专利名称：焊接方法
焊接方法
背景技术：
在其中焊接很多单元的焊接工艺中，在两个焊接对象(partner)之间产生的焊接连接的质量是难以控制的。例如，如果在常规焊接熔炉中发生很多单元的焊接，则焊料连接的质量可能由于熔炉中不均匀的热分布或由于焊接对象的不同热容量而变化。
发明内容
提供一种焊接方法，其中焊接机装配有至少一个加热腔室。加热腔室包括可操作为提供能量的加热单元。在该方法中，至少两个部件组被焊接。这些组中的每组具有第一 焊接对象、第二焊接对象和焊料。为了焊接，这些组中的每组定位在加热腔室内。每组具有焊料层，例如布置在相应组的第一焊料对象和第二焊接对象之间的预成型焊料。另外，对于这些组中的每组，提供分配给相应组的温度测量单元。还提供射频发射器、接收单元和控制单元。控制单元耦合到接收单元且可操作为控制加热单元。温度测量单元中的每一个热耦合到相应焊接对象。在工艺期间，对于温度测量单元中的每一个，射频(RF)发射器可操作为向接收单元发射关于相应温度测量单元的温度的温度信息。为了预加热或焊接，部件组通过由加热单元提供的能量加热。通过根据温度信息使用控制单元来控制加热单元，控制由加热单元提供的能量。即，控制单元以使得用于预加热或焊接的加热单元产生的能量依赖于各组的瞬时温度的方式控制加热单元。因而在整个焊接循环和熔炉中的循环期间能够控制和测量温度分布。根据一个方面，可以至少部分在真空中发生焊接，例如在还原气氛中在低于20hPa的压力下发生焊接。还原气氛可以包括氢气、甲酸以及一个或更多其他脱氧气体中的一个或更多。此处描述的实施例允许控制贯穿这些组在熔炉中被处理所在的整个循环的组的温度分布。这尤其应用于熔炉呈现两个或更多腔室的情况，其中这些组行进通过所述两个或更多腔室以便在从腔室移动到腔室时实现不同处理。为了实现该目标，承载这些组的载体装配有与载体一起移动且允许对每组的温度分布的连续采集以及在熔炉中该组的全部处理期间连续控制焊接工艺的温度测量及发射电子装置。尤其是，在任何某一时间点，剩余焊接工艺的控制可以依赖于从焊接工艺的开始直到某一时间点采集的组的温度分布。在阅读下面的详细时描述且在参看附图时，本领域技术人员将意识到附加特征和优点。
参考下面的附图和描述将能够更好地理解本发明。附图中的部件没有必要按比例绘制，而是重点放在说明本发明的原理。此外，在附图中，相似的参考数字指代对应的部分。在附图中
图IA是功率半导体模块的横截面图。图IB示出如图IA的功率半导体模块中使用的待焊接的部件组。
图2是焊接熔炉的横截面图。图3A说明设计为接收待焊接的部件组的载体的截面。图3B示出图3A的载体的截面，其中待焊接的部件组被插入。图3C示出图3B的载体的截面，其中组的部件之一被夹置到载体。图3D示出图3C的载体的截面，其中一个温度传感器元件集成在功率半导体芯片中而另一温度传感器元件布置在基板上。图4A是焊接熔炉的加热腔室和控制单元的横截面图，其中待焊接的两个部件组中的每组提供有单独的射频(RF)发射器，且这两组通过共同的感应器加热。图4B是加热腔室的横截面图，该加热腔室与图4B的加热腔室不同在于待焊接的 两个部件组提供有共同的射频(RF)发射器而不是单独的射频(RF)发射器。图5A是焊接熔炉的加热腔室和控制单元的横截面图，其中待焊接的三个部件组中的每组提供有单独的射频(RF)发射器和加热装置。图5B是加热腔室的横截面图，该加热腔室与图5A的加热腔室不同在于待焊接的三个部件组提供有共同的射频(RF)发射器而不是单独的射频(RF)发射器。图6A是布置在焊接熔炉中且具有很多开口的载体的顶视图，其中开口中的每一个设计为接收待焊接的部件组，且对于开口中的每一个，提供单独的射频(RF)发射器。图6B示出图6A的载体，其中开口装配有待焊接的部件组。