專利名稱：一種半導(dǎo)體器件的加熱方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的加熱，尤其是一種半導(dǎo)體器件的加熱方法及裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有半導(dǎo)體器件按正常工作溫度范圍可以分為軍工級、工業(yè)級和商業(yè)級三種，三種級別的半導(dǎo)體器件適用的溫度范圍分別為_40°C +125°C、-40°C +100°C和0°C +85°C。大多設(shè)備制造商普遍選用商業(yè)級半導(dǎo)體器件以降低成本，為了保證商業(yè)級半導(dǎo)體器件在低溫下能夠正常啟動，通常采用的方式是對半導(dǎo)體器件進(jìn)行加熱以達(dá)到其啟動所需的溫度。目前常見的半導(dǎo)體器件的加熱方法有以下兩種。一種是通過加熱板熱輻射散熱的方式加熱半導(dǎo)體器件，這種加熱技術(shù)存在如下缺陷正對加熱板的半導(dǎo)體器件能直接受熱輻射加熱，而背對加熱板的半導(dǎo)體器件只能等加熱板加熱空氣，空氣受熱后再加熱半導(dǎo)體器件，因此，這種加熱技術(shù)對半導(dǎo)體器件正面貼裝時有比較好的加熱效果，對半導(dǎo)體器件背面貼裝時加熱效果很不理想，半導(dǎo)體器件升到啟動溫度需要比較長的時間；而且，加熱板成本比較高。另一種是采用加熱片直接對半導(dǎo)體器件的表面進(jìn)行加熱。將加熱片直接粘貼于半導(dǎo)體器件的表面，或者將導(dǎo)熱金屬片粘貼于半導(dǎo)體器件的表面，通過大功率電阻加熱導(dǎo)熱金屬片，導(dǎo)熱金屬片再導(dǎo)熱至半導(dǎo)體器件的表面。該加熱方法存在如下缺點(1)由于僅對半導(dǎo)體器件的表面加熱，因此半導(dǎo)體器件表面的溫度很高而底面溫度較低，造成半導(dǎo)體器件表面和底面溫差很大，導(dǎo)致焊腳會產(chǎn)生應(yīng)力變形，以致破壞半導(dǎo)體器件和數(shù)字板的連接， 因此可靠性不高；(2)雖然采用該加熱方法可以迅速把半導(dǎo)體器件表面溫度升高到啟動溫度，但是當(dāng)半導(dǎo)體器件正常工作時需要散熱，加熱體設(shè)置于半導(dǎo)體器件的表面會造成半導(dǎo)體器件僅與加熱體接觸，而沒有與散熱齒接觸，因此散出的熱量十分有限，很難滿足散熱的需求，特別是對背面貼裝的半導(dǎo)體器件影響更大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種半導(dǎo)體器件的加熱方法，其加熱均勻，同時又不影響半導(dǎo)體器件正常工作時的散熱。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種導(dǎo)體的加熱裝置，其加熱均勻，同時又不影響半導(dǎo)體器件正常工作時的散熱。本發(fā)明提供的一種半導(dǎo)體器件的加熱方法，其包括利用電加熱體對PCB板上的需要加熱的半導(dǎo)體器件進(jìn)行加熱的步驟，所述電加熱體先將所述PCB板的底座加熱，再通過底座傳熱到所述半導(dǎo)體器件。優(yōu)選地，所述電加熱體為PTC加熱器。優(yōu)選地，還包括利用控制模塊控制所述電加熱體開閉的步驟；所述控制模塊監(jiān)測所述半導(dǎo)體器件表面的溫度和/或所述半導(dǎo)體器件所在回路的電流，當(dāng)該溫度小于溫度設(shè)定值的最小值和/或該電流小于電流設(shè)定值的最小值時，所述電加熱體開始加熱，當(dāng)該溫
3度大于溫度設(shè)定值的最大值和/或該電流大于電流設(shè)定值的最大值時，所述電加熱體停止加熱。本發(fā)明提供的一種半導(dǎo)體器件的加熱裝置，其包括導(dǎo)熱的底座、固定于底座上的 PCB板、設(shè)于PCB板上的需要加熱的半導(dǎo)體器件以及電加熱體，在所述底座上分別設(shè)有第一腔室和第二腔室，所述需要加熱的半導(dǎo)體器件容納于該第一腔室內(nèi)，且該半導(dǎo)體器件的頂面與該第一腔室的底面直接接觸或者通過設(shè)于兩者之間的導(dǎo)熱體接觸，所述電加熱體固定于該第二腔室內(nèi)。優(yōu)選地，所述電加熱體為PTC加熱器。