一种晶体管超声波焊接方法及焊接装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及超声波焊接技术领域，具体公开了一种晶体管超声波焊接方法及焊接装置。本方法用于将晶体管端子焊接于晶体管基板，包括以下步骤：将晶体管基板安装于承接盘，将晶体管端子置于晶体管基板上；使焊头件移动至晶体管基板上方，下移焊头件；等到焊头件受到的外部压力大于第一临界值后，开启超声波发生器，使超声波发生器发出超声波辅助焊接；等到焊头件受到的外部压力大于第二临界值后，焊头件停止移动；等到超声波发生器达到焊接目标后，关闭超声波发生器，上升焊头件，然后拆卸晶体管基板。通过上述步骤的优化，能够改进端子在基板上的焊接效果，降低了端子在焊接过程中打滑的风险，避免了基板的绝缘陶瓷层损伤的情况发生。生。生。

【技术实现步骤摘要】
一种晶体管超声波焊接方法及焊接装置


[0001]本专利技术涉及超声波焊接
，尤其涉及一种晶体管超声波焊接方法及焊接装置。

技术介绍

[0002]IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)是由BJT(Bipolar Junction Transistor，双极型三极管)和MOS(Metal
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Oxide
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Semiconductor Field
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Effect Transistor，绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，其输入极为MOS，输出极为PNP晶体管，因此，可以把其看作是MOS输入的达林顿管。它融合了MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，具备易于驱动、峰值电流容量大、自关断、开关频率高(10
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40kHz)等特点，已逐步取代晶闸管和GTO(Gate
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Turn
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Off Thyristor，门极可关断晶闸管)，是目前发展为迅速的新一代电力电子器件。广泛应用于小体积、高效率的变频电源、电机调速、UPS及逆变焊机当中。
[0003]在IGBT生产过程中，传统生产工艺是利用锡焊把铜端子和铜基板焊接在一起；但是锡焊会带来不少问题，最主要的问题是锡焊增加了电流在IGBT中的电阻，增加能耗量，在使用过程中产热比较严重，减少IGBT的寿命；另外锡焊与铜端子和铜板基板之间属于不同材质，这样就导致焊接后的铜端子和铜基板之间是结合力小，很容易使铜端子与铜基板之间脱落，增加了IGBT的不稳定性。因此，就引进了超声波焊接装置来焊接IGBT中的铜端子与铜基板，超声波焊接之后的铜端子和铜基板之间，是铜分子的相互融合，没有发生化学变化，在导电过程中没有产品提供额外的阻值，因而保证了IGBT的导电性能。另外，超声波焊接还增加了铜端子与铜基板之间的拉力，提高了IGBT的机械稳定性。
[0004]但是在使用超声波焊接IGBT模块的时候，现有的晶体管超声波焊接方法焊接的IGBT模块常常会出现铜端子与铜基板焊接不完全的情况，这会导致IGBT模块产生推力不够以及铜端子相对于铜基板打滑的风险，导致焊头压碎铜基板的陶瓷绝缘层等问题的发生。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种晶体管超声波焊接方法及焊接装置，以解决端子在基板上焊接不完全的问题。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种晶体管超声波焊接方法，用于将晶体管端子焊接于晶体管基板，包括以下步骤：
[0008]S10：将所述晶体管基板安装于承接盘，将所述晶体管端子置于所述晶体管基板上；
[0009]S20：使焊头件移动至所述晶体管端子上方，下移所述焊头件；
[0010]S30：判断所述焊头件是否受到大于第一临界值的外部压力，若否，则等待至所述焊头件受到的外部压力大于第一临界值后转到步骤S40，若是，则直接转到步骤S40；
[0011]S40：开启超声波发生器，使所述超声波发生器发出超声波辅助焊接；
[0012]S50：判断所述焊头件是否受到大于第二临界值的外部压力，若否，则等待至所述焊头件受到的外部压力大于第二临界值后转到步骤S60，若是，则直接转到步骤S60；
[0013]S60：所述焊头件停止移动；
[0014]S70：判断所述超声波发生器是否达到焊接目标，若否，则等待至所述超声波发生器达到焊接目标后转到步骤S80，若是，则直接转到步骤S80；
[0015]S80：关闭所述超声波发生器，上升所述焊头件，然后拆卸所述晶体管基板。
[0016]作为晶体管超声波焊接方法的优选技术方案，步骤S70包括以下详细步骤：
[0017]S71、判断所述超声波发生器所开启的时间是否达到预定时间，若是，则所述超声波发生器达到焊接目标，直接转到步骤S80，若否，则所述超声波发生器未达到焊接目标，等待至所述超声波发生器达到焊接目标后转到步骤S80。
