專利名稱：一種大功率模塊的散熱片安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大功率模塊的封裝技術(shù)，尤其涉及采用散熱片的模塊封裝技術(shù)。
背景技術(shù)：
全封裝的功率半導(dǎo)體往往存在散熱性不充分的問題，在半導(dǎo)體的使用過程中，要求具有良好的散熱特性，并同時(shí)兼顧絕緣性能。半導(dǎo)體封裝的趨勢(shì)是小型化、模塊化。特別是大功率封裝模塊要求將控制集成電路和功率IGBTansulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)器件封裝在一起，對(duì)散熱特性、絕緣特性提出了更高的要求。雖然集成電路和其他電子設(shè)備早已經(jīng)歷了高速、高容量、高集成度的需求，而今適用于汽車、工業(yè)設(shè)備、家電的功率器件也面臨著類似的要求，如縮小尺寸、降低重量、降低成本。解決這些需求的方式就是使用模塊封裝。這種模塊封裝包括一個(gè)或多個(gè)電源電路芯片和控制電路芯片，但電源電路芯片產(chǎn)生的熱量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過控制電路芯片產(chǎn)生的熱量。因此，要保證這種模塊封裝的高可靠性就必須有效的保證其散熱效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種大功率模塊封裝過程中散熱片的安裝方法，可以實(shí)現(xiàn)低成本、高可靠性的自動(dòng)化生產(chǎn)。其中，散熱片可以是陶瓷散熱片、DBC覆銅陶瓷板、氮化鋁等。本發(fā)明提出的一種工藝簡(jiǎn)便的散熱片安裝方法，是模塊封裝工藝中的一部分，包括如下步驟步驟100、首先，準(zhǔn)備基島焊接有芯片的引線框架和定位治具以及與定位治具相配合的加熱塊，所述引線框架為常規(guī)的引線框架，包括定位孔、基島；所述定位治具包括與引線框架定位孔配合的定位針、用于放置散熱片的凹槽，凹槽下平面設(shè)有用于與真空連接的管路或腔體，凹槽的深度為散熱片的厚度與引線框架的基島打凹深度之和。然后，按照如下步驟進(jìn)行步驟200、按如下步驟將引線框架的基島與散熱片進(jìn)行粘結(jié)201、將定位治具與真空連接；202、將散熱片放置在定位治具的凹槽內(nèi)，使用真空對(duì)其吸附；203、將高導(dǎo)熱絕緣膠點(diǎn)于散熱片上；204、將根據(jù)步驟100得到的裝有芯片的引線框架放置于定位治具之上，使用引線框架上的定位孔與定位治具上的定位針進(jìn)行定位；205、將框架基島背面與散熱片的粘膠面重合；206、將引線框架與定位治具一同放置于充氮烘箱或紅外軌道中烘烤，使得散熱片與框架基島粘結(jié)的高導(dǎo)熱絕緣膠充分固化。在上述步驟205將框架基島背面與散熱片的粘膠面重合后還包括如下兩個(gè)步驟步驟2051、定位治具放置于加熱塊上對(duì)其進(jìn)行加熱；
步驟2052、在框架基島正面施加一定壓力并靜置預(yù)固化。進(jìn)一步的，所述在框架基島正面施加的壓力為0. 5-1. Okg/cm2，靜置3_5分鐘進(jìn)行預(yù)固化。在上述步驟203將高導(dǎo)熱絕緣膠點(diǎn)于散熱片上后還包括步驟2031、對(duì)點(diǎn)完膠的散熱片進(jìn)行拍攝，同時(shí)進(jìn)行影像分析處理，檢查膠點(diǎn)的位置及數(shù)量，保證點(diǎn)膠的質(zhì)量。本發(fā)明的有益效果在于(1)本發(fā)明提出的封裝方法不需要采用回流焊，同時(shí)對(duì)芯片裝片的位置及芯片下方的空洞依然能夠進(jìn)行很好的管控，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，一般的封裝設(shè)備即可滿足生產(chǎn)需求， 同時(shí)生產(chǎn)過程中不會(huì)使用清洗液對(duì)其清洗，不污染環(huán)境。(2)本發(fā)明提出的模塊封裝的散熱片安裝方法，充分保證了散熱片在產(chǎn)品封裝上的位置要求，適于產(chǎn)品的批量生產(chǎn)；同時(shí)安裝方法還有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的安裝方法流程圖；圖是散熱片安裝過程示意圖，其中圖加是定位治具示意圖；圖2b是散熱片放入定位治具并點(diǎn)膠的示意圖；圖2c是引線框架放入定位治具過程的示意圖；圖2d是引線框架放入定位治具后的示意圖；圖2e是定位治具放入加熱塊上的示意圖；圖2f是定位治具放置于加熱塊上加力預(yù)固化的示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的最終結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標(biāo)記說明1-定位治具；2-定位針；3-腔體；4-散熱片；5-高導(dǎo)熱絕緣膠， 6-弓丨線框架、7-定位孔；8-加熱塊；9-芯片；10-焊料；11-基島。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例安裝散熱片后的結(jié)構(gòu)，如圖3所示，包括裝有芯片的引線框架6、散熱片 4、高導(dǎo)熱絕緣膠5，所述散熱片4的一面通過高導(dǎo)熱絕緣膠5粘結(jié)于裝有芯片9的引線框架 6基島11的另一面。芯片9通過焊料10粘結(jié)在基島11上。所述的基島為裝有芯片的引線框架6的一部分，基島由模具沖壓成形而成。本實(shí)施例帶散熱片的模塊封裝散熱片安裝方法，首先，需要準(zhǔn)備一個(gè)裝有芯片的引線框架6和一個(gè)定位治具1。所述裝有芯片的引線框架6的邊框上有定位孔7，所述定位治具1包括定位針2、用于放置散熱片的凹槽，凹槽下面有管路或腔體3可用于連接真空。 定位治具在除定位散熱片的其他部位布有規(guī)律排布的通孔。然后，按照如下步驟進(jìn)行步驟100、根據(jù)公知裝片工藝得到裝有芯片的引線框架6 ；
