獨立加壓一起燒結多個大面積不同厚度芯片的夾具的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于納米銀焊膏燒結芯片于基板上的裝置。特別是涉及一種可對多個不同厚度的大面積芯片獨立加壓，一起燒結于一個基板上的裝置。
【背景技術】
[0002]混合動力汽車中，要用逆變器等大功率電子模塊將交流電轉(zhuǎn)化為直流電。由于此類模塊的封裝正朝著更小體積，更大功率的趨勢發(fā)展，因此必然會產(chǎn)生大量的熱。使用傳統(tǒng)的釬焊接方法制造此類模塊時，存在使用壽命短、散熱能力低等缺點，將混合動力汽車中功率模塊中芯片的結點溫度限制在150度以下。新出現(xiàn)的納米銀焊膏低溫燒結技術，能在很大程度上彌補傳統(tǒng)釬焊方法的缺點。
[0003]在將納米銀焊膏應用于制造IGBT模塊時，需要將厚度不同的大面積的芯片燒結于基板之上。若想在燒結大面積芯片時連接良好，須在加熱燒結的同時施加一定的壓力，而目前的大多數(shù)的熱壓機的壓板為整體結構，而芯片厚度、壓頭高度，尤其是銀膏的厚度很難精確控制，無法實現(xiàn)厚度不同芯片在一塊基板上的一次性加壓燒結。而如果采用整體加壓的方法，很難保證厚度不同的芯片同時受壓。因此，這就需要一種能解決這些問題裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種獨立加壓一起燒結多個大面積不同厚度芯片的夾具，該夾具不但結構簡單，而且使用該夾具裝卡芯片和基板精度高、能夠?qū)崿F(xiàn)不同厚度多個芯片在同一基板上獨立加壓，一起燒結。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出的一種獨立加壓一起燒結多個大面積不同厚度芯片的夾具，包括支撐框架，所述支撐框架包括頂板、底板和相對的兩個側板，并設有前后貫通的矩形通孔，兩個側板的內(nèi)壁上分別設有與矩形通孔方向一致的等高的通槽，所述通槽內(nèi)插裝有一限位板；自上而下的通過所述頂板和限位板至所述底板設有多套加載裝置；每套加載裝置的結構相同，所述加載裝置包括頂板上的螺紋通孔、限位板上與螺紋通孔同軸的通孔，所述通孔中設有滑塊壓板，所述螺紋通孔中裝配有用于加載的螺栓，所述滑塊壓板的頂部設有沉孔，所述螺栓的尾端嵌在所述沉孔內(nèi)，自螺栓螺紋段的頂部至滑塊壓板底部的高度為H1，自支撐框架的頂面至底板上表面的高度為H2，Hl >= H2+100mm。
[0006]所述滑塊壓板的頂部設有外沿。
[0007]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0008]使用本發(fā)明夾具可以實現(xiàn)不同厚度芯片在同一基板上的獨立加壓、一起燒結，從而避免現(xiàn)有技術中存在的整體加壓時，因為壓頭精度的不準確導致的芯片受力不均的問題。本發(fā)明結構簡單，只需通過旋進螺栓推動設置在限位塊中的滑塊壓板即可實現(xiàn)，其加載方便，施壓穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明夾具的主視圖；
[0010]圖2是本發(fā)明夾具的俯視圖；
[0011]圖3是本發(fā)明夾具的左視圖。
[0012]其中:
[0013]1-螺栓，2-頂板，3-限位板，4-通槽，5-側板，6_底板，7_滑塊壓板，8_基板，9-矩形通孔，10-支撐通孔，11-沉孔，12-外沿。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明技術方案作進一步詳細描述，所描述的具體實施例僅僅對本發(fā)明進行解釋說明，并不用以限制本發(fā)明。
[0015]如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明提出的一種獨立加壓一起燒結多個大面積不同厚度芯片的裝置，包括支撐框架，所述支撐框架包括頂板2、底板6和相對的兩個側板5，并設有前后貫通的矩形通孔9，從而形成一回字型的支撐框架。兩個側板5的內(nèi)壁上分別設有與矩形通孔9方向一致的等高的通槽4，所述通槽4內(nèi)插裝有一限位板3 ;自上而下的通過所述頂板2和限位板3至所述底板6設有多套加載裝置。
