减少igbt功率模块封装中ge短路的在线气相清洁装置及方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及IGBT功率模块封装的技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘棚.双极型晶体管)功率模块的封装过程中无助焊剂的焊片工艺越来越流行，从衬板焊接、引线键合直至基板焊接，整个工艺过程都不进行水清洗。但衬板焊接过程中不可避免会有一些焊球掉落在芯片表面，键合阶段也会不可避免的掉落一些铝肩，这些金属异物在经过键合点胶工序时，会由于胶水的冲刷而移动，并倾向于停留在有台阶的门极总线位置，从而导致GE短路(所述的GE短路是指IGBT芯片的门极和发射极之间被短接，从而失去了开关能力)。传统的焊膏工艺由于有水清洗步骤，不会残留焊球，有些键合点胶工艺使用黏度很大的有机物，例如环氧，且只点在键合上，出现金属异物遭胶水冲刷并停留在门极总线的问题很少。但随着焊片工艺的广泛应用以及低粘度键合胶水的使用，这类由于金属异物导致的GE短路的概率大大增加。
[0003]现有的清洗设备包括:去静电离子风发生仪91，如图1所示，其通过机器吹到产品表面的离子风以达到去静电的目的，然而去静电去离子风发生仪91的风量太小，且通常出风口的面积很大，不够集中，清洁效果不佳，落在IGBT芯片表面的灰尘、沾污、焊球、铝肩等异物很难通过去离子风吹扫干净，在没有水清洗工序的封装工艺中不能起到清洁芯片或衬板的作用，达不到预防GE短路的目的。
[0004]现有的清洗设备还包括水清洗机92，如图2所示，其通过喷头喷出的去离子水淋洒到产品表面，达到清洗的目的，清洗效果较好。但由于清洗后需要干燥，所以工作时间较长，且清洗时，IGBT衬板或模块必须以一定的角度倾斜放入，所以要设计相应的工装，产品在不同的工装之间切换的时候也会消耗一定的工作时间，降低清洗的效率。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本发明的目的是提供一种减少IGBT功率模块封装中GE短路的在线气相清洁装置及方法，其是针对芯片表面残留焊球及铝肩进行清洁，从而防止金属残留物被键合胶固定在门极总线位置导致芯片GE失效的情况，减少GE短路的概率。
[0006]为达上述目的，本发明提供一种减少IGBT功率模块封装中GE短路的在线气相清洁装置，其包括:清洁腔体，所述清洁腔体设于键合点胶的上料轨道上，所述上料轨道用于传送芯片，其中，
[0007]所述清洁腔体内设置有吹气管道以及吸气管道，所述吹气管道的出风口设于芯片的至少其中一侧的斜上方，所述吸气管道的进风口对应地设于芯片的相对侧的斜上方。
[0008]所述的减少IGBT功率模块封装中GE短路的在线气相清洁装置，其中，所述的吹气管道的口径小于吸气管道的口径。
[0009]所述的减少IGBT功率模块封装中GE短路的在线气相清洁装置，其中，所述吹气管道包括:A组吹气管道和B组吹气管道，所述吸气管道包括:A组吸气管道和B组吸气管道；所述A组吹气管道设于垂直于芯片的进给方向的一侧，所述A组吸气管道设于垂直于芯片的进给方向的相对侧；所述B组吹气管道设于芯片的下游，所述B组吸气管道设于芯片的上游。
[0010]所述的减少IGBT功率模块封装中GE短路的在线气相清洁装置，其中，所述A组吹气管道的管道数量等于芯片的排数，所述B组吹气管道的管道数量等于芯片的列数。
[〇〇11] 所述的减少IGBT功率模块封装中GE短路的在线气相清洁装置，其中，所述A组吸气管道的吸气面积大于等于A组吹气管道的吹气面积，所述B组吸气管道的吸气面积大于等于B组吹气管道的吹气面积。
[0012]所述的减少IGBT功率模块封装中GE短路的在线气相清洁装置，其中，所述A组吹气管道和B组吹气管道均为并排布置。
[0013]所述的减少IGBT功率模块封装中GE短路的在线气相清洁装置，其中，所述A组吹气管道、A组吸气管道、B组吹气管道和B组吸气管道均能够在清洁腔体内进行水平及竖直的移动。
[0014]本发明还提供一种减少IGBT功率模块封装中GE短路的在线气相清洁方法，其采用上述的在线气相清洁装置，其中，所述的在线气相清洁方法包括以下步骤:
