一种碳化硅半导体芯片封装夹具及其固定方法与流程

1.本发明属于封装夹具技术领域，具体涉及一种碳化硅半导体芯片封装夹具及其固定方法。


背景技术：

2.封装可以对裸芯起到保护、支撑、连接、散热的作用。
3.狭义上的封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳。利用一系列技术，将芯片在框架上布局粘贴固定及连接，引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体立体结构的工艺。
4.而广义上的封装是指将封装体与封装基板连接固定，装配成完整的系统或电子设备，并确保整个系统综合性能的工程。
5.在芯片和封装基板的连接过程中，需要将封装基板固定，由于一般是批量加工，因此，封装基板较长且包含若干个与芯片配合的独立单元，当封装基板上固定好芯片之后，再对封装基板进行分割即可。由于封装基板较长，对于夹持的要求更高，夹持的稳定度是保证封装精度的基础。因此提供一种碳化硅半导体芯片封装夹具及其固定方法，来保证夹持的稳定可靠。


技术实现要素：

6.针对上述背景技术所提出的问题，本发明的目的是：旨在提供一种碳化硅半导体芯片封装夹具及其固定方法。
7.为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
8.一种碳化硅半导体芯片封装夹具，包括
9.两列对称分布的压紧线，所述压紧线由若干姿态相同、间隔一定距离的压紧组件组成；
10.一个用于确定封装基板上料时末端位置的定位板，设置在两列所述压紧线的末端；
11.连接板，连接同一列压紧线上所有压紧组件的下压端；以及
12.动力机构，输出端与所述连接板相接；
13.其中，所述压紧组件具备放行姿态和压紧姿态，所述压紧组件包括
14.只具备旋转自由度的压板；
15.拉簧，竖直设置，上端与所述压板的尾端连接，下端固定；以及
16.柔性连接件，位于所述压板的下压端，实现动力机构与压板之间的动力传递，当所述压紧组件处于放行姿态时，所述压板靠近拉簧的一侧为低端，当所述压紧组件处于压紧姿态时，所述压板靠近柔性连接件的一侧为低端。
17.进一步限定，所述动力机构选择气缸，这样的结构设计，由于气缸的动力源获取方便，且气缸便于维护，动作迅速，输出力便于调节，可以有效调整压紧组件的压紧力。
18.进一步限定，同一列所述压紧线至少由两个动力机构驱动，这样的结构设计，由于压紧线具备一定的长度，因此，多个动力机构可以保证压紧线上压紧组件动作的稳定以及一致性。
19.进一步限定，所述定位板连接接近传感器，所述接近传感器的感应端位于封装基板与定位板的接触位置，这样的结构设计，通过接近传感器来判断封装基板是否运动到位，从而通过接近传感器反馈的信号，来控制压紧组件是否动作，进行夹持。
20.进一步限定，所述压板设有压紧部，所述压紧部通过缺陷形成两个支板，这样的结构设计，缺陷可以减少压紧部的压紧面积，从而提高压紧部的压紧效果，由缺陷形成的两个支板既具备较宽的压紧范围，又具备较高的压强。
21.进一步限定，所述压板设有位于支板下表面端头的半球，这样的结构设计，通过半球进一步缩小与封装基板的接触面积，从而增加压强，提高对封装基板的固定效果。
22.进一步限定，所述压板的尾端设有与拉簧匹配的扣环，这样的结构设计，通过扣环来提供拉簧与压板的连接位置。
23.进一步限定，所述压板的旋转点更加靠近尾端，更加远离下压端，所述压板的旋转点出设有铰接座，所述压紧组件还包括立柱，所述铰接座与立柱之间通过转轴实现转动连接，这样的结构设计，立柱用于支撑和铰接压板，压板的旋转点更加靠近尾端，可以降低动力机构下拉压板所需克服的力矩，使得压紧组件的动作更加迅速，反应更加灵敏。
