CN221185281U - 焊接夹具 - Google Patents

Abstract

一种焊接夹具，被配置为装配功率模块。功率模块包括散热件、第一焊料层和封装基板，第一焊料层和封装基板依次层叠在散热件上，第一焊料层的边缘与封装基板的边缘对齐，焊接夹具包括底座和两个第一限位件，底座被配置为放置散热件，两个第一限位件可拆卸地安装于底座并被配置为与散热件背离底座地一侧抵接，两个第一限位件还被配置为环绕封装基板和第一焊料层的周缘间隔设置并限位封装基板和第一焊料层。

Description

焊接夹具

技术领域

本申请涉及半导体功率器件封装设备技术领域，尤其涉及一种功率模块封装用的焊接夹具。

背景技术

功率模块封装是采用真空焊接技术将芯片与封装基板、封装基板与散热基板通过焊料焊接在一起。在焊接时，需采用焊接夹具对芯片和封装基板等进行定位、限位。然而，采用现有焊接夹具进行焊接时，焊锡层易出现锡球、空洞等现象，影响焊料焊接产品的稳定性。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种焊接夹具，使用这种焊接夹具对降低产生锡球、空洞的现象起到积极效果。

本申请一实施方式提供一种焊接夹具，被配置为装配功率模块。功率模块包括散热件、第一焊料层和封装基板，第一焊料层和封装基板依次层叠在散热件上，第一焊料层的边缘与封装基板的边缘对齐，焊接夹具包括底座和两个第一限位件，底座被配置为放置散热件，两个第一限位件可拆卸地安装于底座并被配置为与散热件背离底座地一侧抵接，两个第一限位件还被配置为环绕封装基板和第一焊料层的周缘间隔设置并限位封装基板和第一焊料层。

在一些实施方式中，第一限位件包括主体部和多个抵接部，主体部被配置为环绕封装基板和第一焊料层的周缘设置，多个抵接部凸设于主体部，并被配置为与封装基板和第一焊料层的周缘抵接。

在一些实施方式中，抵接部呈梯形。

在一些实施方式中，抵接部包括相对的第一表面和第二表面，第一表面被配置为与封装基板和第一焊料层接触，第二表面与主体部接触，第一表面的面积小于第二表面的面积。

在一些实施方式中，功率模块还包括层叠设置在封装基板上的第二焊料层和芯片，第二焊料层的边缘和芯片的边缘对齐，焊接夹具还包括第二限位件，第二限位件可拆卸地安装于两个第一限位件并设有限位槽，限位槽被配置为限位第二焊料层和芯片。

在一些实施方式中，限位槽的边缘设有多个凸起，多个凸起被配置为与第二焊料层和芯片的周缘抵接。

在一些实施方式中，第二限位件被配置为抵接于两个第一限位件之间。

在一些实施方式中，底座设有连接柱，散热件设有第一定位孔，第一限位件设有第二定位孔，连接柱被配置为插设于第一定位孔和第二定位孔中。

在一些实施方式中，连接柱为定位销。

在一些实施方式中，底座为金属。

本申请实施方式提供的焊接夹具，通过两个第一限位件环绕封装基板和第一焊料层的周缘间隔设置并限位封装基板和第一焊料层，使其与第一限位件不接触的部分第一焊料层与焊接工序中的辅助气体能够充分接触，即该部分第一焊料层表面的氧化物能够被辅助气体完全去除，进而使第一焊料层得到充分润湿，从而减小第一焊料层产生锡球、空洞的概率。

附图说明

图1为本申请一实施方式提供的焊接夹具的俯视图。

图2为图1所示焊接夹具去除部分第一限位件和部分第二限位件后的立体示意图。

主要元件符号说明

散热件 110

第一焊料层 120

封装基板 130

第二焊料层 140

芯片 150

底座 210

第一限位件 220

第二限位件 230

连接柱 211

主体部 221

抵接部 222

第一表面 22a

限位槽 231

凸起 232

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请实施方式。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请实施方式的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请实施方式。

需要说明，本申请实施方式中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本申请中如涉及“第一”“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