[0018]作为晶体管超声波焊接方法的优选技术方案，步骤S70包括以下详细步骤：
[0019]S72、判断所述超声波发生器所输出的能量是否达到预定能量，若是，则所述超声波发生器达到焊接目标，直接转到步骤S80，若否，则所述超声波发生器未达到焊接目标，等待至所述超声波发生器达到焊接目标后转到步骤S80。
[0020]作为晶体管超声波焊接方法的优选技术方案，所述第二临界值处于10牛顿
‑
10000牛顿之间。
[0021]作为晶体管超声波焊接方法的优选技术方案，当所述超声波发生器开始发出超声波时，所述焊头件处于第一位置，当所述焊头件停止移动时，所述焊头件处于第二位置；所述第一位置与所述第二位置在竖直方向上的间距为所述晶体管端子在竖直方向上厚度的1％
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90％之间。
[0022]一种晶体管超声波焊接装置，应用于上述的晶体管超声波焊接方法，包括超声波发生器、承接盘和施压模块；所述超声波发生器用于发出超声波；所述承接盘用于定位所述晶体管基板，所述承接盘能够在水平平面内移动或旋转；所述施压模块既能够在水平平面内移动，又能够在竖直平面内升降，所述施压模块能够驱动所述焊头件升降，所述施压模块上设有压力传感器，所述压力传感器用于实时检测所述焊头件受到的外部压力。
[0023]作为晶体管超声波焊接装置的优选技术方案，所述晶体管超声波焊接装置还包括沿第一方向延伸的第一平移模块和沿第二方向延伸的第二平移模块，所述第一平移模块与升降模块滑动连接，所述第二平移模块与承载主体滑动连接，所述升降模块上设有沿第三方向延伸的第三导轨，所述施压模块滑设于所述第三导轨，所述承接盘转动连接于所述承载主体；所述第一方向与所述第二方向相互垂直且均位于水平平面内，所述第三方向垂直于所述水平平面。
[0024]作为晶体管超声波焊接装置的优选技术方案，所述晶体管超声波焊接装置还包括支撑平台，所述支撑平台水平设置于地面，所述第一平移模块和所述第二平移模块均设于所述支撑平台上。
[0025]作为晶体管超声波焊接装置的优选技术方案，所述施压模块还包括施压单元，所述施压单元既能驱动所述焊头件升降，又能向所述焊头件施加垂直于所述水平平面的力。
[0026]作为晶体管超声波焊接装置的优选技术方案，所述晶体管超声波焊接装置还包括拼装模块，所述拼装模块既能将所述晶体管基板安装于所述承接盘，又能将所述晶体管端
可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0040]下面结合附图并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶体管超声波焊接方法，用于将晶体管端子(820)焊接于晶体管基板(810)，其特征在于，包括以下步骤：S10：将所述晶体管基板(810)安装于承接盘(740)，将所述晶体管端子(820)置于所述晶体管基板(810)上；S20：使焊头件(510)移动至所述晶体管端子(820)上方，下移所述焊头件(510)；S30：判断所述焊头件(510)是否受到大于第一临界值的外部压力，若否，则等待至所述焊头件(510)受到的外部压力大于第一临界值后转到步骤S40，若是，则直接转到步骤S40；S40：开启超声波发生器，使所述超声波发生器发出超声波辅助焊接；S50：判断所述焊头件(510)是否受到大于第二临界值的外部压力，若否，则等待至所述焊头件(510)受到的外部压力大于第二临界值后转到步骤S60，若是，则直接转到步骤S60；S60：所述焊头件(510)停止移动；S70：判断所述超声波发生器是否达到焊接目标，若否，则等待至所述超声波发生器达到焊接目标后转到步骤S80，若是，则直接转到步骤S80；S80：关闭所述超声波发生器，上升所述焊头件(510)，然后拆卸所述晶体管基板(810)。2.根据权利要求1所述的晶体管超声波焊接方法，其特征在于，步骤S70包括以下详细步骤：S71、判断所述超声波发生器所开启的时间是否达到预定时间，若是，则所述超声波发生器达到焊接目标，直接转到步骤S80，若否，则所述超声波发生器未达到焊接目标，等待至所述超声波发生器达到焊接目标后转到步骤S80。3.根据权利要求1所述的晶体管超声波焊接方法，其特征在于，步骤S70包括以下详细步骤：S72、判断所述超声波发生器所输出的能量是否达到预定能量，若是，则所述超声波发生器达到焊接目标，直接转到步骤S80，若否，则所述超声波发生器未达到焊接目标，等待至所述超声波发生器达到焊接目标后转到步骤S80。4.根据权利要求1
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3任一项所述的晶体管超声波焊接方法，其特征在于，所述第二临界值处于10牛顿
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10000牛顿之间。5.根据权利要求1
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3任一项所述的晶体管超声波焊接方法，其特征在于，当所述超声波发生器开始发出超声波时，所述焊头件(510)处于第一位置，当所述焊头件(510)停止移动时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：段忠福，陈政伟，
申请(专利权)人：上海骄成超声波技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：