[发明专利]一种模块键合压板结构及IGBT模块

说明书

本申请提供了一种模块键合压板结构及IGBT模块，压板结构包括压板框架，所述压板框架的中间位置设有横梁，所述压板框架和所述横梁上设有用于压合模块端子的压片，所述压片的第一端部与第二端部之间具有夹角，且所述压片具有弹性。能适应不同高度的模块端子的键合需求，兼容性更强。并能减少对压片和模块的损伤，提高压片的使用寿命，减少模块表面的划痕和变形，提高成品率。

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，更具体地，涉及一种模块键合压板结构及IGBT模块。

背景技术

模块键合的质量是决定模块封装可靠性的重要因素之一，在模块键合工艺中，键合工艺的稳定性是自动化量产技术中的关键点之一，而键合工艺的稳定性主要取决于键合过程中工装固定的稳定性。

模块键合时，在键合前需要将模块自动运输到键合机台承台上，然后通过压板或细长压抓将模块固定，以保证在键合过程中不发生位移和Z方向的振动，键合过程中模块的稳定性直接影响端子键合点的质量和可靠性。

现有的键合工艺中，一般采用多组细长的压抓工装结构，或者一个整体的长条压板工装结构来固定模块，通过细长的压抓压住每个端子引脚或者通过整排整体固定模块两侧，实现键合模块端子过程的稳定性。

采用多组细长的压抓工装结构时，在压板框架的两则增加横梁，横梁作为多组压抓的支撑和固定，通过框架上下位移来实现压抓整体运动。但由于模块端子数量较多且引线复杂，因此夹抓数量也较多。一个横梁压抓约20-30个模块端子，一个模块大概需要40-60个夹抓。但模块端子的高度存在差异，且需要避开键合头运动，因此，需要将夹抓工装设计的细长且复杂，增加了制造难度，增加了制造成本。并且多组细长的压抓工装存在以下问题：1)细长的压抓工装结构端部磨损严重，需频繁更换来进行维护，成本较高；2)压抓工装结构的端部应力较大，在端子和树脂模块表面产生压伤和变形导致报废。

采用整体的长条压板工装结构时，在压板框架的两则增加横梁，横梁上固定一块整侧压板，通过整体框架上下位移实现压板整体运动，压板结构简单，制造容易。但压板向下位移压住模块时，模块本身会产生弹性变形，由于不同被压模块端子本身高度存在差异，高的端子会被顶板顶住，低的端子不能被压稳，键合过程中，没被压稳的端子因超声振动产生低幅度高频次共振，导致键合质量积聚下降。其次，当压板框架整体出现小幅度倾斜或变形时，不易察觉，导致键合质量不良而产生批量性质量问题。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种模块键合压板结构，用于解决上述技术问题。

第一方面，本申请提出一种模块键合压板结构，包括压板框架，所述压板框架的中间位置设有横梁，所述压板框架和所述横梁上设有用于压合模块端子的压片，所述压片的第一端部与第二端部之间具有夹角，且所述压片具有弹性。压片的两个端部之间具有夹角，当压片的一个端部压合模块端子时，该端部的最末端先接触模块端子，然后在压力作用下压片产生形变，压片与模块端子之间的接触面积逐渐增大。因此，即使模块端子之间的高度不一样，也不会出现某些端子过压，而某些端子没压住的情况，能适应不同高度的模块端子的键合需求，兼容性更强。

在根据第一方面的一个实施方式中，所述压片构造为二次弯折结构。二次弯折机构为最为简单有效的实现使第一端部与第二端部之间形成一夹角的方式。

在根据第一方面的一个实施方式中，所述压片的第一端部与所述压板框架的内侧面固定连接，所述压片的第二端部用于压合所述模块端子。

在根据第一方面的一个实施方式中，所述夹角为5-15°。角度太小时，无法有效弥补模块端子之间的高度差异，角度太大时，在第二端部一开始接触压片时造成单位面积的压合力过大，损伤压片和模块。该角度范围既能较好的弥补模块端子之间的高度差，又不会损伤压片和模块。

在根据第一方面的一个实施方式中，所述夹角为10°。该角度能够刚好弥补模块端子之间的高度差异。