[发明专利]一种功率芯片的自动共晶焊接方法及拾取吸头

说明书

本发明公开了一种功率芯片的自动共晶焊接方法，包括：对载体、焊料片和功率芯片进行预处理；对载体进行预热；在载体上放置焊料片；使用自动拾取吸头拾取功率芯片，自动拾取吸头将功率芯片放置在焊料片上进行热压并进行刮擦；自动拾取吸头取回共晶完成后的功率芯片。该种功率芯片的自动共晶焊接方法具有高共晶效率及高焊接质量。本发明还提供了一种功率芯片的自动共晶焊接的拾取吸头，包括：斜边卡槽，包括底槽、斜向卡板，斜向卡板布设在底槽相对的侧边，且朝向底槽的外侧倾斜，底槽开设有通孔；和吸管，吸管的一端固连于通孔。

技术领域

本发明属于微波组件封装技术领域，尤其涉及一种功率芯片的自动共晶焊接方法及拾取吸头。

背景技术

随着半导体技术的革新，芯片向着高功率、高密度和集成化方向发展，这导致功率芯片的热流密度急剧增大。据美国海军和空军预研项目显示，目前在研的功率芯片热流密度已达500W/cm2，这就要求功率芯片与散热垫块的连接必须具有良好的电学接地性能和散热性能。共晶焊接由于具有焊接强度高、剪切力强、连接电阻小、传热效率高等优点，因此广泛应用于高频、大功率器件和LED等高散热要求的器件焊接中。

目前共晶焊接方式主要有人工刮擦共晶、真空共晶炉压合共晶以及半自动共晶焊接方式三种。

人工共晶的方式对操作人员熟练度要求较高，生产效率低下，难以保证焊接质量一致性，且由于芯片的脆性在焊接过程中极易造成芯片损伤，难以满足生产需求。真空共晶炉压合共晶需要制备芯片压合装置，在批量生产时压合装置与芯片的对准难度较大，且真空共晶炉方式没有芯片刮擦过程，难以保证充分形成熔融合金。半自动共晶焊接方式由手工控制吸笔拾取芯片替代了人工镊子拾取，芯片损伤率有降低，但是仍然存在生产效率低、质量一致性差的问题。因此，研发一种高共晶效率、高焊接质量的共晶焊接方法是目前本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种功率芯片的自动共晶焊接方法及拾取吸头，所述功率芯片的自动共晶焊接方法具有高共晶效率及高焊接质量。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种功率芯片的自动共晶焊接方法，包括：

对载体、焊料片和功率芯片进行预处理；

对所述载体进行预热；

在所述载体上放置所述焊料片；

使用自动拾取吸头拾取所述功率芯片，所述自动拾取吸头将所述功率芯片放置在所述焊料片上进行热压并进行刮擦；

自动拾取吸头取回共晶完成后的功率芯片。

根据本发明一实施例，所述使用自动拾取吸头拾取所述功率芯片进一步包括：

对所述功率芯片进行定位；

所述自动拾取吸头拾取定位后的所述功率芯片；

其中，所述自动拾取吸头被构造为包括斜边卡槽及吸管，所述斜边卡槽包括底槽、斜向卡板，所述斜向卡板布设在所述底槽相对的侧边，且朝向所述底槽的外侧倾斜，所述底槽开设有通孔，所述吸管的一端固连于所述通孔。

根据本发明一实施例，使用所述斜向卡板的倾斜角度被构造为40至50度的自动拾取吸头拾取所述功率芯片。

根据本发明一实施例，使用卡位深度为所述功率芯片厚度的三分之一至三分之二的自动拾取吸头拾取所述功率芯片。

根据本发明一实施例，所述对所述功率芯片进行定位进一步包括对所述功率芯片进行三色光识别定位。

根据本发明一实施例，所述自动拾取吸头将所述功率芯片放置在所述焊料片上进行热压并进行刮擦进一步包括：

所述自动拾取吸头将所述功率芯片压合到所述焊料片上，其中压力参数为20至50g；