一种半导体器件的封装方法与流程

本发明属于半导体器件封装方法，具体涉及一种半导体器件的封装方法。

背景技术：

1、ntc热敏电阻是igbt模块内部的核心测温元件，直接焊接在dbc基板表面，用于实时监测模块工作结温。当前行业主流封装流程分两步完成核心焊接：1.dbc芯片焊接工序；在dbc基板上同步完成功率芯片与ntc的贴装、回流焊接。该工序中，芯片与ntc焊料通常采用同种高温焊料，保证芯片与ntc的焊接可靠性。2.底板焊接工序；将已焊好芯片、ntc的dbc组件，通过熔点更低的焊料焊接到散热底板上。峰值温度仅熔化底板焊料，避免芯片焊点重熔偏移。

2、由于ntc元件体积微小、焊盘尺寸小，且dbc芯片焊接工序普遍未配置专用ntc定位工装，贴装偏差与过炉时焊料润湿张力不均会导致ntc出现一端翘起、水平位置偏移以及角度歪斜偏转等现象，偏差过大则会导致ntc虚焊缺陷。针对上述ntc焊接不良缺陷，行业目前有两种主要措施：1.工装预定位预防：通过定位槽、限位框、点胶预固定等方式，在首次焊接前限制ntc位移。工装预定位预防属于前端良率提升方案，可有效减少不良产生，但需新增加一道工装放置步骤，增加产线复杂度，且无法对已有缺陷进行修复。2.人工手动返修：人工剪下不良ntc，清理残锡后重新贴装ntc，再单独回流二次焊接。人工手动返修工序冗余、效率极低，返修良率波动大，二次虚焊比例高；且单独返修过炉会使已完成焊接的芯片与dbc额外增加一次热循环，加剧陶瓷层与铜层的热应力失配，降低可靠性。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是提供一种半导体器件的封装方法，通过焊料体系优化配合工装结构改进，将ntc缺陷修复与底板焊接工序深度耦合：一方面调整ntc焊料熔点，使其与底板焊料同步熔融；另一方面在原有底板焊接工装上增设可拆卸矫正装置，一次过炉同时完成底板焊接与ntc缺陷修复，无需新增独立返修工序，避免额外热冲击，大幅提升返修效率与焊接一致性。

2、为了解决上述问题，本发明提供一种半导体器件的封装方法，包括以下步骤：

3、s1.采用熔点为t1的焊料将芯片焊接至dbc基板上，采用熔点为t2的焊料将ntc焊接至dbc基板上，得到dbc焊接组件；t1-t2≥20℃；

4、s2.采用底板焊接工装，所述底板焊接工装包括：底座和至少一个ntc焊接矫正组件；将散热底板与所述底座固定，在所述散热底板上依次放置熔点为t2的焊料、dbc焊接组件，通过底座将散热底板与dbc焊接组件固定；

5、s3.将ntc焊接矫正组件安装至底座的侧壁的对应位置，所述ntc焊接矫正组件包括：水平安装臂、导向部、矫正压块和弹性件；所述水平安装臂一端与所述底座的侧壁连接，所述导向部与所述水平安装臂的另一端连接，并且所述导向部相对于所述水平安装臂仅可在垂直于所述水平安装臂的方向上移动；所述矫正压块设于所述导向部的底部；所述矫正压块的底部设有底端开口的空腔，所述空腔为四棱台形；所述水平安装臂的另一端延伸至dbc的上方，并使所述矫正压块位于ntc的上方；所述弹性件设于所述导向部上，且位于所述水平安装臂的底面与所述矫正压块的顶面之间，所述弹性件配置为向所述矫正压块施加向下的力；所述矫正压块的空腔的内壁与ntc接触；

6、s4.将装夹完成的底板焊接工装按散热底板焊接标准温度曲线升温进行回流焊。

7、优选地，所述水平安装臂的一端设有导向孔；所述导向部为导向柱；所述导向柱穿设于所述导向孔中，且与所述导向孔为小间隙滑动配合；所述导向孔中设有止转凸条，所述导向柱上对应设有止转缺口，所述止转缺口与所述止转凸条配合阻止所述导向柱的水平旋转运动；所述导向柱的顶端设有限位销，用于限制所述导向柱的顶端从所述导向孔中脱出。

8、优选地，所述弹性件为压缩弹簧；所述压缩弹簧套设于所述导向柱的外侧，并与所述导向柱同轴设置；所述压缩弹簧的上端抵至所述水平安装臂的底面，所述压缩弹簧的下端抵至所述矫正压块的顶面。

9、优选地，所述矫正压块的空腔的侧壁与竖直方向的夹角满足以下条件：

10、

11、其中，为所述矫正压块的空腔的侧壁与竖直方向的夹角；

12、h为ntc单边最大偏移量；

13、v为矫正压块的有效垂直下压行程；

14、为ntc封装表面与矫正压块的摩擦系数；

15、为熔融焊料润滑下ntc电极与dbc基板的摩擦系数。

16、优选地，所述压缩弹簧的弹簧刚度满足以下条件：

17、k≤f/；

18、其中，k为压缩弹簧的弹簧刚度；

19、f为ntc的破坏载荷；

20、为压缩弹簧的弹簧工作压缩量。

21、优选地，所述矫正压块的侧面上设有多个贯穿所述矫正压块侧壁的排气孔，所述排气孔与所述空腔连通。

22、优选地，所述排气孔设置于所述矫正压块的空腔的顶部或侧壁上部。

23、优选地，所述水平安装臂的材质为不锈钢或钛合金。

24、优选地，所述矫正压块的材质为氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷。

25、优选地，所述底座的侧壁顶端设有矩形槽；所述水平安装臂的一端嵌设于所述矩形槽中，并通过定位销与所述矩形槽可拆卸连接。

26、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

27、本发明的半导体器件的封装方法，通过焊料体系优化以及工装结构改进的组合方案，将ntc缺陷修复与底板焊接工序深度耦合：一方面调整ntc焊料熔点，使其与底板焊料同步熔融；另一方面在原有底板焊接工装上增设可拆卸ntc焊接矫正组件，一次过炉同时完成底板焊接与ntc缺陷修复，消除人工返修的冗余步骤，返修效率提升数倍；无需单独返修过炉，避免了 dbc 与芯片额外经历一次热循环，减少陶瓷层与铜层的热应力失配，降低 dbc分层风险，提升模块长期可靠性；采用工装机械化矫正，消除人工操作的个体差异，矫正位置精度与焊接一致性远高于人工返修，良率波动大幅降低。

1.一种半导体器件的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的半导体器件的封装方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的半导体器件的封装方法，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的半导体器件的封装方法，其特征在于：

5.根据权利要求3所述的半导体器件的封装方法，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的半导体器件的封装方法，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的半导体器件的封装方法，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的半导体器件的封装方法，其特征在于：

9.根据权利要求1所述的半导体器件的封装方法，其特征在于：

10.根据权利要求1所述的半导体器件的封装方法，其特征在于：