本發(fā)明涉及一種功率器件的整體封裝方法，屬于功率器件處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的電子設(shè)備朝著小型化、集成化方向發(fā)展，而功率器件作為電子設(shè)備產(chǎn)品的主要器件，也在致力于小型化和集成化。其中，功率器件小型化的方向之一是采用封裝結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式是將功率器件集成在一個封裝體內(nèi)，內(nèi)嵌印制電路板或其它基板。如對于DC/DC電源、晶振等功耗比較大的功率器件，由于封裝結(jié)構(gòu)的功率密度越來越高。因此，如何提高功率器件的散熱成為功率器件設(shè)計需要解決的技術(shù)問題之一；另一方面，由于集成化程度的要求越來越高，對于芯片的加工過程中如何有效防止擊穿的要求也越來越高。一般是通過封裝加工過程的控制來提高產(chǎn)品的穩(wěn)化性和散熱效果；對于芯片的擊穿一般是在劃片過程中出現(xiàn)的缺陷。

具體來說，對于功率器件封裝通常包括將晶圓放置在具有粘性的粘膜(如藍(lán)膜)上，再依次經(jīng)過劃片(切片)、上芯(粘片)、壓焊、塑封固化、管腳上錫(電鍍)、老化、切盤、測試、檢測和包裝等工序過程。然而，由于器件集成度不斷增加，芯片的尺寸也相應(yīng)減少，線溝寬度不斷縮小，而由于晶圓中切割的尺寸一般比較小，在切割的過程中很容易造成芯片正面和背面的崩邊損壞或出現(xiàn)微損傷和裂痕，因此，傳統(tǒng)的切割方法其合格率只能達(dá)到70％左右，不既影響封裝后芯片的質(zhì)量，又間接的增加了生產(chǎn)的成本；同時，由于切割過程中切刀的轉(zhuǎn)速非常快，容易產(chǎn)生靜電，而導(dǎo)致芯片出現(xiàn)擊穿等現(xiàn)象；另一方面，現(xiàn)有的上芯工藝中普遍存在的幾個問題為：1.芯片空洞率大，芯片空洞率指得就是芯片與焊錫料結(jié)合面有未完全結(jié)合的區(qū)域，此區(qū)域面積過大會導(dǎo)致功率器件在正常工作狀態(tài)下散熱能力變差，熱量集中，導(dǎo)致器件失效。2.芯片焊錫厚度不均勻，芯片傾斜度較大，焊錫厚度同樣影響器件散熱能力，焊錫厚度太厚增加該區(qū)域?qū)娮璐笮。黾幽芎?；焊錫厚度不均勻?qū)е滦酒瑑A斜度偏大，影響下一工序焊線的穩(wěn)定性。3.焊錫易氧化，熔化不開：由于現(xiàn)有的上芯工藝中軌道溫度都保持在360℃～390℃之間，溫度較高且生產(chǎn)速度較快，極易造成框架和焊錫氧化，引起焊錫化不開，無法全部覆蓋芯片底面，造成芯片與框架表面接觸不良，最后表現(xiàn)為散熱能力差，熱阻偏大，極易在工作狀態(tài)下引起炸管，從而使功率器件的整體穩(wěn)定性較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種功率器件的整體封裝方法，解決的問題是如何提高封裝的穩(wěn)定性及功率器件的整體散熱性能。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的，一種功率器件的整體封裝方法，該方法包括將芯片焊接在銅框架的焊盤上進(jìn)行上芯工序處理；然后，再經(jīng)過壓焊工序、塑封固化工序、電鍍工序和切筋成型，得到相應(yīng)的功率器件，其特征在于，所述上芯工序處理具體包括以下步驟：

A、在氫氮混合氣體的保護下，使需要上芯的銅框架先經(jīng)過上芯工序加熱軌道中的預(yù)熱區(qū)進(jìn)行預(yù)加熱處理，使銅框架經(jīng)過預(yù)熱區(qū)后的溫度升溫至320℃～350℃；

B、經(jīng)過預(yù)熱區(qū)后，再使銅框架進(jìn)入點焊區(qū)進(jìn)行點焊處理，使在銅框架的焊盤上形成錫球；

C、點焊完成后，再使銅框架進(jìn)入壓模區(qū)對錫球進(jìn)行整形，使錫球鋪開在銅框架的焊盤上；

D、然后進(jìn)入焊接區(qū)將芯片放置在相應(yīng)的錫球上進(jìn)行焊接，使芯片的背面焊接在焊盤上；

E、焊接完成后進(jìn)入后加熱區(qū)進(jìn)行加熱處理后，且使后加熱區(qū)的溫度設(shè)定在180℃～200℃，然后再進(jìn)入冷卻區(qū)進(jìn)行冷卻處理后，完成芯片的上芯。

