一种半导体功率芯片安装工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体功率芯片安装工艺方法，包括金属引线框输入、导电金属锡膜带贴装、半导体功率芯片贴装、金属引线框输出等工艺，利用薄膜带状导电性质的金属锡膜带取代传统导电性质的导电环氧树脂、导电金属锡丝状或导电金属锡膏粘结物质状等的粘结物质,将金属引线框中的基岛与半导体功率芯片之间进行粘结达成金属键合的目的。粘结达成金属键合的目的。粘结达成金属键合的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体功率芯片安装工艺方法


[0001]本专利技术涉及半导体芯片
，具体为一种半导体功率芯片安装工艺方法。

技术介绍

[0002]传统的半导体功率芯片安装在金属引线框(图1为现有金属引线框示意图)的基岛上所使用粘结物质多采用导电性质的环氧树脂、导电性质的金属锡丝及导电性质的金属锡膏粘结物质等。
[0003]而其工艺技术、工艺的步骤、工艺设备及生产所需要的环境等,会因为采用粘结物质的不同而有所不同,详细说明如下。
[0004](1)导电性质的环氧树脂：
[0005]工艺步骤：金属引线框输入
→
点涂/写画
→
芯片安装
→
高温烘烤固化
[0006]工艺设备：半导体芯片装片机、高温无氧烤箱；
[0007]工艺环境：无须化学清洗,无环保隐患；
[0008](2)导电性质的金属锡丝材：
[0009]工艺步骤：金属引线框输入
→
高温点涂/写画
→
芯片安装
→
含芯片金属引线框输出；
[0010]工艺设备：点涂/写画、芯片安装的高温键合一体机；
[0011]工艺环境：无须化学清洗,无环保隐患；
[0012](3)导电性质的金属锡膏粘结物质材:
[0013]工艺步骤：金属引线框输入
→
金属锡膏粘结物质点涂/表面印刷
→
芯片安装
→
高温回流焊接烧结
→
助焊剂清洗r/>→
高温烘干；
[0014]工艺设备：金属锡膏粘结物质印刷机/芯片安装机/高温回流焊接机/化学清洗机/烘干烤箱；
[0015]工艺环境：生产工艺过程中因金属锡膏粘结物质内含有助焊剂的化学药剂,所以经过高温回流焊接烧结之后,助焊剂会浮现于金属锡层之上,需要用化学药剂进行清洗净化来降低腐蚀性,所以在制作工艺的环境中需要考虑清洗后化学药剂的排放问题。
[0016]而传统工艺或技术存在缺陷如下：
[0017]1、传统的导电性质的环氧树脂热导性约在3瓦左右,适用于3瓦以下功率的芯片,而对于更高功率的半导体功率芯片则显不足。
[0018]2、传统导电性质的环氧树脂,因粘结物质是环氧树脂为主体,而环氧树脂的特性缺陷就是温度越高时间越长,影响产品结构的信赖性就越差,尤其是高于3瓦的半导体功率芯片影响更大。
[0019]3、传统金属锡丝采用点涂/写画方式(图2为金属引线框的基岛101上点涂锡材粘结物质示意图、图3为装片时半导体功率芯片3将点涂锡材粘结物质被压薄示意图、图7为基岛101写画锡材粘结物质模式示意图；图8为装片时写画锡材粘结物质被压薄示意图)所示,当在制作的过程中需要使用高温约350摄氏度左右、在芯片安装的过程更是高达380摄氏度
左右,除了消耗比较长时间的制作成本外,还需要消耗更多的电力成本。
[0020]4、传统金属锡丝采用点涂/写画方式,当在制作的过程中常会有断线分离的现象(如图9为基岛101上写画锡材粘结物质的断缺线示意图),一不小心就会造成半导体功率芯片3安装后金属锡量不足或是内部空洞(如图10为装片后断缺线锡材粘结物质形成内部空洞示意图)质量管控与可靠性安全的不定性隐患。
[0021]5、传统金属锡丝采用点涂或是写画方式,会因为点涂或写画的时间与温度的高低,直接影响了导电性质的金属锡材粘结物质与半导体功率芯片3尺寸大小在导电金属材锡量的匹配,也因锡量过多造成污染或是锡量不足造成半导体功率芯片3覆盖率不足(图4为点涂锡材粘结物质被压薄过程中锡材粘结物质从基岛溢出示意图；图5为点涂锡材粘结物质被压薄后半导体功率芯片3拐角处无锡材粘结物质示意图；图6所示为半导体功率芯片3下方全部有锡材粘结物质),从而增加了热导的困难以及可靠性安全的隐患。
[0022]6、传统金属锡丝采用写画的方式在金属引线框中的基岛101上进行写画的过程是相当耗时,累积写画的次数越多及半导体功率芯片3越大,则写画所累积消耗的时间则越多,无形中增加了不少的生产时间成本。
[0023]7、传统金属锡膏粘结物质内含有轻腐蚀性清洁用途的助焊剂,其目的是要透过轻腐蚀的特性在制作过程中,将被焊接物体表层的氧化层清除干净,经过金属锡膏粘结物质印刷后进行高温回流焊接烧结,其金属锡膏粘结物质即形成金属间键合的凝固状态,当导电性质的金属锡膏粘结物质经过高温回流焊接烧结后,含在金属锡膏粘结物质内的助焊剂会浮现于金属凝固态锡材的表面,也因含有轻腐蚀性质的助焊剂恐有腐蚀焊接点的隐患,所以需要再实施化学药剂的清洗,而此化学药剂经过清洗之后又会有废水排放的环保隐患。
[0024]8、传统金属锡膏粘结物质内含有轻腐蚀的助焊剂,经过半导体功率芯片的安装后即进入高温回流焊接,也因为传统金属锡膏粘结物质内含有轻腐蚀的助焊剂(尤其是水性的助焊剂),当进行高温回流焊接时金属锡膏粘结物质很容易发生金属锡材的锡爆现象,导致锡爆产生锡珠飞溅所示,因为锡珠的飞溅很容易造成污染或是短路到不该有锡材停留的地方,从而影响了生产质量的安全、降低生产的效率、增加返工机率亦增加了产品可靠性的隐患。
[0025]9、在金属锡涂抹不均时，半导体功率芯片3贴装无法使得锡完全平摊，这就会导致半导体功率芯片3倾斜(图11、半导体功率芯片3安装倾斜示意图)所示，影响键合、导热等。

