具有改进夹具的半导体键合设备及其封装方法技术

本发明专利技术提供一种具有改进夹具的半导体键合设备及其封装方法，其中该夹具包括基座以及安装于基座上的压爪，其中所述压爪包括将压爪固定于基座上的固定部、若干金属杆以及将若干金属杆一一相连的若干铰链，所述若干金属杆中其中一个固持于所述固定部上，调节所述铰链可调节压爪的位置及高度。本发明专利技术的压爪结构较小，可以减少键合排线的困扰。同时，使用可调节高度、方向的设计，可以延长一套压爪的使用寿命，降低成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种，其中该夹具包括基座以及安装于基座上的压爪，其中所述压爪包括将压爪固定于基座上的固定部、若干金属杆以及将若干金属杆一一相连的若干铰链，所述若干金属杆中其中一个固持于所述固定部上，调节所述铰链可调节压爪的位置及高度。本专利技术的压爪结构较小，可以减少键合排线的困扰。同时，使用可调节高度、方向的设计，可以延长一套压爪的使用寿命，降低成本。【专利说明】【
】本专利技术是关于半导体封装领域，特别是关于功率模块的封装夹具的改进及其方法。【
技术介绍
】半导体分立器件中的智能功率模块(Intelligent Power Module，简称IPM模块)，不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起。而且还内藏有过电压，过电流和过热等故障检测电路，并可将检测信号送到CPU。它由高速低功耗的管芯和优化的门极驱动电路以及快速保护电路构成。即使发生负载事故或使用不当，也可以保证IPM自身不受损坏。IPM以其高可靠性，使用方便赢得越来越大的市场，尤其适合于驱动电机的变频器和各种逆变电源，是变频调速，冶金机械，电力牵引，伺服驱动，变频家电的一种非常理想的电力电子器件。IPM模块的封装工艺一般是通过芯片键合工艺将多个不同的芯片模块键合在框架上，并分别通过金线和铝线键合连接实现产品电路功能，最后通过塑封和切筋以及管脚成形完成广品。其中在将多个不同的芯片模块键合在框架上时，是通过一种夹具夹住芯片及框架，通过加热的方式将芯片键合到框架上。中国专利申请第201020598831.0号即揭示了这样一种夹具，如图1所示，早期的夹具通常只包括压块100和加热块200两部分，仅靠压块100和加热块200的夹合作用无法使框架载片台300紧贴于加热块200上，如图2所示，中国专利申请第201020598831.0号提出一种具有弹性压爪400的夹具，通过增加活动的压爪400，使框架载片台300压紧在加热块200表面。IPM模块在芯片模块键合在框架上之后还需要通过引线键合实现产品的电路功能，然而现有的这种夹具，压爪的体积较大，占用键合区域多，给键合引线早成较多困扰，同一线径，由于夹具的空间限制，无法`在一个焊头工位上完成键合。现有的产品需要用两个焊头完成所有引线的键合。另外，现有的这种压爪虽然可以上下调节高度，但压爪不能左右调节，而且压爪磨损之后必须整体更换,成本较高。因此，有必要对现有的IPM模块封装的夹具进行改进，以克服现有技术的前述缺陷。【
技术实现思路
】本专利技术的目的在于提供一种半导体封装夹具。本专利技术的另一目的在于提供一种具有改进半导体封装夹具的半导体封装键合设备。`本专利技术的再一目的在于提供一种采用改进的半导体封装夹具的半导体封装方法。为达成前述目的，本专利技术一种半导体封装夹具，其包括基座以及固定于基座上的压爪，其中所述压爪包括将压爪固定于基座上的固定部、若干金属杆以及将若干金属杆一一相连的若干铰链，所述若干金属杆中其中一个固持于所述固定部上，调节所述铰链可调节压爪的位置及高度。根据本专利技术的一个实施例，所述金属杆比所述铰链多一个。根据本专利技术的一个实施例，所述铰链为球形，其包括上段的半球形金属杆安装部、中段的圆饼形连接部以及下段的半球形金属杆安装部。根据本专利技术的一个实施例，所述上、下段的半球形金属杆安装部内均设有自球形顶部贯穿整个半球形金属杆安装部的收容孔。根据本专利技术的一个实施例，所述圆饼形连接部设有贯穿整个圆饼形连接部并分别向上、下延伸的轴，所述轴的上下两端分别收容于所述上、下段的半球形金属杆安装部的收容孔内，所述上、下段的半球形金属杆安装部均可以圆饼形连接部的轴进行顺时针或逆时针旋转。