芯片(8)、陶瓷基片(5)形状一致的长方体。

2.如权利要求1所述的定位夹具组合，其特征在于所述定位夹具(3)用不锈钢制成，其厚度高于基片(5)而低于芯片(8)与基片压块(6)总厚度的2/3。

3.如权利要求1所述的定位夹具组合，其特征在于所述定位夹具(3)的圆形部分周边有一圈定位孔(12)。

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