[发明专利]一种IGBT芯片的焊接方法

说明书

本发明提出的一种IGBT芯片的焊接方法，包括以下步骤：在DBC基板的芯片焊接位置喷涂粘接剂；完成焊片的粘接定位装配；在焊片上喷涂粘接剂；将IGBT芯片通过粘接剂贴在焊片上；将装配好的IGBT芯片进行回流焊接，实现芯片与DBC基板的无空洞焊接；进行连接铝线的键合操作。本发明提出的一种IGBT芯片的焊接方法，有效解决了焊接完成后需要进行清洗工艺的问题；同时又可有效避免焊片焊接工艺需要设计焊接定位工装，且焊接定位工装设计困难的问题。

技术领域

本发明属于芯片焊接技术领域，更具体地，本发明涉及一种IGBT 芯片的焊接方法。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT) 主要应用在变频器的主回路逆变器及一切逆变电路，即DC/AC变换中。当今以IGBT为代表的新型电力电子器件是高频电力电子线路和控制系统的核心开关器件，现已广泛应用于电力机车、高压输变电、电动汽车、伺服控制器、UPS、开关电源、斩波电源等领域，市场前景非常好。

在IGBT模块封装中，目前IGBT芯片焊接工艺主要包含焊膏和焊片工艺两种。为了满足焊接空洞率技术指标要求，焊膏工艺多用于面积较小的IGBT芯片(芯片面积不大于5×5㎜)焊接；焊片工艺多用于面积较大的IGBT芯片(芯片面积大于5×5㎜)焊接。小面积IGBT芯片焊膏焊接工艺中，IGBT芯片的定位和焊接不需要定位工装，容易实现自动化操作，焊接效率高，但该工艺不适用大面积芯片的焊接，大面积焊接需要设置焊锡膏的面积较大，无论使用丝网印刷或者喷涂方法，在焊接中很难完全去除焊接层内的气泡，导致芯片焊接层空洞率大，不满足焊接技术指标要求，同时焊接过程中，焊膏内的助焊剂成份挥发之后会在芯片及DBC基板表面附着残留，影响芯片的电气特性和后续的铝线键合质量，且由于焊膏助焊剂的影响，焊接完成后需要清洗工艺操作去除残留助焊剂。大面积IGBT芯片焊片焊接工艺中，因焊片为薄片状，且不具有粘附性，在焊接过程中经常需要设计定位工装进行装配定位，更对于IGBT芯片排布密集的焊片工艺焊接，工装夹具的制作材料的选择比较困难，主要因为金属材质膨胀系数较大，而芯片的材质硅的膨胀系数较小，设计裕量大起不到装配定位作用，设计裕量小又经常出现膨胀系数不匹配芯片碎裂的问题；选用石墨等与芯片材质膨胀系数相近的材料，因为石墨等材质本身较脆，且多片芯片之间的间距较小，工装夹具加工、使用中很容易损坏，导致企业生产成本高。

本发明针对以上两种IGBT芯片焊接工艺存在的问题，提出新的芯片焊接方法，以解决生产过程中的如上问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种新的IGBT芯片焊接方法，可有效避免大面积IGBT芯片焊接采用焊锡膏工艺焊接层空洞率大，焊接完成后需要进行清洗工艺的问题；同时又可有效避免焊片焊接工艺需要设计焊接定位工装，且焊接定位工装设计困难的问题。

本发明提供的具体解决方案包括如下步骤：

一种IGBT芯片的焊接方法，该方法具体包括以下步骤：在DBC基板的芯片焊接位置喷涂粘接剂；完成焊片的粘接定位装配；在焊片上喷涂粘接剂；将IGBT芯片通过粘接剂贴在焊片上；将装配好的IGBT芯片进行回流焊接，实现芯片与DBC基板的无空洞焊接；进行连接铝线的键合操作。

优选地，所述在DBC基板上喷涂粘接剂的位置为芯片焊接位置的边缘。

优选地，所述在焊片上喷涂粘接剂的位置为焊片的中间位置。

优选地，所述喷涂粘接剂的重量不超过1g。

优选地，所述将IGBT芯片通过粘接剂贴在焊片上的过程通过贴片机完成。

优选地，所述粘接剂为与焊片同系材质的焊锡膏或在焊接温度下能完全挥发的有机助焊剂。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：