根据本专利技术的一个实施例，所述轴的两端分别设有一固持设备，当调节好上、下段的半球形金属杆安装部与圆饼形连接部的位置关系时，可通过固持设备将上、下段的半球形金属杆安装部与圆饼形连接部固定在一起。根据本专利技术的一个实施例，所述半球形金属杆安装部上设有一个垂直于所述收容孔的卡持槽，所述金属杆卡持于所述卡持槽内而固定于所述半球形金属杆安装部上。根据本专利技术的一个实施例，所述卡持槽的截面为圆形、方形或三角形，所述金属杆的截面对应的也为圆形、方形或三角形。为达成前述另一目的，本专利技术一种半导体芯片键合设备，其包括前述半导体封装夹具及底座，所述夹具位于底座的上方，所述底座包括基底和底板；封装键合时，将芯片模块安置于底座的底板上，所述压爪抵压在芯片模块的上表面将芯片模块固定于所述底上。为达成前述再一目的，本专利技术一种半导体封装方法，其包括:通过芯片键合工艺将多个不同的芯片模块键合在框架上，通过键合设备将芯片模块键合在框架上，所述键合设备包括前述半导体封装夹具及底座，所述夹具位于底座的上方，所述底座包括基底和底板，封装键合时，将芯片模块安置于所述底座的底板上，所述压爪压住芯片模块的上表面将芯片模块固定于所述底座上；通过金线或铝线键合将芯片模块中的电路连接点相互进行连接，实现产品的电路功能；通过塑封和切筋以及管脚成形完成产品。与现有技术相比，由于本专利技术的压爪是由铰链连接的金属杆组成，其面积较小，可以减少键合引线的困扰。同时，使用可调节高度、方向的设计，当各压爪长时间使用出现高度不一致时，可以通过调节出现问题的的压爪的高度来调整整个压爪的共面度，可以延长一套压爪的使用寿命， 而当压爪出现磨损时，只需要更换磨损的金属杆即可，能够有效降低成本。【【专利附图】【附图说明】】图1是现有的夹具的结构示意图。图2是现有的另一种夹具的结构示意图。图3是本专利技术的半导体芯片封装工艺的流程图。图4是本专利技术的半导体芯片封装设备的结构示意图。图5是本专利技术的半导体芯片封装设备的夹具的结构示意图图6a是本专利技术的半导体芯片封装设备的夹具的铰链的结构示意图。图6b是本专利技术的半导体芯片封装设备的夹具的铰链的上半部插置一个金属杆并旋转之后的部分分解结构示意图。图7a是本专利技术的夹具的铰链的金属杆安装部的主视图。图7b是本专利技术的夹具的铰链的金属杆安装部以及一个金属杆的俯视图。图8a是本专利技术的夹具的铰链的圆饼形连接部的主视图。图Sb是本专利技术的夹具的铰链的圆饼形连接部的俯视图。图9a和图9b是本专利技术的夹具的金属杆安装部可以旋转的示意图。【【具体实施方式】】此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。半导体芯片的封装方式，根据其芯片的结构及要求不同，可以有各种各样的封装方式。其中有一种芯片，内部会集`成许多逻辑、控制、检测和保护电路等等单独的功能电路，这些单独的功能电路本身构成一块块小的芯片，将这些小的芯片集成封装起来会构成一个能够实现更高级功能的芯片。例如半导体分立器件中的智能功率模块(Intelligent PowerModule，简称IPM模块)，不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起。而且还内藏有过电压，过电流和过热等故障检测电路等。这类芯片的封装工艺一般是通过芯片键合工艺将多个不同的芯片模块(即前述)键合在框架上，并分别通过金线和铝线键合连接实现产品电路功能，最后通过塑封和切筋以及管脚成形完成产品。以下仅以IPM芯片为例对这种芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体封装夹具，其特征在于：所述夹具包括基座以及固定于基座上的压爪，所述压爪包括将压爪固定于基座上的固定部、若干金属杆以及将若干金属杆一一相连的若干铰链，所述若干金属杆中其中一个固持于所述固定部上，调节所述铰链可调节压爪的位置及高度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊，刘晓明，龚平，魏元华，杨文波，高晓宇，
申请(专利权)人：无锡华润安盛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32