【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功率半导体，特别涉及一种功率模块的有压焊接工装及其焊接工艺。
技术介绍
1、随着第三代半导体技术的不断发展，对高功率igbt模块的封装材料需求也在增加，氮化铝和氮化硅陶瓷结合无氧铜片的amb工艺技术，已经逐步成为主流，这种技术不仅增加了热导率和层间的粘合力，还提高了产品的整体可靠性，因此，这种陶瓷基板在高功率及大电流的应用场景中显示出显著的优势，已逐渐成为中高端igbt模块的散热电路板的优先选择。
2、amb陶瓷覆铜衬板的特性，在传统封装技术中引发了稳定性的重大挑战，在常规dcb焊接工艺中，使用amb陶瓷覆铜衬板焊接，amb陶瓷覆铜衬板的材料特性导致焊接分层，空洞良率显著降低，焊接面焊料分布不均匀，还导致了amb陶瓷覆铜衬板电路面高度不一致的缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种功率模块的有压焊接工装及其焊接工艺，以提高amb材料的产品良率稳定性，amb陶瓷覆铜衬板与散热铜基板焊接面的焊料分配均匀性。
2、本专利技术采用的技术方案是：
3、一种功率模块的有压焊接工装，其中，功率模块包括amb陶瓷覆铜衬板、焊片和散热铜基板，所述功率模块的有压焊接工装包括：
4、压板治具，所述压板治具包括第一治具本体，所述第一治具本体四周设置定位孔，所述第一治具本体一侧面设置第一安装腔；
5、焊接治具，所述焊接治具设置于所述第一安装腔内，所述焊接治具包括第二治具本体，所述第二治具本体背
6、所述amb陶瓷覆铜衬板设置于所述第二安装腔内，所述amb陶瓷覆铜衬板靠近第二安装腔的一侧设置有电路图形；
7、所述焊片设置于所述第二安装腔内并与所述amb陶瓷覆铜衬板层叠设置；
8、所述散热铜基板层叠设置于所述焊片背离amb陶瓷覆铜衬板的一侧，所述散热铜基板背离焊片的一侧面设置弧度；
9、导热治具，所述导热治具包括铜底板，所述铜底板对应各所述定位孔的位置设置定位锁扣件，所述定位锁扣件和与其对应设置的所述定位孔插接，所述铜底板中间对应所述散热铜基板的位置设置形状配合的第三安装腔，所述第三安装腔中设置散热铜基板，散热铜基板有弧度一侧面靠近第三安装腔。
10、优选的是，所述的功率模块的有压焊接工装，其中，压板治具包括第一治具本体，第一治具本体背离第一安装腔的一侧两端均设置治具编码牌安装槽，两个治具编码牌安装槽之间的第一治具本体上设置四组匹配孔组件，所述四组匹配孔组件两两分设于第一治具本体上侧和下侧，所述上侧和下侧的两组匹配孔组件均关于第一治具本体的中轴线镜像对称，每组匹配孔组件均包括多个匹配孔，四组匹配孔组件之间的第一治具本体上设置有多个间隔布置的预留压针，预留压针两侧四周设置四角压针，所述四角压针靠近第一安装腔的一侧上套设第一压簧。
11、优选的是，所述的功率模块的有压焊接工装，其中，所述第一治具本体两侧壁设置柔性开关，所述柔性开关包括延伸段、第一连接段及第二连接段，所述第一连接段及第二连接段分设于所述延伸段的两端，所述延伸段延伸至第一治具本体背离第一安装腔的一侧外，所述第一连接段及第二连接段通过安装柱固定在第一治具本体两侧壁，第一连接段及第二连接段中间垂直于第一治具本体侧面设置连接柱，第一治具本体上对应各所述连接柱的位置设置有第一凹槽，所述连接柱伸入第一凹槽内，所述连接柱上套设弹簧，所述弹簧另一端连接第一凹槽内壁，所述第一治具本体对应延伸段的位置设置第二凹槽，所述柔性开关通过弹簧的作用左右移动。
12、优选的是，所述的功率模块的有压焊接工装，其中，所述第二治具本体靠近所述第一安装腔的一侧设置有多个间隔布置的固定柱，固定柱贯穿第二治具本体并延伸至第二治具本体背离第一安装腔的一侧外，相邻两个固定柱之间的第二治具本体底面设置导向柱，所述限位压块上对应各所述固定柱的位置均设置固定孔，所述固定孔和与其对应设置的所述固定柱插接配合，限位压块上对应各所述导向柱的位置均设置导向孔，所述导向孔和与其对应设置的所述导向柱配合；所述amb陶瓷覆铜衬板靠近第二安装腔的一侧设置有电路图形；所述第二治具本体上对应各所述四角压针的位置均设置有压针下压槽，所述四角压针和与其对应设置的所述压针下压槽配合。
13、优选的是，所述的功率模块的有压焊接工装，其中，所述第二治具本体四周还设置柔性压簧柱，所述限位压块上对应各所述柔性压簧柱的位置均设置压簧槽，所述柔性压簧柱的数量与所述压簧槽的数量一致且一一对应插接，所述柔性压簧柱和固定柱靠近限位压块的一侧均设置第二压簧。
