大功率晶体管粘片的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种大功率晶体管粘片机，属于晶体管金属封装【技术领域】。其包括上料轨道、预热轨道、加热轨道和下料轨道，预热轨道和加热轨道位于底隔板内，预热轨道和加热轨道的两侧设有固定底隔板上的侧隔板，上料轨道和下料轨道分别位于底隔板前后两端，侧隔板上端固定上盖板，上盖板下部连接轨道盖板，轨道盖板长度小于上料轨道、预热轨道、加热轨道和下料轨道形成的管座的输送轨道长度。预热轨道和加热轨道中部设有燕尾形槽。本实用新型密封保护性能好的适用金属封装的大功率晶体管粘片机均达到实际使用的效果，实现加热快、气密性好、轻巧灵活、成本低、效率高、完全满足金属封装的大功率晶体管的粘片要求。
【专利说明】大功率晶体管粘片机
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种大功率晶体管粘片机，属于晶体管金属封装【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 金属封装的大功率晶体管属半导体功率晶体管范畴，在发电机、音响、开关电源、 仪器仪表、工业设备等国民经济各行业有着广泛的应用。国产金属封装大功率管在制造过 程中，由于受到基础材料、设备精度、技术工艺水平、制造成本、人员技能水平等多方面因素 的制约，国内设备生产厂家，曾设计开发全自动大功率晶体管粘片机，但都只能采取焊膏工 艺粘片，最后加温烧结的方法，但这样常常会导致芯片表面松香玷污，玷污后的芯片易产生 虚焊，且增加清洗工作，工序繁琐，且焊膏是一种低温烧结方式，对金属封装的大功率晶体 可靠性导致一定的影响。
[0003] 通常，金属封装的功率晶体管，需要单只管座，通过粘片机加温、氢气和氮气保护 的条件下，将芯片焊接在金属管座上，然后采用铝丝超声键合工艺将管芯的发射极、基极与 管座的引出脚连接起来，最后密封焊接上管帽。根据晶体管原理可知，金属封装的功率晶体 管最重要的粘片工艺，一定要确保芯片背面无空洞，焊料浸润性良好，让芯片与管座间形成 良好的欧姆接触，无焊料氧化，芯片下面无空洞，无缝隙，无翘片等缺陷，这样能确保大功率 晶体管的二次击穿、饱和压降、热阻等参数不受工艺影响，确保金属封装的大功率晶体管的 可靠性。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种实用、轻巧、密封保护性 能好的适用于金属封装的大功率晶体管粘片机。
[0005] 按照本实用新型提供的技术方案，大功率晶体管粘片机包括上料轨道、预热轨道、 加热轨道和下料轨道，位于同一水平直线上的上料轨道、预热轨道、加热轨道和下料轨道依 次连接形成管座的输送轨道，其特征是：预热轨道和加热轨道位于底隔板内，预热轨道和 加热轨道的两侧设有固定底隔板上的侧隔板，上料轨道和下料轨道分别位于底隔板前后两 端，上料轨道底部设有上料基座，下料轨道底部设有下料基座，上料基座和下料基座使得上 料轨道、预热轨道、加热轨道和下料轨道形成的管座的输送轨道保持同一高度；侧隔板上端 固定上盖板，上盖板下部连接轨道盖板，轨道盖板长度小于上料轨道、预热轨道、加热轨道 和下料轨道形成的管座的输送轨道长度；所述预热轨道和加热轨道中部设有燕尾形槽；上 盖板和轨道盖板中部设有焊接孔，焊接孔上方设有第三铜管；所述预热轨道上设有两个第 一加热棒孔，第一加热棒孔内插入穿过上料基座的第一加热棒，预热轨道上设有第一热电 偶孔，第一热电偶孔内插入穿过上料基座的第一热电偶，预热轨道上设有第一铜管孔和若 干个与第一铜管孔连通的第一出气孔，第一铜管孔内插入第一铜管；所述加热轨道上设有 两个第二加热棒孔，第二加热棒孔内插入穿过下料基座的第二加热棒，加热轨道上设有第 二热电偶孔，第二热电偶孔内插入穿过下料基座的第二热电偶，加热轨道上设有第二铜管 孔和若干个与第二铜管孔连通的第二出气孔，第二铜管孔内插入第二铜管。
[0006] 进一步的，上料基座、下料基座和底隔板底部共同连接底板，底板下部通过两个底 板托架连接基座。
[0007] 进一步的，上盖板、侧隔板和底隔板均采用石棉水泥材料制作。
[0008] 进一步的，加热轨道尾部设有隔热口。
[0009] 本实用新型与已有技术相比具有以下优点：
[0010] 1.整个设备体积小，轻巧，能直接放置在普通操作台上工作，操作者可以轻松坐着 就能完成，且成本低；