優(yōu)選地，所述PTC加熱器包括外殼及固定于該外殼內(nèi)的PTC元件，該外殼經(jīng)螺釘固定于所述第二腔室的底面上。優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱體為導(dǎo)熱硅膠墊。優(yōu)選地，所述電加熱體的電源引線上設(shè)有插頭，在所述PCB板板上設(shè)有與該插頭相匹配的插座。優(yōu)選地，還包括用于控制所述電加熱體開閉的控制模塊，該控制模塊監(jiān)測所述半導(dǎo)體器件表面的溫度和/或所述半導(dǎo)體器件所在回路的電流，當(dāng)該溫度小于溫度設(shè)定值的最小值和/或該電流小于電流設(shè)定值的最小值時，打開所述電加熱體的電源，當(dāng)該溫度大于溫度設(shè)定值的最大值和/或該電流大于電流設(shè)定值的最大值時，關(guān)閉所述電加熱體的電源。優(yōu)選地，在所述底座上設(shè)有散熱齒片。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是。( 1)本發(fā)明的加熱方法及裝置利用電加熱體對PCB板的底座加熱，通過底座再傳熱到半導(dǎo)體器件，因此，系統(tǒng)溫升比較均勻，半導(dǎo)體器件上下表面溫差較小，焊腳不會產(chǎn)生應(yīng)力變形等不利影響。(2)本發(fā)明的加熱裝置，其半導(dǎo)體器件與底座直接接觸或通過導(dǎo)熱硅膠墊接觸，半導(dǎo)體器件正常工作時仍然通過底座散熱，因此對半導(dǎo)體器件正常工作時的散熱沒有影響。(3)本發(fā)明的加熱方法及裝置其采用的電加熱體為PTC加熱器，其以PTC元件為熱源，由于PTC元件的正溫度系數(shù)的特性，在低溫下其電阻小、功耗大，隨著溫度的升高，電阻值急劇增大，功耗變得很小，很適合應(yīng)用在低溫下的加熱場合。(4)本發(fā)明的加熱方法及裝置，通過控制模塊監(jiān)測半導(dǎo)體器件表面的溫度和/或半導(dǎo)體器件回路的電流，兩者有一個條件滿足即停止加熱，避免溫度過高，系統(tǒng)可靠性高。


圖1是本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體器件的加熱裝置的原理框圖。圖2是本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體器件的加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明1-導(dǎo)熱硅膠墊、2-半導(dǎo)體器件、3-第一腔室、4-PCB板、5-第二腔室、6-外殼、7-PTC元件、8-螺釘、9-底座。
具體實施例方式本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的加熱方法及裝置，通過加熱底座來達(dá)到加熱半導(dǎo)體器件的目的，因此，系統(tǒng)溫升比較均勻，半導(dǎo)體器件上下表面溫差很小，焊腳不會因溫差過大產(chǎn)生應(yīng)力變形等不利影響，加熱十分可靠。電加熱體在低溫下將半導(dǎo)體器件加熱到啟動溫度，當(dāng)半導(dǎo)體器件正常工作時電加熱體關(guān)閉，對半導(dǎo)體器件的散熱也不會受到影響，特別適合于半導(dǎo)體器件背貼安裝時的加熱需求。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1所示為本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的加熱裝置的原理框圖，該加熱裝置包括電源模塊、控制模塊、開關(guān)和加熱模塊，電源模塊利用PCB板的供電電壓，不需要采用獨立的電源， 減少了成本并節(jié)約空間?？刂颇K用于分別監(jiān)測芯片表面的溫度和/或芯片所在回路的電流，當(dāng)該溫度小于溫度設(shè)定值的最小值和/或該電流小于電流設(shè)定值的最小值時，打開電加熱體，當(dāng)該溫度大于溫度設(shè)定值的最大值和/或該電流大于電流設(shè)定值的最大值時，關(guān)閉所述電加熱體，不但可以防止一直加熱芯片溫度過高，還可以節(jié)約能源。