CN220569654U - Igbt封装dbc压合治具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种IGBT封装DBC压合治具，包括料盒、DBC托盘、真空吸附装置和用于在所述真空吸附装置吸附位于所述DBC托盘上的DBC基板时对DBC基板施加压力的压合装置，DBC托盘上设置容纳DBC基板的定位沉槽，所述料盒内设置托盘卡槽，DBC托盘插入托盘卡槽中。本实用新型的IGBT封装DBC压合治具，通过真空吸附和压合方式对DBC基板进行定位，使DBC基板具备优异的定位效果，避免键合焊接时超声能量损失，产品焊接质量一致性高。

Description

IGBT封装DBC压合治具

技术领域

本实用新型属于半导体产品生产设备技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种IGBT封装DBC压合治具。

背景技术

IGBT模块在制程工艺中，因为其所使用材料(芯片、DBC)的特殊性，会在DBC阶段分别进行键合线超声焊接与电性能测试，使其在前期将部分缺陷产品发现剔除，从而提高最终成品率减低其他材料成本。在铝线超声焊接时需要对DBC进行固定，避免焊接时晃动发生共振导致焊接效果不好。

如图8和图9所示，现有DBC基板的压合治具是采用大料盒+真空吸附的结构，存在如下的缺点：

1.料盒零件多，无防呆：料盒在使用过程中需要搭配前后两端的DBC托盘档杆共同使用，目的是为了避免料盒搬运过程中DBC托盘从料盒内滑出摔落。因档杆属于独立零件，在实际操作过程中经常发生档杆抽出未及时插回导致摔料事件；

2.料盒满载过重：料盒整体设计过大，托盘内产品满载时整个料盒重量偏重，在给设备上下料与搬运过站中操作吃力，有一定安全隐患；

3.漏真空：传统的DBC材料固定方法采用多穴位的真空吸附方式，通过真空板多个真空孔吸附DBC。但因DBC材料在其制程工艺流程中需要高温烘烤，导致DBC有一定翘曲率，通过这种真空吸附方式有一定漏真空几率或真空值较低，导致焊接质量稳定性较差甚至部分翘曲较大的DBC完全无法作业(因键合焊接特殊性背面吸附板无法使用橡胶类软材质，必须金属材料，同时每片弧度不一致无法通过治具加工设计解决)；

4.治具匹配性差：多穴位真空治具再使用时必须满盘DBC，出现不足时空缺穴位则漏真空，导致整盘产品真空值不足无法生产。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种IGBT封装DBC压合治具，目的是提高DBC基板的定位效果。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：IGBT封装DBC压合治具，包括料盒、DBC托盘、真空吸附装置和用于在所述真空吸附装置吸附位于所述DBC托盘上的DBC基板时对DBC基板施加压力的压合装置，DBC托盘上设置容纳DBC基板的定位沉槽，所述料盒内设置托盘卡槽，DBC托盘插入托盘卡槽中。

所述托盘卡槽设置多个，所有托盘卡槽在所述料盒内为沿竖直方向依次设置。

所述料盒的开口端设置可旋转的档杆，档杆设置成可在阻挡状态与非阻挡状态之间进行切换。

所述料盒的开口端设置让处于阻挡状态的所述档杆嵌入的第一卡槽和让处于非阻挡状态的所述档杆嵌入的第二卡槽。

所述DBC托盘的相对两侧部设置步进边，步进边的厚度小于DBC托盘的厚度。

所述真空吸附装置包括吸附板底座和真空吸附板，吸附板底座上设置真空气孔，真空吸附板上设置吸附板真空孔。

所述吸附板底座上设置吸附板卡槽，吸附板卡槽与所述吸附板真空孔和所述真空气孔连通。

所述真空吸附板底座为不锈钢材质，所述真空吸附板为特氟龙材质。

所述压合装置包括压板和设置于压板上的产品压合位置处的压针，压针设置多个。

所述压针与所述压板为可拆卸式连接，压针可更换。

本实用新型的IGBT封装DBC压合治具，通过真空吸附和压合方式对DBC基板进行定位，使DBC基板具备优异的定位效果，避免键合焊接时超声能量损失，产品焊接质量一致性高。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是DBC托盘与真空吸附装置和压合装置的配合示意图；

