本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，特別是涉及一種碳化硅功率模塊的封裝結(jié)構(gòu)以及封裝方法。

背景技術(shù)：

1、dts(die?top?system)預(yù)燒結(jié)銀焊片，是一種用于電子元器件封裝的焊接材料，采用預(yù)燒結(jié)銀技術(shù)制成。dts是車(chē)規(guī)級(jí)模塊封裝過(guò)程中預(yù)燒結(jié)漿料和膠點(diǎn)的一種封裝模式，用來(lái)保護(hù)芯片，確保高良率的銅線鍵合，簡(jiǎn)化模塊封裝。dts芯片的載流能力比采用鍵合鋁線提高50％以上、電力電子系統(tǒng)的使用壽命比使用焊料及鋁線工藝提升50倍以上、支持芯片結(jié)溫高至200℃以上、與夾片焊接等其它解決方案相比，穩(wěn)定性更加出色的優(yōu)點(diǎn)。dts產(chǎn)品整體包括dts承載膜以及排列分布于dts承載膜上的若干dts單組件，在封裝操作過(guò)程中需采用封裝結(jié)構(gòu)將dts單組件從dts承載膜上剝離后轉(zhuǎn)移至與芯片的組裝工位。

2、然而，由于dts單組件包括帶多功能表面的銅箔、燒結(jié)納米銀層以及固晶粘合劑，由于燒結(jié)納米銀層采用燒結(jié)銀粉壓制形成于銅箔上，現(xiàn)有技術(shù)中的封裝結(jié)構(gòu)采用真空吸附原理對(duì)dts承載膜進(jìn)行吸附，然后采用轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)將dts單組件從dts承載膜上剝離后進(jìn)行轉(zhuǎn)移，在對(duì)dts承載膜進(jìn)行真空吸附的過(guò)程中，燒結(jié)納米銀層會(huì)隨dts承載膜發(fā)生形變，進(jìn)而造成燒結(jié)納米銀層產(chǎn)生形變甚至脫落，造成碳化硅功率模塊的不良品率高、降低了碳化硅功率模塊的可靠性。

3、因此，提供一種既能夠?qū)ts單組件從承載膜上剝離又能避免dts單組件在碳化硅功率模塊封裝過(guò)程中發(fā)生形變或者脫落的碳化硅功率模塊的封裝結(jié)構(gòu)以及封裝方法是十分必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決上述問(wèn)題，提供一種碳化硅功率模塊的封裝結(jié)構(gòu)以及封裝方法。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案，如下所述：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種碳化硅功率模塊的封裝結(jié)構(gòu)，包括第一封裝結(jié)構(gòu)，所述第一封裝結(jié)構(gòu)用于將dts單組件從dts承載膜上剝離并轉(zhuǎn)移；所述第一封裝結(jié)構(gòu)包括定位機(jī)構(gòu)和第一轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，所述定位機(jī)構(gòu)用于對(duì)dts單組件進(jìn)行定位、支承，所述第一轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)用于將dts單組件從dts承載膜上剝離并轉(zhuǎn)移；所述定位機(jī)構(gòu)包括具有容置腔室的第一殼體以及設(shè)于所述第一殼體頂部的第一頂帽，所述第一頂帽的頂面為不具有孔結(jié)構(gòu)的平面。

4、可選的，所述第一轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)包括第一驅(qū)動(dòng)組件以及由所述第一驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)的第一吸嘴。

5、可選的，所述封裝結(jié)構(gòu)還包括第二封裝結(jié)構(gòu)，用以將碳化硅芯片從芯片承載膜上剝離并轉(zhuǎn)移；所述第二封裝結(jié)構(gòu)包括頂針機(jī)構(gòu)和第二轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，所述頂針機(jī)構(gòu)包括具有容置腔室的第二殼體、頂針組件，以及設(shè)于所述第二殼體頂部的第二頂帽，所述第二殼體連接有真空發(fā)生裝置、用以對(duì)芯片承載膜進(jìn)行吸附。

