一种用于加压辅助焊膏烧结的装置

1.本实用新型涉及互连材料烧结技术领域，更具体地，涉及一种用于加压辅助焊膏烧结的装置。


背景技术：

2.在芯片封装的结构中，由金属或合金所构成的焊点不仅可以提供基板与芯片之间的电连接，而且它是芯片与基板之间的极为重要的散热通道。为了保证器件使用寿命，焊料还应具有抵抗氧化和腐蚀作用的功能，因为随着时间的推移，氧化作用和腐蚀作用会降低接头的性能从而影响整体的功能。在整个封装系统中，焊点所承担的功能最复杂，对材料的要求更多元。银焊膏是目前最具有应用前景的功率电子器件互连材料，银焊膏可以有效满足焊点材料的要求。在现有行业中，相对于纳米银焊膏来说，高可靠低成本的微米银焊膏的国产化开发亟待解决，微米银焊膏作为先进无铅焊料的重要一类，其烧结参数对于烧结后元件的连结具有重要的影响。但现有的银焊膏在烧结过程中形成的微观连接网络不够致密化，进而使焊点的连接强度不足，影响了电子系统的稳定性。
3.现有技术公开几种用以界面互连的材料，包括一种纳米银颗粒与镀银碳化硅颗粒混合的多尺度纳米银浆和一种包括咪唑类化合物包覆纳米铜颗粒粉体和分散液的互连材料。公开的技术方案选用不同溶剂的金属颗粒，使互连材料能够直接与基板界面形成有效连接，进一步通过优选金属颗粒的形状及其尺寸，挑选合适的有机溶剂，有利于金属颗粒在体系中进行更好的扩散，可以形成烧结网络，在200～300℃就可以完成烧结。
4.但公开的技术方案仍然有可以提升的空间，目前公开的技术方案均为大面积基板进行加压烧结，其中存在着一些问题，银焊膏在烧结阶段受到的压力不均匀，进而造成孔隙率太大，影响了电子系统的稳定性。并且，目前所有的铜焊膏都是需要在加压条件下才能够实现烧结的。现有公开的加压技术中，大都是针对多个芯片同时加压，没有针对单个芯片进行加压，因为与芯片连接的银焊膏的厚度可能不同，这样会导致各个芯片之间受到的压力不均匀，依然存在使焊点的连接强度不足的问题，影响了电子系统的稳定性。


