大功率晶體管粘片的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種大功率晶體管粘片機，屬于晶體管金屬封裝【技術領域】。其包括上料軌道、預熱軌道、加熱軌道和下料軌道，預熱軌道和加熱軌道位于底隔板內，預熱軌道和加熱軌道的兩側設有固定底隔板上的側隔板，上料軌道和下料軌道分別位于底隔板前后兩端，側隔板上端固定上蓋板，上蓋板下部連接軌道蓋板，軌道蓋板長度小于上料軌道、預熱軌道、加熱軌道和下料軌道形成的管座的輸送軌道長度。預熱軌道和加熱軌道中部設有燕尾形槽。本實用新型密封保護性能好的適用金屬封裝的大功率晶體管粘片機均達到實際使用的效果，實現加熱快、氣密性好、輕巧靈活、成本低、效率高、完全滿足金屬封裝的大功率晶體管的粘片要求。
【專利說明】大功率晶體管粘片機

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種大功率晶體管粘片機，屬于晶體管金屬封裝【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 金屬封裝的大功率晶體管屬半導體功率晶體管范疇，在發電機、音響、開關電源、 儀器儀表、工業設備等國民經濟各行業有著廣泛的應用。國產金屬封裝大功率管在制造過 程中，由于受到基礎材料、設備精度、技術工藝水平、制造成本、人員技能水平等多方面因素 的制約，國內設備生產廠家，曾設計開發全自動大功率晶體管粘片機，但都只能采取焊膏工 藝粘片，最后加溫燒結的方法，但這樣常常會導致芯片表面松香玷污，玷污后的芯片易產生 虛焊，且增加清洗工作，工序繁瑣，且焊膏是一種低溫燒結方式，對金屬封裝的大功率晶體 可靠性導致一定的影響。
[0003] 通常，金屬封裝的功率晶體管，需要單只管座，通過粘片機加溫、氫氣和氮氣保護 的條件下，將芯片焊接在金屬管座上，然后采用鋁絲超聲鍵合工藝將管芯的發射極、基極與 管座的引出腳連接起來，最后密封焊接上管帽。根據晶體管原理可知，金屬封裝的功率晶體 管最重要的粘片工藝，一定要確保芯片背面無空洞，焊料浸潤性良好，讓芯片與管座間形成 良好的歐姆接觸，無焊料氧化，芯片下面無空洞，無縫隙，無翹片等缺陷，這樣能確保大功率 晶體管的二次擊穿、飽和壓降、熱阻等參數不受工藝影響，確保金屬封裝的大功率晶體管的 可靠性。


【發明內容】

[0004] 本實用新型的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種實用、輕巧、密封保護性 能好的適用于金屬封裝的大功率晶體管粘片機。
[0005] 按照本實用新型提供的技術方案，大功率晶體管粘片機包括上料軌道、預熱軌道、 加熱軌道和下料軌道，位于同一水平直線上的上料軌道、預熱軌道、加熱軌道和下料軌道依 次連接形成管座的輸送軌道，其特征是：預熱軌道和加熱軌道位于底隔板內，預熱軌道和 加熱軌道的兩側設有固定底隔板上的側隔板，上料軌道和下料軌道分別位于底隔板前后兩 端，上料軌道底部設有上料基座，下料軌道底部設有下料基座，上料基座和下料基座使得上 料軌道、預熱軌道、加熱軌道和下料軌道形成的管座的輸送軌道保持同一高度；側隔板上端 固定上蓋板，上蓋板下部連接軌道蓋板，軌道蓋板長度小于上料軌道、預熱軌道、加熱軌道 和下料軌道形成的管座的輸送軌道長度；所述預熱軌道和加熱軌道中部設有燕尾形槽；上 