步驟200、如圖1及圖所示，將引線框架6的基島與散熱片4進(jìn)行粘結(jié)，包括如下八個(gè)子步驟201、將定位治具1的腔體3與真空(圖中用VAC表示真空)連接；202、將散熱片4放置于定位治具1的凹槽內(nèi)，使用真空對(duì)其吸附；203、將高導(dǎo)熱絕緣膠5點(diǎn)于散熱片4上；204、用CXD攝像機(jī)對(duì)點(diǎn)完膠的散熱片進(jìn)行拍攝，同時(shí)進(jìn)行影像分析處理，檢查膠點(diǎn)的位置及數(shù)量，保證點(diǎn)膠的質(zhì)量；205、將裝有芯片的引線框架6放置于定位治具1之上，使用引線框架6上的定位孔7與定位治具1上的定位針2進(jìn)行定位；206、裝有芯片的引線框架6的基島背面與散熱片4的粘膠面重合，保證裝有芯片的框架6與散熱片4的粘結(jié)位置符合要求；同時(shí)將定位治具1放置于加熱塊上對(duì)其進(jìn)行加熱(如圖2de所示)，加熱到高導(dǎo)熱絕緣膠所需要的工藝溫度；207、在裝有芯片的引線框架6的基島正面施加0. 5-1. Okg/cm2的壓力F，靜置3_5 分鐘進(jìn)行預(yù)固化，但不僅限于這些特定的范圍；208、將裝有芯片的引線框架6與定位治具1 一同放置于充氮烘箱中或紅外軌道中烘烤，使得散熱片4與裝有芯片的引線框架6的基島粘結(jié)的高導(dǎo)熱絕緣膠5充分固化。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種大功率模塊的散熱片安裝方法，其特征在于包括如下步驟步驟100、首先，準(zhǔn)備引線框架和定位治具以及與定位治具相配合的加熱塊，所述引線框架包括定位孔、基島，基島上焊接有芯片，所述定位治具包括與引線框架定位孔配合的定位針、用于放置散熱片的凹槽，凹槽下平面設(shè)有用于與真空連接的腔體或管路，凹槽的深度為散熱片的厚度與引線框架的基島打凹深度之和，然后，執(zhí)行步驟200 ；步驟200、按如下步驟將引線框架的基島與散熱片進(jìn)行粘結(jié)201、將定位治具與真空連接；202、將散熱片放置在定位治具的凹槽內(nèi)，使用真空對(duì)其吸附；203、將高導(dǎo)熱絕緣膠點(diǎn)于散熱片上；204、將裝有芯片的引線框架放置于定位治具之上，使用引線框架上的定位孔與定位治具上的定位針進(jìn)行定位；205、將框架基島背面與散熱片的粘膠面重合；206、將引線框架與定位治具一同烘烤，使得散熱片與框架基島粘結(jié)的高導(dǎo)熱絕緣膠充分固化。
2.如權(quán)利要求1所述的散熱片安裝方法，其特征在于在步驟205將框架基島背面與散熱片的粘膠面重合后還包括如下兩個(gè)步驟步驟2051、定位治具放置于加熱塊上對(duì)其進(jìn)行加熱；步驟2052、在框架基島正面施加一定壓力并靜置預(yù)固化。
3.如權(quán)利要求2所述的散熱片安裝方法，其特征在于所述在框架基島正面施加的壓力為0. 5-1. Okg/cm2，靜置3-5分鐘進(jìn)行預(yù)固化。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的散熱片安裝方法，其特征在于在步驟203將高導(dǎo)熱絕緣膠點(diǎn)于散熱片上后還包括步驟2031、對(duì)點(diǎn)完膠的散熱片進(jìn)行拍攝，同時(shí)進(jìn)行影像分析處理，檢查膠點(diǎn)的位置及數(shù)量，保證點(diǎn)膠的質(zhì)量。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種大功率模塊的散熱片安裝方法，按如下步驟將引線框架的基島與散熱片進(jìn)行粘結(jié)將定位治具與真空連接；將散熱片放置在定位治具的凹槽內(nèi)，使用真空對(duì)其吸附；將高導(dǎo)熱絕緣膠點(diǎn)于散熱片上；將裝有芯片的引線框架放置于定位治具之上，使用引線框架上的定位孔與定位治具上的定位針進(jìn)行定位；將框架基島背面與散熱片的粘膠面重合；將引線框架與定位治具一同烘烤，使得散熱片與框架基島粘結(jié)的高導(dǎo)熱絕緣膠充分固化。采用本發(fā)明的散熱片安裝方法，具有可靠性高、成本低、散熱效果好、污染少等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01L21/48GK102522340SQ201110431998
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者張宏杰 申請(qǐng)人:杭州士蘭集成電路有限公司