图7A是布置在焊接熔炉中且具有很多开口的载体的顶视图，其中开口中的每一个设计为接收待焊接的部件组，且提供用于共同发射不同组的温度的共同的射频发射器。图7B示出图7A的载体，其中开口装配有待焊接的部件组。图8A是焊接熔炉的冷却腔室和控制单元的横截面图，其中待焊接的三个部件组中的每组提供有单独的射频(RF)发射器和单独的冷却板。图SB是冷却腔室的横截面图，该冷却腔室与图8A的冷却腔室不同在于待焊接的三个部件组提供有共同的射频(RF)发射器而不是单独的射频(RF)发射器。图9是布置在冷却腔室中且具有很多开口的载体的顶视图，其中开口中的每一个设计为接收待焊接的部件组，且对于开口中的每一个，提供单独的射频(RF)发射器。图10是载体的顶视图，该载体与图9的载体不同在于待焊接的部件组提供有共同的射频(RF)发射器而不是单独的射频(RF)发射器。图11是另一功率半导体模块的横截面图。图12是包括作为焊接对象的基板和功率半导体芯片的插入到载体中且通过感应器焊接的组的横截面图。
具体实施例方式在下面的详细描述中，对附图进行参考，所述附图形成本详细描述的一部分且在所述附图中通过说明的方式示出其中可以实践本发明的特定实施例。就这方面而言，参考描述的(一个或多个)附图的取向使用诸如“顶”、“底”、“前”、“后”、“前列”、“拖尾”等的方向术语。因为实施例的部件可以以很多不同取向定位，方向术语用于说明目的而绝非限制。要理解，可以利用其他实施例并且可以做出结构或逻辑变化而不偏离本发明的范围。因此下面的详细描述不要视为限制意义，且本发明的范围由所附权利要求限定。要理解，除非另外具体指出，否则此处描述的各种示例性实施例的特征可以彼此组合。现在参看图1A，说明了功率半导体模块100的一个实施例。功率半导体模块100包括具有顶侧8t和底侧8b的平坦底座8。底座8与具有侧壁41以及可选的外壳罩42的铸造外壳4 一起形成功率半导体模块100的外壳。另外，基座8的底侧8b是模块100的底侧的一部分。模块100包含至少一个基板2。每个基板2包括提供有顶部金属化21和可选的底部金属化22的电介质绝缘载体20。例如，顶部金属化21可以具有从0. I至0. 6_变动的厚度。绝缘载体20用于从基座8电绝缘顶部金属化21。在基板2上布置一个或更多半导体芯片I。在图I的实施例中，功率半导体芯片I中的每一个可以包括可控功率半导体开关，例如IGBT (绝缘栅双极晶体管)、MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)、J-FET (结型场效应晶体管)、或晶闸管或二极管。然而，在功率半导体模块的其他示例中，布置在基板2上的产生废热的功率半导体芯片I的数目和类 型是任意的。在图IA中，功率半导体芯片I通过连接层11安装且电连接到顶侧金属化21，所述连接层例如是焊料层、具有大量金属间相的扩散焊料层、导电胶或烧结层。半导体芯片I的顶侧例如可以通过接合、导电胶合、烧结或通过压力接触而电连接。在图IA的实施例中，提供很多连接模块100的相应部件的接合线5。代替接合线5，功率半导体芯片I的顶侧可以通过夹子电连接，所述夹子可以被焊接、扩散焊接、烧结或压力接触到相应功率半导体芯片I的顶侧接触。为了允许功率半导体芯片I的充分冷却，低传热电阻是电介质层20的重要属性。因此，电介质层20的材料和厚度需要适配为功率半导体模块100的要求。例如，绝缘载体20可以是陶瓷，使得基板2形成陶瓷基板。例如，绝缘载体20可以包括或由以下材料之一组成氧化铝(A1203)、氮化铝(A1N)、氮化硅(Si3N4)15然后，例如，这种陶瓷基板中的一个、一些或全部的厚度可以从0. 2mm至2mm变动。在一些实施例中，基板2中至少之一可以是直接铜接合基板(DCB基板)或直接铝接合基板(DAB基板)或有源金属钎焊基板(AMB基板)。