本功率器件的整體封裝方法，通過先使銅框架經(jīng)過預(yù)熱區(qū)進(jìn)行預(yù)加熱目的是為了使銅框架在經(jīng)過預(yù)熱區(qū)能夠被均勻的加熱，避免銅框架因急劇加熱膨脹而導(dǎo)致軌道中卡料的現(xiàn)象，從而使更有利于穩(wěn)定化操作使能夠?qū)崿F(xiàn)高效散熱的效果；同時，通過采用預(yù)熱區(qū)加熱處理后，不會出現(xiàn)因膨脹而導(dǎo)致卡料現(xiàn)象，從而使后續(xù)的操作不會因為卡料而使每次操作的誤差過大，提高了操作的穩(wěn)定性，保證減小出現(xiàn)空洞等現(xiàn)象，達(dá)到高散熱的效果。另一方面，通過在氮氫氣體保護下，氮氣的加入目的是為了防止后續(xù)的焊錫氧化，氫氣的加入目的是為了將有部分氧化的銅框架進(jìn)行還原，能夠減少出現(xiàn)空洞率和提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。但是由于在焊接區(qū)焊接完成后直接冷卻出樣，由于溫度的急劇變化容易出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象，使焊錫體積收縮，而導(dǎo)致焊錫的厚度變的不均勻，易出現(xiàn)空洞率現(xiàn)象，也會使芯片的傾斜角度增大，影響性能，本發(fā)明通過在焊接完成之后，先進(jìn)行加熱區(qū)處理使溫度在180℃～200℃處理一般時間后，再進(jìn)行冷卻處理，很好的解決了因焊錫收縮而出現(xiàn)的空洞率過高和傾斜角度過大的問題，實現(xiàn)減小空洞率和減小傾斜度的效果，從而提高了散熱的性能和產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

在上述功率器件的整體封裝方法中，作為優(yōu)選，步驟A中所述預(yù)熱區(qū)依次包括第一預(yù)熱區(qū)、第二預(yù)熱區(qū)和第三預(yù)熱區(qū)，且所述第一預(yù)熱區(qū)的溫度設(shè)定為220℃～240℃；所述第二預(yù)熱區(qū)的溫度設(shè)定為260℃～280℃；所述第三預(yù)熱區(qū)的溫度設(shè)定為320℃～340℃。通過設(shè)定三個預(yù)熱區(qū)，且使三個預(yù)熱區(qū)的溫度呈一定的梯度設(shè)定，能夠使銅框架經(jīng)過整個預(yù)熱區(qū)時溫度均勻的升高，從而進(jìn)一步保證不會出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，使不會出現(xiàn)卡料現(xiàn)象，提高封裝過程中上芯的穩(wěn)定性。

在上述功率器件的整體封裝方法中，作為優(yōu)選，步驟D中所述芯片的邊長延長線與焊盤上相對應(yīng)的邊形成的夾角角度為10゜～15゜。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過使芯片與焊盤之間形成一定的夾角有利于減小空洞率和提高芯片的平整度，使減小芯片的傾斜，使具有高的散熱效果；另一方面，通過使芯片傾斜一定角度能夠使后續(xù)焊接引線過程中使引線的長度基本一致，從而不會出現(xiàn)因引線長度不同而導(dǎo)致的電阻不同的問題，同樣能夠提高功率器件在使用時的整體穩(wěn)定性。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述芯片正面上最高點與焊盤表面之間的距離和芯片正面上的最低點與焊盤表面之間的距離差≤50μm。通過控制芯片的水平傾斜度能夠減少出現(xiàn)空洞率，實現(xiàn)提高功率器件的整體散熱效果。

在上述功率器件的整體封裝方法中，作為優(yōu)選，步聚E中所述冷卻區(qū)依次包括第一冷卻區(qū)、第二冷卻區(qū)和第三冷卻區(qū)，且所述第一冷卻區(qū)的溫度設(shè)定為155℃～165℃；所述第二冷卻區(qū)的溫度設(shè)定為135℃～145℃；所述第三冷卻區(qū)的溫度設(shè)定為100℃～120℃。通過設(shè)定三個冷卻區(qū)目的是為了使呈逐步降溫的方式，防止焊錫因冷卻過快而導(dǎo)致收縮現(xiàn)象，保證實現(xiàn)低空洞率和低傾斜度的效果，從而使功率器件整體具有較好的散熱性能并提高了穩(wěn)定性。

在上述功率器件的整體封裝方法中，作為優(yōu)選，步驟B中所述點焊區(qū)的溫度設(shè)定為360℃～390℃。有利于提高點焊的穩(wěn)定化，使形成的錫球均勻，有利于后續(xù)的芯片焊接。步驟C中所述壓模區(qū)的溫度設(shè)定為360℃～390℃。使錫球能夠更均勻的鋪展開，使焊接后厚度更均勻，保證芯片的傾斜角度，提高上芯的穩(wěn)定性。步驟D中所述焊接區(qū)的溫度設(shè)定為360℃～390℃。有利于焊接的穩(wěn)定性，使芯片更好的焊接的焊盤上，保證空洞率和具有較小的傾斜度，提高產(chǎn)品上芯后的性能。