图2是DBC托盘的结构示意图；

图3是DBC托盘的使用状态示意图；

图4是料盒的结构示意图；

图5是料盒的开口端的结构示意图；

图6是真空吸附装置的组合示意图；

图7是压合装置的结构示意图；

图8是现有DBC基板的压合治具的结构示意图；

图9是现有DBC托盘的结构示意图；

图中标记为：1、DBC托盘档杆；2、料盒提手；3、DBC托盘；4、DBC托盘卡槽；5、真空吸附孔；6、DBC基板；7、压板底座；8、压针；9、真空吸附装置；10、压板；11、步进拨针孔；12、步进边；13、避让槽；14、定位沉槽；15、料盒；16、档杆；17、托盘卡槽；18、第一卡槽和第二卡槽；19、吸附板底座；20、真空气孔；21、吸附板卡槽；22、真空吸附板；23、吸附板真空孔；24、螺丝孔；25、电机；26、旋转凸轮；27、真空吸附板安装位；28、压板安装平台。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”和“第二”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。

如图1至图7所示，本实用新型提供了一种IGBT封装DBC压合治具，包括料盒15、DBC托盘3、真空吸附装置9和用于在真空吸附装置9吸附位于DBC托盘3上的DBC基板6时对DBC基板6施加压力的压合装置，DBC托盘3上设置容纳DBC基板6的定位沉槽14，料盒15内设置托盘卡槽17，DBC托盘3插入托盘卡槽17中。

具体地说，如图2和图3所示，DBC托盘3上设置多个定位沉槽14，所有定位沉槽14为沿DBC托盘3的长度方向依次布置，将待键合的DBC基板6装载到DBC托盘3的定位沉槽14内，定位沉槽14四周已增加倒角的同时定位沉槽14的相对两侧设置让自动化机械设备的机械夹爪插入的避让槽13，方便取放操作。定位沉槽14的中心位置为镂空设计，后期真空吸附板22由此处升起，通过设计真空吸附板22厚度与定位沉槽14深度，来实现DBC顶出并高于定位沉槽14，保障DBC基板6完全落位到真空吸附板22，避免键合位置悬空。

如图2和图3所示，DBC托盘3的相对两侧部设置步进边12，步进边12的厚度小于DBC托盘3的厚度，步进边12的厚度方向与DBC托盘3的厚度方向相平行，步进边12的长度方向与DBC托盘3的长度方向相平行。DBC托盘3两侧设计为相对偏薄的步进边12，增加DBC托盘3在设备轨道或料盒15进出时的流畅性，避免使用过程卡料或摩擦力过大，增加工艺宽容度。同时在步进边12上设置有等间距相同尺寸的步进拨针孔11，步进拨针孔11为沿步进边12的厚度方向贯穿设置的通孔，便于后期设备的拨针通过此通孔搬运托盘。较传统皮带搬运更优，可以实现不同距离、位置的多次搬运步进，定位精度更准、速度更快。

如图2和图4所示，料盒15为两端开口且内部中空的矩形盒体结构，托盘卡槽17设置在料盒15的内壁面上，托盘卡槽17设置多个，所有托盘卡槽17在料盒15内为沿竖直方向依次设置。工作过程中，将装满DBC基板6的DBC托盘3按照托盘卡槽17插入料盒15内，键合机上料装置抓取料盒15进入上料位，通过键合机推杆运动实现逐盘进料功能。

如图4所示，工作过程中，将装有待作业材料的DBC托盘3，通过托盘卡槽17水平的逐层插入料盒15内。料盒15在保证强度满足的情况下最大化镂空设计，以达到降低整体重量目的。同时托盘卡槽17首尾进行倒斜角喇叭口处理，增加DBC托盘3插入是便捷性，提高工艺宽容度。

如图4和图5所示，料盒15的开口端设置可旋转的档杆16，档杆16设置成可在阻挡状态与非阻挡状态之间进行切换。料盒15的开口端设置让处于阻挡状态的档杆16嵌入的第一卡槽和让处于非阻挡状态的档杆16嵌入的第二卡槽。档杆16与料盒15为转动连接，第一卡槽设置在料盒15的第一侧壁上，第二卡槽设置在料盒15的第二侧壁上，第一侧壁为与料盒15内的DBC托盘3的长度方向相平行的竖直平面，第二侧壁为与料盒15内的DBC托盘3的长度方向相垂直的竖直平面，第一侧壁和第二侧壁相垂直，且第二侧壁为料盒15的开口端的端面，档杆16的旋转中心线与第一侧壁和第二侧壁相平行。

档杆16的上下两端装有内置弹簧具备上下伸缩性。使用时，如先将档杆16下压使其脱离第一卡槽，再轻轻用力旋转，使其旋转至第二卡槽位置，旋转到位后放开下压动作档杆16自动回弹并卡在第二卡槽内，避免档杆16使用过程回位。

如图1和图6所示，真空吸附装置9包括吸附板底座19和固定设置在吸附板底座19上的真空吸附板22，吸附板底座19上设置真空气孔20，真空吸附板22上设置吸附板真空孔23。真空吸附装置9与真空发生器连接，DBC托盘3从料盒15推出后，通过键合机步进装置对DBC托盘3进行搬运，使DBC托盘3上的DBC基板6步进至真空吸附装置9的位置，此时真空吸附装置9顶起，通过真空发生器将空压转换成真空吸附住DBC基板6的背面，实现DBC基板6的定位固定功能(第一次)。