底座8可以包含导电金属板(例如由铜或招制成)或由其组成，该导电金属板可选地可以在其表面上提供有改善底座8的可焊接性的材料(例如镍)薄层。—般而言，功率半导体模块100包括很多连接接线片(Iug) 3，该连接接线片3具有允许将模块100电连接到诸如电源单元、DC链接电容器、电机、其他功率半导体模块之类的其他部件和/或电连接到控制单元的端子31。在模块外壳4内，连接接线片3电连接到顶部金属化21和/或到功率半导体芯片I中的一个或更多。在图IA的实施例中，相应的电连接通过接合线5实现。然而，其他连接技术也是适当的。为了将模块100的底侧Sb安装到热沉(未示出)上，底座8和模块外壳4可以分别具有螺丝孔84和44。可选地，外壳4的内部可以填充有绝缘软灌封材料(未示出)，例如有机硅凝胶，其从底座8延伸且至少覆盖顶部金属化21和功率半导体芯片I以便改善模块100的介电强度。底部金属化22的底侧即底部金属化22面对底座88的一侧的区域例如可以大于或等于0. 2mm，这与常规电子部件的区域相比是大的。因此，焊接基板2到底座8是复杂的。例如，如果在焊料层23中出现收缩孔，则基板2和功率半导体芯片I之间的电和热接触不良，且在功率半导体芯片I中产生的废热向底座8的耗散并不适当。为了改善焊接连接的质量，提供一种使得能够在加热步骤和/或后续冷却步骤二者期间监控待焊接的很多部件的单独温度的方法。该方法允许持久地监控通过焊接所产生的每个单元的瞬时温度。不需要使用虚拟单元进行温度测量。由于知道所有单元在任何时间的瞬时温度，可以根据温度控制加热温度和/或冷却温度。为了产生如参考图IA解释的功率半导体模块100，可以通过在第一步骤中焊接基板2和底座8之间的连接且通过在后续第二步骤中将该预组装的单元安装到模块外壳4来产生包含底座8、焊料23、基板2、焊料11以及功率半导体芯片I的单元。在第一步骤的焊接工艺中，可以通过同时焊接很多相似或相同的单元来预组装这些单元。对于待产生的每个单元，提供如图IB所示的部件8、10和23的组50。组50包括第一焊接对象8、第二焊接对象10以及焊料23。在本示例中，第一焊料对象是底座8。第二焊接对象10是装配有通过连接层11焊接到基板2的一个或更多功率半导体芯片I的基板2。连接层11的熔点可以高于焊料23的熔点以便避免在后续焊接工艺期间连接层11的重新熔化或其他劣化。根据另一实施例，第一焊接对象可以是半导体芯片I且第二焊接对象可以是半导体芯片待焊接到的基板2。根据又一实施例，组50或组50中的每一个可以包括多于一个焊接对象。例如，可以在相同的焊接步骤期间通过焊接来产生半导体芯片I和基板2之间的焊料连接11以及相同基板2和底座8之间的焊料连接23，即存在三个焊接对象半导体芯片I ;基板2以及底座8。与常规焊料连接相比，焊料11和23在大区域上延伸。例如，焊料11可以呈现至少25m2的占位面积(foot print)且焊料23呈现至少400mm2的占位面积。因此，产生相应的焊接连接11和23是有挑战的。例如，存在在完成焊接之后在焊料11、23中可能出现的收缩孔的危险。收缩孔可能不利地影响在相应的焊接对象之间的电和热连接。图IA的功率半导体模块仅仅是功率半导体模块的说明性实施例。其他实施例可以呈现不同细节。例如，代替厚底座8，具有两个或更多金属化层21、22以及一个或更多绝缘载体20的基板2可以用作底座，即这种基板2的最底部金属化层22形成功率半导体模块的外表面。图2说明具有加热部210、冷却部220以及接收及控制部230的焊接机200。焊接机200可以用于同时焊接尤其如上所述的很多组50。在下文中，将描述一种使用呈现与所描述的焊接机200相同或类似的特征的焊接机的焊接工艺，其中很多组50同时被焊接。