柔性夹具制造技术

本公开涉及柔性夹具。一种夹具预成型件包括管芯接触部分和校准器结构。中间部分将管芯接触部分连接到校准器结构中的引线接触部分。管芯接触部分被配置为接触半导体管芯。校准器结构被配置为将引线接触部分附接到引线柱。管芯接触部分、中间部分和校准器结构形成用于将半导体管芯连接到引线柱的主夹具的结构。通过去除夹具预成型件的管芯接触部分和中间部分的一部分以形成用于将半导体管芯连接到引线柱的辅助夹具，可分割夹具预成型件。夹具预成型件的校准器结构、管芯接触部分的其余部分和中间部分的其余部分形成辅助夹具的结构。中间部分的其余部分形成辅助夹具的结构。中间部分的其余部分形成辅助夹具的结构。

【技术实现步骤摘要】
柔性夹具
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2022年4月12日提交的美国专利申请No.17/658,885的优先权和权益，该美国专利申请的全部内容以引用方式并入本文中。


[0003]本公开涉及封装或诸如功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件之类的半导体器件。

技术介绍

[0004]常常使用夹具接合技术来组装高功率半导体模块和封装，以满足多种终端产品不断增加的功率水平和功率密度要求。夹具接合技术可以用实心金属桥(夹具)代替半导体管芯(die)与外部引线之间的标准丝线接合连接。例如，附接到管芯表面的实心金属(例如，铜)夹具可以代替管芯表面与外部引线之间的多条接合丝线。夹具连接提供了几个益处，包括与金属丝线相比，降低了产品的整体封装电阻。例如，夹具接合可以使得能够有独特的封装电阻、更好的热传递和超快的开关性能。

