[发明专利]一种用于功率器件封装的夹具系统

说明书

本发明涉及功率半导体器件制造技术领域，具体提供一种用于功率器件封装的夹具系统，包括：第一夹具(1)，用于盛装、处理和转移焊料；第二夹具(2)，对经过所述第一夹具(1)运送的焊料进行涂抹并完成贴片的功率器件进行烧结键合；所述第一夹具(1)可自由移动地布置在所述第二夹具(2)旁。根据本发明的用于功率器件封装的夹具系统第一夹具可以对焊料进行快速处理，当第二夹具需要对芯片和电路板进行烧结键合前，第一夹具中的焊膏可以即取即用，保证印刷焊膏的电路板可以及时供给给第二夹具进行烧结，这样节省了功率器件在烧结前需要做的诸多前序工作，例如制作焊膏和印刷焊膏等。

技术领域

本发明涉及功率半导体器件制造技术领域，尤其涉及一种用于功率器件封装的夹具系统。

背景技术

在功率半导体封装领域，在电路板表面贴装工艺中，需要将焊料搅拌均匀后印刷在电路板上，而焊料是将粉状焊料和液体搅拌形成的焊膏，现有技术在将粉状焊料和液体搅拌时需要容纳容器盛装，搅拌后再通过真空脱泡机进行脱泡，处理完成以后再人工将膏状焊料涂抹至电路板上进行刮涂印刷操作。如此使得焊料的制作和使用极其繁琐，操作复杂，人工和时间成本投入较大。

不仅如此，在功率半导体封装领域，寻求低温工艺、高温服役、热膨胀系数相匹配、高导热导电、低成本的互连材料成为现在急需解决的问题。焊接及引线键合的传统材料工艺存在熔点低、高温蠕变失效、引线缠绕、寄生参数等无法解决的问题，新型互连材料正从焊接向烧结技术发展。

现有技术常用烧结互连材料为纳米银材料，但是纳米银烧结技术存在不足：1)银材料本身价格较高，限制其不能被广泛使用；2)银和SiC芯片背面材料热膨胀系数的不同，需要添加其它中间金属层提高互连性能，从而增加了工艺复杂性成本；3)银层存在电迁移现象，不利于功率器件长期可靠应用。

为解决上述问题，发明人发现与纳米银近似的纳米铜颗粒，纳米铜颗粒可以在低温条件下熔融，烧结后熔点接近铜单质材料(1083℃)，可构筑稳定的金属互连层。然而现有烧结夹具多数是基于较为成熟的纳米银材料开发的，其夹具并未深入考虑材料在工艺中的抗氧化要求。而纳米铜材料在烧结键合过程中，容易出现氧化问题。不仅如此，纳米铜材料功率器件因为体积和重量较小，在烧结键合过程中，通入惰性气体时容易被吹动而导致姿态和位置窜动。此外，现有的针对功率器件进行烧结键合的夹具普遍结构复杂，腔体内结构复杂且体积大。

由上可知，针对功率器件，尤其是对功率器件所用焊料的制作和使用以及纳米铜材料功率器件的烧结工艺特点，开发相应的成套夹具系统成为关键。

发明内容

本发明的目的在于解决上述背景技术中的至少一个问题，提供一种用于功率器件封装的夹具系统。

为实现上述目的，本发明提供一种用于功率器件封装的夹具系统，包括：

第一夹具，用于盛装、处理和转移焊料；

第二夹具，对经过所述第一夹具运送的焊料进行涂抹并完成贴片的功率器件进行烧结键合；

所述第一夹具可自由移动地布置在所述第二夹具旁。

根据本发明的一个方面，所述第一夹具包括用于盛装焊料的夹具本体和用于封盖所述夹具本体的封盖结构。

根据本发明的一个方面，所述夹具本体上设有焊料容纳腔，所述封盖结构封盖所述焊料容纳腔。

根据本发明的一个方面，所述夹具本体上还设有：

连通所述焊料容纳腔，用于插接搅拌所述焊料容纳腔中的焊料的搅拌结构的第一通孔；

连通所述焊料容纳腔，用于插接为所述焊料容纳腔中的焊料进行真空脱泡的真空脱泡机的第二通孔；

连通所述焊料容纳腔，用于插接转移所述焊料容纳腔中的焊料的传输结构的第三通孔。