6、可選的，所述頂針組件包括外設(shè)于所述第二殼體的驅(qū)動(dòng)件、傳動(dòng)連接于所述驅(qū)動(dòng)件的導(dǎo)向桿、連接于所述導(dǎo)向桿的彈性復(fù)位件、設(shè)于所述導(dǎo)向桿頂部的頂針基座以及設(shè)于所述頂針基座頂面的頂針；所述第二頂帽的頂面開(kāi)設(shè)有供所述頂針穿過(guò)的第一孔，所述第二殼體的底部開(kāi)設(shè)有第二孔。

7、可選的，所述第二殼體包括由下至上依次設(shè)置的第一部分和第二部分，所述第一部分的直徑大于所述第二部分的直徑，所述彈性復(fù)位件設(shè)于所述第一部分，所述彈性復(fù)位件的伸縮方向與豎直方向平行設(shè)置，所述彈性復(fù)位件的頂端連接于所述第一部分的頂壁上，所述彈性復(fù)位件的底端連接于所述導(dǎo)向桿上。

8、可選的，所述第一頂帽可拆卸連接于所述第一殼體頂部，所述第二頂帽可拆卸連接于所述第二殼體頂部，所述第一殼體和所述第二殼體的結(jié)構(gòu)相同，所述第一封裝結(jié)構(gòu)也包括所述頂針機(jī)構(gòu)。

9、可選的，所述第一頂帽固定連接于所述第一殼體的頂部。

10、第二方面，本發(fā)明提供一種碳化硅功率模塊的封裝方法，所述封裝方法采用如上所述的碳化硅功率模塊的封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行，包括步驟：

11、s1，采用第二封裝結(jié)構(gòu)將碳化硅芯片從芯片承載膜上剝離并轉(zhuǎn)移至封裝工位；

12、s2，采用第一封裝結(jié)構(gòu)將dts單組件從dts承載膜上剝離并轉(zhuǎn)移至封裝工位，然后將所述dts單組件貼合于所述碳化硅芯片；

13、所述第一封裝結(jié)構(gòu)包括定位機(jī)構(gòu)和第一轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，所述定位機(jī)構(gòu)包括具有容置腔室的第一殼體以及設(shè)于所述第一殼體頂部的第一頂帽，所述第一頂帽的頂面為不具有孔結(jié)構(gòu)的平面；

14、步驟s2具體包括：將所述定位機(jī)構(gòu)設(shè)于dts單組件對(duì)應(yīng)的位置處，使得dts承載膜設(shè)于所述第一頂帽的頂面上，所述定位機(jī)構(gòu)對(duì)所述dts單體組件進(jìn)行定位、支承；所述第一轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)移動(dòng)至與dts單體組件對(duì)應(yīng)處，吸取所述dts單組件用以將所述dts單組件從所述dts承載膜上剝離、并將所述dts單組件轉(zhuǎn)移至所述封裝工位。

15、可選的，所述第二封裝結(jié)構(gòu)包括頂針機(jī)構(gòu)和第二轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，所述頂針機(jī)構(gòu)包括具有容置腔室的第二殼體、頂針組件，以及設(shè)于所述第二殼體頂部的第二頂帽，所述第二殼體連接有真空發(fā)生裝置、用以對(duì)芯片承載膜進(jìn)行吸附；所述頂針組件包括外設(shè)于所述第二殼體的驅(qū)動(dòng)件、傳動(dòng)連接于所述驅(qū)動(dòng)件的導(dǎo)向桿、連接于所述導(dǎo)向桿的彈性復(fù)位件、設(shè)于所述導(dǎo)向桿頂部的頂針基座以及設(shè)于所述頂針基座頂面的頂針；所述第二頂帽的頂面開(kāi)設(shè)有供所述頂針穿過(guò)的第一孔，所述第二殼體的底部開(kāi)設(shè)有第二孔。