技术实现思路

[0005]一种夹具预成型件包括：管芯接触部分，所述管芯接触部分具有平面表面；校准器结构，所述校准器结构包括具有平面表面的引线接触部分；以及中间部分，所述中间部分将所述管芯接触部分连接到所述校准器结构中的所述引线接触部分。管芯接触部分设置在夹具预成型件的第一远端处，并且校准器结构设置在夹具预成型件的相对第二远端处。管芯接触部分的平面表面被配置为接触半导体管芯的表面。校准器结构被配置为将引线接触部分附接到引线柱。夹具预成型件的管芯接触部分、中间部分和校准器结构形成用于将半导体管芯连接到引线柱的主夹具的结构。通过去除夹具预成型件的管芯接触部分的一部分和中间部分的一部分夹具预成型件可分割以形成用于将半导体管芯连接到引线柱的辅助夹具。夹具预成型件的校准器结构、管芯接触部分的其余部分和中间部分的其余部分形成辅助夹具的结构。
[0006]一种主夹具包括：校准器结构，所述校准器结构被配置为将引线接触部分附接到引线柱；管芯接触部分，所述管芯接触部分被配置为接触半导体管芯的表面；以及中间部分，所述中间部分将所述管芯接触部分连接到所述校准器结构中的所述引线接触部分。管芯接触部分具有从引线接触部分的表面下降的表面和第一横向宽度。主夹具至少包括通过去除管芯接触部分的一部分而形成的辅助夹具，留在辅助夹具中的管芯接触部分具有比第一横向宽度小的第二横向宽度。
[0007]一种夹具框包括：一对间隔开的带孔延伸条带；以及夹具，所述夹具通过系杆被保持在所述一对间隔开的带孔延伸条带之间。该夹具包括：校准器结构，所述校准器结构被配置为将引线接触部分附接到引线柱；管芯接触部分，所述管芯接触部分被配置为接触半导
体管芯的表面；以及中间部分，所述中间部分将所述管芯接触部分连接到所述校准器结构中的所述引线接触部分。管芯接触部分包括从引线接触部分的表面下降的表面，并且具有第一横向宽度。夹具至少包括通过去除管芯接触部分的一部分而形成的辅助夹具。留在辅助夹具中的其余管芯接触部分具有比第一横向宽度小的第二横向宽度。
[0008]一种方法包括：接收半导体管芯；接收包括引线柱的引线框；以及接收通过附接到主夹具的系杆保持所述主夹具的夹具框。
[0009]主夹具包括被配置为将主夹具附接到引线柱的校准器结构以及耦接到夹具校准器结构的具有第一宽度的平坦管芯接触部分。主夹具至少可分割成辅助夹具。辅助夹具包括平坦管芯接触部分的具有第二宽度的一部分。
[0010]该方法包括确定半导体管芯上的接触衬垫(pad)的宽度。该方法还包括当接触衬垫的宽度与主夹具的平坦管芯接触部分的第一宽度相匹配时，从夹具框中提取主夹具并且将主夹具附接到半导体管芯上的接触衬垫。该方法还包括当接触衬垫的宽度与平坦管芯接触部分的在辅助夹具中的部分的第二宽度相匹配时，从夹具框中提取辅助夹具并且将辅助夹具附接到半导体管芯上的接触衬垫。
[0011]在附图和以下描述中阐述了一个或更多个实现方式的细节。根据说明书和附图以及权利要求书，将清楚其他特征。
附图说明
[0012]图1A和图1B分别图示了示例夹具预成型件的立体图和底视图。
[0013]图2A、图2B和图2C图示了可以从夹具预成型件中提取或切单出的不同的主夹具和辅助夹具的立体图。
[0014]图3图示了包括夹具预成型件的阵列的示例夹具框。
[0015]图4图示了用于封装半导体器件管芯的示例方法。
[0016]图5A至图5C图示了使用不同尺寸的夹具连接到半导体器件封装中的半导体管芯。
[0017]在各个图中，类似的参考符号或数字始终表示类似的元件。
具体实施方式
[0018]电动车辆(EV)/混合动力车辆(HEV)汽车产品应用(例如，用于动力传动系逆变器、DC
‑
DC转换器、车载充电器(OBC)等)现在除了基于硅(Si)的器件之外还可以包括基于碳化硅(SiC)的器件。SiC器件常常与例如基于Si的器件相比具有不同尺寸(例如，源衬垫尺寸)。
[0019]用于各种产品应用的半导体器件可以被封装为行业标准封装类型。在公共制造设施中以行业标准封装类型封装不同尺寸的器件或半导体管芯可以是有问题的。封装组装线可能必须配备有例如用于不同尺寸的连接夹具的多条供应线，并且配备有用于将不同尺寸的连接夹具连接到不同产品中的接触衬垫(例如，源衬垫)的多个工具组(例如，夹具
‑
接合器)。每个产品可能需要不同的夹具设计，并且与带丝线产品的封装相比，可能需要更高的模具投资。
[0020]按照本公开的原理，夹具预成型件可以供应用于与不同半导体管芯产品中的不同尺寸的接触衬垫(例如，源衬垫)进行夹具连接的不同尺寸的夹具。夹具预成型件可被分割成不同形状和尺寸的夹具。夹具预成型件可以按需要被分割(例如，切单)，以局部地(例如，