蓋板和軌道蓋板中部設有焊接孔，焊接孔上方設有第三銅管；所述預熱軌道上設有兩個第 一加熱棒孔，第一加熱棒孔內插入穿過上料基座的第一加熱棒，預熱軌道上設有第一熱電 偶孔，第一熱電偶孔內插入穿過上料基座的第一熱電偶，預熱軌道上設有第一銅管孔和若 干個與第一銅管孔連通的第一出氣孔，第一銅管孔內插入第一銅管；所述加熱軌道上設有 兩個第二加熱棒孔，第二加熱棒孔內插入穿過下料基座的第二加熱棒，加熱軌道上設有第 二熱電偶孔，第二熱電偶孔內插入穿過下料基座的第二熱電偶，加熱軌道上設有第二銅管 孔和若干個與第二銅管孔連通的第二出氣孔，第二銅管孔內插入第二銅管。
[0006] 進一步的，上料基座、下料基座和底隔板底部共同連接底板，底板下部通過兩個底 板托架連接基座。
[0007] 進一步的，上蓋板、側隔板和底隔板均采用石棉水泥材料制作。
[0008] 進一步的，加熱軌道尾部設有隔熱口。
[0009] 本實用新型與已有技術相比具有以下優點：
[0010] 1.整個設備體積小，輕巧，能直接放置在普通操作臺上工作，操作者可以輕松坐著 就能完成，且成本低；
[0011] 2設備的加熱區分為低溫預熱區和高溫加熱區，這樣讓管座在軌道中提前預熱，到 高溫焊接時立即可以操作，加熱速度很快，不影響員工操作速度，效率較高；
[0012] 3整個設備的密封性能非常的好：軌道蓋板設計成T~r形狀，而軌道設計成 I_I形狀，這樣軌道蓋板和軌道達到很好的密閉契合，既解決了軌道的氣密性問題，又可 以給管座限位防止在推管座時重疊卡頓問題；
[0013] 4軌道采用燕尾形的設計方法，解決了管腳即便有點彎曲也能順利地從軌道中通 過，不用打開蓋板進行返工，這樣既不影響員工的操作速度也不用擔心管座和焊料會被氧 化。
[0014] 5巧妙的氣體輸送方式：采用了銅管在軌道中打孔保護，焊接孔處增加一個專用 銅管，確保管座和焊料保護充分，不被氧化，管座和芯片形成良好的歐姆接觸層，確保金屬 封裝的大功率晶體管熱阻參數、二次擊穿參數、飽和壓降參數不受工藝的影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為本實用新型分解圖。
[0016] 圖2為本實用新型主視圖。
[0017] 圖3為預熱軌道結構示意圖。
[0018] 圖4為加熱軌道結構示意圖。
[0019] 附圖標記說明：1_上蓋板、2-軌道蓋板、3-上料軌道、4-上料基座、5-預熱軌道、 6_加熱軌道、7-下料軌道、8-下料基座、9-側隔板、10-底隔板、11-底板、12-底板托架、 13-基座、14-燕尾形槽、15-焊接孔、16-第一加熱棒孔、17-第一熱電偶孔、18-第一銅管 孔、19-第一出氣孔、20-第二加熱棒孔、21-第二熱電偶孔、22-第二銅管孔、23-第二出氣 孔、24-第一銅管、25-第二銅管、26-第三銅管、27-隔熱口。

【具體實施方式】
[0020] 下面本實用新型將結合附圖中的實施例作進一步描述：
[0021] 如圖1?2所示，本實用新型主要包括上料軌道3、預熱軌道5、加熱軌道6和下料 軌道7,位于同一水平直線上的上料軌道3、預熱軌道5、加熱軌道6和下料軌道7依次連接 形成管座的輸送軌道。預熱軌道5和加熱軌道6位于底隔板10內，預熱軌道5和加熱軌道 6的兩側設有固定底隔板10上的側隔板9。上料軌道3和下料軌道7分別位于底隔板10 前后兩端，上料軌道3底部設有上料基座4,下料軌道7底部設有下料基座8,上料基座4和 下料基座8使得上料軌道3、預熱軌道5、加熱軌道6和下料軌道7形成的管座的輸送軌道 保持同一高度。
