采用热风焊接方法制备晶体管的生产方法技术

一种采用热风焊接方法制备晶体管的生产方法，对芯片、引线架采用分段梯度预热和热风焊接相结合的方式进行焊接，并在焊接过程中采用了第一粘结层和第二可焊接层的层设置方式，较好地消除了焊接中产生的焊接缺陷，同时减少了虚焊的发生，是一种效率高、质量好、成本低的晶体管的生产方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种晶体管的生产方法，尤其涉及其高功率晶体管的生产方法。
技术介绍
功率晶体管适用于由控制用集成电路（1C)和功率晶体管的两块芯片构成的串联 稳压器和开关稳压器、以及其它容易发生电涌的电源电路等。高功率晶体管的芯片主要的 应用包括家用电器的开关电源，如电视，微机，家用电磁炉等，还有汽车上的相关电设备，如 汽车的点火设备等，还应用于工业上使用的各类电器如动力控制负载电源，控制器，直流焊 机等等。但是高功率晶体管的芯片焊接一般采用手工焊接的工艺，而手工焊接芯片效率低 下，同时电能耗费大，氢氮保护气体损耗量相应也多，增加运营成本，质量一致性较差，效率 低。 同时，众所周知，焊接层除了为器件提供机械连接或电连接外，还须为器件提供良 好的散热通道。通过手工焊接无法实现上述要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种效率高、质量好、成本低的晶体管的生产 方法，改善了芯片焊接的工艺。通过本方法的焊接工艺，具有机械强度高、热阻小、稳定性 好、可靠性高等优点。 本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案具体包括以下步骤： 首先，把将待焊接的晶体管的芯片放到焊接平台上，焊接机器启动加热步骤，加热步骤 包括第一加热温度区和第二加热温度区，其中第一加热温度区采用热气流加热，从上下两 个方向吹向待焊接的芯片，加热温度为85°C，在该区域保持80秒左右时间后，待焊接的晶 体管的芯片进入刀第二加热温度区域，在第二加热温度区域采用感应加热方式，感应加热 阶段的加热温度为l〇5°C，在该区域保持60秒左右的时间。 通过两个阶段的加热可以有效减少芯片焊接过程中产生的焊接缺陷。之所以采用 两个不同的加热阶段主要原因在于，通过第一阶段的热气流加热的方式可以在上下表面同 时加热，并且通过热气流的方式能够有效吹掉待焊接部位的污染物，利于焊接的进行；而在 第二阶段通过感应加热的方式能够均匀的加热芯片整体，减少焊接应力带来的缺陷。另外， 采用第一加热温度和第二加热温度分段提高加热温度的梯度加热方式可以减少快速加热 带来的应力缺陷。 然后，把引线架放置到送料输送台上，由电脑控制的机械手通过吸料盘自动吸起 物料到工作台上，通过搬运输送的抓钩部件运送到氮气气体进行保护的轨道里，保护气体 在整个运输轨道内进行保护；引线架在轨道首先被依次运输通过第三温度区域和第四温度 区域，其中第三加热温度区采用热气流加热，从上下两个方向吹向待焊接的引线架，加热温 度为105°C，在该区域保持60秒左右时间后，待焊接的晶体管的芯片进入刀第四加热温度 区域，在第四加热温度区域采用感应加热方式，感应加热阶段的加热温度为145 °C，在该区 域保持80秒左右的时间。 在现有技术的晶体管的焊接中，大多数工艺为在焊接之前对芯片进行焊前加热来 提高焊接质量，很少对引线架进行焊前的加热，没有意识到通过引线架的焊前加热可以更 好的消除焊接过程中产生的焊接缺陷。本专利技术中通过两段梯度式的加热温度的控制及保持 时间的控制，既可以起到焊前预热的作用，又可以避免骤热给引线架带来的应力缺陷。 需要说明的是，待焊接的晶体管的芯片和引线架的焊前加热的两段梯度式的加热 温度的控制及保持时间的控制的参数值均是能够达到消除焊前缺陷的最优参数值，高于或 低于相应的加热温度或保持时间均不能较好地达到消除焊接缺陷的目的，也无法保证待焊 接部件自身不产生热应力。 再次，经过第三加热温度区和第四加热温度区加热的引线架通过轨道被输送到第 五工作温度区，第五工作温度区的工作温度为180°C，在此温度区域内，设置有摄像机和整 形机构，通过摄像机观察引线架的结构是否平整，如果有变形或翘曲等现象发生时，控制整 形机构缓慢的对引线架进行微整形，直到摄像机观察到的机构符合要求，如果引线架经整 形后还无法达到要求，则进入报废步骤，将该引线架输送出轨道外，同时启动新的引线架输 送步骤，并重复上述步骤，直至在第五工作温度区内观察到符合要求的引线架。 