[0011] 2设备的加热区分为低温预热区和高温加热区，这样让管座在轨道中提前预热，到 高温焊接时立即可以操作，加热速度很快，不影响员工操作速度，效率较高；
[0012] 3整个设备的密封性能非常的好：轨道盖板设计成T~r形状，而轨道设计成 I_I形状，这样轨道盖板和轨道达到很好的密闭契合，既解决了轨道的气密性问题，又可 以给管座限位防止在推管座时重叠卡顿问题；
[0013] 4轨道采用燕尾形的设计方法，解决了管脚即便有点弯曲也能顺利地从轨道中通 过，不用打开盖板进行返工，这样既不影响员工的操作速度也不用担心管座和焊料会被氧 化。
[0014] 5巧妙的气体输送方式：采用了铜管在轨道中打孔保护，焊接孔处增加一个专用 铜管，确保管座和焊料保护充分，不被氧化，管座和芯片形成良好的欧姆接触层，确保金属 封装的大功率晶体管热阻参数、二次击穿参数、饱和压降参数不受工艺的影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型分解图。
[0016] 图2为本实用新型主视图。
[0017] 图3为预热轨道结构示意图。
[0018] 图4为加热轨道结构示意图。
[0019] 附图标记说明：1_上盖板、2-轨道盖板、3-上料轨道、4-上料基座、5-预热轨道、 6_加热轨道、7-下料轨道、8-下料基座、9-侧隔板、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-第一加热棒孔、17-第一热电偶孔、18-第一铜管 孔、19-第一出气孔、20-第二加热棒孔、21-第二热电偶孔、22-第二铜管孔、23-第二出气 孔、24-第一铜管、25-第二铜管、26-第三铜管、27-隔热口。
【具体实施方式】
[0020] 下面本实用新型将结合附图中的实施例作进一步描述：
[0021] 如图1?2所示，本实用新型主要包括上料轨道3、预热轨道5、加热轨道6和下料 轨道7,位于同一水平直线上的上料轨道3、预热轨道5、加热轨道6和下料轨道7依次连接 形成管座的输送轨道。预热轨道5和加热轨道6位于底隔板10内，预热轨道5和加热轨道 6的两侧设有固定底隔板10上的侧隔板9。上料轨道3和下料轨道7分别位于底隔板10 前后两端，上料轨道3底部设有上料基座4,下料轨道7底部设有下料基座8,上料基座4和 下料基座8使得上料轨道3、预热轨道5、加热轨道6和下料轨道7形成的管座的输送轨道 保持同一高度。
[0022] 侧隔板9上端固定上盖板1，上盖板1下部连接轨道盖板2,轨道盖板2长度小于上 料轨道3、预热轨道5、加热轨道6和下料轨道7形成的管座的输送轨道长度，这样就给轨道 留了上料区和下料区，同时使得整个轨道上的处于加热区的管座都被轨道盖板2盖住。轨 道盖板2为形状，而输送轨道为I I形状，这样轨道盖板和输送轨道达到很好的密 闭契合，既解决了轨道的气密性问题，又可以给管座限位防止在推管座时重叠卡顿问题。
[0023] 所述预热轨道5和加热轨道6中部设有燕尾形槽14,使得管座的管脚即便有点弯 曲也能顺利地从轨道中通过，不用打开上盖板进行返工，这样既不影响员工的操作速度也 不用担心管座和焊料会被氧化。
[0024] 上盖板1和轨道盖板2中部设有焊接孔15,焊接孔15上方设有第三铜管26。
[0025] 如图3所不，所述预热轨道5上设有两个第一加热棒孔16,第一加热棒孔16内插 入穿过上料基座4的第一加热棒，预热轨道5上设有第一热电偶孔17,第一热电偶孔17内 插入穿过上料基座4的第一热电偶，预热轨道5上设有第一铜管孔18和若干个与第一铜管 孔18连通的第一出气孔19,第一铜管孔18内插入第一铜管24。
[0026] 如图4所示，所述加热轨道6上设有两个第二加热棒孔20,第二加热棒孔20内插 入穿过下料基座8的第二加热棒，加热轨道6上设有第二热电偶孔21，第二热电偶孔21内 插入穿过下料基座8的第二热电偶，加热轨道6上设有第二铜管孔22和若干个与第二铜管 孔22连通的第二出气孔23,第二铜管孔22内插入第二铜管25。所述加热轨道6尾部设有 隔热口 27,能够使管座及时降温，防止过热无保护气氧化。
[0027] 第一铜管24、25_第二铜管25和第三铜管26用于通入氢气和氮气混合保护气体， 从而保护焊接过程中的管座、焊料不被氧化。
[0028] 上料基座4、下料基座8和底隔板10底部共同连接底板11，底板11下部通过两个 底板托架12连接基座13。
[0029] 所述上盖板1、侧隔板9和底隔板10均采用石棉水泥材料制作，具有保温隔热作 用。
[0030] 所述轨道盖板2采用不锈钢材料制作。
