[发明专利]回流焊接治具及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了回流焊接治具及其制备方法和用途，回流焊接治具包括：基体，所述基体由耐高温塑料形成；以及多个金属嵌针，所述多个金属嵌针形成在所述基体上，其中，所述耐高温塑料包含50～65wt％的聚醚醚酮、10～45wt％的增强材料、0.01～1.0wt％的碳黑和0.1～2.0wt％的助剂。该回流焊接治具由耐高温塑料形成，尺寸稳定性优异，长期使用不会出现碳化问题，从而显著提高采用该回流焊接治具制备得到的智能功率模块产品的良率。

技术领域

本发明涉及智能功率模块制造技术领域，具体而言，本发明涉及回流焊接治具及其制备方法和用途。

背景技术

智能功率模块的制造需要将有源元件(如晶圆、IC等)和无源元件(如电阻等器件)通过回流炉高温焊接在电路板上，实现电路连通，而用于辅助回流焊接的合成石治具在行业内已经获得了广泛的应用，耐高温的合成石治具可以反复使用，达到一定寿命周期后报废处理。

然而，现有的回流焊接治具仍有待改进。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现而提出的：

发明人在对智能功率模块制备工艺的研究中发现，非一个流自动化生产制造体系，对于合成石治具的要求不高，治具表面高温碳化发黑后，只要满足基本功能，可以继续使用，但对于特殊的一个流生产制造体系，智能功率模块的制造焊接需要相应的回流焊治具将待焊接产品进行定位，定位准确与否决定了产品的生产良率。目前的回流焊合成石治具定位失真导致产品报废率增加。通过反复实验与确认，回流焊的定位失真是由于回流焊治具的限位点表面污染导致的，而污染源来自于焊接过程中合成石治具材料碳化所产生的碳。由此，解决合成石治具在反复回流过程中的高温碳化问题是降低产品报废率的有效手段。有尝试使用金属治具进行回流焊接，但金属的散热过快，易导致焊锡膏熔化不充分，焊接不牢固或晶圆底部空洞率超过标准，带来新的技术问题。

鉴于此，本发明提出了回流焊接治具及其制备方法和用途。该回流焊接治具由耐高温塑料形成，尺寸稳定性优异，长期使用不会出现碳化问题，从而显著提高采用该回流焊接治具制备得到的智能功率模块产品的良率。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种回流焊接治具。根据本发明的实施例，该回流焊接治具包括：基体，所述基体由耐高温塑料形成；以及多个金属嵌针，所述多个金属嵌针形成在所述基体上，其中，所述耐高温塑料包含50～65wt％的聚醚醚酮、10～45wt％的增强材料、0.01～1.0wt％的碳黑和0.1～2.0wt％的助剂。

根据本发明实施例的回流焊接治具由耐高温塑料形成，尺寸稳定性优异，长期使用不会出现碳化问题，从而显著提高采用该回流焊接治具制备得到的智能功率模块产品的良率。

另外，根据本发明上述实施例的回流焊接治具还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述增强材料包括选自玻璃纤维、碳纤维、无机矿物和陶瓷粉末中的至少之一。

在本发明的一些实施例中，所述助剂为复合抗氧剂。

在本发明的一些实施例中，所述金属嵌针由不锈钢制成。

在本发明的一些实施例中，所述耐高温塑料的热变形温度不低于300摄氏度。

在本发明的第二方面，本发明提出了一种制备上述实施例的回流焊接治具的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：将聚醚醚酮、增强材料、碳黑和助剂按照预定比例进行混合，以便得到混合物料；将所述混合物料装入注塑机内，并利用模具进行注塑成型，以便得到基体；在所述基体表面安装多个金属嵌针，以便得到回流焊接治具。

由此，根据本发明实施例的制备回流焊接治具的方法可以有效地制备得到回流焊接治具，且与传统的CNC加工方式比较，具有生产效率高、尺寸精度高、报废率低的优点。