14、优选的是，所述的功率模块的有压焊接工装，其中，所述散热铜基板上设置安装孔，所述第二治具本体靠近限位压块的一侧四周对应各所述安装孔的位置均设置定位柱，所述定位柱和与其对应设置的所述安装孔配合。
15、优选的是，所述的功率模块的有压焊接工装，其中，所述限位压块的形状为长方体框架结构，所述长方体中间沿着宽度方向设置连接件，所述连接件两侧的限位压块上设置避让斜面，所述避让斜面的斜度为20-40°，所述连接件将第二安装腔分割成两个安装腔，每个安装腔中均依次层叠设置amb陶瓷覆铜衬板和焊片，所述第二治具本体背离限位压块的一侧两端均设置治具二维码编码区域。
16、优选的是，所述的功率模块的有压焊接工装，其中，所述铜底板上对应各所述匹配孔的位置均设置防呆针，所述防呆针和与其对应设置的所述匹配孔插接配合，所述定位锁扣件侧壁设置锁定槽口；铜底板背离第三安装腔的一侧四周设置定位槽，所述散热铜基板上端中间部位向上凸起，所述第三安装腔对应散热铜基板向上凸起的位置均向上凹陷，所述散热铜基板和第三安装腔的弧度均为0.4-0.7°。
17、本专利技术还提供一种应用于功率模块的有压焊接工装的焊接工艺，包括以下步骤：
18、步骤s1.将压板治具的第一安装腔朝上放置于操作台；
19、步骤s2.将限位压块安装至第二治具本体上，然后将焊接治具设置有限位压块的一面朝上放置于压板治具的第一安装腔内，并将四角压针下压至压针下压槽内；
20、步骤s3.将amb陶瓷覆铜衬板设置有电路图形的一侧朝下设置于第二安装腔中；
21、步骤s4.将焊片放置于所述第二安装腔内并与所述amb陶瓷覆铜衬板层叠放置；
22、步骤s5. 将散热铜基板凸起面朝上层叠设置于焊片背离amb陶瓷覆铜衬板的一侧，并将安装孔和定位柱对应插接；
23、步骤s6.将导热治具的第三安装腔内放置散热铜基板向上凸起的一面，并将导热治具的防呆针插接至匹配孔中，然后将定位锁扣件向下插入定位孔内压紧，最后通过柔性开关锁住后得到组装好的焊接治具装配体；
24、步骤s7.将导热治具的定位锁扣件向下插入定位孔内压紧，并通过柔性开关锁住后得到组装好的焊接治具装配体；
25、步骤s8.产品完成焊接后，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种功率模块的有压焊接工装，其特征在于，功率模块包括AMB陶瓷覆铜衬板（3）、焊片（4）和散热铜基板（5），所述功率模块的有压焊接工装包括：
2.根据权利要求1所述的功率模块的有压焊接工装，其特征在于，压板治具（1）包括第一治具本体（11），所述第一治具本体（11）背离第一安装腔（18）的一侧两端均设置治具编码牌安装槽（13），两个治具编码牌安装槽（13）之间的第一治具本体（11）上设置四组匹配孔组件，所述四组匹配孔组件两两分设于第一治具本体（11）上侧和下侧，所述上侧和下侧的两组匹配孔组件均关于第一治具本体（11）的中轴线镜像对称，每组匹配孔组件均包括多个匹配孔（14），四组匹配孔组件之间的第一治具本体（11）上设置有多个间隔布置的预留压针（15），预留压针（15）两侧四周设置四角压针（16），所述四角压针（16）靠近第一安装腔（18）的一侧上套设第一压簧（19）。
3.根据权利要求1所述的功率模块的有压焊接工装，其特征在于，所述第一治具本体（11）两侧壁设置柔性开关（17），所述柔性开关（17）包括延伸段（171）、第一连接段（172）及第二连接段
4.根据权利要求2所述的功率模块的有压焊接工装，其特征在于，所述第二治具本体（21）靠近所述第一安装腔（18）的一侧设置有多个间隔布置的固定柱（22），固定柱（22）贯穿第二治具本体（21）并延伸至第二治具本体（21）背离第一安装腔（18）的一侧外，相邻两个固定柱（22）之间的第二治具本体（21）底面设置导向柱（23），所述限位压块（24）上对应各所述固定柱（22）的位置均设置固定孔，所述固定孔和与其对应设置的所述固定柱（22）插接配合，限位压块（24）上对应各所述导向柱（23）的位置均设置导向孔，所述导向孔和与其对应设置的所述导向柱（23）配合；所述第二治具本体（21）上对应各所述四角压针（16）的位置均设置有压针下压槽（26），所述四角压针（16）和与其对应设置的所述压针下压槽（26）配合。
5.根据权利要求1所述的功率模块的有压焊接工装，其特征在于，所述第二治具本体（21）四周还设置柔性压簧柱（27），所述限位压块（24）上对应各所述柔性压簧柱（27）的位置均设置压簧槽，所述柔性压簧柱（27）的数量与所述压簧槽的数量一致且一一对应插接，所述柔性压簧柱（27）和固定柱（22）靠近限位压块（24）的一侧均设置第二压簧（28）。
