[发明专利]真空共晶焊的芯片定位夹具、制造方法及芯片转运方法

说明书

本发明公开了一种真空共晶焊的定位夹具、制造方法及芯片转运方法，该定位夹具包括衬底、支撑台阶及限位台阶，衬底上设置有吸附孔，支撑台阶用于支撑芯片，限位台阶用于对芯片进行限位。该制造方法包括：在衬底表面形成支撑台阶；在支撑台阶表面形成限位台阶；在衬底中心位置加工出吸附孔。该芯片转运方法包括：吸头吸住芯片定位夹具；吸头通过吸附孔将芯片吸附在芯片定位夹具的限位台阶中；将芯片移动到封装盒中的合适位置；拆除吸头，安装压力杆。本发明的定位夹具、制造方法及芯片转运方法简化了芯片转运过程，节省了工艺时间，减小了芯片转运中的位置公差，提高了位置精度。

技术领域

本发明涉及半导体封装领域，特别涉及一种真空共晶焊的芯片定位夹具、制作方法及芯片转运方法。

背景技术

T/R组件是相控阵雷达的核心部分，在雷达中主要起收发和放大微波信号的作用。目前，T/R组件的装配大多采用多芯片组装装配技术，其中芯片的安装和固定采用芯片共晶技术。在T/R组件中芯片主要为微波大功率芯片，对衬底的散热以及接地性能有很高的要求，芯片共晶技术可以很好地满足上述要求。芯片共晶技术通过在芯片底部和衬底之间添加焊料，通过合适的温度、时间、压力以及气份实现两表面的共晶物熔合，共晶实现了在分子尺寸的结合，因此有连接电阻小、传热效率高、散热均匀以及焊接强度高等优点。

芯片共晶技术分为手动共晶焊和设备共晶焊，手动共晶焊包括：衬底上钎料、芯片拾取、芯片共晶和芯片对位，手动共晶焊具有灵活性大、共晶质量高、成本低等特点，但相对于设备共晶焊来说，其共晶效率和稳定性要低很多。对于单个雷达需要上千个T/R组件的现状，手动共晶焊无法满足生产需求，目前大多采用设备共晶焊。真空共晶焊为设备共晶焊的一种比较有效的方法，其基本流程为：衬底润湿→涂覆钎料→装配芯片→安装芯片保护罩→加压力工装→转运至共晶炉→真空共晶焊接。其中除转运至共晶炉与开启真空共晶焊接需手动完成外，其与皆由自动或半自动设备完成。现有的真空共晶焊过程中，芯片从安装到转运过程中受到一系列位置偏差的限制，每一道工序都会增加其位置偏差：△_总=±（△₁+△₂+△₃+…），其中，在装配芯片过程中会产生一个位置公差△₁，如图3A至3B所示；安装芯片保护罩过程中存在一个位置公差△₂，如图3C至3D所示；芯片在限位适应中产生一个△₃公差，如图3E所示。累加后的位置偏差比较大，但是微波对信号线的共线度有很高的要求，需要测量的线角在±2°，距离差在±0.1mm以内，超出会直接影响微波功率。

因此，减小设备共晶焊的位置偏差，提高设备共晶焊的精度就显得非常重要。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种真空共晶焊的芯片定位夹具、制作方法以及芯片转运方法，减小了真空共晶焊过程中的位置偏差，提高了其精度。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种真空共晶焊的芯片定位夹具，其包括：衬底、支撑台阶以及限位台阶，其中：

所述衬底上设置有吸附孔，用于吸附所述芯片；

所述支撑台阶位于所述衬底的表面区域，用于支撑所述芯片；

所述限位台阶位于所述支撑台阶的背离所述衬底的表面区域，用于限制所述芯片的运动。

较佳地，所述衬底为陶瓷衬底，与现有的金属及复合材料相比，陶瓷材料的衬底有更高的平整度和刚度，在气力吸附和受力时不易变形，能够更好的保护转运中的芯片。

较佳地，所述吸附孔位于所述衬底的中心位置，更加方便芯片的转运，保持平衡。

较佳地，所述衬底的厚度为0.2mm-1mm。

较佳地，所述支撑台阶包括第一部分和第二部分，其中：