技术实现思路

[0026]本专利技术的目的在于提供一种半导体功率芯片安装工艺方法，利用薄膜带状导电性质的金属锡膜带取代传统导电性质的导电环氧树脂、导电金属锡丝状或导电金属锡膏粘结物质状等的粘结物质,将金属引线框中的基岛与半导体功率芯片之间进行粘结达成金属键合的目的。
[0027]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种半导体功率芯片安装工艺方法，包括以下步骤：步骤S1，金属引线框输入：将包含基岛的金属引线框导入锡丝装片机；步骤S2，导电金属锡膜带送带：导电金属锡膜带送带：将薄膜带状的导电金属锡膜带卷曲成圈且装于导电金属锡膜带装片机上，并将导电金属锡膜带伸出的一段输送至与基岛待
贴装部位对应；步骤S3，导电金属锡膜带贴装：将导电金属锡膜带对应基岛待贴装部位的部分压合在基岛待贴装部位上，并同步全切断或半切断导电金属锡膜带对应基岛待贴装部位的部分；步骤S4，半导体功率芯片贴装：将半导体功率芯片贴装于金属引线框表面的导电金属锡膜带上，并使得贴装半导体功率芯片与导电金属锡膜带融合及冷却凝结；步骤S5，金属引线框输出：通过导电金属锡膜带装片机将已完成贴装半导体功率芯片的金属引线框输送到金属引线框存储运输盒内存放。
[0028]进一步的，重复步骤S1
‑
S5，将多个已完成贴装半导体功率芯片的金属引线框输送到金属引线框存储运输盒内存放。
[0029]进一步的，还包括步骤S6，传统后续工序：即对存放存储运输盒内各个已完成贴装半导体功率芯片的金属引线框进行热固型塑料封装、激光打印、锡层电镀、切单、电性测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体功率芯片安装工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1，金属引线框输入：将包含基岛的金属引线框导入锡丝装片机；步骤S2，导电金属锡膜带送带：将薄膜带状的导电金属锡膜带卷曲成圈且装于导电金属锡膜带装片机上，并将导电金属锡膜带伸出的一段输送至与基岛待贴装部位对应；步骤S3，导电金属锡膜带贴装：将导电金属锡膜带对应基岛待贴装部位的部分压合在基岛待贴装部位上，并同步全切断或半切断导电金属锡膜带对应基岛待贴装部位的部分；步骤S4，半导体功率芯片贴装：将半导体功率芯片贴装于金属引线框表面的导电金属锡膜带上，并使得贴装半导体功率芯片与导电金属锡膜带融合及冷却凝结；步骤S5，金属引线框输出：通过导电金属锡膜带装片机将已完成贴装半导体功率芯片的金属引线框输送到金属引线框存储运输盒内存放。2.根据权利要求1所述的一种半导体功率芯片安装工艺方法，其特征在于：重复步骤S1
‑
S5，将多个已完成贴装半导体功率芯片的金属引线框输送到金属引线框存储运输盒内存放。3.根据权利要求1所述的一种半导体功率芯片安装工艺方法，其特征在于：还包括步骤S6，传统后续工序：即对存放存储运输盒内各个已完成贴装半导体功率芯片的金属引线框进...

【专利技术属性】
技术研发人员：李尚哲，李明芬，梁志忠，陈育峰，
申请(专利权)人：合肥大网格技术合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：