在上述功率器件的整體封裝方法中，作為優(yōu)選，所述芯片通過以下方法制備得到：

使劃片機的切刀沿著晶圓中對應(yīng)的切道進(jìn)行切割處理，切割過程中使含有碳酸氫根的去離子水流過切割處，經(jīng)過若干次橫向切割和縱向切割之后，使晶圓中的每一個芯片均被切割分離出來，得到相應(yīng)的單一芯片。由于采用刀具切割過程中，切刀是在高轉(zhuǎn)速的情況下運轉(zhuǎn)，很容易發(fā)熱和產(chǎn)生靜電；同時，由于晶圓中切道的實際寬度一般僅在30μm～60μm之間，切割過程中產(chǎn)生的硅渣(廢渣)很容易碰撞到周圍的芯片，從而使芯片產(chǎn)生崩邊、損壞等問題。而通過在切割過程上采用含有碳酸氫根的去離子水進(jìn)行沖淋，一方面能夠起到冷卻的作用，而采用沖淋的目的則是為了更好的起到清洗切割過程中產(chǎn)生的硅渣，使能夠及時去除硅渣等顆粒物，使不會因為廢渣的存在而導(dǎo)致芯片崩邊和損壞的現(xiàn)象。另一方面，更重要的是通過使去離子水中含有HCO₃^-，能夠去除切割過程中產(chǎn)生的靜電，起到了釋放靜電的效果，從而起到防止靜電擊穿的效果，實現(xiàn)封裝后功率器件的整體穩(wěn)定性。

在上述功率器件的整體封裝方法中，作為優(yōu)選，所述含有碳酸氫根的去離子水的導(dǎo)電率為0.5us/cm～1.5us/cm。能夠更有效有起到導(dǎo)電能力，從而導(dǎo)出切割過程中產(chǎn)生的靜電的效果，實現(xiàn)防止靜電擊穿的效果。

在上述功率器件的整體封裝方法中，作為優(yōu)選，所述含有碳酸氫根的去離子水通過向去離子水中通入二氧化碳得到。產(chǎn)生的碳酸是一種弱酸性物質(zhì)，并不會對芯片產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，既能夠?qū)崿F(xiàn)較好的導(dǎo)電能力。

在上述功率器件的整體封裝方法中，作為優(yōu)選，所述切割處理的切割速度為60mm/s～90mm/s；且所述切割處理時采用的切刀的轉(zhuǎn)速為30千轉(zhuǎn)/秒～35千轉(zhuǎn)/秒。通過有效的調(diào)整切割速度和切割過程中切刀自身的轉(zhuǎn)速，能夠使切割過程中不會產(chǎn)生崩邊或出現(xiàn)裂痕，保證了芯片的合格率。

在上述功率器件的整體封裝方法中，作為優(yōu)選，所述切刀的刀刃長度為600μm～720μm；且所述切刀的刀片厚度為15μm～20μm。由于切刀厚度太薄，刀刃長度相應(yīng)就短；而刀刃長度長，則切刀的厚度相應(yīng)會變厚，則容易造成崩邊現(xiàn)象。通過采用上述切刀進(jìn)行切割能夠有效控制崩邊的產(chǎn)生，又能夠提高生產(chǎn)效率，以上切刀能夠持續(xù)生產(chǎn)1800～2400米左右，在保證芯片不會產(chǎn)生崩邊或裂痕的基礎(chǔ)上，又大大節(jié)約了換刀時間，提高了生產(chǎn)的效率。

在上述功率器件的整體封裝方法中，作為優(yōu)選，所述塑封固化工序具體為：

將經(jīng)過焊接工序扣的產(chǎn)品放入模具內(nèi)，然后，再控制溫度在170℃～185℃的條件下使環(huán)氧樹脂熔融并完全覆蓋在芯片上進(jìn)行塑封固化處理80s～100s；然后，再將塑封固化處理后的產(chǎn)品從模具中轉(zhuǎn)移至烘箱內(nèi)并控制溫度在160℃～185℃的條件下進(jìn)行后固化處理。通過縮短在模具內(nèi)的塑封固化時間，能夠有效的提高功率器件封裝過程的整體效率，但是，由于縮短了時間，不能使環(huán)氧樹脂內(nèi)有成分達(dá)到完全的轉(zhuǎn)化，因此，通過另外在烘箱內(nèi)進(jìn)行高溫處理使環(huán)氧樹脂內(nèi)的成分完全達(dá)到轉(zhuǎn)化，從而實現(xiàn)完全固化的效果，提高封裝的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述后固化處理的時間為6小時以上。

綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：

1.本功率器件的整體封裝方法，通過在上芯工序過程中設(shè)定預(yù)熱區(qū)，能夠有效防止因出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象而導(dǎo)致卡料現(xiàn)象，提高封裝的穩(wěn)定性；通過設(shè)定后加熱區(qū)能夠有效防止焊錫出現(xiàn)體積收縮現(xiàn)象，使具有低空洞率和傾斜度的效果，從而達(dá)到高散熱的效果。

2.本功率器件的整體封裝方法，通過使芯片與焊盤之間形成一定的夾角有利于減小空洞率和提高芯片的平整度，使減小芯片的傾斜，能夠提高芯片的穩(wěn)定性。

3.本功率器件的整體封裝方法，通過在劃片工序過程中通過使去離子水中含有HCO₃^-根能夠有效去除切割過程中產(chǎn)生的靜電，從而實現(xiàn)防止芯片被靜電擊穿的效果，使芯片的合格率能夠達(dá)到100％；且通過調(diào)整切割速度的切刀的轉(zhuǎn)速，以及控制控制切刀結(jié)構(gòu)，能夠提高切割的合格率，使保證不會出現(xiàn)崩邊或裂痕現(xiàn)象。