这里参考剖面图描述本申请的实施方式，这些剖面图是本申请理想化的实施方式(和中间构造)的示意图。因而，由于制造工艺和/或公差而导致的图示的形状不同是可以预见的。因此，本申请的实施方式不应解释为限于这里图示的区域的特定形状，而应包括例如由于制造而产生的形状的偏差。图中所示的区域本身仅是示意性的，它们的形状并非用于图示装置的实际形状，并且并非用于限制本申请的范围。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

本申请一实施方式提供一种焊接夹具，被配置为装配功率模块。请参阅图1和图2，功率模块包括散热件110、第一焊料层120、封装基板130、第二焊料层140和芯片150。第一焊料层120设置在散热件110的表面，封装基板130设置在第一焊料层120背离散热件110的表面并通过第一焊料层120与散热件110连接。第二焊料层140设置在封装基板130背离第一焊料层120的表面，芯片150设置在第二焊料层140背离封装基板130的表面并通过第二焊料层140与散热件110连接。焊接夹具包括底座210、两个第一限位件220和第二限位件230。底座210被配置为放置散热件110。两个第一限位件220可拆卸安装于底座210的同一侧并被配置为与散热件110背离底座210的一侧抵接，同时两个第一限位件220被配置为环绕封装基板130和第一焊料层120的周缘间隔设置并限位封装基板130和第一焊料层。第二限位件230被配置为可拆卸地安装于两个第一限位件220上，并对第二焊料层140和芯片150进行限位。

本实施方式中，散热件110为具有良好导热性能的金属板，如铜板、铝板等。散热件110具有焊接位。焊接位供封装基板130通过第一焊料层120与散热件110连接，以便于散热件110与封装基板130连接。封装基板130具有三层结构，第一层是刻画电路结构的金属层，第三层是通过焊料与散热件110进行连接的金属层，第二层是隔离第一层和第三层用的绝缘层，这样的封装基板130工艺简单，而且牢固可靠，金属层优选导热系数较高的铜。第一焊料层120可以为焊锡片，第一焊料层120的边缘与封装基板130的边缘对齐。芯片150可以是硅芯片、碳化硅芯片或者氮化镓芯片中的一种或多种。第二焊料层140可以为焊锡片，第二焊料层140的边缘与芯片150的边缘对齐。

底座210用于支撑散热件110，并用于安装第一限位件220。本实施方式中，底座210为具有良好导热性能的金属，如铜、铝，有利于焊接夹具被快速加热，使得焊料快速融化进行焊接。底座210为板状，有利于增大底座210与散热件110之间的接触面积。底座210设有连接柱211，用于连接散热件110和第一限位件220。本实施方式中，连接柱211为定位销。散热件110设有第一定位孔(图未示)，第一定位孔与连接柱211定位配合，连接柱211被配置为插设于第一定位孔中。

两个第一限位件220环绕封装基板130和第一焊料层120的周缘间隔设置，使其与第一限位件220不接触的部分第一焊料层与焊接工序中的辅助气体能够充分接触，即该部分第一焊料层表面的氧化物能够被辅助气体完全去除，进而使第一焊料层120得到充分润湿，从而减小第一焊料层120产生锡球、空洞的概率。

第一限位件220包括主体部221和抵接部222。主体部221被配置为与散热件110背离底座210的一侧抵接，同时环绕封装基板130和第一焊料层120的部分周缘设置。主体部221设有第二定位孔(图未示)，第二定位孔与连接柱211定位配合，连接柱211被配置为插设于第二定位孔中。抵接部222凸设于主体部221，并被配置为与封装基板130和第一焊料层120的周缘抵接，以限位封装基板130。抵接部222的数量为至少两个，两个抵接部222被配置为与第一焊料层120相对的两侧抵接。本实施方式中，抵接部222的数量为四个，四个抵接部222被配置为与第一焊料层120相邻的三侧抵接。主体部221被配置为与封装基板130和第一焊料层120之间具有间隙。第一限位件220通过抵接部222与第一焊料层120抵接，减小第一限位件220与第一焊料层120之间的接触面积，增多能够与辅助气体充分接触的第一焊料层的部分，进一步减小第一焊料层120产生锡球、空洞的概率。

