独立加压一起烧结多个大面积不同厚度芯片的夹具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于纳米银焊膏烧结芯片于基板上的装置。特别是涉及一种可对多个不同厚度的大面积芯片独立加压，一起烧结于一个基板上的装置。
【背景技术】
[0002]混合动力汽车中，要用逆变器等大功率电子模块将交流电转化为直流电。由于此类模块的封装正朝着更小体积，更大功率的趋势发展，因此必然会产生大量的热。使用传统的钎焊接方法制造此类模块时，存在使用寿命短、散热能力低等缺点，将混合动力汽车中功率模块中芯片的结点温度限制在150度以下。新出现的纳米银焊膏低温烧结技术，能在很大程度上弥补传统钎焊方法的缺点。
[0003]在将纳米银焊膏应用于制造IGBT模块时，需要将厚度不同的大面积的芯片烧结于基板之上。若想在烧结大面积芯片时连接良好，须在加热烧结的同时施加一定的压力，而目前的大多数的热压机的压板为整体结构，而芯片厚度、压头高度，尤其是银膏的厚度很难精确控制，无法实现厚度不同芯片在一块基板上的一次性加压烧结。而如果采用整体加压的方法，很难保证厚度不同的芯片同时受压。因此，这就需要一种能解决这些问题装置。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种独立加压一起烧结多个大面积不同厚度芯片的夹具，该夹具不但结构简单，而且使用该夹具装卡芯片和基板精度高、能够实现不同厚度多个芯片在同一基板上独立加压，一起烧结。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提出的一种独立加压一起烧结多个大面积不同厚度芯片的夹具，包括支撑框架，所述支撑框架包括顶板、底板和相对的两个侧板，并设有前后贯通的矩形通孔，两个侧板的内壁上分别设有与矩形通孔方向一致的等高的通槽，所述通槽内插装有一限位板；自上而下的通过所述顶板和限位板至所述底板设有多套加载装置；每套加载装置的结构相同，所述加载装置包括顶板上的螺纹通孔、限位板上与螺纹通孔同轴的通孔，所述通孔中设有滑块压板，所述螺纹通孔中装配有用于加载的螺栓，所述滑块压板的顶部设有沉孔，所述螺栓的尾端嵌在所述沉孔内，自螺栓螺纹段的顶部至滑块压板底部的高度为H1，自支撑框架的顶面至底板上表面的高度为H2，Hl >= H2+100mm。
[0006]所述滑块压板的顶部设有外沿。
[0007]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0008]使用本发明夹具可以实现不同厚度芯片在同一基板上的独立加压、一起烧结，从而避免现有技术中存在的整体加压时，因为压头精度的不准确导致的芯片受力不均的问题。本发明结构简单，只需通过旋进螺栓推动设置在限位块中的滑块压板即可实现，其加载方便，施压稳定。
【附图说明】
[0009]图1是本发明夹具的主视图；
[0010]图2是本发明夹具的俯视图；
[0011]图3是本发明夹具的左视图。
[0012]其中:
[0013]1-螺栓，2-顶板，3-限位板，4-通槽，5-侧板，6_底板，7_滑块压板，8_基板，9-矩形通孔，10-支撑通孔，11-沉孔，12-外沿。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。
[0015]如图1、图2和图3所示，本发明提出的一种独立加压一起烧结多个大面积不同厚度芯片的装置，包括支撑框架，所述支撑框架包括顶板2、底板6和相对的两个侧板5，并设有前后贯通的矩形通孔9，从而形成一回字型的支撑框架。两个侧板5的内壁上分别设有与矩形通孔9方向一致的等高的通槽4，所述通槽4内插装有一限位板3 ;自上而下的通过所述顶板2和限位板3至所述底板6设有多套加载装置。