6.根据权利要求1所述的功率模块的有压焊接工装，其特征在于，所述散热铜基板（5）上设置安装孔（51），所述第二治具本体（21）靠近限位压块（24）的一侧四周对应各所述安装孔（51）的位置均设置定位柱（29），所述定位柱（29）和与其对应设置的所述安装孔（51）配合。
7.根据权利要求1所述的功率模块的有压焊接工装，其特征在于，所述限位压块（24）的形状为长方体框架结构，所述长方体中间沿着宽度方向设置连接件（30），所述连接件（30）两侧的限位压块（24）上设置避让斜面（31），所述避让斜面（31）的斜度为20-40°，所述连接件（30）将第二安装腔（25）分割成两个安装腔，每个安装腔中均依次层叠设置AMB陶瓷覆铜衬板（3）和焊片（4），所述第二治具本体（21）背离限位压块（24）的一侧两端均设置治具二维码编码区域（32）。
8.根据权利要求2所述的功率模块的有压焊接工装，其特征在于，所述铜底板（61）上对应各所述匹配孔（14）的位置均设置防呆针（63），所述防呆针（63）和与其对应设置的所述匹配孔（14）插接配合，所述定位锁扣件（62）侧壁设置锁定槽口（65）；铜底板（61）背离第三安装腔（64）的一侧四周设置定位槽（66）；所述散热铜基板（5）上端中间部位向上凸起，所述第三安装腔（64）对应散热铜基板（5）向上凸起的位置向上凹陷，所述散热铜基板（5）和第三安装腔（64）的弧度均为0.4-0.7°。
9.一种应用于根...
【技术特征摘要】
1.一种功率模块的有压焊接工装，其特征在于，功率模块包括amb陶瓷覆铜衬板（3）、焊片（4）和散热铜基板（5），所述功率模块的有压焊接工装包括：
2.根据权利要求1所述的功率模块的有压焊接工装，其特征在于，压板治具（1）包括第一治具本体（11），所述第一治具本体（11）背离第一安装腔（18）的一侧两端均设置治具编码牌安装槽（13），两个治具编码牌安装槽（13）之间的第一治具本体（11）上设置四组匹配孔组件，所述四组匹配孔组件两两分设于第一治具本体（11）上侧和下侧，所述上侧和下侧的两组匹配孔组件均关于第一治具本体（11）的中轴线镜像对称，每组匹配孔组件均包括多个匹配孔（14），四组匹配孔组件之间的第一治具本体（11）上设置有多个间隔布置的预留压针（15），预留压针（15）两侧四周设置四角压针（16），所述四角压针（16）靠近第一安装腔（18）的一侧上套设第一压簧（19）。
3.根据权利要求1所述的功率模块的有压焊接工装，其特征在于，所述第一治具本体（11）两侧壁设置柔性开关（17），所述柔性开关（17）包括延伸段（171）、第一连接段（172）及第二连接段（173），所述第一连接段（172）及第二连接段（173）分设于所述延伸段（171）的两端，所述延伸段延伸至第一治具本体（11）背离第一安装腔（18）的一侧外，所述第一连接段（172）及第二连接段（173）通过安装柱（20）固定在第一治具本体（11）两侧壁，第一连接段（172）及第二连接段（173）中间垂直于第一治具本体（11）侧面设置连接柱（174），第一治具本体（11）上对应各所述连接柱（174）的位置设置有第一凹槽，所述连接柱（174）伸入第一凹槽内，所述连接柱上套设弹簧（175），所述弹簧（175）另一端连接第一凹槽内壁，所述第一治具本体（11）对应延伸段的位置设置第二凹槽（176），所述柔性开关（17）通过弹簧的作用左右移动。
4.根据权利要求2所述的功率模块的有压焊接工装，其特征在于，所述第二治具本体（21）靠近所述第一安装腔（18）的一侧设置有多个间隔布置的固定柱（22），固定柱（22）贯穿第二治具本体（21）并延伸至第二治具本体（21）背离第一安装腔（18）的一侧外，相邻两个固定柱（22）之间的第二治具本体（21）底面设置导向柱（23），所述限位压块（24）上对应各所述固定柱（22）的位置均设置固定孔，所述固定孔和与其对应设置的所述固定柱（22）插接配合，限位压块（24）上对应各所述导向柱（23）的位置均设置导向孔，所述导向孔和与其对应设置的所述导向柱（23）配合；所述第二治具本体（21）上对应各所述四角压针（16）的位置均设置有压针下压槽（26），所述四角压针（16）和与其对应设置的...
【专利技术属性】
技术研发人员：周建军，朱泉荣，豆维星，
申请(专利权)人：金兰功率半导体无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：
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