[实用新型]一种功率模块封装用的焊接夹具

说明书

本实用新型公开了一种功率模块封装用的焊接夹具，属于半导体功率器件封装设备技术领域，功率模块包括基板、设置在基板上的芯片单元，芯片单元包括设置在基板上的绝缘衬板、设置在绝缘衬板上的芯片，夹具包括基板固定板、绝缘衬板定位板，基板借助锁紧件夹紧固定在基板固定板与绝缘衬板定位板之间，绝缘衬板定位板上开设有芯片单元放置孔，在绝缘衬板定位板上方增设芯片定位板，芯片定位板上与芯片相对应的位置开设有压块孔，压块孔内放置有芯片压块。使用这种夹具可以对衬板焊层的均匀性和芯片的定位起到积极效果，能够大幅度提高功率模块的散热能力和良品率，减小后续工艺的难度，给封装功率模块焊接工艺提供了技术支撑。

技术领域

本实用新型属于半导体功率器件封装设备技术领域，涉及到一种功率模块封装用的焊接夹具。

背景技术

功率模块封装是采用真空焊接技术将芯片与衬板、衬板与基板通过焊料焊接在一起。如图1所示，每个功率模块由多个芯片单元组成，每个芯片单元都是包括设置在基板a1上的衬板焊层、绝缘衬板a2、芯片焊层和芯片a3。

功率模块主要通过基板a1进行散热，在功率模块实际使用中，将基板a1与散热器相连接。基板a1具有一定的拱度，在使用过程中可以有效的抵消由于高温引起的热应力，同时更好的贴紧散热器，使功率模块与散热器之间的间隙更小，散热效果更好。

在现有的封装工艺条件下，由于基板a1的拱度，会导致功率模块在焊接过程中存在以下问题：

(1)在功率模块的焊接过程中，由于基板a1拱度的存在，使得基板a1中心部位接触加热板，热量从基板a1中心往四周扩散，导致中心位置的焊料先熔化，焊料会向中间聚集，经过真空回流焊接后的中间部分的锡膏厚度较厚，焊层均匀性较差，从而影响功率模块在实际使用中的性能，减少使用寿命；

(2)芯片的位置是在功率模块设计阶段就确定好的，芯片的位置直接影响功率模块电流密度的均匀性以及散热效果，在功率模块使用过程中，芯片上会通过高电流，会产生大量热量，如果芯片的位置出现较大偏差，芯片与芯片之间产生热耦合，会影响功率模块的散热效果，严重的甚至导致功率模块损坏，同时也会影响后续焊线工艺。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术的缺陷，设计了一种功率模块封装用的焊接夹具，使用这种夹具可以对衬板焊层的均匀性和芯片的定位起到积极效果，能够大幅度提高功率模块的散热能力和良品率，减小后续工艺的难度，给封装功率模块焊接工艺提供了技术支撑。

本实用新型所采取的具体技术方案是：一种功率模块封装用的焊接夹具，功率模块包括基板、设置在基板上的芯片单元，芯片单元包括设置在基板上的绝缘衬板、设置在绝缘衬板上的芯片，关键是：所述的夹具包括基板固定板、绝缘衬板定位板，基板借助锁紧件夹紧固定在基板固定板与绝缘衬板定位板之间，绝缘衬板定位板上开设有芯片单元放置孔，在绝缘衬板定位板上方增设芯片定位板，芯片定位板上与芯片相对应的位置开设有压块孔，压块孔内放置有芯片压块。

所述的锁紧件为螺栓和螺母，螺栓依次穿过基板固定板、基板、绝缘衬板定位板后与螺母螺纹连接。

所述的绝缘衬板定位板长度边的边缘处向下弯折形成为限位板，基板位于两个限位板之间。

所述的芯片定位板为门形结构，芯片定位板两个竖板的下端面设置有燕尾条，绝缘衬板定位板上端面开设有燕尾槽，芯片定位板借助燕尾条和燕尾槽的配合与绝缘衬板定位板插接锁紧。

所述的压块孔为圆孔，芯片压块为圆柱形结构，芯片压块的直径小于圆孔直径且二者的差值为0.2-0.5mm，芯片压块的上端面设置有向上凸起的抓持部，芯片压块的侧壁上有沿径向对称设置的两个插条，压块孔处开设有与插条形状相匹配的插孔，芯片压块借助插条和插孔的配合与芯片定位板插接。

所述的插条远离芯片压块的一侧为弧形结构。