4.本功率器件的整體封裝方法，通過使在塑封固化模具內(nèi)的固化時間縮短，能夠提高生產(chǎn)效率；而通過增加后固化處理過程，能夠使環(huán)氧樹脂內(nèi)的成分達(dá)到完全的轉(zhuǎn)化過程，使具有較好的固化效果，從而使功率器件的整體穩(wěn)定性得到提高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明上芯工序中所用銅框架的單個結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明上芯工序中所用銅框架的焊盤放置焊接芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明劃片工序中所用晶圓的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本明中劃片工序中所用晶圓的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明圖4中D處的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明的功率器件的整體封裝方法中上芯工序的工序流程圖。

圖中，1、銅框架；12、焊盤；2、晶圓；21、芯片；22、切道；221、橫向切道；222、縱向切道。

具體實施方式

下面通過具體實施例和附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明，但是本發(fā)明并不限于這些實施例。

實施例1

本實施例中功率器件的整體封裝方法如下：

在10wt％～15wt％的氫氮混合氣體的保護下，使需要上芯的銅框架1先經(jīng)過上芯機加熱軌道中的預(yù)熱區(qū)進(jìn)行預(yù)加熱處理，該預(yù)熱區(qū)包括第一預(yù)熱區(qū)、第二預(yù)熱區(qū)和第三預(yù)熱區(qū)，使設(shè)定第一預(yù)熱區(qū)的溫度為220℃，第二預(yù)熱區(qū)的溫度為設(shè)定為260℃，第三預(yù)熱區(qū)的溫度為設(shè)定為330℃，使銅框架1經(jīng)過整體預(yù)熱區(qū)后的溫度升溫至320℃，使銅框架1經(jīng)過整個預(yù)熱區(qū)的時間為500ms，其中，銅框架1的溫度可以通過在銅框架1上貼熱電偶進(jìn)行跟蹤測量；經(jīng)過預(yù)熱區(qū)后，再使銅框架1通過加熱軌道輸送到點焊區(qū)進(jìn)行點焊處理，使在銅框架1的焊盤12上形成錫球；點焊區(qū)的溫度設(shè)定為370℃；焊完錫球后，再使銅框架1通過加熱軌道輸送到壓模區(qū)對錫球進(jìn)行整形，使錫球鋪開在銅框架1的焊盤12上，整形過程中采用壓模頭進(jìn)行整形，且使壓模頭的大小與芯片21的大小相匹配，壓模區(qū)的溫度設(shè)定為360℃；整形完成后，使輸送到焊接區(qū)將預(yù)先劃片好的芯片21放置在相應(yīng)的焊盤12對應(yīng)的錫球上進(jìn)行焊接，使芯片21的背面焊接在焊盤12上，焊接區(qū)的溫度設(shè)定為370℃；焊接完成后輸送進(jìn)入后加熱區(qū)進(jìn)行加熱處理后，且使后加熱區(qū)的溫度設(shè)定在180℃，使銅框架1經(jīng)過后加熱區(qū)的時間為300ms，然后再依次經(jīng)過冷卻區(qū)進(jìn)行冷卻處理后，完成芯片21的上芯工序處理；進(jìn)行相應(yīng)的測試，其中，空洞率低于0.5％，且芯片21相對于焊盤12表面的傾斜度小于50μm；

然后，再采用鋁線進(jìn)行壓焊工序處理，使芯片21的電路外接點與銅框架1上的引線相焊接在一起，可以采用全自動鋁線焊線機進(jìn)行壓焊焊接，經(jīng)過壓焊工序處理后，將相應(yīng)的半成品放入塑封固化工序中的模具中，然后，再將環(huán)氧樹脂原料經(jīng)過170℃的高溫條件下使其熔化開并流入到模具中，使從模具有底部開始逐漸覆蓋整個芯片21，同時保溫90s使環(huán)氧樹脂固化，然后，再將經(jīng)過塑封固化處理后的半成品轉(zhuǎn)移至烘箱內(nèi)，并控制溫度為165℃進(jìn)行后固化處理6小時，使環(huán)氧樹脂內(nèi)的成分能夠達(dá)到較完全的轉(zhuǎn)化，同時，使塑封過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力有效的去除；然后，再進(jìn)入電鍍工序?qū)ν饴兜你~框架1表面進(jìn)行電鍍一層鍍層，能夠防止外界環(huán)境對銅框架1的腐蝕、受潮等影響，可以采用高純度(99.95％)的錫進(jìn)行電鍍，也可以采用鉛錫合金進(jìn)行電鍍，且使錫點85％，鉛占15％；再經(jīng)過切筋處理，將一條框架沖切成獨立的單元，再按照客戶的要求沖切成型放置料管或載盤中，再經(jīng)過測試合格后進(jìn)行打標(biāo)如采用激光打標(biāo)，可以在產(chǎn)品的正面或背面激光刻字，如產(chǎn)品名稱、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)批號等等，最終按照客戶提供的包裝要求包裝完成，得到相應(yīng)的功率器件。對功率器件的整體散熱性能進(jìn)行測試，其導(dǎo)通電阻在20mΩ，說明具有較好的散熱性能。

