用于半导体功率器件封装的一次焊接成型方法与流程

本发明涉及半导体封装制程，尤其是一种用于半导体功率器件封装的一次焊接成型方法。

背景技术：

1、igbt(绝缘栅双极晶体管)作为一种功率半导体器件，广泛应用于轨道交通、智能电网、工业节能、电动汽车和新能源装备等领域，具有节能、安装方便、维护方便、散热稳定等特点。igbt器件常采用ed3封装结构，即在覆铜陶瓷板(dbc，directbond copper)的顶面焊接多个芯片，在覆铜陶瓷板的底面通过导热硅脂与散热器连接，芯片与芯片、芯片与dbc板、芯片与端口之间通常采用铝绑线连接。

2、现有技术中，ed3产品的焊接通常采用一次回流复合二次回流工艺，一次回流将芯片和dbc板焊接在一起，二次回流将dbc板和散热器在一起，这种焊接工艺有助于控制产品的空洞率。但是，采用两次焊接工艺，导致半导体功率器件的制程变长，造成了资源浪费，生产成本增加；同时，由于两次焊接过程中dbc板的导热系数改变，导致二次回流焊时，对焊接温度要求严苛，需要有经验的操作人员进行二次回流焊操作，导致人工成本增加。

技术实现思路

1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的用于半导体功率器件封装的一次焊接成型方法，通过改变回流焊的制程，能够在半导体功率器件封装时一次焊接到位，从而缩短了半导体功率器件的制程，减少了资源浪费，降低了生产成本。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、一种用于半导体功率器件封装的一次焊接成型方法，包括如下步骤：

4、s1.在散热器的顶面放置数个第一焊片，在单个第一焊片的顶部放置dbc板，在单个dbc板的顶面放置数个第二焊片，在单个第二焊片的顶部放置芯片，从而得到器件组件；

5、s2.将器件组件放入回流焊炉中，使回流焊炉预热仓从常温升温至120℃，随后经过设定升温时间从120℃升温至275℃，从而对器件组件进行预热；

6、s3.随后经过第一保温时间，将回流焊炉预热仓内的第一组件移送至回流焊炉焊接仓，所述回流焊炉焊接仓内的温度为290℃±10℃，在回流焊炉焊接仓内对器件组件进行焊接；

7、s4.经过第二保温时间后，将回流焊炉焊接仓内的器件组件移送至回流焊炉冷却仓，经过设定冷却时间后，将完成焊接的器件组件从回流焊炉冷却仓内取出，从而完成焊接。

8、作为上述技术方案的进一步改进：

9、所述设定升温时间为40s±10s。

10、所述第一保温时间为140s±20s。

11、所述第二保温时间为65s±20s。

12、所述设定冷却时间为100s±10s。

13、s2.中，回流焊炉预热仓内的甲酸压力设定为750mbar±100mbar。

14、单个第一焊片的形状尺寸与对应的dbc板的形状尺寸相同。

15、单个第二焊片的形状尺寸与对应的芯片的形状尺寸相同。

16、操作人员戴手套和防静电指套对器件组件进行操作。

17、焊接完成后，检查器件组件的焊接空洞比率，单个器件组件的最大焊接空洞比率≤1％，则判定合格。

18、本发明的有益效果如下：

19、本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过将一次芯片回流和二次散热器回流合二为一，能够一次性焊接到位，有效缩短半导体功率器件的制程，提高了回流焊炉的工作效率，有效节省资源，降低生产成本。

20、本发明基于回流焊炉能够完成对器件组件的自动焊接，其温度、时间参数设置合理，适用于ed3产品，无需操作人员根据经验修改参数，降低了用人成本。

技术特征：

1.一种用于半导体功率器件封装的一次焊接成型方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的用于半导体功率器件封装的一次焊接成型方法，其特征在于：所述设定升温时间为40s±10s。

3.如权利要求1所述的用于半导体功率器件封装的一次焊接成型方法，其特征在于：所述第一保温时间为140s±20s。

4.如权利要求1所述的用于半导体功率器件封装的一次焊接成型方法，其特征在于：所述第二保温时间为65s±20s。

5.如权利要求1所述的用于半导体功率器件封装的一次焊接成型方法，其特征在于：所述设定冷却时间为100s±10s。

6.如权利要求1所述的用于半导体功率器件封装的一次焊接成型方法，其特征在于：s2.中，回流焊炉预热仓内的甲酸压力设定为750mbar±100mbar。

7.如权利要求1所述的用于半导体功率器件封装的一次焊接成型方法，其特征在于：单个第一焊片的形状尺寸与对应的dbc板(2)的形状尺寸相同。

8.如权利要求1所述的用于半导体功率器件封装的一次焊接成型方法，其特征在于：单个第二焊片的形状尺寸与对应的芯片(3)的形状尺寸相同。

9.如权利要求1所述的用于半导体功率器件封装的一次焊接成型方法，其特征在于：操作人员戴手套和防静电指套对器件组件进行操作。

10.如权利要求1所述的用于半导体功率器件封装的一次焊接成型方法，其特征在于：焊接完成后，检查器件组件的焊接空洞比率，单个器件组件的最大焊接空洞比率≤1％，则判定合格。

技术总结
本发明涉及一种用于半导体功率器件封装的一次焊接成型方法，包括如下步骤：在散热器的顶面放置数个第一焊片，在单个第一焊片的顶部放置DBC板，在单个DBC板的顶面放置数个第二焊片，在单个第二焊片的顶部放置芯片，从而得到器件组件；将器件组件放入回流焊炉中，对器件组件进行预热；随后在回流焊炉焊接仓内对器件组件进行焊接；将完成焊接的器件组件从回流焊炉冷却仓内取出，从而完成焊接。通过改变回流焊的制程，能够在半导体功率器件封装时一次焊接到位，从而缩短了半导体功率器件的制程，减少了资源浪费，降低了生产成本。

技术研发人员：罗海斌,梁坤,方海军
受保护的技术使用者：江苏索力德普半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25