[0016]每套加載裝置的結構相同，所述加載裝置包括頂板2上的螺紋通孔、限位板3上與螺紋通孔同軸的通孔10，所述通孔10中設有滑塊壓板7，所述滑塊壓板7與通孔10之間可以是過渡配合，另外，為了防止滑塊壓板7從通孔中脫出，最好在所述滑塊壓板7的頂部設有外沿12，所述螺紋通孔中裝配有用于加載的螺栓1，所述滑塊壓板7的頂部設有沉孔11，所述螺栓I的尾端嵌在所述沉孔11內(nèi)，該沉孔11的深度為2mm，該沉孔11可以抵消螺栓旋轉(zhuǎn)時的剪切力，同時只保留其軸向的力向下加載。自螺栓I螺紋段的頂部至滑塊壓板7底部的高度為H1，自支撐框架的頂面至底板上表面的高度為H2，Hl >= H2+100mm。其中，加載裝置中的滑塊壓板7可以在限位板3的通孔4內(nèi)上下移動，通過旋進螺栓I向下推進滑塊壓板7，滑塊壓板7壓緊在放置在底板6的貼有芯片的基板8，從而直接對芯片加壓并固定。本發(fā)明中，多套加載裝置的布置是根據(jù)基板8上需要焊接的芯片的位置來確定，其加載的力根據(jù)所要定位的芯片的厚度來確定，每個加載裝置實現(xiàn)對基板8上布置的每一芯片獨立加載的作用。使用本發(fā)明夾具可以實現(xiàn)在一個基板上同時放置有多個不同厚度的芯片，在放置芯片和滑塊壓板7時，使芯片的位置與滑塊壓板7的位置相對應，在將限位板3插入到支撐框架的通槽4時，應尤其小心，以免造成放置好的未燒結芯片與基板的相對位移。
[0017]使用本發(fā)明夾具裝夾及完成燒結的步驟如下:
[0018]第一步，將多個不同厚度的芯片按照設計要求放置在刷好焊膏的基板8的相應位置處；
[0019]第二步，將方有芯片的基板8放入支撐框架的底板6上；
[0020]第三步，將帶有滑塊壓板7的限位板3平穩(wěn)的放入支撐框架的通槽4內(nèi)；
[0021]第四步，旋進每個滑塊壓板7上方對應的螺栓I將滑塊壓板7壓緊在芯片上，開始加壓燒結。
[0022]為保證本發(fā)明的燒結裝置的精度及使用壽命，本發(fā)明夾具的零部件均采用熱膨脹系數(shù)小的耐熱不銹鋼制作。
[0023]盡管上面結合附圖對本發(fā)明進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護之內(nèi)。
【主權項】
1.一種獨立加壓一起燒結多個大面積不同厚度芯片的夾具，包括支撐框架，所述支撐框架包括頂板(2)、底板(6)和相對的兩個側板(5)，并設有前后貫通的矩形通孔(9)，其特征在于， 兩個側板(5)的內(nèi)壁上分別設有與矩形通孔(9)方向一致的等高的通槽(4)，所述通槽(4)內(nèi)插裝有一限位板(3)； 自上而下的通過所述頂板(2)和限位板(3)至所述底板(6)設有多套加載裝置； 每套加載裝置的結構相同，所述加載裝置包括頂板(2)上的螺紋通孔、限位板(3)上與螺紋通孔同軸的通孔(10)，所述通孔(10)中設有滑塊壓板(7)，所述螺紋通孔中裝配有用于加載的螺栓(1)，所述滑塊壓板(7)的頂部設有2mm深的沉孔(11)，所述螺栓(I)的尾端嵌在所述沉孔(11)內(nèi)，自螺栓(I)螺紋段的頂部至滑塊壓板(7 )底部的高度為Hl，自支撐框架的頂面至底板上表面的高度為H2，Hl >= H2+100mm。2.根據(jù)權利要求1所述獨立加壓一起燒結多個大面積不同厚度芯片的夾具，其特征在于，所述滑塊壓板(7)的頂部設有外沿(12)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種獨立加壓一起燒結多個大面積不同厚度芯片的夾具，包括支撐框架，支撐框架包括頂板、底板和一對側板，并設有前后貫通的矩形通孔，兩個側板的內(nèi)壁上分別設有與矩形通孔方向一致的等高通槽，通槽內(nèi)插有一限位板；自上而下的通過頂板、限位板至底板設有多套結構相同的加載裝置，加載裝置包括頂板上用于與加載螺栓配合的螺紋通孔，限位板上與螺紋通孔同軸的設有滑塊壓板的通孔，壓板頂部設有可嵌入螺栓尾端的沉孔。使用本發(fā)明可以實現(xiàn)不同厚度芯片在同一基板上的獨立加壓一起燒結，從而避免現(xiàn)有技術中存在的壓頭精度不準確導致的芯片受力不均問題。本發(fā)明結構簡單，只需通過旋進螺栓推動限位塊中的滑塊壓板即可實現(xiàn)加載，且施壓穩(wěn)定。
【IPC分類】H01L21/687
【公開號】CN105023874
【申請?zhí)枴緾N201510354059
【發(fā)明人】徐連勇, 張宇, 韓永典, 荊洪陽, 趙雷, 李元
【申請人】天津大學
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年6月24日