技术实现要素：

5.本实用新型为克服上述现有技术中，多种互连材料在烧结过程中存在因受到的压力不足，致使焊点的连接强度不足的问题，提供一种用于加压辅助焊膏烧结的装置。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于加压辅助焊膏烧结的装置，包括导热主体、加压件以及用于驱动所述加压件相对所述导热主体转动的驱动件，所述加压件与所述导热主体活动铰接，所述驱动件与所述加压件相连，所述加压件与放置于所述导热主体上的工件相抵接。
7.在本技术方案中，将工件放置在导热主体上，然后通过驱动件驱动加压件相对导热主体旋转直至加压件与工件抵接，并使加压件对工件产生压力，然后将本装置放置在工件烧结装置中进行烧结。本装置结构简单，通过在烧结阶段对工件加载压力，进而使工件在
烧结过程中获得更致密化的微观连接网络，提高了焊点处的机械连接强度，保证了电子系统的稳定性。需要说明的是，在本技术方案中，工件为夹心互连结构，包括从上至下依次设置的芯片、银焊膏以及基板，即与加压件相抵接的是芯片，下方与导热主体相接触的为基板，焊膏位于芯片与基板之间。
8.优选地，所述加压件的一端与所述导热主体活动铰接，另一端与所述驱动件相连，所述加压件的中部与所述工件相抵接。在本技术方案中，工件位于靠近加压件铰接的一端，利用杠杆的原理，使驱动件通过较小的力就可以对工件很好的加压，节省了成产成本，同时，在本技术方案中，可以同时设置多组工件、加压件以及驱动件，这样可以使一个导热主体对多组工件同时进行加压辅助烧结。
9.优选地，所述驱动件设于所述加压件上并与所述加压件滑动连接。在本技术方案中，加压件上可以设有滑轨，驱动件上设有与和滑轨相对应的滑块，滑块安装在滑轨中实现驱动件与加压件的滑动连接，此外，驱动件通过其它方式实现与加压件的滑动连接也在本技术方案的保护范围之中，驱动件与加压件的滑动连接可以使同一个驱动件与加压件的不同位置的连接，实现加压件对工件的不同的压力。
10.优选地，所述驱动件上设有与所述加压件相对应的通孔，所述驱动件活动套设在所述加压件上。在本技术方案中，驱动件通过通孔安装在加压件的自由端并与加压件滑动连接，这样一方面驱动件可以通过移动在加压件上的位置进而实现对工件的不同压力，同时，同一个加压件上可以设置不同个数的驱动件，进而实现对工件的不同压力，此外，驱动件可以通过销钉、螺丝或一些其它结构固定在加压件的某个位置。
11.优选地，所述导热主体包括第一支撑板、第二支撑板、连接杆以及第一基板，所述第一支撑板与所述第二支撑板相对设置，所述连接杆位于所述第一基板的上方，且所述连接杆以及所述第一基板的两端均分别与所述的第一支撑板、第二支撑板相连，所述工件放置于所述第一基板上，所述加压件与所述连接杆活动铰接。在本技术方案中，连接杆位于第一支撑板以及第二支撑板的上部，第一基板位于第一支撑板以及第二支撑板的下部，第一基板位于连接杆的斜下方，加压件在垂直第一基板的方向上转动，工件放置在第一基板的上表面，加压件可以很好的对工件起到加压的作用。
12.优选地，所述导热主体还包括用于限定所述加压件转动位置的第二基板，所述第二基板设于所述第一基板的下方并与所述第一基板形成阶梯，所述驱动件与所述第二基板相抵接。在本技术方案中，第二基板设于第一支撑板以及第二支撑板的底部，第二基板可以与第一支撑板以及第二支撑板可拆卸连接，也可以与第一支撑板以及第二支撑板一体成型，同时第二基板与第一基板平行设置，当驱动件带动加压件绕着连接杆转动时，当加压件的底部与工件相抵接时，驱动件的底部与第二基板相抵接，进而可以限定加压件的转动，同时第二基板可以很好的对驱动件起到支撑作用，增加了加压件以及驱动件的使用寿命。
13.优选地，所述第一基板为导热板。在本技术方案中，第一基板可以为铜合金基板或者其它可以导热的基板，导热板可以使工件在烧结阶段更好的成型，同时，第二基板也为导热板，这样可以使工件更好的进行烧结。
14.优选地，所述连接杆与所述第一支撑板以及所述第二支撑板均可拆卸连接。在本技术方案中，连接杆与第一支撑板以及第二支撑板可以通过螺纹螺孔实现可拆卸连接，连接杆也可以通过螺栓、螺钉实现与第一支撑板以及第二支撑板的可拆卸连接。
15.优选地，所述连接杆上设有外螺纹结构，所述第一支撑板以及第二支撑板上均设置有用于安装所述连接杆的安装孔，所述安装孔中设置有与所述外螺纹结构相对应的内螺纹结构。
16.优选地，所述加压件上设置有用于接触所述工件的接触件，所述接触件与所述工件相抵接。在本技术方案中，接触件为半球形凸起，这样可以使接触件与工件更好的接触。
17.与现有技术相比，本实用新型产生的有益效果是：
18.在本实用新型中，将工件放置在导热主体上，然后通过驱动件驱动加压件相对导热主体旋转直至加压件与工件抵接，并使加压件对工件产生压力，然后将本装置放置在工件烧结装置中进行烧结。本装置结构简单，通过在烧结阶段对工件加载压力，进而使工件在烧结过程中获得更致密化的微观连接网络，提高了焊点处的机械连接强度，保证了电子系统的稳定性，在本实用新型中，导热主体上可以放置多个工件，同时安装多组与之相对应的驱动件以及加压件，因为每个工件对应一组驱动件与加压件，所以本装置不会出现各个芯片之间的受力不均匀，即避免芯片在烧结阶段因受力不足导致焊点的连接强度不足的情况。
附图说明
19.图1是本实用新型用于加压辅助焊膏烧结的装置的整体结构示意图；
20.图2是本实用新型用于加压辅助焊膏烧结的装置中的加压件与第一基板的连接关系示意图；
21.图3是图2中a处的放大图。