實施例2

本實施例中功率器件的整體封裝方法如下：

在10wt％～15wt％的氫氮混合氣體的保護下，使需要上芯的銅框架1先經(jīng)過上芯機加熱軌道中的預(yù)熱區(qū)進(jìn)行預(yù)加熱處理，該預(yù)熱區(qū)包括第一預(yù)熱區(qū)、第二預(yù)熱區(qū)和第三預(yù)熱區(qū)，使設(shè)定第一預(yù)熱區(qū)的溫度為240℃，第二預(yù)熱區(qū)的溫度為設(shè)定為280℃，第三預(yù)熱區(qū)的溫度為設(shè)定為340℃，使銅框架1經(jīng)過整體預(yù)熱區(qū)后的溫度升溫至330℃，使銅框架1經(jīng)過整個預(yù)熱區(qū)的時間為450ms，其中，銅框架1的溫度可以采用常規(guī)的方法通過在銅框架1上貼熱電偶進(jìn)行跟蹤測量；經(jīng)過預(yù)熱區(qū)后，再使銅框架1通過加熱軌道輸送到點焊區(qū)進(jìn)行點焊處理，使在銅框架1的焊盤12上形成錫球，點焊區(qū)的溫度設(shè)定為390℃；焊完錫球后，再使銅框架1通過加熱軌道輸送到壓模區(qū)對錫球進(jìn)行整形，壓模區(qū)的溫度設(shè)定為360℃；使錫球鋪開在銅框架1的焊盤12上，整形過程中采用壓模頭進(jìn)行整形，且使壓模頭的大小與芯片21的大小相匹配；整形完成后，使輸送到焊接區(qū)將芯片21放置在相應(yīng)的焊盤12對應(yīng)的錫球上進(jìn)行焊接，使芯片21的背面焊接在焊盤12上，焊接區(qū)的溫度設(shè)定為390℃，焊接完成后輸送進(jìn)入后加熱區(qū)進(jìn)行加熱處理后，且使后加熱區(qū)的溫度設(shè)定在200℃，使銅框架1經(jīng)過后加熱區(qū)的時間為300ms，然后再依次經(jīng)過第一冷卻區(qū)、第二冷卻區(qū)和第三冷卻區(qū)進(jìn)行冷卻處理后，其中，第一冷卻區(qū)的溫度設(shè)定為165℃，第二冷卻區(qū)的溫度設(shè)定為135℃，第三冷卻區(qū)的溫度設(shè)定為100℃，冷卻結(jié)束后，完成芯片21的上芯工序處理；進(jìn)行相關(guān)性能的測試，其中，空洞率低于0.5％，且芯片21相對于焊盤12表面的傾斜度小于50μm；

然后，再采用鋁線進(jìn)行壓焊工序處理，使芯片21的電路外接點與銅框架1上的引線相焊接在一起，可以采用全自動鋁線焊線機進(jìn)行壓焊焊接，經(jīng)過壓焊工序處理后，將相應(yīng)的半成品放入塑封固化工序中的模具中，然后，再將環(huán)氧樹脂原料經(jīng)過185℃的高溫條件下使其熔化開并流入到模具中，使從模具有底部開始逐漸覆蓋整個芯片21，同時保溫100s使環(huán)氧樹脂固化，然后，再將經(jīng)過塑封固化處理后的半成品轉(zhuǎn)移至烘箱內(nèi)，并控制溫度為170℃進(jìn)行后固化處理7小時，使環(huán)氧樹脂內(nèi)的成分能夠達(dá)到較完全的轉(zhuǎn)化，同時，使塑封過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力有效的去除；然后，再進(jìn)入電鍍工序?qū)ν饴兜你~框架1表面進(jìn)行電鍍一層鍍層，能夠防止外界環(huán)境對銅框架1的腐蝕、受潮等影響，可以采用高純度(99.95％)的錫進(jìn)行電鍍，也可以采用鉛錫合金進(jìn)行電鍍，且使錫點85％，鉛占15％；再經(jīng)過切筋處理，將一條框架沖切成獨立的單元，再按照客戶的要求沖切成型放置料管或載盤中，再經(jīng)過測試合格后進(jìn)行打標(biāo)如采用激光打標(biāo)，可以在產(chǎn)品的正面或背面激光刻字，如產(chǎn)品名稱、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)批號等等，最終按照客戶提供的包裝要求包裝完成，得到相應(yīng)的功率器件。對該成品功率器件的散熱性能進(jìn)行分析，其導(dǎo)通電阻為19.5mΩ。

