[发明专利]一种半导体模块的键合工装及其加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及夹具领域，尤其涉及半导体模块的键合工装及其加工工艺的改进。

背景技术

目前，半导体模块中多使用DBC板（指覆铜陶瓷基板，由DBC(Direct Bond Copper)技术将铜箔直接烧结在陶瓷表面而制成）作为基础材料，并与DBC板上设置若干芯片。在半导体的封装工艺中涉及了多种关键技术，铝丝键合就是其中极为重要的环节之一。现有的键合工装普遍采用机械式夹紧固定，首先将工装固定在键合机上，然后将产品放到工装上，进行装夹、键合；但使用现有的机械式夹紧工装在工作时易对产品造成物理性伤害，如DBC 边缘或者直角处等。对此，国家局于2012年10月31日公布的一份名为“用于IGBT的键合真空吸附工装”、申请号为“201210231536.5”的文献，该案中，通常将“产品”放置在密封圈上，在开启真空吸附孔将产品牢牢的吸附在基座上方，从而可在产品的顶面上进行铝丝键合。

然而，人们在实践中发现，此类工装由于上表面布满凹槽，在使用时超声波键合会使DBC板震动，使其极易对芯片内部造成损伤，带来了极高的废品率，使得工作效率大幅降低。同时，真空抽气泵持续工作也对能源造成了极大的浪费。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种结构精巧、使用方便，可在进行铝丝键合时有效的避免DBC板损坏的半导体模块的键合工装及其加工工艺。

本发明的技术方案是：包括工作台和一对夹钳，所述工作台顶面上开设有若干铜板容置槽，若干所述铜板容置槽交叉设置、且中心一致，若干所述铜板容置槽的槽底设弹性吸收层；一对所述夹钳连接在所述工作台顶面上。

所述铜板容置槽底面的两端位置分别设有定位销。

若干所述铜板容置槽两端头的外部还开设有夹钳容置槽；

所述夹钳底部设有连接座，所述连接座可拆卸的连接在所述夹钳容置槽中。

所述夹钳包括钳臂、钳臂架、手柄和四连杆机构，所述钳臂可拆卸的连接在所述钳臂架的端头处；

所述四连杆机构包括首尾依次铰接的底座、杆一、杆二和杆三；

所述底座固定连接在所述连接座上，所述钳臂架固定连接在所述杆一中部，所述手柄固定连接在所述杆二上。

一种半导体模块的键合工装的加工工艺，按以下步骤进行加工：

1）、原料处理：将连接有若干芯片的DBC板焊接在一铜底板的顶面上，并在铜底板两端开设一对定位孔；

2）、安装工装：将键合工装的工作台安装在键合机中；

3）、定位：将铜底板放入容置有弹性吸收层的铜板容置槽中，并使得一对定位孔套接在一对定位销上；

4）、夹持：将一对夹钳旋转或安装在放置有铜底板的铜板容置槽的两端，并通过一对夹钳夹紧铜底板；

5）、键合：将铝丝的两端键合在对应的芯片上；

6）、拆卸：打开一对夹钳，取出铜底板；完毕。

本发明改变了常规的铝丝键合的加工工艺，先将DBC板和芯片焊接在铜底板上，再通过对铜底板的夹持，以实现DBC板和芯片的固定；其方法巧妙，可有效的避免在进行铝丝键合时对DBC板和芯片的损坏。在铜板容置槽和桶底板之间的硬质胶可有效对由于超声波键合而产生的芯片震动进行缓冲和削弱，从而在铝丝键合时有效的保护了芯片和DBC板。

本发明由于有效的避免DBC板和芯片在进行铝丝键合时产生损坏，从而大幅降低了加工时的废品率，加快了工作效率，也提升了加工效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是图1的俯视图，

图3是图2的A-A向剖视图，

图4是本发明中夹钳的结构示意图；

图中1是工作台，11是铜板容置槽，110是弹性吸收层，111是定位销，12是夹钳容置槽，13是环形沟槽，2是夹钳，21是连接座，22是钳臂，23是钳臂架，24是四连杆机构，241是底座，242是杆一，243是杆二，244是杆三，25是手柄。

具体实施方式