一种用于锡膏印刷的钢网和装置的制作方法

本实用新型涉及锡膏印刷技术领域，特别是涉及一种用于锡膏印刷的钢网和装置。

背景技术：

高功率的igbt模块的使用越来越加广泛，而igbt在封装过程中的工艺参数对igbt模块的性能至关重要。封装过程中一个很重要的工艺流程就是回流焊，其主要作用是将两种不同的元器件通过融化的锡膏焊接起来，主要用于igbt芯片，dbc和底板之间的连接。在封装该过程中的锡膏印刷工艺流程中，放在锡膏上的芯片经过回流焊过程后，由于不同锡膏在回流焊过程中由于张力作用和助焊剂导致融化之后流动带着芯片导致了芯片的滑动和偏移，甚至会引起“灯芯效应”和“曼哈顿现象”等一系列问题。

芯片的偏移或者滑动会严重影响后续工艺的进行，偏移芯片会造成焊接不牢固，虚焊等问题，芯片在工作中会出现芯片和dbc之间的脱落等一系列问题。偏移和滑动位置较多的芯片会与其它电子元器件和绝缘沟槽有不合理的距离，造成电气间隙和爬电距离与设计不符合的问题，增加功率器件电气失效的风险。芯片的偏移和滑动也会造成打线工艺过程中的难度加大。传统改善芯片偏移的方法是使用质量好的、粘度大的焊膏，去调节回流焊设备的温度曲线，这样的方法都是在提高成本和提高工艺难度的方面进行改善。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种用于锡膏印刷的钢网和装置，可以减少回流焊中芯片的滑动和偏移。

本实用新型所采用的第一技术方案：

一种用于锡膏印刷的钢网，包括钢网本体和若干个印刷单元，所述印刷单元包括若干个互不连通的镂空区域，所述印刷单元对应功率器件模块的焊接区域，所述印刷单元的面积为对应焊接区域的面积的0.95～1.05倍。

进一步，所述镂空区域为正方形。

进一步，所述印刷单元包括9个镂空区域，所述镂空区域在印刷单元上呈九宫格分布。

进一步，所述镂空区域的四个角均为倒圆角。

进一步，所述镂空区域为四角星形。

进一步，所述印刷单元的中心点与对应焊接区域的中心点重合。

进一步，所述镂空区域的侧面设有纳米涂层。

进一步，所述钢网本体的四个角上设有螺孔。

本实用新型所采用的第二技术方案：

一种用于锡膏印刷的装置，包括印刷台、印刷头和所述的钢网，所述钢网安装在印刷台上，所述印刷头安装在钢网上方，所述印刷头通过所述钢网向位于钢网下方的待印刷区域印刷锡膏。

进一步，所述印刷台背面设有与钢网对应的螺母柱。

本实用新型通过在钢网的印刷单元上设置若干个互不连通的镂空区域，由于镂空区域对应锡膏的印刷区域，所以互不连通的镂空区域能够印刷出互不连通的锡膏，从而使得锡膏之间出现通道，进而使得在回流焊的过程中锡膏中的溶剂和助焊剂气体可以通过通道进行排出，一定程度上缓解了溶剂和助焊剂气体导致的芯片移动或者偏移。

附图说明

图1是本实用新型实施例一种用于锡膏印刷的钢网的结构示意图；

图2是传统钢网印刷单元的形状示意图；

图3是本实用新型实施例一种用于锡膏印刷的钢网的九宫格形印刷单元图；

图4是本实用新型实施例一种用于锡膏印刷的钢网的倒圆角九宫格形印刷单元图；

图5是本实用新型实施例一种用于锡膏印刷的钢网的四角星形印刷单元图；

图6是本实用新型实施例一种用于锡膏印刷的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型实施例提供了一种用于锡膏印刷的钢网，参照图1，包括钢网本体102和若干个印刷单元101，所述印刷单元101包括若干个互不连通的镂空区域1012，所述印刷单元101对应功率器件模块的焊接区域，所述印刷单元101的面积为对应焊接区域的面积的0.95～1.05倍。