示例性，组50是如参考图IB解释的组。然而，可以以相同的方式焊接其他组。在焊接机200的加热部210中存在至少一个加热腔室211、212、213，且在冷却部220中存在至少一个冷却腔室221、222。加热腔室211、212和213可以用于预加热组50或用于熔化组50的焊料23。在所有组的焊料23被熔化之后，可以在一个或更多冷却腔室221、222中发生组50的冷却。例如，在焊接机200中，可以存在一到三个加热腔室211、212、213以及一个或两个冷却腔室221、222。在每个加热腔室211、212、213中，存在用于预加热组50和/或用于熔化组50的焊料23的加热装置250。在一个示例中，加热装置250可以包括一个或更多感应、器。相应地在每个冷却腔室221、222中，存在冷却装置260、270。举例而言，冷却腔室221包括提供一个或更多冷却流体(例如，空气或其他气体)流的冷却装置260。在另ー示例中，冷却腔室222包括冷却装置270，该冷却装置270包括很多冷却板。加热装置250和冷却装置260、270均可以借助于控制器232控制以便分别根据所有组50的単独温度来适配所需的加热和/或冷却強度。用于控制加热装置250和冷却装置260、270的基础是至少两个或理想地所有组50的温度向作为接收及控制装置230的一部分的控制单元232的传输。更精确而言，温度的传输通过对应于温度的信号的传输而发生。如图2所示，这些信号可以是经由射频(RF)发射器装置300发射且由接收单元231接收的射频(RF)信号。耦合到接收单元231的控制単元232评估包含在由接收单元231接收的射频(RF)信号中的温度信息且根据温度信息来控制加热装置250和/或冷却装置260、270。图3A说明设计为接收如參考图IB详细解释的若干组50的载体350的截面。载 体350包含开ロ 351和适配为接收如图IB所示的单组50的台阶352。如从图3B可以看出，具有在第一焊接对象(在本示例中为底座8)和第二焊接对象10 (在本示例中为承载与之焊接的半导体芯片I的基板2)之间布置的焊料23的组50定位于开ロ 351上方。直到那时，在基板2和底座8之间没有焊接连接。在向下朝载体350移动夹具353之后，组50通过夹具353保持在台阶352内，如图3C所示。夹具353可以对底座8的顶侧8t或对基板2的顶侧施加压力。在夹具353中集成了电接触底座8的顶侧8t或基板2的顶部金属化21的导电第一接触构件354以及导电第二接触构件355。根据ー个实施例，第一接触构件354和第二接触构件355由不同材料制成，这一旦接触构件354、355与相同的导电部分电接触就导致第一接触构件354和导电部分之间的第一接触电势差以及在第二接触构件355和导电部分之间的第二接触电势差。例如，导电部分可以是底座8、基板2的顶部金属化21、或功率半导体芯片I之一的顶部金属化。第一接触电势差和第二接触电势差之间的差异是针对导电部分的温度的測量。根据另ー实施例,第一接触构件354和第二接触构件355可以(但不是)不必要求由不同材料制成。在该示例中，接触构件354、355 二者与温度传感器元件的端子电接触，该温度传感器元件热耦合到组50的某一位置。如图3D所示，温度传感器元件356可以集成在功率半导体芯片I中和/或温度传感器元件357附连到基板2或底座8。这样，接触构件354、355能够分接(tap)由相应的传感器元件356或357提供的信号。接触构件354、355和温度传感器元件356、357的端子之间的电连接的一部分可以利用在基板2的顶部金属化21中形成的导电线来实现。例如，传感器元件356可以是ニ极管，传感器元件357能够是比如NTC电阻器(NTC=负温度系数)、PTC电阻器(PTC=正温度系数)、热电偶等的任意类型的温度元件。