圖2所示為本發(fā)明的半導(dǎo)體器件2的加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件2的加熱裝置主要由導(dǎo)熱的底座9、固定于底座9上的PCB板4、設(shè)于PCB板4上的需要加熱的半導(dǎo)體器件2、電加熱體以及控制模塊組成。底座9由金屬材料及其它導(dǎo)熱材料制成，在底座9上設(shè)有散熱齒片(圖上未示出)。對于具有底座9的設(shè)備，可以利用原有的底座 9，對于沒有底座9的設(shè)備，可以增設(shè)底座9。在底座9上設(shè)置分別用于容納半導(dǎo)體器件2和電加熱體的第一腔室3和第二腔室5。需要加熱的半導(dǎo)體器件2容納于該第一腔室3內(nèi)，半導(dǎo)體器件2的頂面與該第一腔室3的底面直接接觸，或者通過設(shè)于兩者之間的導(dǎo)熱硅膠墊 1接觸，以增加熱傳導(dǎo)效率。電加熱體固定于第二腔室5內(nèi)，電加熱體為PTC加熱器，該P(yáng)TC加熱器包括外殼6 及固定于該外殼6內(nèi)的PTC元件7(Positive Temperature Coefficient，正溫度系數(shù)熱敏材料)，外殼6經(jīng)螺釘8固定于第二腔室5的底面上。電加熱體除了采用PTC加熱器之外， 還可以是其它的通過電加熱的加熱器。本實施例中直接利用PCB板4上的電源對電加熱體進(jìn)行供電，而不必設(shè)置單獨的直流電源。電加熱體的電源引線(圖未示出)可以直接焊接在PCB板4上，也可以在電源引線上設(shè)計插頭，在PCB板4上設(shè)置與插頭相匹配的插座，通過插頭和插座之間的插接實現(xiàn)電加熱體與PCB板4的連接?？刂颇K包括用于監(jiān)測半導(dǎo)體器件2表面的溫度的溫度檢測模塊和用于監(jiān)測半導(dǎo)體器件2所在回路的電流的電流檢測模塊，當(dāng)溫度小于溫度設(shè)定值的最小值和/或電流小于電流設(shè)定值的最小值時，控制模塊打開電加熱體的電源開始對底座9加熱；當(dāng)溫度大于溫度設(shè)定值的最大值和/或電流大于電流設(shè)定值的最大值時，控制模塊關(guān)閉電加熱體的電源停止對底座9加熱。實際應(yīng)用中，根據(jù)電子設(shè)備大小和需要加熱半導(dǎo)體器件的數(shù)量，來設(shè)計PTC加熱器的功率。電子設(shè)備在低溫下通電，由于半導(dǎo)體器件表面溫度很低，半導(dǎo)體器件回路電流為 0，此時開關(guān)閉合，PTC加熱器開始發(fā)熱；當(dāng)加熱到一定程度，半導(dǎo)體器件表面溫度超過啟動溫度，半導(dǎo)體器件開始啟動，半導(dǎo)體器件回路開始有電流；這時控制模塊監(jiān)測到半導(dǎo)體器件表面溫度到一定溫度或回路有電流兩個中的一個條件滿足即關(guān)斷開關(guān)，PTC加熱體7停止工作，半導(dǎo)體器件正常啟動，設(shè)備可以正常工作。采用上述方案后，本發(fā)明具有以下優(yōu)點。( 1)本發(fā)明的加熱方法及裝置利用電加熱體對PCB板的底座加熱，通過底座再傳熱到半導(dǎo)體器件，因此，系統(tǒng)溫升比較均勻，半導(dǎo)體器件上下表面溫差較小，焊腳不會產(chǎn)生應(yīng)力變形等不利影響。( 2 )本發(fā)明的加熱裝置，其半導(dǎo)體器件與底座直接接觸或通過導(dǎo)熱硅膠墊接觸，半導(dǎo)體器件正常工作時仍然通過底座散熱，因此對半導(dǎo)體器件正常工作時的散熱沒有影響。(3)本發(fā)明的加熱方法及裝置其采用的電加熱體為PTC加熱器，其以PTC元件為熱源，由于PTC元件的正溫度系數(shù)的特性，在低溫下其電阻小、功耗大，隨著溫度的升高，電阻值急劇增大，功耗變的很小，很適合應(yīng)用在低溫下的加熱場合。(4)本發(fā)明的加熱方法及裝置，通過控制模塊監(jiān)測半導(dǎo)體器件表面的溫度和/或半導(dǎo)體器件回路的電流，兩者有一個條件滿足即停止加熱，避免溫度過高，系統(tǒng)可靠性高。