通过此步骤，在焊前就对待焊部件进行检查，减少了不合格产品的产生，降低了生 产能耗，并可加快生产周期。 然后，合格的经过加热和整形的引线架被输送到第六工作温度区，第六工作温度 区内的周围环境温度为180°c。在此温度区域内，首先通过第一粘结层涂覆引线架待焊接部 位，并且在上述粘结层的基础上涂覆可焊接涂层，所述粘结层为Ti-W组合物，所述可焊接 涂层为锡焊料，首先利用粘结层送料机构将Ti-w组合物涂覆到引线架的焊接部位，然后在 上述Ti-w组合物上利用锡料输送机构涂覆焊锡料涂层，在焊锡料涂覆的过程中利用锡料 输送机构控制每个待焊接部位部分焊锡料涂层的形状，优选所述形状为圆形、矩形或正方 形；上述粘结层的厚度为0. 01mm左右，可焊接涂层的厚度在8um左右。 然后，上述步骤后的引线架被输送到第七工作温度区，第七工作温度区内的周围 环境温度为200°c。在此温度区域内，芯片被通过焊接抓取机构移动到引线架的上方，并通 过设置在该区域内的摄像机进行监控，准确地将其放置在引线架的相应焊接部位，在该温 度区域预热一段时间后，通过控制机构控制利用焊枪进行焊接，并使用酒精松香助焊，也可 使用再流焊的焊锡膏，调稀后进行涂抹，涂抹数量不要抹太多，否则容易短路，需要注意的 是芯片放上去以后再抹，否则压在芯片下的焊锡膏加热不住熔化不了容易造成短路。焊接 的方法为热风焊，热风枪距芯片2-3厘米加热(注意加热均匀)，焊锡熔化后风枪提高到3-4 厘米继续加热，同时摆正芯片，然后撤风枪，在撤风枪以后还需要根据需要把芯片拨正后压 紧。压紧可以防止虚焊，但容易造成管脚之间短路，当然虚焊也可以通过从侧面搪锡来解 决，但不如热风吹一下再压紧成功率高。 最后，焊接后的部件整体进入到第八温度区内，该温度区的温度为150°c左右，保 持温度180秒左右。再将整个框架自动卸载到相应的部件容纳装置内。 通过本专利技术的焊接方法制备的产品，较好地消除了焊接中产生的焊接缺陷，同时 减少了虚焊的发生，是一种效率高、质量好、成本低的晶体管的生产方法。 【具体实施方式】 为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面对本专利技术的具体实 施例做详细的说明。 本专利技术的具体步骤如下： 第一步，把将待焊接的晶体管的芯片放到焊接平台上，焊接机器启动加热步骤，加热步 骤包括第一加热温度区和第二加热温度区，其中第一加热温度区采用热气流加热，从上下 两个方向吹向待焊接的芯片，加热温度为85°c，在该区域保持80秒左右时间后，待焊接的 晶体管的芯片进入刀第二加热温度区域，在第二加热温度区域采用感应加热方式，感应加 热阶段的加热温度为l〇5°C -110°C，在该区域保持60秒左右的时间； 第二步，把引线架放置到送料输送台上，由电脑控制的机械手通过吸料盘自动吸起物 料到工作台上，通过搬运输送的抓钩部件运送到氮气气体进行保护的轨道里，保护气体在 整个运输轨道内进行保护；引线架在轨道首先被依次运输通过第三温度区域和第四温度区 域，其中第三加热温度区采用热气流加热，从上下两个方向吹向待焊接的引线架，加热温度 为105°C，在该区域保持60秒左右时间后，待本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用热风焊接方法制备晶体管的生产方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，把将待焊接的晶体管的芯片放到焊接平台上，焊接机器启动加热步骤，加热步骤包括第一加热温度区和第二加热温度区，其中第一加热温度区采用热气流加热，从上下两个方向吹向待焊接的芯片，加热温度为85℃，在该区域保持80秒左右时间后，待焊接的晶体管的芯片进入刀第二加热温度区域，在第二加热温度区域采用感应加热方式，感应加热阶段的加热温度为105℃‑110℃，在该区域保持60秒左右的时间；第二步，把引线架放置到送料输送台上，由电脑控制的机械手通过吸料盘自动吸起物料到工作台上，通过搬运输送的抓钩部件运送到氮气气体进行保护的轨道里，保护气体在整个运输轨道内进行保护；引线架在轨道首先被依次运输通过第三温度区域和第四温度区域，其中第三加热温度区采用热气流加热，从上下两个方向吹向待焊接的引线架，