图4A是示例性示出加热腔室211、212、213和接收及控制装置230的焊接机200的部分的横截面图。存在至少ー个冷却腔室，但是为了说明简单起见没有示出。在载体350上布置两个如參考图3A至3D描述的组50。在载体350下方存在作为单个感应器的加热装置250。感应器可以设计成比如具有一个或更多绕组的线圈。如果感应器连接到交流电流，电磁场出现且在底座8 (示为黑色)中导致涡流，这导致底座8、焊料23和装配有功率半导体芯片I (见图3B至3D)的基板的温度上升。针对这些组50中的每组，分配射频(RF)发射器300。射频(RF)发射器300中的每ー个向共同的接收单元231发射包含关于相应组50的温度的信息的信号。随后，控制单元232评估两组50的温度信息且根据温度信息維持、减小或增加交流电流的强度。图4B中的布置与图4A的布置不同在于存在发射两组50的温度信息的共同的射频(RF)发射器300。图5A是示例性示出加热腔室211、212、213以及接收及控制装置230的焊接机200的部分的横截面图。存在至少ー个冷却腔室，但是为了说明简单起见没有示出。在载体350上布置三个如參考图3A至3D描述的组50。如图4A的布置中的那样，每组50的温度信息 通过不同的射频(RF)发射器300单独发射到共同的接收单元231且由控制単元232评估。在载体350下方存在具有至少两个感应器250的加热装置250。感应器250中的每ー个可以设计成比如具有一个或更多绕组的线圈。感应器250中的每ー个布置在组50之一和仅之ー下方，使得如果相应感应器提供有交流电流，则仅导致相应组50的温度上升(杂散效应不明显且可以忽略)。因此，可以根据与布置在相应感应器上方的相应组50有关的温度信息来单独控制不同的感应器250。S卩，组50的加热可以被単独控制且因此被单独适配为焊接エ艺的某些要求。图5B的布置与图5A的布置不同在于存在发射加热腔室211、212、213中的所有组50的温度信息的共同的射频(RF)发射器300。图6A是布置在焊接熔炉中且具有很多开ロ的载体350的顶视图。开ロ 351中的每ー个设计为接收待焊接的部件组。对于开ロ 351中的每ー个，即对于待插入在开ロ 351中的组中的每组，提供单独的射频(RF)发射器300。在装载有很多组之后，载体350能够在不同的加热和冷却腔室之间移动，而不干扰关于组的温度信息的射频(RF)传输。当没有组插入在载体350中时，载体350的开口下方的感应器可见，每个感应器単独分配给开ロ 351之一和仅之一。图6B示出图6A的载体，其中开ロ 351装载有如參考图3A至3D描述的组。图7A中示出的载体350与图6A的载体不同在于仅存在一个射频(RF)发射器300而不是很多射频(RF)发射器。在夹具353中的每ー个中，第一和第二接触构件如參考图3A至3D所描述的那样集成。所有第一和第二接触构件通过电线302、301电连接到相同的射频(RF)发射器300。图7B示出图7的载体，其中开ロ 351装载有如參考图3A至3D描述的组。射频(RF)发射器300向共同的接收单元231共同发射所有组50的単独温度信息。图8A是示例性示出冷却腔室221、222以及接收及控制装置230的焊接机200的部分的横截面图。存在至少ー个加热腔室，但是为说明简单起见没有示出。在载体350上布置三个如參考图3A至3D描述的组50。如在图4A、5A和6B中的实施例中的那样，每组50的温度信息通过不同的射频(RF)发射器300单独发射到共同的接收单元231且由控制单元232评估。在载体350下方存在包括很多冷却板的冷却装置270。冷却板可以向上朝组50且向下彼此独立地移动，如图8A中的黒色双箭头所示。