以上僅為本發(fā)明的具體實施例，并不以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍；在不違反本發(fā)明構(gòu)思的基礎(chǔ)上所作的任何替換與改進(jìn)，均屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件的加熱方法，其包括利用電加熱體對PCB板上的需要加熱的半導(dǎo)體器件進(jìn)行加熱的步驟，其特征在于所述電加熱體先將所述PCB板的底座加熱，再通過底座傳熱到所述半導(dǎo)體器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的加熱方法，其特征在于所述電加熱體為PTC 加熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的加熱方法，其特征在于還包括利用控制模塊控制所述電加熱體開閉的步驟；所述控制模塊監(jiān)測所述半導(dǎo)體器件表面的溫度和/或所述半導(dǎo)體器件所在回路的電流，當(dāng)該溫度小于溫度設(shè)定值的最小值和/或該電流小于電流設(shè)定值的最小值時，所述電加熱體開始加熱，當(dāng)該溫度大于溫度設(shè)定值的最大值和/或該電流大于電流設(shè)定值的最大值時，所述電加熱體停止加熱。
4.一種半導(dǎo)體器件的加熱裝置，其包括導(dǎo)熱的底座、固定于底座上的PCB板、設(shè)于PCB 板上的需要加熱的半導(dǎo)體器件以及電加熱體，其特征在于在所述底座上分別設(shè)有第一腔室和第二腔室，所述需要加熱的半導(dǎo)體器件容納于該第一腔室內(nèi)，且該半導(dǎo)體器件的頂面與該第一腔室的底面直接接觸或者通過設(shè)于兩者之間的導(dǎo)熱體接觸，所述加熱體固定于該第二腔室內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件的加熱裝置，其特征在于所述電加熱體為PTC 加熱器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件的加熱裝置，其特征在于所述PTC加熱器包括外殼及固定于該外殼內(nèi)的PTC元件，該外殼經(jīng)螺釘固定于所述第二腔室的底面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件的加熱裝置，其特征在于所述導(dǎo)熱體為導(dǎo)熱硅膠墊。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件的加熱裝置，其特征在于所述電加熱體的電源引線上設(shè)有插頭，在所述PCB板板上設(shè)有與該插頭相匹配的插座。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8任一項所述的半導(dǎo)體器件的加熱裝置，其特征在于還包括用于控制所述電加熱體開閉的控制模塊，該控制模塊監(jiān)測所述半導(dǎo)體器件表面的溫度和/或所述半導(dǎo)體器件所在回路的電流，當(dāng)該溫度小于溫度設(shè)定值的最小值和/或該電流小于電流設(shè)定值的最小值時，打開所述電加熱體的電源，當(dāng)該溫度大于溫度設(shè)定值的最大值和/ 或該電流大于電流設(shè)定值的最大值時，關(guān)閉所述電加熱體的電源。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件的加熱裝置，其特征在于在所述底座上設(shè)有散熱齒片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體器件的加熱方法，其包括利用電加熱體對PCB板上的需要加熱的半導(dǎo)體器件進(jìn)行加熱的步驟，所述電加熱體先將所述PCB板的底座加熱，再通過底座傳熱到所述半導(dǎo)體器件。本發(fā)明的加熱方法利用電加熱體對PCB板的底座加熱，通過底座再傳熱到半導(dǎo)體器件，因此，系統(tǒng)溫升比較均勻，半導(dǎo)體器件上下表面溫差較小，焊腳不會產(chǎn)生應(yīng)力變形等不利影響；并且，半導(dǎo)體器件正常工作時，對半導(dǎo)體器件正常工作的散熱沒有影響。同時本發(fā)明還公開了一種半導(dǎo)體器件的加熱裝置。
文檔編號H01L23/34GK102163583SQ20111002827
公開日2011年8月24日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者于廣, 梁建長, 王曉忠 申請人:京信通信技術(shù)(廣州)有限公司