24.进一步限定，所述压板下压端的下表面设有连接座，所述柔性连接件包括钢索以及位于钢索两端的连接桩，所述压紧组件还包括导向柱，所述钢索上端的连接桩与连接座连接，所述钢索下端的连接桩与导向柱连接，所述导向柱被规范上下运动姿态后，与连接板固定连接，这样的结构设计，导向柱主要规范动力机构传递给柔性连接件的力的方向，保证下拉的力竖直向下，柔性连接件通过两端的连接桩实现与压板上连接座、导向柱的连接，钢索是柔性的，而且轨迹可以变化，能够适应压板转动时位置变化，因为一旦压板转动，连接座和导向柱之间的相对位置将发生变化，而钢索由于是柔性的，因此可以适应这种变化，此外，钢索自身的耐久性更高，能够避免出现断裂的情况。
25.本发明还提供一种碳化硅半导体芯片封装夹具的固定方法，使用上述碳化硅半导体芯片封装夹具进行固定。
26.本发明的有益效果：通过分布在封装基板两侧的压紧线实现封装基板固定的稳定和牢靠，从而为保证封装精度提供基础，压紧线由若干姿态相同、间隔一定距离的压紧组件组成，同一条压紧线上的压紧组件能够同时动作并实现压紧，保证压紧动作的同步性，此外，间隔一定距离的压紧组件形成的压紧力同样是间隔分布，能够避免压紧力的分布过于集中，导致封装基板受到压损。
附图说明
27.本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
28.图1为本发明一种碳化硅半导体芯片封装夹具及其固定方法实施例中压紧组件和连接板、动力机构配合时的结构示意图；
29.图2为本发明一种碳化硅半导体芯片封装夹具及其固定方法实施例中两条压紧线的分布示意图；
30.图3为本发明一种碳化硅半导体芯片封装夹具及其固定方法实施例中压板的由动作到复位的姿态变化图；
31.图4为本发明一种碳化硅半导体芯片封装夹具及其固定方法实施例中压板的主视图；
32.图5为本发明一种碳化硅半导体芯片封装夹具及其固定方法实施例中压板的俯视图；
33.图6为本发明一种碳化硅半导体芯片封装夹具及其固定方法实施例中柔性连接件的结构示意图；
34.图7为本发明一种碳化硅半导体芯片封装夹具及其固定方法实施例中动力机构和连接板的配合示意图；
35.主要元件符号说明如下：
36.1、压紧组件；11、压板；111、压紧部；112、支板；113、扣环；114、铰接座；115、连接座；116、半球；12、立柱；13、拉簧；14、柔性连接件；141、钢索；142、连接桩；15、导向柱；
37.2、定位板；
38.3、接近传感器；
39.4、连接板；
40.5、动力机构。
具体实施方式
41.为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
42.如图1-7所示，本发明的一种碳化硅半导体芯片封装夹具，包括
43.两列对称分布的压紧线，压紧线由若干姿态相同、间隔一定距离的压紧组件1组成；
44.一个用于确定封装基板上料时末端位置的定位板2，设置在两列压紧线的末端；
45.连接板4，连接同一列压紧线上所有压紧组件1的下压端；以及
46.动力机构5，输出端与连接板4相接；
47.其中，压紧组件1具备放行姿态和压紧姿态，压紧组件1包括
48.只具备旋转自由度的压板11；
49.拉簧13，竖直设置，上端与压板11的尾端连接，下端固定；以及
50.柔性连接件14，位于压板11的下压端，实现动力机构5与压板11之间的动力传递，当压紧组件1处于放行姿态时，压板11靠近拉簧13的一侧为低端，当压紧组件1处于压紧姿态时，压板11靠近柔性连接件14的一侧为低端。
51.本实施例中：
52.封装基板位于两列对称分布的压紧线之间，由定位板2来确定封装基板的位置，两列压紧线从两侧对封装基板施加压力，完成夹持；
53.具体的，每一条压紧线由动力机构5驱动，压紧线上的压紧组件1将会同时动作并下压，避免出现某些点位缺失压紧力的情况，压紧组件1间隔一定距离分布，可以将压紧力均匀分布在封装基板的长度方向上；
54.当压紧组件1处于放行姿态时，压板11靠近拉簧13的一侧为低端，这样可以使得靠近封装基板的一端翘起，避免压板11对封装基板的运输造成干涉和碰撞，导致封装基板受损；