本实施方式中，抵接部222呈梯形。抵接部222包括相对的第一表面22a和第二表面，第一表面22a被配置为与第一焊料层120和封装基板130接触，第二表面与主体部221接触的第二表面，第一表面22a的面积小于第二表面的面积，有利于保证封装基板130和第一焊料层120被第一限位件220抵持的稳定性的同时减小第一限位件220与封装基板130和第一焊料层120的接触面积。抵接部222还可以呈矩形、棱形、三角形等。

第二限位件230大致为板状。第二限位件230被配置为其周缘与抵接部222的第一表面22a相抵接，以将第二限位件230抵接于两个第一限位件220之间。可以理解，第二限位件230的边缘和封装基板130的边缘对齐。第二限位件230具有贯通第二限位件230的限位槽231，限位槽231被配置为容纳第二焊料层140和芯片150，以限位第二焊料层140和芯片150。限位槽231的边缘凸设有朝向限位槽231的中心凸出的多个凸起232，多个凸起232环绕限位槽231的周缘间隔设置，并被配置为与第二焊料层140和芯片150的周缘抵接，以限位芯片150。凸起232可以呈梯形、矩形、棱形、三角形等。限位槽231的边缘与第二焊料层140和芯片150之间具有间隙。第二限位件230通过设置于限位槽231边缘的多个凸起232抵接第二焊料层140和芯片150，减小第二限位件230与第二焊料层140之间的接触面积，增多能够与辅助气体充分接触的第二焊料层的部分，减小第二焊料层140产生锡球、空洞的概率。

以上说明是本申请一些具体实施方式，但在实际的应用过程中不能仅仅局限于这些实施方式。对本领域的普通技术人员来说，根据本申请的技术构思做出的其他变形和改变，都应该属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种焊接夹具，被配置为装配功率模块，其特征在于，所述功率模块包括散热件、第一焊料层和封装基板，所述第一焊料层和所述封装基板依次层叠在所述散热件上，所述第一焊料层的边缘与所述封装基板的边缘对齐，所述焊接夹具包括底座和两个第一限位件，所述底座被配置为放置所述散热件，所述两个第一限位件可拆卸地安装于所述底座并被配置为与所述散热件背离所述底座地一侧抵接，所述两个第一限位件还被配置为环绕所述封装基板和所述第一焊料层的周缘间隔设置并限位所述封装基板和所述第一焊料层。

2.如权利要求1所述的焊接夹具，其特征在于，所述第一限位件包括主体部和多个抵接部，所述主体部被配置为环绕所述封装基板和所述第一焊料层的周缘设置，所述多个抵接部凸设于所述主体部，并被配置为与所述封装基板和所述第一焊料层的周缘抵接。

3.如权利要求2所述的焊接夹具，其特征在于，所述抵接部呈梯形。

4.如权利要求3所述的焊接夹具，其特征在于，所述抵接部包括相对的第一表面和第二表面，所述第一表面被配置为与所述封装基板和所述第一焊料层接触，所述第二表面与所述主体部接触，所述第一表面的面积小于所述第二表面的面积。

5.如权利要求1所述的焊接夹具，其特征在于，所述功率模块还包括层叠设置在所述封装基板上的第二焊料层和芯片，所述第二焊料层的边缘和所述芯片的边缘对齐，所述焊接夹具还包括第二限位件，所述第二限位件可拆卸地安装于所述两个第一限位件并设有限位槽，所述限位槽被配置为限位所述第二焊料层和所述芯片。

6.如权利要求5所述的焊接夹具，其特征在于，所述限位槽的边缘设有多个凸起，所述多个凸起被配置为与所述第二焊料层和所述芯片的周缘抵接。

7.如权利要求5所述的焊接夹具，其特征在于，所述第二限位件被配置为抵接于所述两个第一限位件之间。

8.如权利要求1所述的焊接夹具，其特征在于，所述底座设有连接柱，所述散热件设有第一定位孔，所述第一限位件设有第二定位孔，所述连接柱被配置为插设于所述第一定位孔和所述第二定位孔中。

9.如权利要求8所述的焊接夹具，其特征在于，所述连接柱为定位销。

10.如权利要求1所述的焊接夹具，其特征在于，所述底座为金属。