[0031] 本实用新型的工作过程和工作原理是：首先通过加热棒加热预热轨道和加热轨 道，通过热电偶监测到预热轨道和加热轨道温度都升到所设置温度，打开保护气体的流量 计，使氢气、氮气混合保护气进入第一铜管、第二铜管和第三铜管，保护气体充入轨道内。通 过手动方式把管座一个一个放入上料轨道，进到焊接孔时，功率晶体管就是在此区域完成 粘片。焊接时，操作人员左手在上料轨道区域进行上料，右手用镊子夹住焊料，在管座的粘 片区点一点焊料，然后夹住芯片把芯片放在熔融的焊料中间，并用镊子夹住芯片研磨几次， 让焊料充分在芯片和管座之间行成良好的欧姆接触。这样完成一只后，左手再通过上料轨 道内增加一个管座，管座会在上料时左手推力下向右移动一个，继续完成第二个产品的粘 片，以此类推。当粘好片的管座不断地从下料轨道内自动推出来，并经过下料轨道的冷却， 焊料自动把芯片和管座牢固的焊接在一起，并行成良好的欧姆接触层，最后采用人工从下 料轨道将粘片好的半成品放置在专门的传递板上。所述预热轨道让管座的温度先提高一部 分，然后在粘片机高温部分进行粘片，这样可以让高温软焊料充分融化，且管座不会氧化， 达到浸润性良好的效果，且不影响工作效率。
[0032] 在氢气和氮气混合保护气体的保护下，给管座加热到焊料熔点温度，保证管座和 焊料不被氧化，且出现浸润性良好的状况，从而使管座和芯片形成良好的欧姆接触层，确保 金属封装的大功率晶体管热阻参数、二次击穿参数、饱和压降参数不受工艺的影响。
[0033] 本实用新型实用，轻巧，密封保护性能好的适用金属封装的大功率晶体管粘片机 均达到实际使用的效果，实现加热快、气密性好、轻巧灵活、成本低、效率高、完全满足金属 封装的大功率晶体管的粘片要求。
【权利要求】
1. 一种大功率晶体管粘片机，包括上料轨道（3)、预热轨道（5)、加热轨道（6)和下料轨 道（7)，位于同一水平直线上的上料轨道（3)、预热轨道（5)、加热轨道（6)和下料轨道（7)依 次连接形成管座的输送轨道，其特征是：预热轨道（5)和加热轨道（6)位于底隔板（10)内， 预热轨道（5)和加热轨道（6)的两侧设有固定底隔板（10)上的侧隔板（9)，上料轨道（3) 和下料轨道（7)分别位于底隔板（10)前后两端，上料轨道（3)底部设有上料基座（4)，下料 轨道（7 )底部设有下料基座（8 )，上料基座（4)和下料基座（8 )使得上料轨道（3 )、预热轨道 (5)、加热轨道（6)和下料轨道（7)形成的管座的输送轨道保持同一高度；侧隔板（9)上端固 定上盖板（1)，上盖板（1)下部连接轨道盖板（2)，轨道盖板（2)长度小于上料轨道（3)、预热 轨道（5)、加热轨道（6)和下料轨道（7)形成的管座的输送轨道长度；所述预热轨道（5)和 加热轨道（6)中部设有燕尾形槽（14);上盖板（1)和轨道盖板（2)中部设有焊接孔（15)，焊 接孔（15)上方设有第三铜管（26);所述预热轨道（5)上设有两个第一加热棒孔（16)，第一 加热棒孔（16)内插入穿过上料基座（4)的第一加热棒，预热轨道（5)上设有第一热电偶孔 (17)，第一热电偶孔（17)内插入穿过上料基座（4)的第一热电偶，预热轨道（5)上设有第一 铜管孔（18)和若干个与第一铜管孔（18)连通的第一出气孔（19)，第一铜管孔（18)内插入 第一铜管（24);所述加热轨道（6)上设有两个第二加热棒孔（20)，第二加热棒孔（20)内插 入穿过下料基座（8)的第二加热棒，加热轨道（6)上设有第二热电偶孔（21)，第二热电偶孔 (21)内插入穿过下料基座（8)的第二热电偶，加热轨道（6)上设有第二铜管孔（22)和若干 个与第二铜管孔（22)连通的第二出气孔（23)，第二铜管孔（22)内插入第二铜管（25)。
2. 如权利要求1所述的大功率晶体管粘片机，其特征是：所述上料基座（4)、下料基座 (8)和底隔板（10)底部共同连接底板（11)，底板（11)下部通过两个底板托架（12)连接基 座（13)。
3. 如权利要求1所述的大功率晶体管粘片机，其特征是：所述上盖板（1)、侧隔板（9) 和底隔板（10)均采用石棉水泥材料制作。
4. 如权利要求1所述的大功率晶体管粘片机，其特征是：所述加热轨道（6)尾部设有隔 热口（27)。
【文档编号】H01L21/58GK204118038SQ201420541676
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】龚利汀, 左勇强 申请人:无锡固电半导体股份有限公司