16、可選的，步驟s1具體包括：所述頂針機(jī)構(gòu)與碳化硅芯片對(duì)應(yīng)設(shè)置并且芯片承載膜設(shè)于所述第二頂帽的頂面上，所述第二頂帽通過(guò)所述第一孔對(duì)所述芯片承載膜進(jìn)行真空吸附；所述頂針在所述驅(qū)動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)下沿豎直方向穿過(guò)所述第一孔用以將所述芯片承載膜頂起，所述第二轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)將所述碳化硅芯片從所述芯片承載膜上剝離并轉(zhuǎn)移。

17、本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果至少包括：

18、本發(fā)明所述第一封裝結(jié)構(gòu)中包括定位機(jī)構(gòu)，所述定位機(jī)構(gòu)中包括第一頂帽，所述第一頂帽的頂面結(jié)構(gòu)設(shè)置為不具有孔結(jié)構(gòu)的平面，在對(duì)dts單組件進(jìn)行剝離轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，dts承載膜與所述第一頂帽的頂面接觸，所述第一頂帽對(duì)dts承載膜以及設(shè)于所述dts承載膜上的dts單組件進(jìn)行定位、支承，然后采用所述第一轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)對(duì)dts單組件的頂面施加作用力，以將所述dts單組件從所述dts承載膜上剝離并轉(zhuǎn)移，由于dts單組件中的燒結(jié)納米銀層與dts承載膜之間的結(jié)合力較小，在不對(duì)所述dts承載膜的底面進(jìn)行吸附的條件下，通過(guò)所述第一轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)與dts單組件的頂部之間的作用力即可將dts單組件從dts承載膜上剝離；相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明中所述第一封裝結(jié)構(gòu)中采用頂面不具有孔結(jié)構(gòu)的平面的第一頂帽、無(wú)需對(duì)dts承載膜施加真空吸附力，通過(guò)所述定位機(jī)構(gòu)和所述第一轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)之間的配合便能夠?qū)ts單組件從所述dts承載膜上剝離，并且避免了真空吸附造成的dts單組件在碳化硅功率模塊封裝過(guò)程中發(fā)生形變或者脫落，進(jìn)而提升了碳化硅功率模塊封裝的良品率、保證了碳化硅功率模塊的可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種碳化硅功率模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括第一封裝結(jié)構(gòu)，所述第一封裝結(jié)構(gòu)用于將dts單組件從dts承載膜上剝離并轉(zhuǎn)移；所述第一封裝結(jié)構(gòu)包括定位機(jī)構(gòu)和第一轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，所述定位機(jī)構(gòu)用于對(duì)dts單組件進(jìn)行定位、支承，所述第一轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)用于將dts單組件從dts承載膜上剝離并轉(zhuǎn)移；所述定位機(jī)構(gòu)包括具有容置腔室的第一殼體以及設(shè)于所述第一殼體頂部的第一頂帽，所述第一頂帽的頂面為不具有孔結(jié)構(gòu)的平面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅功率模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)包括第一驅(qū)動(dòng)組件以及由所述第一驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)的第一吸嘴。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅功率模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述封裝結(jié)構(gòu)還包括第二封裝結(jié)構(gòu)，用以將碳化硅芯片從芯片承載膜上剝離并轉(zhuǎn)移；所述第二封裝結(jié)構(gòu)包括頂針機(jī)構(gòu)和第二轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，所述頂針機(jī)構(gòu)包括具有容置腔室的第二殼體、頂針組件，以及設(shè)于所述第二殼體頂部的第二頂帽，所述第二殼體連接有真空發(fā)生裝置、用以對(duì)芯片承載膜進(jìn)行吸附。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碳化硅功率模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述頂針組件包括外設(shè)于所述第二殼體的驅(qū)動(dòng)件、傳動(dòng)連接于所述驅(qū)動(dòng)件的導(dǎo)向桿、連接于所述導(dǎo)向桿的彈性復(fù)位件、設(shè)于所述導(dǎo)向桿頂部的頂針基座以及設(shè)于所述頂針基座頂面的頂針；所述第二頂帽的頂面開(kāi)設(shè)有供所述頂針穿過(guò)的第一孔，所述第二殼體的底部開(kāi)設(shè)有第二孔。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳化硅功率模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第二殼體包括由下至上依次設(shè)置的第一部分和第二部分，所述第一部分的直徑大于所述第二部分的直徑，所述彈性復(fù)位件設(shè)于所述第一部分，所述彈性復(fù)位件的伸縮方向與豎直方向平行設(shè)置，所述彈性復(fù)位件的頂端連接于所述第一部分的頂壁上，所述彈性復(fù)位件的底端連接于所述導(dǎo)向桿上。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳化硅功率模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一頂帽可拆卸連接于所述第一殼體頂部，所述第二頂帽可拆卸連接于所述第二殼體頂部，所述第一殼體和所述第二殼體的結(jié)構(gòu)相同，所述第一封裝結(jié)構(gòu)也包括所述頂針機(jī)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅功率模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一頂帽固定連接于所述第一殼體的頂部。