冷却板的移动能够通过控制単元232彼此単独地控制。如果要求冷却板冷却它所分配到的组50，则冷却板向上朝相应组50移动，直到它与底座8热接触，由此确立从相应组50向冷却板的热流动。图8B的布置与图8A的布置不同在于存在向接收单元231共同发射载体350上的每组50的単独温度信息的共同的射频(RF)发射器300。代替冷却板，组50的冷却可以通过一个或更多可控的冷却流体(例如空气或其他气体)流发生。如果仅存在ー个冷却流体流，则该流可以影响冷却腔室221、222内的所有组50。这样，根据关于冷却腔室222中的所有组50的温度信息，通过单个冷却流进行的冷却能够以与通过參考图4A和4B描述的单个感应器进行的加热相同的方式控制。然而，也可以针对冷却腔室221、222中的组50中的每组提供単独的冷却流体流，即单独影响组50之一和仅之ー的流。这样，根据关于冷却腔室222中的所有组50的温度信息，能够以与通过參考图5A和5B描述的单独感应器进行的加热相同的方式控制通过单独冷却流进行的冷却。
如果要求识别各组50，例如如果在完成焊接エ艺之后每组50要标记有其在焊接机200中的温度的单独时间路线，则在其中如參考图5A、5B、6A、6B、7A、7B所描述的那样向组50中的每组分配単独感应器的布置中，所有感应器随后能够瞬时提供有电能以便在组50之一中产生明显的瞬时温度上升。通过监控所有组50的温度，显然，呈现明显温度上升的组50已通过电能加热且因此能够分配给相应感应器。在随后针对所有感应器重复该方法——在时间上充分交错以便避免分辨率问题中，每组50能够被分配给感应器中的另ー个。如果存在发射的不合理的温度信息，则能够推断存在针对温度传感器或电连接、针对传输的错误，或者一个或更多开ロ并没有接收组50。图9示出布置在冷却腔室221中的载体350。载体具有很多开ロ 351，每个开ロ 351设计为接收待焊接的部件组。针对开ロ 315中的每ー个提供単独的射频(RF)发射器300。图10示出载体350，该载体350与图9的载体不同在于待焊接的部件组提供有共同的射频(RF)发射器300而不是単独的射频(RF)发射器。所描述的加热和冷却エ艺能够彼此任意组合。例如，再次參考图2，可以在第一加热腔室211中执行第一加热步骤以便将组50预加热到约低于焊料23的熔点的第一温度。在对布置在第二加热腔室212中的组50实施的后续第二加热步骤中，组50的温度可以增加到约高于第一温度但是仍低于焊料23的熔点的第二温度。可选地，焊接对象的焊接表面可以在包含形成气体或甲酸等的气氛中激活。然后，在对布置在第三加热腔室213中的组50实施的后续第三加热步骤中，组50的温度可以增加到约高于焊料23的熔点的第三温度以便熔化焊料23。可选地，第三加热步骤可以在第三加热腔室213中在低气压(例如低于20hPa)下实施以便避免焊接连接中的收缩孔。在对布置在第一冷却腔室221中的组50实施的后续第一冷却步骤中，组50的温度可以减小到低于焊料23的熔点的第四温度以便固化焊料23。然后，在对布置在第二冷却腔室222中的组50实施的后续第二冷却步骤中，组50的温度可以缓慢减小到低于第四温度的第五温度以便避免焊接的単元中的热机械应力。焊接机的所有腔室211、212、213、221、222之间的组的传输可以在整个焊接エ艺期间组50保留在相同的载体350上的情况下实施。