加热温度为105℃，在该区域保持60秒左右时间后，待焊接的晶体管的芯片进入刀第四加热温度区域，在第四加热温度区域采用感应加热方式，感应加热阶段的加热温度为145℃，在该区域保持80秒左右的时间；第三步，经过第三加热温度区和第四加热温度区加热的引线架通过轨道被输送到第五工作温度区，第五工作温度区的工作温度为180℃，在此温度区域内，设置有摄像机和整形机构，通过摄像机观察引线架的结构是否平整，如果有变形或翘曲等现象发生时，控制整形机构缓慢的对引线架进行微整形，直到摄像机观察到的机构符合要求，如果引线架经整形后还无法达到要求，则进入报废步骤，将该引线架输送出轨道外，同时启动新的引线架输送步骤，并重复上述步骤，直至在第五工作温度区内观察到符合要求的引线架；第四步，合格的经过加热和整形的引线架被输送到第六工作温度区，第六工作温度区内的周围环境温度为180℃；在此温度区域内，首先通过第一粘结层涂覆引线架待焊接部位，并且在上述粘结层的基础上涂覆可焊接涂层，所述粘结层为Ti‑W组合物，所述可焊接涂层为锡焊料，首先利用粘结层送料机构将Ti‑W组合物涂覆到引线架的焊接部位，然后在上述Ti‑W组合物上利用锡料输送机构涂覆焊锡料涂层，在焊锡料涂覆的过程中利用锡料输送机构控制每个待焊接部位部分焊锡料涂层的形状，优选所述形状为圆形、矩形或正方形；上述粘结层的厚度为0.01mm左右，可焊接涂层的厚度在8um左右；第五步，上述步骤后的引线架被输送到第七工作温度区，第七工作温度区内的周围环境温度为200℃；在此温度区域内，芯片被通过焊接抓取机构移动到引线架的上方，并通过设置在该区域内的摄像机进行监控，准确地将其放置在引线架的相应焊接部位，在该温度区域预热一段时间后，通过控制机构控制利用焊枪进行焊接，并使用酒精松香助焊，也可使用再流焊的焊锡膏，调稀后进行涂抹，涂抹数量不要抹太多，否则容易短路，需要注意的是芯片放上去以后再抹，否则压在芯片下的焊锡膏加热不住熔化不了容易造成短路；焊接的方法为热风焊，热风枪距芯片2‑3厘米加热（注意加热均匀），焊锡熔化后风枪提高到3‑4厘米继续加热，同时摆正芯片，然后撤风枪，在撤风枪以后还需要根据需要把芯片拨正后压紧，压紧可以防止虚焊；第六步，焊接后的部件整体进入到第八温度区内，该温度区的温度为150℃左右，保持温度180‑200秒，再将整个框架自动卸载到相应的部件容纳装置内。...

【技术特征摘要】
1. 一种采用热风焊接方法制备晶体管的生产方法，其特征在于包括以下步骤： 第一步，把将待焊接的晶体管的芯片放到焊接平台上，焊接机器启动加热步骤，加热步 骤包括第一加热温度区和第二加热温度区，其中第一加热温度区采用热气流加热，从上下 两个方向吹向待焊接的芯片，加热温度为85°c，在该区域保持80秒左右时间后，待焊接的 晶体管的芯片进入刀第二加热温度区域，在第二加热温度区域采用感应加热方式，感应加 热阶段的加热温度为l〇5°C -110°C，在该区域保持60秒左右的时间； 第二步，把引线架放置到送料输送台上，由电脑控制的机械手通过吸料盘自动吸起物 料到工作台上，通过搬运输送的抓钩部件运送到氮气气体进行保护的轨道里，保护气体在 整个运输轨道内进行保护；引线架在轨道首先被依次运输通过第三温度区域和第四温度区 域，其中第三加热温度区采用热气流加热，从上下两个方向吹向待焊接的引线架，加热温度 为105°C，在该区域保持60秒左右时间后，待焊接的晶体管的芯片进入刀第四加热温度区 域，在第四加热温度区域采用感应加热方式，感应加热阶段的加热温度为145°C，在该区域 保持80秒左右的时间；第三步，经过第三加热温度区和第四加热温度区加热的引线架通过 轨道被输送到第五工作温度区，第五工作温度区的工作温度为180°C，在此温度区域内，设 置有摄像机和整形机构，通过摄像机观察引线架的结构是否平整，如果有变形或翘曲等现 象发生时，控制整形机构缓慢的对引线架进行微整形，直到摄像机观察到的机构符合要求， 如果引线架经整形后还无法达到要求，则进入报废步骤，将该引线架输送出轨道外，同时启 动新的引线架输送步骤，并重复上述步骤，直至在第五工作温度区内观察到符合要求的引 线架； 第四步，合格的经过加热和整形的引线架被输送到第六工作温度区，第六工作温度区 内的周围环境温度为18...

【专利技术属性】
技术研发人员：施文桦，施金佑，
申请(专利权)人：施文桦，
类型：发明
国别省市：广东;44