温度下来执行。根据该实施例，散射颗粒的速度可显著降低。据此，可实现散射颗粒不分布在大区域上，而是分布可被严格限制。这可减少所需的捕集材料且因此可减少关于可能的后清洁过程的需要。
[0053]根据另一实施例，步骤d)在处于< Ibar的范围中、尤其在2 Imbar至< Ibar的范围中的压力下来执行，或者其可处于? lbar、尤其至< 6bar的范围中。根据该实施例，焊接过程可以减小的压力来执行。该实施例允许提供非常温和的焊接过程，因为可显著地减少或完全避免在焊接界面附近构件的氧化反应，例如由于存在捕集材料(诸如基于液体的泡沫，诸如基于水的泡沫)。该实施例因此相应允许使用根据本发明的方法还用于连接包括诸如以导电结构的形式的材料的复合物，其可在使用大气压力或大气条件时氧化。然而，甚至超压可适合于结合良好的焊接结果实现合适的捕集效果。
[0054]根据另一实施例，步骤d)在包括惰性气体(例如诸如氮气或氩气)的气氛下来执行。相应的气氛尤其可包括大于90%体积含量的惰性气体，或其其可由惰性气体构成。该实施例又允许提供非常温和的焊接过程，因为可显著地减少或完全避免在焊接界面附近构件的氧化反应，例如由于存在捕集材料(诸如基于液体的泡沫，诸如基于水的泡沫)。该实施例因此相应允许使用根据本发明的方法还用于连接包括诸如以导电结构的形式的材料的复合物，其可在使用大气压力或大气条件时氧化。
【附图说明】
[0055]本发明的这些及其它方面从以下所说明的实施例将显而易见且参照其来阐明。
[0056]在附图中:
图1示出了说明根据本发明的方法的示意图。
【具体实施方式】
[0057]图1示出了说明根据本发明的方法的示意图。图1详细示出了在功率半导体模块生产的领域中通过超声波焊接连接两个构件的方法。具体而言，示出了基底10，在基底10上设置有金属化部12。此外，示出了端子14，其将被焊接至金属化部12。将端子14和包括金属化部14的基底12对准以形成焊接界面16。此外，焊接工具18诸如超声焊极被对准且可与端子14接触。为了执行焊接过程，超声焊极可被激活。
[0058]此外，示出了捕集材料20，其可移除地布置成使得其至少部分地包围焊接界面16。因此，可在端子14和带有金属化部12的基底10对准之前或之后来布置捕集材料20。捕集材料20是泡沫，诸如基于流体的泡沫或固体泡沫，但也可以是凝胶或织物。在捕集材料20是泡沫或织物的情况中，泡沫的室或织物的孔可填充有惰性气体或表面活性化学剂。此外，泡沫的密度和/或粘度可通过改变所有或一个或两个主要组分(例如形成泡沫的固体和/或液体和/或气体)的材料和量容易地来调整。泡沫还可以是单个泡沫单元或多个联结的室单元。因此，单个泡沫单元例如应指一个大泡，而多个联结的室应指许多小泡，其如在刮胡泡沫中那样形成较密的泡沫材料。
[0059]施加捕集材料20可局部地围绕焊接区域或在整个基底基板组件上或者作为填充有捕集材料20的腔来引入。用于施加捕集材料20的自由区域20因此可完全地或部分地围绕连结副。
[0060]通过捕集散射的颗粒22，捕集材料20可防止由于焊接力被喷出焊接区域的颗粒22污染待焊接的构件的周围。为了减少颗粒喷出，焊接过程可在处于2 10°c至< 80°C的范围中的温度下来执行。尺寸典型地从纳米到微米范围的关键的热的且快速的颗粒20可由捕集材料20容易地捕集，由于其冷却能力和适合的表面张力以从所有可能方向捕集颗粒20。
[0061]尤其为了在焊接过程之后除去捕集材料20连同捕集的颗粒，但是也为了除去可能到达了表面的颗粒22，可在焊接步骤之后执行清洁程序。例如，吸入容易的或合理的后清洁和/或后过程可执行且可能接有后烘烤。后清洁化学制品可涉及消泡化学制品用于高效清洁和清洁化学制品的再生。
[0062]为了改善所述清洁步骤并且/或者为了实现防潮层并且/或者为了避免氧化，可设置成至少一个表面(例如，多个表面或全部表面，诸如整个功率半导体装置)由降低表面张力的材料来预处理。例如，相应的表面可涂覆有相应的材料。焊接工具18上的颗粒20根据颗粒捕集材料20的选择可以或可不被清洁。
[0063]此外，为了避免与捕集材料相接触的材料的氧化，该方法可在处于2Imbar至<6bar的范围中的压力下来执行。附加地或备选地，该方法可在包括惰性气体的气氛下来执行。
