半导体夹具的制作方法

本技术涉及半导体压装工艺，具体涉及一种半导体夹具。

背景技术：

1、均匀的压装力是保证大功率半导体正常工作的必要条件，压装力是通过外部夹具提供，夹具与内部压装件共同构成大功率半导体组件。目前组件压装结构在大部分情况都是采用碟型弹簧压力保持结构和压力均衡扩散两种基本方式来保证半导体器件的可靠压装及器件台面压力的均匀性。为保证大功率半导体器件的压装效果，对器件台面压装应力的均匀性要求较高的器件，如图1所示，目前主要采用通过碟簧组中心施力的方式进行压装，这样的压装方式有其固有的局限性：只能应用于尺寸不大，压力要求较小的大功率半导体器件；中心传力，按压力90°传递路径，为保证压力均匀传递至器件台面，传力路径较大，使压装夹具体积增大，增大了组件的整体体积。因此，本发明采用弹性支撑部件并联的压装形式，通过布置与压装件端面面积相适应的弹性支撑部件排列，通过较小的传力路径，将压力均匀传递到器件表面，从而减小外部压装夹具的体积。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种半导体夹具，采用弹性支撑部件并联的压装形式，通过布置与压装件端面面积相适应的弹性支撑部件排列，通过较小的传力路径，将压力均匀传递到器件表面，从而减小外部压装夹具的体积。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

3、一种半导体夹具，包括相对布置在压装件两端的压板，位于压装件其中一端的压板与压装件端面之间设有压装垫板，压装垫板与压板之间设有均匀布置的弹性支撑组件。

4、根据本实用新型的半导体夹具，通过组合弹性支撑组件的并联排列布局，在较小的传力路径上实现大功率半导体所需压装力的均匀分布，减小了组件外部夹具的体积，对尺寸越大，压装力要求越大的大功率半导体器件效果尤为显著；相对于中心施力结构夹具，使用本夹具压装大功率半导体组件可以用压力机通过工装直接对压板上表面中心施加额定压力，再紧固紧固件即可，省去了中心施力夹具的压板调平过程，提高了生产效率。

5、对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

6、根据本实用新型的半导体夹具，在一个优选的实施方式中，弹性支撑组件包括导柱和套设在导柱上的弹性部件，其中，导柱其中一端设置在压装垫板上，另一端朝垂直于压板的底面的方向延伸且与压板的底面之间具有预设距离，压板的底面具有与弹性部件端面形成配合的部分，压板的底面与压装垫板之间的距离大于弹性部件的预设变形量。

7、具体地，导柱穿过弹性部件，通过定位孔与压装垫板配合定位，夹具压装时，对压板施加均匀的预设压力，即可通过压板压缩弹性支撑组件，将压力通过压装垫板均匀传递到内部压装件表面，最后锁紧紧固件即可，整个过程稳定可靠，易于操作。

8、具体地，在一个优选的实施方式中，弹性部件包括碟形弹簧。

9、采用碟形弹簧实现弹性支撑，易于布置，工作过程稳定可靠，通过不同的碟簧型号、复合组合方式、组合碟簧组布局排列方式、碟簧垫板厚度等，能实现不同压力等级在不同大小和形状的压装件台面的均匀施加，能使很大的压装力在很小的传力路径上实现均匀性分布，其整体施力传力的距离得到了极大的缩小。

10、进一步地，在一个优选的实施方式中，压板的底面上设有与导柱外周形成配合的导向沉孔，未施加压力时，导向沉孔的底面与导柱的顶面之间的距离大于弹性部件的预设变形量。