[0016]每套加载装置的结构相同，所述加载装置包括顶板2上的螺纹通孔、限位板3上与螺纹通孔同轴的通孔10，所述通孔10中设有滑块压板7，所述滑块压板7与通孔10之间可以是过渡配合，另外，为了防止滑块压板7从通孔中脱出，最好在所述滑块压板7的顶部设有外沿12，所述螺纹通孔中装配有用于加载的螺栓1，所述滑块压板7的顶部设有沉孔11，所述螺栓I的尾端嵌在所述沉孔11内，该沉孔11的深度为2mm，该沉孔11可以抵消螺栓旋转时的剪切力，同时只保留其轴向的力向下加载。自螺栓I螺纹段的顶部至滑块压板7底部的高度为H1，自支撑框架的顶面至底板上表面的高度为H2，Hl >= H2+100mm。其中，加载装置中的滑块压板7可以在限位板3的通孔4内上下移动，通过旋进螺栓I向下推进滑块压板7，滑块压板7压紧在放置在底板6的贴有芯片的基板8，从而直接对芯片加压并固定。本发明中，多套加载装置的布置是根据基板8上需要焊接的芯片的位置来确定，其加载的力根据所要定位的芯片的厚度来确定，每个加载装置实现对基板8上布置的每一芯片独立加载的作用。使用本发明夹具可以实现在一个基板上同时放置有多个不同厚度的芯片，在放置芯片和滑块压板7时，使芯片的位置与滑块压板7的位置相对应，在将限位板3插入到支撑框架的通槽4时，应尤其小心，以免造成放置好的未烧结芯片与基板的相对位移。
[0017]使用本发明夹具装夹及完成烧结的步骤如下:
[0018]第一步，将多个不同厚度的芯片按照设计要求放置在刷好焊膏的基板8的相应位置处；
[0019]第二步，将方有芯片的基板8放入支撑框架的底板6上；
[0020]第三步，将带有滑块压板7的限位板3平稳的放入支撑框架的通槽4内；
[0021]第四步，旋进每个滑块压板7上方对应的螺栓I将滑块压板7压紧在芯片上，开始加压烧结。
[0022]为保证本发明的烧结装置的精度及使用寿命，本发明夹具的零部件均采用热膨胀系数小的耐热不锈钢制作。
[0023]尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
【主权项】
1.一种独立加压一起烧结多个大面积不同厚度芯片的夹具，包括支撑框架，所述支撑框架包括顶板(2)、底板(6)和相对的两个侧板(5)，并设有前后贯通的矩形通孔(9)，其特征在于， 两个侧板(5)的内壁上分别设有与矩形通孔(9)方向一致的等高的通槽(4)，所述通槽(4)内插装有一限位板(3)； 自上而下的通过所述顶板(2)和限位板(3)至所述底板(6)设有多套加载装置； 每套加载装置的结构相同，所述加载装置包括顶板(2)上的螺纹通孔、限位板(3)上与螺纹通孔同轴的通孔(10)，所述通孔(10)中设有滑块压板(7)，所述螺纹通孔中装配有用于加载的螺栓(1)，所述滑块压板(7)的顶部设有2mm深的沉孔(11)，所述螺栓(I)的尾端嵌在所述沉孔(11)内，自螺栓(I)螺纹段的顶部至滑块压板(7 )底部的高度为Hl，自支撑框架的顶面至底板上表面的高度为H2，Hl >= H2+100mm。2.根据权利要求1所述独立加压一起烧结多个大面积不同厚度芯片的夹具，其特征在于，所述滑块压板(7)的顶部设有外沿(12)。
【专利摘要】本发明公开了一种独立加压一起烧结多个大面积不同厚度芯片的夹具，包括支撑框架，支撑框架包括顶板、底板和一对侧板，并设有前后贯通的矩形通孔，两个侧板的内壁上分别设有与矩形通孔方向一致的等高通槽，通槽内插有一限位板；自上而下的通过顶板、限位板至底板设有多套结构相同的加载装置，加载装置包括顶板上用于与加载螺栓配合的螺纹通孔，限位板上与螺纹通孔同轴的设有滑块压板的通孔，压板顶部设有可嵌入螺栓尾端的沉孔。使用本发明可以实现不同厚度芯片在同一基板上的独立加压一起烧结，从而避免现有技术中存在的压头精度不准确导致的芯片受力不均问题。本发明结构简单，只需通过旋进螺栓推动限位块中的滑块压板即可实现加载，且施压稳定。
【IPC分类】H01L21/687
【公开号】CN105023874
【申请号】CN201510354059
【发明人】徐连勇, 张宇, 韩永典, 荆洪阳, 赵雷, 李元
【申请人】天津大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年6月24日