55.如图3所示，压紧组件1的动作过程如下，动力机构5的输出端向下运动，带动连接板4下移，因为连接板4连接同一列压紧线上所有压紧组件1的下压端，所以，所有的压板11都会向连接板4下移的一侧摆动下压，两侧的压紧线一起配合，即可完成封装基板的固定；当芯片封装完成后，动力机构5的输出端向上运动，不再对连接板4形成向下的拉力，在压板11的另一端，被拉伸的拉簧13开始收缩，并带动压板11复位，封装基板和芯片的整体，可以脱离。
56.优选，动力机构5选择气缸，这样的结构设计，由于气缸的动力源获取方便，且气缸便于维护，动作迅速，输出力便于调节，可以有效调整压紧组件1的压紧力。实际上，也可以根据具体情况具体考虑动力机构5其它的类型。
57.优选，同一列压紧线至少由两个动力机构5驱动，这样的结构设计，由于压紧线具备一定的长度，因此，多个动力机构5可以保证压紧线上压紧组件1动作的稳定以及一致性。实际上，也可以根据具体情况具体考虑保证压紧组件1动作稳定的其它结构形状。
58.优选，定位板2连接接近传感器3，接近传感器3的感应端位于封装基板与定位板2的接触位置，这样的结构设计，通过接近传感器3来判断封装基板是否运动到位，从而通过接近传感器3反馈的信号，来控制压紧组件1是否动作，进行夹持。实际上，也可以根据具体情况具体考虑判断封装基板是否到位的其它结构形状。
59.优选，压板11设有压紧部111，压紧部111通过缺陷形成两个支板112，这样的结构设计，缺陷可以减少压紧部111的压紧面积，从而提高压紧部111的压紧效果，由缺陷形成的两个支板112既具备较宽的压紧范围，又具备较高的压强。实际上，也可以根据具体情况具体考虑提高压紧效果的其它结构形状。
60.优选，压板11设有位于支板112下表面端头的半球116，这样的结构设计，通过半球116进一步缩小与封装基板的接触面积，从而增加压强，提高对封装基板的固定效果。实际上，也可以根据具体情况具体考虑提高压紧效果的其它结构形状。
61.优选，压板11的尾端设有与拉簧13匹配的扣环113，这样的结构设计，通过扣环113来提供拉簧13与压板11的连接位置。实际上，也可以根据具体情况具体考虑拉簧13与压板11其它的连接结构。
62.优选，压板11的旋转点更加靠近尾端，更加远离下压端，压板11的旋转点出设有铰接座114，压紧组件1还包括立柱12，铰接座114与立柱12之间通过转轴实现转动连接，这样的结构设计，立柱12用于支撑和铰接压板11，压板11的旋转点更加靠近尾端，可以降低动力机构5下拉压板11所需克服的力矩，使得压紧组件1的动作更加迅速，反应更加灵敏。实际上，也可以根据具体情况具体考虑提高压紧组件1反应灵敏度的其它结构形状。
63.优选，压板11下压端的下表面设有连接座115，柔性连接件14包括钢索141以及位于钢索141两端的连接桩142，压紧组件1还包括导向柱15，钢索141上端的连接桩142与连接座115连接，钢索141下端的连接桩142与导向柱15连接，导向柱15被规范上下运动姿态后，与连接板4固定连接，这样的结构设计，导向柱15主要规范动力机构5传递给柔性连接件14的力的方向，保证下拉的力竖直向下，柔性连接件14通过两端的连接桩142实现与压板11上
连接座115、导向柱15的连接，钢索141是柔性的，而且轨迹可以变化，能够适应压板11转动时位置变化，因为一旦压板11转动，连接座115和导向柱15之间的相对位置将发生变化，而钢索141由于是柔性的，因此可以适应这种变化，此外，钢索141自身的耐久性更高，能够避免出现断裂的情况。实际上，也可以根据具体情况具体考虑适应连接座115和导向柱15之间相对位置发生变化的其它结构形状。
64.本发明还提供一种碳化硅半导体芯片封装夹具的固定方法，使用上述碳化硅半导体芯片封装夹具进行固定。