[0064]待焊接的构件、即分别是端子14和基底10或其金属化部12此外可设计成使得沉积在捕集材料20中的颗粒不影响产品的操作性能。在影响绝缘性能的金属颗粒20的情况中，这例如可通过由捕集材料20覆盖的构件区域的金属表面来实现。
[0065]尽管在附图和前述说明中已详细示出和描述了本发明，这样的说明和描述将被视为示范性的或示例性的而非限制性的；本发明不限于公开的实施例。公开的实施例的其它变型可由本领域技术人员在实践所述发明时从附图、公开内容和所附权利要求的研究中理解和实现。在权利要求中，术语“包括”并不排除其它元件或步骤，而不定冠词“一”或“一个”并不排除多个。某些措施在互不相同的从属权利要求中引用并不意味着这些措施的组合不能有利地来使用。权利要求中的任何附图标记不应被视为限制性的范围。
[0066]附图标记清单 10基底
12金属化部 14端子 16焊接界面 18焊接工具 20捕集材料 22颗粒。
【主权项】
1.一种由超声波焊接来连接两个构件用于生产功率半导体模块的方法，所述方法包括以下步骤: a)对准待焊接的所述构件以形成焊接界面(16); b)将焊接工具(18)与对准的所述构件对准； c)将捕集材料(20)可移除地布置成至少部分地包围所述焊接界面(16)，由此所述捕集材料(20)是泡沫；以及 d)通过激活所述焊接工具(18)来连接所述构件。2.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述泡沫的室填充有惰性气体或表面活性剂。3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，步骤c)在步骤b)之前执行。4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，步骤c)在步骤b)之后执行。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括另一步骤: e)在焊接步骤之后执行清洁程序。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述清洁程序包括施加溶剂、施加消泡剂、湿法清洁、吸气、吹气、蒸发和/或燃烧，尤其以便移除所述捕集材料尤其连同所捕集的颗粒。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括另一步骤: f)由降低表面张力的材料预处理至少一个表面。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少一个表面涂覆有聚合材料。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，步骤d)在处于210°C至<80°C的范围中的温度下执行。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，步骤d)在处于2Imbar至<6bar的范围中的压力下执行。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，步骤d)在包括惰性气体的气氛下执行。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，待焊接的所述构件由金属或聚合物形成。
【专利摘要】本发明涉及一种由超声波焊接连接两个构件用于生产功率半导体模块的方法，所述方法包括以下步骤：a)对准待焊接的构件以形成焊接界面(16)；b)将焊接工具(18)与对准的构件对准；c)将捕集材料(20)可移除地布置成至少部分地包围焊接界面(16)，由此捕集材料(20)是泡沫；以及d)通过激活焊接工具(18)连接构件。如上所述的方法提供了一种简单的且节约成本的措施，以便在执行焊接过程诸如尤其引起散射的颗粒(20)的超声波焊接过程时防止颗粒污染。
【IPC分类】B23K20/26, B23K20/10
【公开号】CN105531068
【申请号】CN201480051289
【发明人】V.斯瓦苏布拉马尼亚姆, D.圭伦, D.特雷斯塞, M.图特, S.哈特曼恩
【申请人】Abb 技术有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年4月28日
【公告号】EP3046717A1, US20160193678, WO2015039771A1