[0015]步骤一:打开清洁腔体，使所述B组吸气管道向下移动，使运送芯片的托盘工装沿上料轨道的方向运动至清洁腔体中；
[0016]步骤二:运送芯片的托盘工装完全进入清洁腔体，关闭清洁腔体，所述B组吸气管道向上移动至工作位置；
[0017]步骤三:打开所述A组吹气管道与所述A组吸气管道，A组吹气管道进行吹气动作，同时A组吸气管道进行吸气动作，形成气路，清洁芯片表面；
[0018]步骤四:关闭所述A组吹气管道与所述A组吸气管道，打开所述B组吹气管道与所述B组吸气管道，形成气路，继续清洁芯片表面。
[0019]所述的减少IGBT功率模块封装中GE短路的在线气相清洁方法，还包括:
[0020]步骤五:多次依序重复步骤三和步骤四，使A组吹气管道、A组吸气管道与B组吹气管道、B组吸气管道轮流开启。
[0021 ] 所述的减少IGBT功率模块封装中GE短路的在线气相清洁方法，其中，所述的A组吹气管道和B组吹气管道均使用高纯氮气，高纯氮气的气压范围是2Mpa至5Mpa。
[0022]综上所述，本发明的优点是:
[0023]1、本发明的装置结构简单，本发明的方法操作便利，有利于提高生产效率；
[0024]2、可以大大降低由于焊球和铝肩导致的GE失效问题；
[0025]3、通过在键合点胶的上料轨道上设置一个清洁腔体，可实现自动化操作，而不需要任何人工操作，能够有效节约成本。
【附图说明】
[0026]在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
[0027]图1是现有的去静电离子风发生仪的工作原理示意图；
[0028]图2是现有的水清洗机的工作原理示意图；
[0029]图3是根据本发明一个实施例的在线气相清洁的工作原理示意图；
[0030]图4是根据本发明一个实施例的在线气相清洁方法的步骤一的示意图；
[0031]图5是根据本发明一个实施例的在线气相清洁方法的步骤二的示意图；
[0032]图6是根据本发明一个实施例的在线气相清洁方法的步骤三的示意图；
[0033]图7是根据本发明一个实施例的在线气相清洁方法的步骤四的示意图；
[0034]附图标记说明:10_上料轨道；11_A组吹气管道；12_A组吸气管道；21_B组吹气管道；22-B组吸气管道；91_去静电离子风发生仪；92_水清洗机；100_芯片。
[0035]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
【具体实施方式】
[0036]下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0037]首先，如图3所示，其是根据本发明一个实施例的在线气相清洁的工作原理示意图。
[0038]—般而言，对IGBT功率模块在封装过程中的工作流程为:
[0039]键合点胶机台上料一〉在线气相清洁一〉键合点胶一〉固化
[0040]由此可见，本发明的在线气相清洁过程在引线键合之后，键合点胶之前。
[0041]其中，本发明所提供的在线气相清洁装置，主要包括:清洁腔体(图中未示出)，所述清洁腔体内设置有吹气管道11 (和吹气管道21)以及吸气管道12 (和吸气管道22)。所述的清洁腔体设于键合点胶的上料轨道10上，所述上料轨道10还用于传送芯片。
[0042]所述的吹气管道11 (和吹气管道21)的出风口可设于芯片100的其中一侧的斜上方，而吸气管道12 (和吸气管道22)的进风口则对应地设于芯片100的相对侧的斜上方。例如，如图3所示，所述的吹气管道11、12分为A组吹气管道11和B组吹气管道21，所述的吸气管道12、22则分为A组吸气管道12和B组吸气管道22。A组吹气管道11设于垂直于芯片100的进给方向的一侧，而A组吸气管道12设于垂直于芯片100的进给方向的相对侧；B组吹气管道21设于芯片100的下游，即上料轨道10的“上料方向”，B组吸气管道22则设于芯片100的上游。
[0043]其中，所述的吹气管道的口径小于吸气管道的口径，这是因为较小的吹气管道口径较小便于集中风力，而较大的吸气管道口