[0022] 側隔板9上端固定上蓋板1，上蓋板1下部連接軌道蓋板2,軌道蓋板2長度小于上 料軌道3、預熱軌道5、加熱軌道6和下料軌道7形成的管座的輸送軌道長度，這樣就給軌道 留了上料區和下料區，同時使得整個軌道上的處于加熱區的管座都被軌道蓋板2蓋住。軌 道蓋板2為形狀，而輸送軌道為I I形狀，這樣軌道蓋板和輸送軌道達到很好的密 閉契合，既解決了軌道的氣密性問題，又可以給管座限位防止在推管座時重疊卡頓問題。
[0023] 所述預熱軌道5和加熱軌道6中部設有燕尾形槽14,使得管座的管腳即便有點彎 曲也能順利地從軌道中通過，不用打開上蓋板進行返工，這樣既不影響員工的操作速度也 不用擔心管座和焊料會被氧化。
[0024] 上蓋板1和軌道蓋板2中部設有焊接孔15,焊接孔15上方設有第三銅管26。
[0025] 如圖3所不，所述預熱軌道5上設有兩個第一加熱棒孔16,第一加熱棒孔16內插 入穿過上料基座4的第一加熱棒，預熱軌道5上設有第一熱電偶孔17,第一熱電偶孔17內 插入穿過上料基座4的第一熱電偶，預熱軌道5上設有第一銅管孔18和若干個與第一銅管 孔18連通的第一出氣孔19,第一銅管孔18內插入第一銅管24。
[0026] 如圖4所示，所述加熱軌道6上設有兩個第二加熱棒孔20,第二加熱棒孔20內插 入穿過下料基座8的第二加熱棒，加熱軌道6上設有第二熱電偶孔21，第二熱電偶孔21內 插入穿過下料基座8的第二熱電偶，加熱軌道6上設有第二銅管孔22和若干個與第二銅管 孔22連通的第二出氣孔23,第二銅管孔22內插入第二銅管25。所述加熱軌道6尾部設有 隔熱口 27,能夠使管座及時降溫，防止過熱無保護氣氧化。
[0027] 第一銅管24、25_第二銅管25和第三銅管26用于通入氫氣和氮氣混合保護氣體， 從而保護焊接過程中的管座、焊料不被氧化。
[0028] 上料基座4、下料基座8和底隔板10底部共同連接底板11，底板11下部通過兩個 底板托架12連接基座13。
[0029] 所述上蓋板1、側隔板9和底隔板10均采用石棉水泥材料制作，具有保溫隔熱作 用。
[0030] 所述軌道蓋板2采用不銹鋼材料制作。
[0031] 本實用新型的工作過程和工作原理是：首先通過加熱棒加熱預熱軌道和加熱軌 道，通過熱電偶監測到預熱軌道和加熱軌道溫度都升到所設置溫度，打開保護氣體的流量 計，使氫氣、氮氣混合保護氣進入第一銅管、第二銅管和第三銅管，保護氣體充入軌道內。通 過手動方式把管座一個一個放入上料軌道，進到焊接孔時，功率晶體管就是在此區域完成 粘片。焊接時，操作人員左手在上料軌道區域進行上料，右手用鑷子夾住焊料，在管座的粘 片區點一點焊料，然后夾住芯片把芯片放在熔融的焊料中間，并用鑷子夾住芯片研磨幾次， 讓焊料充分在芯片和管座之間行成良好的歐姆接觸。這樣完成一只后，左手再通過上料軌 道內增加一個管座，管座會在上料時左手推力下向右移動一個，繼續完成第二個產品的粘 片，以此類推。當粘好片的管座不斷地從下料軌道內自動推出來，并經過下料軌道的冷卻， 焊料自動把芯片和管座牢固的焊接在一起，并行成良好的歐姆接觸層，最后采用人工從下 料軌道將粘片好的半成品放置在專門的傳遞板上。所述預熱軌道讓管座的溫度先提高一部 分，然后在粘片機高溫部分進行粘片，這樣可以讓高溫軟焊料充分融化，且管座不會氧化， 達到浸潤性良好的效果，且不影響工作效率。