實施例3

本實施例中的功率器件的整體封裝方法基本上與實施例2一致，區(qū)別僅在于其中的上芯工序處理不同，且具體的上芯工序處理如下：

在10wt％～15wt％的氫氮混合氣體的保護下，使需要上芯的銅框架1先經(jīng)過上芯機加熱軌道中的預(yù)熱區(qū)進(jìn)行預(yù)加熱處理，該預(yù)熱區(qū)包括第一預(yù)熱區(qū)、第二預(yù)熱區(qū)和第三預(yù)熱區(qū)，使設(shè)定第一預(yù)熱區(qū)的溫度為230℃，第二預(yù)熱區(qū)的溫度為設(shè)定為270℃，第三預(yù)熱區(qū)的溫度為設(shè)定為320℃，使銅框架1經(jīng)過整體預(yù)熱區(qū)后的溫度升溫至310℃，使銅框架1經(jīng)過整個預(yù)熱區(qū)的時間為550ms，其中，銅框架1的溫度可以采用常規(guī)的方法通過在銅框架1上貼熱電偶進(jìn)行跟蹤測量；經(jīng)過整個預(yù)熱區(qū)后，再使銅框架1通過加熱軌道輸送到點焊區(qū)進(jìn)行點焊處理，使在銅框架1的焊盤12上形成錫球，點焊區(qū)的溫度設(shè)定為370℃；焊完錫球后，再使銅框架1通過加熱軌道輸送到壓模區(qū)對錫球進(jìn)行整形，壓模區(qū)的溫度設(shè)定為380℃；使錫球鋪開在銅框架1的焊盤12上，整形過程中采用壓模頭進(jìn)行整形，且使壓模頭的大小與芯片21的大小相匹配；整形完成后，使輸送到焊接區(qū)將芯片21放置在相應(yīng)的焊盤12對應(yīng)的經(jīng)過整形后的錫球上進(jìn)行焊接，使芯片21的背面焊接在焊盤12上，焊接區(qū)的溫度設(shè)定為360℃，使芯片21的一邊邊長延長線與相應(yīng)的焊盤12邊形成的夾角角度為10゜，且使芯片21正面上最高點與焊盤12表面之間的距離和芯片21正面上的最低點與焊盤12表面之間的距離差≤50μm；焊接完成后輸送進(jìn)入后加熱區(qū)進(jìn)行加熱處理后，且使后加熱區(qū)的溫度設(shè)定在190℃，使銅框架1經(jīng)過后加熱區(qū)的時間為400ms，然后再依次經(jīng)過第一冷卻區(qū)、第二冷卻區(qū)和第三冷卻區(qū)進(jìn)行冷卻處理后，其中，第一冷卻區(qū)的溫度設(shè)定為155℃，第二冷卻區(qū)的溫度設(shè)定為145℃，第三冷卻區(qū)的溫度設(shè)定為120℃，冷卻結(jié)束后，完成芯片21的上芯工序處理，上芯完成后，對相應(yīng)的性能進(jìn)行測試，其中，空洞率低于0.4％，且芯片21相對于焊盤12表面的傾斜度小于40μm。

同時，對最終的成品功率器件的散熱性能進(jìn)行分析，其導(dǎo)通電阻為19.1mΩ。

實施例4

本實施例中的功率器件的整體封裝方法基本上與實施例2一致，區(qū)別僅在于其中的上芯工序處理不同，且具體的上芯工序處理如下：

在10wt％～15wt％的氫氮混合氣體的保護下，使需要上芯的銅框架1先經(jīng)過上芯工序中上芯機加熱軌道中的預(yù)熱區(qū)進(jìn)行預(yù)加熱處理，該預(yù)熱區(qū)包括第一預(yù)熱區(qū)、第二預(yù)熱區(qū)和第三預(yù)熱區(qū)，使設(shè)定第一預(yù)熱區(qū)的溫度為240℃，第二預(yù)熱區(qū)的溫度為設(shè)定為280℃，第三預(yù)熱區(qū)的溫度為設(shè)定為340℃，使銅框架1經(jīng)過整體預(yù)熱區(qū)后的溫度升溫至320℃，使銅框架1經(jīng)過整個預(yù)熱區(qū)的時間為450ms，其中，銅框架1的溫度可以采用常規(guī)的方法通過在銅框架1上貼熱電偶進(jìn)行跟蹤測量；經(jīng)過整個預(yù)熱區(qū)后，再使銅框架1通過上芯機的加熱軌道輸送到點焊區(qū)進(jìn)行點焊處理，使在銅框架1的焊盤12上形成錫球，點焊區(qū)的溫度設(shè)定為380℃；焊完錫球后，再使銅框架1通過加熱軌道輸送到壓模區(qū)對錫球進(jìn)行整形，壓模區(qū)的溫度設(shè)定為370℃；使錫球鋪開在銅框架1的焊盤12上，整形過程中采用壓模頭進(jìn)行整形，且使壓模頭的大小與芯片21的大小相匹配；整形完成后，使輸送到焊接區(qū)將芯片21放置在相應(yīng)的焊盤12對應(yīng)的經(jīng)過整形后的錫球上進(jìn)行焊接，使芯片21的背面焊接在焊盤12上，焊接區(qū)的溫度設(shè)定為360℃，使芯片21的一邊邊長延長線與焊盤12邊相交形成的夾角角度為15゜，且使芯片21正面上最高點與焊盤12表面之間的距離和芯片21正面上的最低點與焊盤12表面之間的距離差≤50μm；焊接完成后輸送進(jìn)入后加熱區(qū)進(jìn)行加熱處理后，且使后加熱區(qū)的溫度設(shè)定在180℃，使銅框架1經(jīng)過后加熱區(qū)的時間為350ms，然后再依次經(jīng)過第一冷卻區(qū)、第二冷卻區(qū)和第三冷卻區(qū)進(jìn)行冷卻處理后，其中，第一冷卻區(qū)的溫度設(shè)定為160℃，第二冷卻區(qū)的溫度設(shè)定為140℃，第三冷卻區(qū)的溫度設(shè)定為100℃，冷卻結(jié)束后，完成芯片21的上芯工序處理。對相應(yīng)的性能進(jìn)行測試，其中，空洞率低于0.4％，且芯片21相對于焊盤12表面的傾斜度為40μm。