11、通过设置导向沉孔能够实现整个装置更好地定位安装，保证整个弹性支撑组件在装配过程中不会错位。

12、进一步地，在一个优选的实施方式中，压板的底面上设有与弹性部件顶部形成配合的台阶孔。

13、通过设置台阶孔，能够很好地与弹性部件两侧均匀匹配，实现每个弹性支撑部件在预设变形量下提供压力使得内部压装件所需总压力得到满足。

14、具体地，在一个优选的实施方式中，压装垫板的厚度等于或大于相邻两组弹性支撑组件的外沿之间的距离。

15、上述布置形式，能够有效保证压力能够均匀扩散至压装件表面。

16、具体地，在一个优选的实施方式中，弹性支撑组件布置在压装件端面的中心，并以压装件端面的中心为圆心沿圆周方向阵列布置。

17、具体地，在另一个优选的实施方式中，弹性支撑组件布置在压装件端面的中心线上，并沿压装件端面的中心线两侧阵列布置。

18、针对不同形状的台面，对应设置不同排列组合的弹性支撑组件，均匀布置，有效确保内部压装件所受压力能够均匀施加。

19、具体地，在一个优选的实施方式中，压板之间通过均匀间隔布置的螺栓和螺母互相连接。

20、采用上述紧固件的布置形式，不仅操作便捷，而且能够进一步确保整个装置受力均匀，连接稳定可靠。

21、具体地，在一个优选的实施方式中，螺母与压板的顶面之间设有平垫圈。

22、通过设置平垫圈，能够进一步提高紧固件的连接可靠性。

23、相比现有技术，本实用新型的优点在于：通过组合弹性支撑组件的并联排列布局，在较小的传力路径上实现大功率半导体所需压装力的均匀分布，减小了组件外部夹具的体积，对尺寸越大，压装力要求越大的大功率半导体器件效果尤为显著；相对于中心施力结构夹具，使用本夹具压装大功率半导体组件可以用压力机通过工装直接对压板上表面中心施加额定压力，再紧固紧固件即可，省去了中心施力夹具的压板调平过程，提高了生产效率。

技术特征：

1.一种半导体夹具，其特征在于，包括相对布置在压装件两端的压板，位于压装件其中一端的所述压板与压装件端面之间设有压装垫板，所述压装垫板与所述压板之间设有均匀布置的弹性支撑组件。

2.根据权利要求1所述的半导体夹具，其特征在于，所述弹性支撑组件包括导柱和套设在所述导柱上的弹性部件；其中，

3.根据权利要求2所述的半导体夹具，其特征在于，所述弹性部件包括碟形弹簧。

4.根据权利要求2或3所述的半导体夹具，其特征在于，所述压板的底面上设有与所述导柱外周形成配合的导向沉孔，未施加压力时，所述导向沉孔的底面与所述导柱的顶面之间的距离大于所述弹性部件的预设变形量。

5.根据权利要求4所述的半导体夹具，其特征在于，所述压板的底面上设有与所述弹性部件顶部形成配合的台阶孔。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体夹具，其特征在于，所述压装垫板的厚度等于或大于相邻两组所述弹性支撑组件的外沿之间的距离。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体夹具，其特征在于，所述弹性支撑组件布置在压装件端面的中心，并以压装件端面的中心为圆心沿圆周方向阵列布置。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体夹具，其特征在于，所述弹性支撑组件布置在压装件端面的中心线上，并沿压装件端面的中心线两侧阵列布置。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体夹具，其特征在于，所述压板之间通过均匀间隔布置的螺栓和螺母互相连接。

10.根据权利要求9所述的半导体夹具，其特征在于，所述螺母与所述压板的顶面之间设有平垫圈。

技术总结
本技术提供半导体夹具，包括相对布置在压装件两端的压板，位于压装件其中一端的压板与压装件端面之间设有压装垫板，压装垫板与压板之间设有均匀布置的弹性支撑组件。本技术涉及的半导体夹具，通过组合弹性支撑组件的并联排列布局，在较小的传力路径上实现大功率半导体所需压装力的均匀分布，减小了组件外部夹具的体积，对尺寸越大，压装力要求越大的大功率半导体器件效果尤为显著；相对于中心施力结构夹具，使用本夹具压装大功率半导体组件可以用压力机通过工装直接对压板上表面中心施加额定压力，再紧固紧固件即可，省去了中心施力夹具的压板调平过程，提高了生产效率。

技术研发人员：刘应,曾文彬,孙文伟,郭金童,唐豹,王飞,陈丹
受保护的技术使用者：株洲中车时代半导体有限公司
技术研发日：20220915
技术公布日：2024/1/12