具体地，锡膏，是伴随着smt应运而生的一种新型焊接材料，是由焊锡粉、助焊剂以及其它的表面活性剂、触变剂等加以混合，形成的膏状混合物。主要用于smt行业pcb表面电阻、电容、ic等电子元器件和igbt等功率器件的焊接。

锡膏印刷是回流焊中的一个步骤，在进行真空回流焊的过程中，首先要进行锡膏印刷，将锡膏印刷到需要进行焊接的部位。一般的锡膏印刷方式为通过钢板的孔脱模接触锡膏从而印置在基板的锡垫上。

回流焊是电子制造领域常用的焊接手段，电脑内使用的各种板卡上的元件都是通过这种工艺焊接到线路板上的，回流焊设备的内部有一个加热电路，将空气或氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好元件的线路板，让元件两侧的焊料融化后与主板粘结。

钢网，也就是smt模板，是一种smt专用模具。其主要功能是帮助锡膏的沉积；目的是将准确数量的锡膏转移到空pcb上的准确位置。

钢网本体102为钢网上除了镂空部位的其他部分，用于在锡膏印刷的时候覆盖不需要印刷锡膏的区域，使得锡膏能够成功印刷在需要印刷的区域上。

印刷单元101，在本实施例中以igbt元件为例，一个印刷单元101对应一个igbt元件，印刷单元101由原始矩形模具通过对镂空区域1011进行镂空得到，即一个igbt元件区域对应的钢网上的区域内的镂空区域1011和导流通道1022组成一个印刷单元101。

镂空区域1011，镂空区域1011用于在印刷锡膏时使得锡膏通过镂空区域1011涂敷在smt板上。

导流通道1012，印刷锡膏连通外界的气体通道，在图1中表现为镂空区域之间的钢网区域。传统的igbt印刷单元为矩形，参照图2，锡膏在真空回流焊过程中，其中的助焊剂和活性剂在高温下挥发出来，由于其不存在对外的气体通道，导致在贴片完成后芯片和锡膏之间形成一个密闭空间，从而使得回流焊时锡膏产生的气体无法顺利排出，锡膏在气体逸出力的作用下发生偏移。参照图1，本实施例中通过将钢网的镂空区域1011设置成互不连通，使得印刷锡膏也互不连通，从而形成导流通道1012，为锡膏中的气体提供一个逸出通道，从而避免了由于气体逸出引起的芯片的偏移。

功率器件模块，在本实施例以igbt模块为例，igbt模块是由igbt与fwd通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品；封装后的igbt模块直接应用于变频器、ups不间断电源等设备上。

由于印刷单元上存在若干个互不连通的镂空区域，在互不连通的镂空区域中间，必定会产生一条贯通印刷单元的导流通道。在回流焊的过程中，溶剂和助焊剂挥发的气体可以通过锡膏中的导流通道排放出来，一定程度上缓解了温度急剧升高过程中气体快速挥发推动元器件的移动，极大的减弱了回流过程中助焊剂挥发和气泡的排出对芯片位置的影响。

进一步作为可选的实施方式，所述镂空区域为正方形。

具体地，正方形的镂空区域不仅较为美观，并且正方形镂空区域的钢网在制作时较为简单，使用正方形的镂空区域更有利于批量生产。

进一步作为可选的实施方式，参照图3，所述印刷单元包括9个镂空区域，所述镂空区域在印刷单元上呈九宫格分布。

具体地，九宫格形的印刷单元印刷出来的锡膏会具有较多的导流通道301和镂空区域302，由于拥有较多的导流通道301，九宫格形的印刷锡膏拥有较好的导流能力。同时，锡膏被镂空区域302分割成多个小块的锡膏，小块的锡膏区域在回流过程中会有小的向内收缩的力，产生的作用力相比于原始大面积矩形的收缩力则小得多，对芯片位置偏移的影响则小得多。如果元器件或者芯片的尺寸较大，大面积的锡膏印刷难度较大，而选择分割成多个小块区域的锡膏则更容易实现。