同時，對最終的成品功率器件的散熱性能進(jìn)行分析，其導(dǎo)通電阻為19.4mΩ。

實施例5

本實施例中的功率器件的整體封裝方法基本上與實施例2一致，區(qū)別僅在于其中的芯片21通過以下方法處理得到：

將已經(jīng)加工成整片的晶圓2先粘著在具有一定粘性的粘膜層上，也有稱相應(yīng)的粘膜層為藍(lán)膜，使晶圓2的背面粘著在粘膜層上，晶圓2是由若干個芯片21排列組成，晶圓2的大小可以根據(jù)實際芯片21的大小和加工生產(chǎn)線的規(guī)模進(jìn)行調(diào)整，然后，從晶圓2的正面采用劃片機對晶圓2進(jìn)行切割處理，即使劃片機中的切刀沿著晶圓2中對應(yīng)的切道22進(jìn)行切割處理，切割過程中使含有碳酸氫根的去離子水流過切割處，流量控制在2.0m/min左右，使切割處理的切割速度為60mm/s(毫米/秒)；且使切割處理時切刀的轉(zhuǎn)速為30千轉(zhuǎn)/秒，切刀的刀刃長度為600μm；且切刀的刀片厚度為15μm；切割過程中直接依次按相鄰的切道22進(jìn)行切割即可，經(jīng)過若干次橫向切割和縱向切割之后，使晶圓2中的每一個芯片21均被切割分離出來，經(jīng)過整理、檢測合格后，得到相應(yīng)的單一芯片21，得到的芯片21用于下一步的上芯工序。經(jīng)過測試，芯片21的合格率達(dá)到100％，不僅沒有機械力作用產(chǎn)生的崩邊、損壞和裂痕出現(xiàn)，也沒因靜電擊穿而產(chǎn)生的損壞。

對最終的成品功率器件的散熱性能進(jìn)行分析，其導(dǎo)通電阻為19.12mΩ。

實施例6

本實施例中的功率器件的整體封裝方法基本上與實施例2一致，區(qū)別僅在于其中的芯片21通過以下方法處理得到：

將已經(jīng)加工成整片的晶圓2先粘著在具有一定粘性的粘膜層上，也有稱相應(yīng)的粘膜層為藍(lán)膜，使晶圓2的背面粘著在粘膜層上，晶圓2是由若干個芯片21排列組成，晶圓2的大小可以根據(jù)實際芯片21的大小和加工生產(chǎn)線的規(guī)模進(jìn)行調(diào)整，然后，從晶圓2的正面采用劃片機對晶圓2進(jìn)行切割處理，即使劃片機中的切刀沿著晶圓2中對應(yīng)的切道22進(jìn)行切割處理，切割過程中使去離子水流過切割處，流量控制在50mL/min左右，同時向去離子水中通入二氧化碳?xì)怏w，從而使去離子水中含有HCO₃^-,且使含有HCO₃^-的去離子水的導(dǎo)電率為0.5us/cm，使切割處理的切割速度為90mm/s(毫米/秒)；且使切割處理時切刀的轉(zhuǎn)速為35千轉(zhuǎn)/秒，切刀的刀刃長度為720μm；且切刀的刀片厚度為20μm；切割過程中先按照橫向切道221進(jìn)行若干次切割將橫向完全切割完成后，再將晶圓2旋轉(zhuǎn)90度，再按照縱向切道222進(jìn)行若干次切割將縱向也完全切割完成后，從而使晶圓2中的每一個芯片21均被切割分離出來，粘著在粘膜層上，也是由于有粘膜層的存在使切割出來的芯片21不會出現(xiàn)散落現(xiàn)象，再經(jīng)過整理、檢測合格后，得到相應(yīng)的單一芯片21，得到的芯片21用于下一步的上芯工序。芯片21的合格率達(dá)到100％，不僅沒有機械力作用產(chǎn)生的崩邊、損壞和裂痕出現(xiàn)，也沒因靜電擊穿而產(chǎn)生的損壞。