在封装装配线中的夹具接合工位处)获得不同尺寸的夹具，例如，以匹配不同半导体管芯产品中的不同尺寸的接触衬垫(例如，源衬垫)。
[0021]例如，可以通过冲压和切割金属片(例如，铜片、铝片等)来制造夹具预成型件。在示例实现方式中，夹具预成型件可被分割成用于与半导体管芯进行不同尺寸接触的不同主夹具和辅助夹具。夹具预成型件可以按需要被分割成主夹具或辅助夹具，以匹配不同半导体管芯中的不同尺寸的接触衬垫(例如，源衬垫)。
[0022]图1A和图1B分别示出了按照本公开的原理的可分割成用于不同尺寸接触的不同夹具的示例夹具预成型件100的立体图和底部平面图。
[0023]如图1A和图1B中所示，夹具预成型件100包括设置在夹具预成型件的第一远侧边缘A处的管芯接触部分11以及设置在夹具预成型件的相对第二远侧边缘B处的校准器结构19。
[0024]管芯接触部分11可以是例如在x
‑
y平面中延伸的平坦金属片(例如，具有主平面表面11S)。管芯接触部分11可以例如具有横向宽度W1(例如，在y方向上)。管芯接触部分11可以被配置为电和机械地接触半导体管芯的表面(例如，源衬垫)。
[0025]设置在夹具预成型件的相对第二远侧边缘B处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种夹具预成型件，包括：管芯接触部分，所述管芯接触部分具有被配置为接触半导体管芯的表面的平面表面，所述管芯接触部分设置在所述夹具预成型件的第一远端处；校准器结构，所述校准器结构包括具有平面表面的引线接触部分，所述校准器结构被配置为将所述引线接触部分附接到引线柱，所述校准器结构设置在所述夹具预成型件的相对第二远端处；以及中间部分，所述中间部分将所述管芯接触部分连接到所述校准器结构中的所述引线接触部分，所述夹具预成型件的所述管芯接触部分、所述中间部分和所述校准器结构形成用于将所述半导体管芯连接到所述引线柱的主夹具的结构，通过去除所述夹具预成型件的所述管芯接触部分的一部分和所述中间部分的一部分所述夹具预成型件是可分割的，以形成用于将所述半导体管芯连接到所述引线柱的辅助夹具，所述夹具预成型件的所述校准器结构、所述管芯接触部分的其余部分和所述中间部分的其余部分形成所述辅助夹具的结构。2.根据权利要求1所述的夹具预成型件，其中，所述主夹具中的所述管芯接触部分具有垂直于沿所述相对第二远端的方向从所述第一远端延伸的纵向轴的横向宽度，并且其中，所述辅助夹具中的所述管芯接触部分的其余部分具有比所述主夹具中的所述管芯接触部分的横向宽度小的横向宽度。3.根据权利要求1所述的夹具预成型件，其中，所述辅助夹具中的用于将所述引线接触部分附接到所述引线柱的所述校准器结构具有与所述主夹具中的所述校准器结构相同的结构，并且其中，所述管芯接触部分、所述中间部分和所述校准器结构包括冲压的金属片。4.根据权利要求1所述的夹具预成型件，还包括：所述主夹具上的标识将要从所述主夹具去除以形成所述辅助夹具的所述管芯接触部分的所述一部分和所述中间部分的所述一部分的切单引导件或标记，并且其中，所述切单引导件或标记至少包括沿着将要从所述主夹具去除以形成所述辅助夹具的所述管芯接触部分的所述一部分和或所述中间部分的所述一部分的边缘形成的狭缝，并且包括设置在所述引线接触部分的边缘上的引导凹口，所述引导凹口被配置为引导切割或切单工具以沿着垂直于所述边缘的线切割所述主夹具。5.根据权利要求1所述的夹具预成型件，其中，所述管芯接触部分的主平面表面从所述引线接触部分的主平面表面下降达与所述主平面表面垂直的距离，并且其中，所述校准器结构包括从所述引线接触部分的横向边缘延伸的垂直壁，所述垂直壁和所述引线接触部分形成被配置为保持所述引线柱的腔体。6.一种主夹具，包括：校准器结构，所述校准器结构被配置为将引线接触部分附接到引线柱；管芯接触部分，所述管芯接触部分被配置为接触半导体管芯的表面，所述管芯接触部分具有从所述引线接触部分的表面下降的表面，所述管芯接触部分具有第一横向宽度；以及中间部分，所述中间部分将所述管芯接触部分连接到所述校准器结构中的所述引线接触部分，
所述主夹具至少包括通过去除所述管芯接触部分的一部分而形成的辅助夹具，留在所述辅助夹具中的所述管芯接触部分具有比所述第一横向宽度小的第二横向宽度。7.根据权利要求6所述的主夹具，其中，所述辅助夹具可沿着从所述管芯接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：