图11示出功率半导体100，该功率半导体100与图IA的功率半导体模块不同在于代替厚金属性底座8，基板2自身形成模块100的底座。基板2通过粘合剂7接合到模块外壳4。基板2具有两个或更多金属化层21、22以及ー个或更多绝缘载体20，其中在金属化层21、22中的任何两个之间布置绝缘载体20中的至少ー个。因为基板2用作底座，所以基板2的金属化层22的最底部提供功率半导体模块100的外表面。图12是在焊接期间包括两个焊接对象的组的横截面图。第一焊接对象是基板2，第二焊接对象是功率半导体芯片I。该组插入在载体350中。焊接通过尤其在基板2的最底部金属化层22中产生涡流的感应器250发生。由于这些涡流，基板2和功率半导体芯片I之间的焊料11熔化。除了不存在厚金属化底座，可以以与參考图2至10描述的相同方式完成焊接和后续冷却的エ艺。在该焊接エ艺中产生的単元可以用于组装如參考图IA所描述的功率半导体模块100且也用于组装如參考图11描述的功率半导体模块100。为描述简单起见，使用诸如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等的空间相对术语来解释ー个元件相对于第二元件的定位。这些术语g在涵盖器件的除了与图中示出的取向 不同的取向之外的不同取向。另外，诸如“第一”、“第二”等的术语也用于描述各个元件、区域、部等且也并非g在限制。贯穿本描述，相似的术语表示相似的元件。如此处使用的术语“具有”、“含有”、“包括”、“包含”等是指示陈述的元件或特征的存在但是不排除附加元件或特征的开放式术语。除非上下文明确另外指示，冠词“ー(a)”、“ー个(an)”及“该” g在包括复数和単数。要理解，除非另外具体指出，此处描述的各个实施例的特征可以彼此組合。尽管此处已说明和描述了特定实施例，但是本领域普通技术人员将认识到，在不偏离本发明的范围的情况下各种备选和/或等价的实施方式可以替代示出和描述的特定实施例。本申请g在覆盖此处讨论的特定实施例的任何修改或变型。因此，g在本发明仅由权利要求及其等价物限制。
权利要求
1.一种焊接方法，包含 提供包含加热腔室的焊接机，该加热腔室具有可操作为提供能量的加热单元； 提供待焊接的至少两个部件组，每组包含第一焊接对象、第二焊接对象和焊料； 定位部件组中的每组，使得每组的焊料在加热腔室内布置在每组的第一焊接对象和每组的第二焊接对象之间； 针对至少两组中的每组提供单独分配给相应组的温度测量单元； 提供射频发射器和射频接收器； 提供耦合到射频接收器的控制单元，该控制单元可操作为控制加热单元； 热耦合每个温度测量单元到部件的相应组的焊接对象之一； 针对温度测量单元中的每一个通过射频发射器向射频接收器发射关于相应温度测量单元的温度的温度信息； 通过由加热单元提供的能量来加热部件组；以及 基于温度信息经由控制单元控制由加热单元提供的能量。
2.根据权利要求I所述的焊接方法，其中在部件组的加热期间温度信息被连续监控。
3.根据权利要求I所述的焊接方法，其中加热单元是感应器。
4.根据权利要求I所述的焊接方法，其中温度测量单元中的第一个包含导电第一接触构件和导电第二接触构件。
5.根据权利要求4所述的焊接方法，其中 导电第一接触构件和导电第二接触构件由不同材料制成； 被分配以第一温度测量单元的第一焊接对象或第二焊接对象形成为导电部分或包含导电部分； 第一接触构件和第二接触构件二者均与所述导电部分直接电压力接触；以及温度信息依赖于第一接触构件和导电部分之间的第一接触电势差以及第二接触构件和导电部分之间的第二接触电势差。
6.根据权利要求4所述的焊接方法，其中被分配以第一温度测量单元的组的焊接对象之一包含温度测量元件或热耦合到温度测量元件，该温度测量元件通过压力接触而直接或间接电连接到第一接触构件和第二接触构件二者。
7.根据权利要求I所述的焊接方法，其中加热单元是在部件组的加热期间为至少两个部件组提供能量的感应器。
8.根据权利要求7所述的焊接方法，其中感应器在焊接对象中的至少一个中产生涡流。
9.根据权利要求I所述的焊接方法，其中针对部件的每个不同组提供分离的射频发射器。
