[發(fā)明專利]用于燒結(jié)裝置的下模具的燒結(jié)工具

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580061144.0
• 申請日: 2015-09-09
• 公開（公告）號: CN107004611A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 弗蘭克·奧斯特瓦爾德;羅納德·艾西爾;馬汀·貝克爾;加賽克·魯茨基;拉爾斯·波爾森;霍爾格·烏爾里奇
• 申請（專利權(quán)）人: 丹佛斯硅動力有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 李江暉

本發(fā)明涉及用于燒結(jié)裝置的下模具的工具，工具具有用于有待燒結(jié)的電子子組件的支托。

已經(jīng)知道用于對電子子組件進(jìn)行低溫壓力燒結(jié)的燒結(jié)裝置。例如，這些燒結(jié)裝置具有可以填充有尤其有益于燒結(jié)操作的氣體或相應(yīng)的氣體混合物的燒結(jié)室；并且這些燒結(jié)裝置具有安排在燒結(jié)室中的上模具和下模具，上模具和下模具可以朝向彼此移動并且優(yōu)選地在各自情況下具有其自身的加熱裝置。

下模具和/或上模具通常必須特別成形用于進(jìn)行具體工藝或者用于適應(yīng)有待燒結(jié)的產(chǎn)品，因此，通常提供可以緊固至下模具或上模具、允許裝置總體上容易修改的工具。

例如，用于燒結(jié)包含電路載體的電子子組件的燒結(jié)裝置以如下方式形成，方式為使得下模具配備有厚重的工具，厚重的工具攜帶并且加熱平面電路載體。上模具工具的呈壓力墊形式的耐高溫彈性介質(zhì)在電路載體的表面上產(chǎn)生不斷增加的壓力，由此，電路載體被壓在下模具工具的平面支架上。壓力墊的柔性介質(zhì)不僅在電子子組件的有待連結(jié)的部件上而且在下模具工具的所有表面上提供準(zhǔn)流體靜力學(xué)壓力。厚重的下部工具因此在準(zhǔn)流體靜力學(xué)燒結(jié)過程中形成反向支承件，電路載體由于有彈性介質(zhì)的壓縮接合而被按壓在反向支承件上。通過這種金屬壓縮接合，熱能也被供應(yīng)至電路載體。

然而，這種設(shè)計的缺點是在燒結(jié)操作中占主導(dǎo)的直至350℃的溫度下，由于電子子組件和下模具(下模具可以例如包括優(yōu)質(zhì)鋼)的陶瓷材料具有不同的膨脹系數(shù)，在形成電子子組件的一部分的陶瓷材料中產(chǎn)生應(yīng)力裂紋。

因此，本發(fā)明的目的是提供用于燒結(jié)裝置的工具，通過燒結(jié)裝置的工具避免陶瓷材料在燒結(jié)操作中產(chǎn)生裂紋和裂縫。

這個目的根據(jù)本發(fā)明是通過用于具有權(quán)利要求1的特征的燒結(jié)裝置的工具來實現(xiàn)的。從屬權(quán)利要求提供了本發(fā)明的有利設(shè)計。

本發(fā)明的基本概念是提供用于電子子組件以及總體上類似于電子子組件的物體或者電子子組件的電路載體的支托，支托具有低的線性膨脹系數(shù)。這種線性膨脹系數(shù)可以是大約11·10^-6K^-1。這導(dǎo)致在溫度變化過程中在電子子組件和支托之間沒有移位或者僅有非常小的移位。

因為這種低膨脹材料、也就是說具有低的熱膨脹系數(shù)的材料(例如鉬或可伐(Kovar))是成本密集獲得的且非常難以加工，由于材料的特性，所以求助于所要求的設(shè)計，使得工具生產(chǎn)容易且工作友好變?yōu)榭赡堋?/p>

因此，根據(jù)本發(fā)明，提供用于燒結(jié)裝置的下模具的工具，工具具有或形成用于有待燒結(jié)的電子部件的支托并且支托是由具有小于或等于11·10^-6K^-1的線性膨脹系數(shù)(在20℃時測量)的材料形成的。

材料優(yōu)選地具有小于或等于6·10^-6K^-1的線性膨脹系數(shù)(在20℃時測量)。

具體地，支托可以通過借助于熱噴涂方法至少涂覆工具的部分區(qū)域、尤其通過冷氣噴涂來形成。

可替代地，支托可以形成為板，工具具有接收形成為板的支托的凹陷。在這種情況下，凹陷在壁中或者在凹陷的底部上具有通向工具的外部的通道，以便在執(zhí)行燒結(jié)操作時沒有空氣或氣體被捕獲在凹陷中，并且在凹陷和圍繞模具工具的空氣之間可以產(chǎn)生壓力平衡。

為了確保與有待燒結(jié)的電子子組件進(jìn)行有效的熱傳遞，用作支托的板應(yīng)該被設(shè)計成盡可能薄。

用作支托的板的表面可以優(yōu)選地涂覆有材料。然而，可替代地，板是由材料堅固地形成的。

所使用的材料優(yōu)選地是鉬或包含鉬的合金。具有同樣低的膨脹系數(shù)的其他物質(zhì)，例如通過商品名可伐已知的材料是同樣可想到的。

此外，為了進(jìn)行批量處理，優(yōu)選提供的是工具具有多個支托，各支托用于接收有待燒結(jié)的電子子組件。

最后，根據(jù)本發(fā)明還提供燒結(jié)裝置，在燒結(jié)裝置中，下模具總體上形成為以上所述的工具。

基于附圖中表示的示例性實施例更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。在這些附圖中：

圖1示出了通過根據(jù)本發(fā)明的、具有特別優(yōu)選設(shè)計的第一示例性實施例的剖視圖。

圖2示出了通過根據(jù)本發(fā)明的、具有特別優(yōu)選設(shè)計的第二示例性實施例的剖視圖。

圖3示出了通過根據(jù)本發(fā)明的、具有特別優(yōu)選設(shè)計的第三示例性實施例的透視圖。

圖1示出了工具10，工具具有凹陷，在此凹陷中表示出了形成為板的支托20以及安排在支托上的有待燒結(jié)的電子子組件30。工具10中的凹陷被設(shè)計成使得支托20和子組件30完全被凹陷接收，并且子組件30的表面以與工具10的表面平齊而結(jié)束。在這種情況下，可以提供的是備有不同厚度的支托20以便補(bǔ)償子組件30的不同高度。