22.附图中：1、导热主体；2、加压件；3、驱动件；4、工件；5、通孔；11、第一支撑板；12、第二支撑板；13、连接杆；14、第一基板；15、第二基板；22、接触件；41、芯片；42、基板。
具体实施方式
23.附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
24.本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
25.下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体描述：
26.实施例1
27.如图1至图3所示，一种用于加压辅助焊膏烧结的装置，包括导热主体1、加压件2以及用于驱动加压件2相对导热主体1转动的驱动件3，加压件2与导热主体1活动铰接，驱动件
3与加压件2相连，加压件2与放置于导热主体1上的工件4相抵接。在本实施例中，将工件4放置在导热主体1上，然后通过驱动件3驱动加压件2相对导热主体1旋转直至加压件2与工件4抵接，并使加压件2对工件4产生压力，然后将本装置放置在工件4烧结装置中进行烧结。本装置结构简单，通过在烧结阶段对工件4加载压力，进而使工件4在烧结过程中获得更致密化的微观连接网络，提高了焊点处的机械连接强度，保证了电子系统的稳定性。在本实施例中，驱动件3可以为方形块或其它物体，加压件2可以为转动杆或其它结构。在本实施例中，工件4为夹心互连结构，包括从上至下依次设置的芯片41、银焊膏以及基板42，即与加压件2相抵接的是芯片41，下方与导热主体1相接触的为基板42，焊膏位于芯片41与基板42之间。
28.其中，加压件2的一端与导热主体1活动铰接，另一端与驱动件3相连，加压件2的中部与工件4相抵接。在本实施例中，工件4位于靠近加压件2铰接的一端，利用杠杆的原理，使驱动件3通过较小的力就可以对工件4很好的加压，节省了成产成本，同时，在本实施例中，可以同时设置多组工件4、加压件2以及驱动件3，这样可以使一个导热主体1对多组工件4同时进行加压辅助烧结。
29.另外，驱动件3设于加压件2上并与加压件2滑动连接。在本实施例中，加压件2上可以设有滑轨，驱动件3上设有与和滑轨相对应的滑块，滑块安装在滑轨中实现驱动件3与加压件2的滑动连接，此外，驱动件3通过其它方式实现与加压件2的滑动连接也在本实施例的保护范围之中，驱动件3与加压件2的滑动连接可以使同一个驱动件3与加压件2的不同位置的连接，实现加压件2对工件4的不同的压力。
30.其中，导热主体1包括第一支撑板11、第二支撑板12、连接杆13以及第一基板14，第一支撑板11与第二支撑板12相对设置，连接杆13位于第一基板14的上方，且连接杆13以及第一基板14的两端均分别与第一支撑板11、第二支撑板12相连，工件4放置于第一基板14上，加压件2与连接杆13活动铰接。在本实施例中，连接杆13位于第一支撑板11以及第二支撑板12的上部，第一基板14位于第一支撑板11以及第二支撑板12的下部，第一基板14位于连接杆13的斜下方，加压件2在垂直第一基板14的方向上转动，工件4放置在第一基板14的上表面，加压件2可以很好的对工件4起到加压的作用。
31.另外，第一基板14为导热板。在本实施例中，第一基板14可以为铜合金基板或者其它可以导热的基板，在本实用新型中，第二基板15也为导热板，导热板可以使工件4在烧结阶段更好的成型。
32.其中，连接杆13与第一支撑板11以及第二支撑板12均可拆卸连接。在本实施例中，连接杆13的两端设置有螺纹结构，第一支撑板11以及第二支撑板12上设置有与螺纹结构相对应的螺纹孔，连接杆13与第一安装板以及第二安装板螺纹连接，连接杆13也可以通过螺栓、螺钉实现与第一支撑板11以及第二支撑板12的可拆卸连接。
33.另外，连接杆13上设有外螺纹结构，第一支撑板以及第二支撑板上均设置有用于安装连接杆的安装孔，安装孔中设置有与外螺纹结构相对应的内螺纹结构。
34.另外，加压件2上设置有用于接触工件4的接触件22，接触件22与工件4相抵接。在本实施例中，接触件22为半球形凸起，这样可以使接触件22与工件4更好的接触。
35.实施例2
36.在本实施例中，驱动件3上设有与加压件2相对应的通孔5，驱动件3活动套设在加压件2上。在本实施例中，驱动件3通过通孔5安装在加压件2的自由端并与加压件2滑动连
接，这样一方面驱动件3可以通过移动在加压件2上的位置进而实现对工件4的不同压力，同时，同一个加压件2上可以设置不同个数的驱动件3，进而实现对工件4的不同压力，此外，驱动件3可以通过销钉、螺丝或一些其它结构固定在加压件2的某个位置。
37.实施例3
38.在本实施例中，导热主体1还包括用于限定加压件2转动位置的第二基板15，第二基板15设于第一基板14的下方并与第一基板14形成阶梯，驱动件3与第二基板15相抵接。在本实施例中，第二基板15设于第一支撑板11以及第二支撑板12的底部，第二基板15可以与第一支撑板11以及第二支撑板12可拆卸连接，也可以与第一支撑板11以及第二支撑板12一体成型，同时第二基板15与第一基板14平行设置，当驱动件3带动加压件2绕着连接杆13转动时，当加压件2的底部与工件4相抵接时，驱动件3的底部与第二基板15相抵接，进而可以限定加压件2的转动，同时第二基板15可以很好的对驱动件3起到支撑作用，增加了加压件2以及驱动件3的使用寿命。
39.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。