10.根据权利要求I所述的焊接方法，其中 加热单元包含至少两个感应器； 感应器中的每一个被分配给部件组中的不同组；并且 感应器中的每一个在部件组的加热期间单独向被分配以相应感应器的部件组提供能量。
11.根据权利要求10所述的焊接方法，其中每个感应器在被分配以相应感应器的部件组的焊接对象中的至少一个中产生涡流。
12.根据权利要求I所述的焊接方法，其中温度信息包含关于部件组的温度的温度信息。
13.根据权利要求I所述的焊接方法，其中 提供至少两个射频发射器； 每个射频发射器被分配给部件组中的不同组；并且 每个射频发射器可操作为发射关于被分配以相应射频发射器的部件组的温度而不是关于有关另一组的温度的温度信息。
14.根据权利要求I所述的焊接方法，其中 加热单元包含至少两个感应器； 每个感应器被分配给部件组中的不同组； 每个感应器可操作为在部件组的加热期间单独向被分配以相应感应器的部件组提供能量； 提供至少两个射频发射器； 每个射频发射器被分配给部件组中的不同组； 每个射频发射器可操作为发射关于被分配以相应射频发射器的部件组的温度而不是关于有关另一组的温度的温度信息； 该方法还包括以下步骤序列 (a)瞬时增加由感应器之一和仅之一提供的能量以便单独加热被分配以该感应器的部件组； (b)将每个射频发射器发射的温度信息进行比较且识别示出温度中的最大增加的温度"[目息;以及 (c)向瞬时增加能量所针对的感应器分配与温度中的最大增加相关联的射频发射器。
15.根据权利要求14所述的焊接方法，其中针对感应器中的每一个相继重复步骤序列。
16.根据权利要求I所述的焊接方法，其中 焊接机包含具有冷却单元的至少一个冷却腔室； 在所有组的焊料被加热到至少其相应熔点之后，将所有部件组从加热腔室传送到冷却腔室中；以及 通过基于温度信息控制冷却单元，经由冷却单元来冷却部件组。
17.根据权利要求16所述的焊接方法，其中在所有部件组从加热腔室传送到冷却腔室中的同时，温度信息被连续监控。
18.根据权利要求16所述的焊接方法，其中在部件组的冷却期间，温度信息被连续监控。
19.根据权利要求16所述的焊接方法，其中冷却单元可操作为提供影响至少两个部件组的冷却空气流。
20.根据权利要求16所述的焊接方法，其中冷却单元可操作为提供至少两个冷却空气流，每个空气流被分配给部件组中的不同组，且每个空气流单独冷却被分配以相应冷却流的部件组。
21.根据权利要求16所述的焊接方法，其中冷却单元包含至少两个冷却板，每个冷却板被分配给部件组中的不同组，且每个冷却板通过热接触被分配以相应冷却板的部件组来单独冷却该组。
22.根据权利要求I所述的焊接方法，其中部件组中的每组的第一焊接对象是金属板。
23.根据权利要求I所述的焊接方法，其中部件组中的每组的第二焊接对象包含绝缘基板。
24.根据权利要求22所述的焊接方法，其中组中的每组的第二焊接对象包含在部件组的加热之前接合到基板的半导体芯片。
25.根据权利要求I所述的焊接方法，其中 部件组中的每组的焊料熔化且随后固化以便在第一焊接对象和第二焊接对象之间形 成焊接连接；并且 在组中的每组的焊料熔化之后且在组中的每组的焊料固化之前,组中的每组的熔化焊料在小于或等于20hPa的压力下暴露于还原气氛。
全文摘要
提供一种焊接方法。根据该方法，至少两个部件组被加热且通过加热进行焊接。每组包括第一焊接对象、第二焊接对象以及焊料。在焊接工艺期间，组中的每组的单独温度通过射频发射器发射到接收及控制单元。控制单元根据发射的单独温度控制这些组的加热。
文档编号B23K1/00GK102728917SQ201210094830
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者A.弗勒梅尔特, G.施特罗特曼 申请人:英飞凌科技股份有限公司