65.上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种碳化硅半导体芯片封装夹具，其特征在于：包括两列对称分布的压紧线，所述压紧线由若干姿态相同、间隔一定距离的压紧组件(1)组成；一个用于确定封装基板上料时末端位置的定位板(2)，设置在两列所述压紧线的末端；连接板(4)，连接同一列压紧线上所有压紧组件(1)的下压端；以及动力机构(5)，输出端与所述连接板(4)相接；其中，所述压紧组件(1)具备放行姿态和压紧姿态，所述压紧组件(1)包括只具备旋转自由度的压板(11)；拉簧(13)，竖直设置，上端与所述压板(11)的尾端连接，下端固定；以及柔性连接件(14)，位于所述压板(11)的下压端，实现动力机构(5)与压板(11)之间的动力传递，当所述压紧组件(1)处于放行姿态时，所述压板(11)靠近拉簧(13)的一侧为低端，当所述压紧组件(1)处于压紧姿态时，所述压板(11)靠近柔性连接件(14)的一侧为低端。2.根据权利要求1所述的一种碳化硅半导体芯片封装夹具，其特征在于：所述动力机构(5)选择气缸。3.根据权利要求2所述的一种碳化硅半导体芯片封装夹具，其特征在于：同一列所述压紧线至少由两个动力机构(5)驱动。4.根据权利要求1所述的一种碳化硅半导体芯片封装夹具，其特征在于：所述定位板(2)连接接近传感器(3)，所述接近传感器(3)的感应端位于封装基板与定位板(2)的接触位置。5.根据权利要求1所述的一种碳化硅半导体芯片封装夹具，其特征在于：所述压板(11)设有压紧部(111)，所述压紧部(111)通过缺陷形成两个支板(112)。6.根据权利要求5所述的一种碳化硅半导体芯片封装夹具，其特征在于：所述压板(11)设有位于支板(112)下表面端头的半球(116)。7.根据权利要求6所述的一种碳化硅半导体芯片封装夹具，其特征在于：所述压板(11)的尾端设有与拉簧(13)匹配的扣环(113)。8.根据权利要求1所述的一种碳化硅半导体芯片封装夹具，其特征在于：所述压板(11)的旋转点更加靠近尾端，更加远离下压端，所述压板(11)的旋转点出设有铰接座(114)，所述压紧组件(1)还包括立柱(12)，所述铰接座(114)与立柱(12)之间通过转轴实现转动连接。9.根据权利要求1所述的一种碳化硅半导体芯片封装夹具，其特征在于：所述压板(11)下压端的下表面设有连接座(115)，所述柔性连接件(14)包括钢索(141)以及位于钢索(141)两端的连接桩(142)，所述压紧组件(1)还包括导向柱(15)，所述钢索(141)上端的连接桩(142)与连接座(115)连接，所述钢索(141)下端的连接桩(142)与导向柱(15)连接，所述导向柱(15)被规范上下运动姿态后，与连接板(4)固定连接。10.一种碳化硅半导体芯片封装夹具的固定方法，其特征在于：使用权利要求1～9任意一项所述的一种碳化硅半导体芯片封装夹具进行固定。

技术总结
本发明公开了一种碳化硅半导体芯片封装夹具及其固定方法，其中的封装夹具包括两列对称分布的压紧线，压紧线由若干姿态相同、间隔一定距离的压紧组件组成；一个用于确定封装基板上料时末端位置的定位板，设置在两列压紧线的末端；连接板，连接同一列压紧线上所有压紧组件的下压端；以及动力机构，输出端与连接板相接；其中，压紧组件具备放行姿态和压紧姿态，压紧组件包括只具备旋转自由度的压板；拉簧，竖直设置，上端与压板的尾端连接，下端固定；以及柔性连接件，位于压板的下压端，实现动力机构与压板之间的动力传递，当压紧组件处于放行姿态时，压板靠近拉簧的一侧为低端，当压紧组件处于压紧姿态时，压板靠近柔性连接件的一侧为低端。为低端。为低端。


技术研发人员：张振中 孙军 郝建勇 刘玮 张旭辉
受保护的技术使用者：苏州中瑞宏芯半导体有限公司
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/9/14