8.一種碳化硅功率模塊的封裝方法，其特征在于，所述封裝方法采用如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的碳化硅功率模塊的封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行，包括步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的碳化硅功率模塊的封裝方法，其特征在于，所述第二封裝結(jié)構(gòu)包括頂針機(jī)構(gòu)和第二轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，所述頂針機(jī)構(gòu)包括具有容置腔室的第二殼體、頂針組件，以及設(shè)于所述第二殼體頂部的第二頂帽，所述第二殼體連接有真空發(fā)生裝置、用以對(duì)芯片承載膜進(jìn)行吸附；所述頂針組件包括外設(shè)于所述第二殼體的驅(qū)動(dòng)件、傳動(dòng)連接于所述驅(qū)動(dòng)件的導(dǎo)向桿、連接于所述導(dǎo)向桿的彈性復(fù)位件、設(shè)于所述導(dǎo)向桿頂部的頂針基座以及設(shè)于所述頂針基座頂面的頂針；所述第二頂帽的頂面開(kāi)設(shè)有供所述頂針穿過(guò)的第一孔，所述第二殼體的底部開(kāi)設(shè)有第二孔。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的碳化硅功率模塊的封裝方法，其特征在于，步驟s1具體包括：所述頂針機(jī)構(gòu)與碳化硅芯片對(duì)應(yīng)設(shè)置并且芯片承載膜設(shè)于所述第二頂帽的頂面上，所述第二頂帽通過(guò)所述第一孔對(duì)所述芯片承載膜進(jìn)行真空吸附；所述頂針在所述驅(qū)動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)下沿豎直方向穿過(guò)所述第一孔用以將所述芯片承載膜頂起，所述第二轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)將所述碳化硅芯片從所述芯片承載膜上剝離并轉(zhuǎn)移。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種碳化硅功率模塊的封裝結(jié)構(gòu)以及封裝方法，封裝結(jié)構(gòu)包括第一封裝結(jié)構(gòu)，第一封裝結(jié)構(gòu)用于將DTS單組件從DTS承載膜上剝離并轉(zhuǎn)移；第一封裝結(jié)構(gòu)包括定位機(jī)構(gòu)和第一轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，定位機(jī)構(gòu)用于對(duì)DTS單組件進(jìn)行定位、支承，第一轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)用于將DTS單組件從DTS承載膜上剝離并轉(zhuǎn)移；定位機(jī)構(gòu)包括具有容置腔室的第一殼體以及設(shè)于所述第一殼體頂部的第一頂帽，所述第一頂帽的頂面為不具有孔結(jié)構(gòu)的平面。本發(fā)明所述碳化硅功率模塊的封裝結(jié)構(gòu)在不對(duì)所述DTS承載膜的底面進(jìn)行吸附的條件下，將DTS單組件從DTS承載膜上剝離并避免了真空吸附造成的DTS單組件在碳化硅功率模塊封裝過(guò)程中發(fā)生形變或者脫落。

技術(shù)研發(fā)人員：周海,曾云蘭,徐夏明,孫炎權(quán),喻雙柏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：基本半導(dǎo)體（無(wú)錫）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19