[0032] 在氫氣和氮氣混合保護氣體的保護下，給管座加熱到焊料熔點溫度，保證管座和 焊料不被氧化，且出現浸潤性良好的狀況，從而使管座和芯片形成良好的歐姆接觸層，確保 金屬封裝的大功率晶體管熱阻參數、二次擊穿參數、飽和壓降參數不受工藝的影響。
[0033] 本實用新型實用，輕巧，密封保護性能好的適用金屬封裝的大功率晶體管粘片機 均達到實際使用的效果，實現加熱快、氣密性好、輕巧靈活、成本低、效率高、完全滿足金屬 封裝的大功率晶體管的粘片要求。
【權利要求】
1. 一種大功率晶體管粘片機，包括上料軌道（3)、預熱軌道（5)、加熱軌道（6)和下料軌 道（7)，位于同一水平直線上的上料軌道（3)、預熱軌道（5)、加熱軌道（6)和下料軌道（7)依 次連接形成管座的輸送軌道，其特征是：預熱軌道（5)和加熱軌道（6)位于底隔板（10)內， 預熱軌道（5)和加熱軌道（6)的兩側設有固定底隔板（10)上的側隔板（9)，上料軌道（3) 和下料軌道（7)分別位于底隔板（10)前后兩端，上料軌道（3)底部設有上料基座（4)，下料 軌道（7 )底部設有下料基座（8 )，上料基座（4)和下料基座（8 )使得上料軌道（3 )、預熱軌道 (5)、加熱軌道（6)和下料軌道（7)形成的管座的輸送軌道保持同一高度；側隔板（9)上端固 定上蓋板（1)，上蓋板（1)下部連接軌道蓋板（2)，軌道蓋板（2)長度小于上料軌道（3)、預熱 軌道（5)、加熱軌道（6)和下料軌道（7)形成的管座的輸送軌道長度；所述預熱軌道（5)和 加熱軌道（6)中部設有燕尾形槽（14);上蓋板（1)和軌道蓋板（2)中部設有焊接孔（15)，焊 接孔（15)上方設有第三銅管（26);所述預熱軌道（5)上設有兩個第一加熱棒孔（16)，第一 加熱棒孔（16)內插入穿過上料基座（4)的第一加熱棒，預熱軌道（5)上設有第一熱電偶孔 (17)，第一熱電偶孔（17)內插入穿過上料基座（4)的第一熱電偶，預熱軌道（5)上設有第一 銅管孔（18)和若干個與第一銅管孔（18)連通的第一出氣孔（19)，第一銅管孔（18)內插入 第一銅管（24);所述加熱軌道（6)上設有兩個第二加熱棒孔（20)，第二加熱棒孔（20)內插 入穿過下料基座（8)的第二加熱棒，加熱軌道（6)上設有第二熱電偶孔（21)，第二熱電偶孔 (21)內插入穿過下料基座（8)的第二熱電偶，加熱軌道（6)上設有第二銅管孔（22)和若干 個與第二銅管孔（22)連通的第二出氣孔（23)，第二銅管孔（22)內插入第二銅管（25)。
2. 如權利要求1所述的大功率晶體管粘片機，其特征是：所述上料基座（4)、下料基座 (8)和底隔板（10)底部共同連接底板（11)，底板（11)下部通過兩個底板托架（12)連接基 座（13)。
3. 如權利要求1所述的大功率晶體管粘片機，其特征是：所述上蓋板（1)、側隔板（9) 和底隔板（10)均采用石棉水泥材料制作。
4. 如權利要求1所述的大功率晶體管粘片機，其特征是：所述加熱軌道（6)尾部設有隔 熱口（27)。
【文檔編號】H01L21/58GK204118038SQ201420541676
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月19日 優先權日:2014年9月19日
【發明者】龔利汀, 左勇強 申請人:無錫固電半導體股份有限公司