进一步作为可选的实施方式，参照图4，所述镂空区域的四个角均为倒圆角。

具体地，相比于直角，倒圆角401由于其变化角度更为平滑，在进行锡膏印刷的时候更容易使得锡膏脱落。通过将镂空区域的几何图形的拐角变为倒圆角401，平滑镂空区域几何图像的线段变化趋势，减少了锡膏印刷时锡膏粘连在钢网上的现象，提高了锡膏印刷的效率。

进一步作为可选的实施方式，参照图5，所述镂空区域为四角星形。

具体地，在印刷锡膏面积一定的情况下，印刷锡膏的总周长越长，气体排出的效率越高。所以在印刷锡膏面积一定的情况下，选择总周长更大的印刷锡膏形状可以提高气体排出效率，使得回流焊过程中芯片更为稳定。四角星形的印刷锡膏除了拥有较长的周长以外，由于其整体形状向内，使得其上的每一点的气体到达导流边需要的距离缩短，所以相比于一般的拥有较长周长的印刷锡膏，四角星形印刷锡膏拥有更好的导流功能，相比于原始的矩形锡膏形状，新型的四角星形状印刷锡膏具有更小的面积和周长比。同时，该结构的印刷锡膏四个角上的锡膏有一定的减少，因此，回流过程中向内的收缩力则更小，此时的四周的锡膏更容易向中心聚拢，不容易出现受力不均匀的情况，一定程度上缓解了芯片的滑动和偏移的情况。

进一步作为可选的实施方式，所述印刷单元的中心点与对应焊接区域的中心点重合。

具体地，印刷单元的中心点和对应焊接区域的中心点重合，才能保证印刷单元准确定位在对应焊接区域上。

进一步作为可选的实施方式，所述镂空区域的侧面设有纳米涂层。

具体地，纳米材料涂层可以提高基体的腐蚀防护能力，达到表面修饰、装饰目的。纳米颗粒加入到表面涂层中，可以达到减小摩擦系数的效果，形成自润滑材料，甚至获得超润滑功能。通过在钢板镂空区域的侧面设置纳米涂层，可以减少侧面的摩擦力，更有利于印刷锡膏时锡膏的分离。

进一步作为可选的实施方式，参照图1，所述钢网本体的四个角上设有螺孔103。

具体地，通过螺孔103可以实现对于钢网的固定，防止钢网在锡膏印刷的过程中产生位移，导致锡膏印刷出现错位。

本实用新型实施例还提供了一种用于锡膏印刷的装置，参照图6，包括印刷台601、印刷头602和所述的钢网603，所述钢网603安装在印刷台601上，所述印刷头602安装在钢网603上方，所述印刷头602通过所述钢网603向位于钢网603下方的待印刷区域印刷锡膏。

具体地，通过一种用于锡膏印刷的装置可以配合本实施例中的钢网603实现对于特殊形状锡膏的印刷，使得igbt元件能够在回流焊的时候更为稳定，不会因为滑动而导致两个不同的igbt模块之间的爬电距离减少从而使得元器件的寿命下降甚至导致事故。

印刷头602上设置有若干个刮刀6021，印刷头602在进行锡膏印刷时会前后移动，带动刮刀6021沿前后方向运动，使得刮刀6021将锡膏涂覆在待印刷区域上。

进一步作为可选的实施方式，所述印刷台背面设有与钢网对应的螺母柱。

具体地，在印刷台背面设置与钢网对应的螺母柱，使得钢网可以通过螺丝固定在印刷台上，从而保证了印刷过程中钢网可以保持不动，避免了由于钢网移动导致的错位印刷。

本实用新型的有益效果：新型的钢网印刷单元形状能极大的防止回流焊过程中芯片的滑动和偏移，相比于原始的钢网印刷单元形状，新型钢网印刷单元形状没有损失其它方面的优势，只增加了回流过程中元器件的稳定性和可靠性；提高回流焊工艺的可靠性，提高产品的质量和美观性。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。