對最終的成品功率器件的散熱性能進(jìn)行分析，其導(dǎo)通電阻為19.2mΩ。

實施例7

本實施例中的功率器件的整體封裝方法基本上與實施例2一致，區(qū)別僅在于其中的芯片21通過以下方法處理得到：

將已經(jīng)加工成整片的晶圓2先粘著在具有一定粘性的粘膜層上，也有稱相應(yīng)的粘膜層為藍(lán)膜，使晶圓2的背面粘著在粘膜層上，晶圓2是由若干個芯片21排列組成，晶圓2的大小可以根據(jù)實際芯片21的大小和加工生產(chǎn)線的規(guī)模進(jìn)行調(diào)整，然后，從晶圓2的正面采用劃片機對晶圓2進(jìn)行切割處理，即使劃片機中的切刀沿著晶圓2中對應(yīng)的切道22進(jìn)行切割處理，切割過程中使去離子水流過切割處，流量控制在50mL/min左右，同時向去離子水中通入二氧化碳?xì)怏w，從而使去離子水中含有HCO₃^-,且使含有HCO₃^-的去離子水的導(dǎo)電率為1.0us/cm，使切割處理的切割速度為70mm/s(毫米/秒)；且使切割處理時切刀的轉(zhuǎn)速為32千轉(zhuǎn)/秒，切刀的刀刃長度為650μm；且切刀的刀片厚度為18μm；切割過程中先按照橫向切道221進(jìn)行若干次切割將橫向完全切割完成后，再將晶圓2旋轉(zhuǎn)90度，再按照縱向切道222進(jìn)行若干次切割將縱向也完全切割完成后，從而使晶圓2中的每一個芯片21均被切割分離出來，粘著在粘膜層上，也是由于有粘膜層的存在使切割出來的芯片21不會出現(xiàn)散落現(xiàn)象，再經(jīng)過整理、檢測合格后，得到相應(yīng)的單一芯片21，得到的芯片21用于下一步的上芯工序。芯片21的合格率達(dá)到100％，不僅沒有機械力作用產(chǎn)生的崩邊、損壞和裂痕出現(xiàn)，也沒因靜電擊穿而產(chǎn)生的損壞。

對最終的成品功率器件的散熱性能進(jìn)行分析，其導(dǎo)通電阻為19.3mΩ。

實施例8

本實施例中的功率器件的整體封裝方法基本上與實施例7一致，區(qū)別僅在于切割處理之前先對切道22進(jìn)行定位設(shè)置，選取要切割的相應(yīng)切道22，具體如圖4所示，如先對橫向切道221進(jìn)行切割處理，則先在同一橫向切道221上選取三個點A、B和C點，且使三個點A、B和C點均與兩邊的芯片21等距離，然后切割時沿著A、B和C點相連所確認(rèn)的直線進(jìn)行切割處理即可；對于縱向切道222上切割方法同樣可以采用切割橫向切道221時的方法處理。從而實現(xiàn)精確定位的效果，提高切割的精度。得到的芯片21的合格率達(dá)到100％，不僅沒有機械力作用產(chǎn)生的崩邊、損壞和裂痕出現(xiàn)，也沒因靜電擊穿而產(chǎn)生的損壞。

對最終的成品功率器件的散熱性能進(jìn)行分析，其導(dǎo)通電阻為19.5mΩ。

實施例9

本實施例中的功率器件的整體封裝方法基本上與實施例6一致，區(qū)別僅在于其中塑封固化工序通過以下方法處理得到：

將經(jīng)過壓焊工序后的半成品放入塑封模具內(nèi)，然后，再控制溫度在180℃的條件下使環(huán)氧樹脂熔融并完全覆蓋在芯片21上進(jìn)行塑封固化處理80s；然后，再將塑封固化處理后的半成品從模具中拿出轉(zhuǎn)移至烘箱內(nèi)并控制溫度在185℃的條件下進(jìn)行后固化處理8小時后，再進(jìn)入下一道工序處理。

對最終的成品功率器件的散熱性能進(jìn)行分析，其導(dǎo)通電阻為19.3mΩ。

實施例10

本實施例中的功率器件的整體封裝方法基本上與實施例6一致，區(qū)別僅在于其中塑封固化工序通過以下方法處理得到：

將經(jīng)過壓焊工序后的半成品放入塑封模具內(nèi)，然后，再控制溫度在175℃的條件下使環(huán)氧樹脂熔融并完全覆蓋在芯片21上進(jìn)行塑封固化處理90s；然后，再將塑封固化處理后的半成品從模具中拿出轉(zhuǎn)移至烘箱內(nèi)并控制溫度在165℃的條件下進(jìn)行后固化處理10小時后，再進(jìn)入下一道工序處理。

對最終的成品功率器件的散熱性能進(jìn)行分析，其導(dǎo)通電阻為19.4mΩ。

實施例11

本實施例中的功率器件的整體封裝方法基本上與實施例6一致，區(qū)別僅在于其中壓焊工序中具體為采用全自動鋁線焊線機進(jìn)行壓焊焊接，焊接時采用的鋁線直徑為5mi l時，在鋁線與芯片21上的外接點接觸時的壓力為80g，可以在誤差范圍內(nèi)有所偏差；開始焊接時的壓力為90g，焊接過程中壓力為95g；另一端，鋁線與銅框架1上的引線接角時的壓力為85g，可以在誤差范圍內(nèi)有所偏差；開始焊接時的壓力為95g，焊接過程中壓力為100g。當(dāng)然，可以根據(jù)選用的鋁線直徑的不同，對壓焊工序中的相應(yīng)條件進(jìn)行調(diào)整。對最終的成品功率器件的散熱性能進(jìn)行分析，其導(dǎo)通電阻為19.3mΩ。

本發(fā)明中所描述的具體實施例僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。

盡管對本發(fā)明已作出了詳細(xì)的說明并引證了一些具體實施例，但是對本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來說，只要不離開本發(fā)明的精神和范圍可作各種變化或修正是顯然的。