如图1和图6所示，吸附板底座19上设置吸附板卡槽21，吸附板卡槽21为在吸附板底座19上沿吸附板底座19的长度方向和宽度方向延伸设置的凹槽，吸附板卡槽21与吸附板真空孔23和真空气孔20连通，吸附板真空孔23和真空气孔20用于让空气通过。真空气孔20设置一个，真空气孔20与真空发生器连接，吸附板真空孔23设置多个，所有的吸附板真空孔23为在真空吸附板22上沿真空吸附板22的长度方向和宽度方向进行布置，吸附板卡槽21与所有的吸附板真空孔23连通，吸附板卡槽21的设置可以保证真空吸附更均匀性。真空吸附装置9采用小型化设计，其中真空吸附板22底座19为不锈钢材质，吸附板为特氟龙材质，保障满足使用要求的同时可最大化使用寿命。

如图1和图7所示，压合装置包括压板10和设置于压板10上的产品压合位置处的压针8，压针8设置多个，所有压针8分布在DBC基板6的四周，共同对DBC托盘3上的DBC基板6施加压力。工作过程中，在DBC基板6被背面真空板吸附的同时，DBC基板6正面设置的压合装置同步下降，直至压针8压住DBC基板6的同时不损伤DBC基板6与压针8，以实现DBC基板6定位固定功能(第二次)，保障焊接的稳定性与可靠性。

如图1和图7所示，压板10为整体设计，压板10安装到前后压板底座7上保障压板水平性，压板底座7与键合机的升降装置连接，升降装置控制压合装置沿竖直方向进行移动，压针8安装至压板10上的产品压合位置。压针8与压板10为可拆卸式连接，压针8可更换。压针8采用单根异形设计具备最大化兼容性与可调性，以适应不同形状的DBC基板6。同时压针8为金属材质有一定形变与恢复能力，在压合产品时受力发现形变避免损坏产品或者压针8，离开产品时压针8恢复原来形状。

在本实施例中，在压板10上，压针8是通孔螺丝进行固定，压板10上设置螺丝孔24。

产品作业时压合装置与真空吸附装置9配合共同使用，可以解决DBC材料因背面异物沾污、DBC材料翘曲或气压不稳定等导致真空吸附值偏小无法作业问题，具备极高的工艺作业兼容性和制程稳定性。

以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.IGBT封装DBC压合治具，包括料盒、DBC托盘和真空吸附装置，其特征在于：还包括用于在所述真空吸附装置吸附位于所述DBC托盘上的DBC基板时对DBC基板施加压力的压合装置，DBC托盘上设置容纳DBC基板的定位沉槽，所述料盒内设置托盘卡槽，DBC托盘插入托盘卡槽中。

2.根据权利要求1所述的IGBT封装DBC压合治具，其特征在于：所述托盘卡槽设置多个，所有托盘卡槽在所述料盒内为沿竖直方向依次设置。

3.根据权利要求1所述的IGBT封装DBC压合治具，其特征在于：所述料盒的开口端设置可旋转的档杆，档杆设置成可在阻挡状态与非阻挡状态之间进行切换。

4.根据权利要求3所述的IGBT封装DBC压合治具，其特征在于：所述料盒的开口端设置让处于阻挡状态的所述档杆嵌入的第一卡槽和让处于非阻挡状态的所述档杆嵌入的第二卡槽。

5.根据权利要求1至4任一所述的IGBT封装DBC压合治具，其特征在于：所述DBC托盘的相对两侧部设置步进边，步进边的厚度小于DBC托盘的厚度。

6.根据权利要求1至4任一所述的IGBT封装DBC压合治具，其特征在于：所述真空吸附装置包括吸附板底座和真空吸附板，吸附板底座上设置真空气孔，真空吸附板上设置吸附板真空孔。

7.根据权利要求6所述的IGBT封装DBC压合治具，其特征在于：所述吸附板底座上设置吸附板卡槽，吸附板卡槽与所述吸附板真空孔和所述真空气孔连通。

8.根据权利要求6所述的IGBT封装DBC压合治具，其特征在于：所述真空吸附板底座为不锈钢材质，所述真空吸附板为特氟龙材质。

9.根据权利要求1至4任一所述的IGBT封装DBC压合治具，其特征在于：所述压合装置包括压板和设置于压板上的产品压合位置处的压针，压针设置多个。

10.根据权利要求9所述的IGBT封装DBC压合治具，其特征在于：所述压针与所述压板为可拆卸式连接，压针可更换。