[實用新型]多芯片一次加壓焊接工裝

有效

• 申請號: 201920517024.2
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN210172883U
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 吳昕雷;趙文忠;陳帥;趙志平;張飛
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十研究所
• 主分類號: B23K37/04
• 分類號: B23K37/04;H01L21/603
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

本實用新型提供了一種多芯片一次加壓焊接工裝，橫梁通過立柱固連在底板上方；基板安裝在底板上，基板上設置有安放芯片載體的芯片載體凹槽；定位板安裝在基板上，開有上下貫通的定位框，定位框的形狀與需同時焊接的芯片拼接后的形狀相同；焊片和芯片依次置于定位框內；定位板上方通過定位蓋封閉，定位蓋上設有與芯片數量和位置相對應的壓針導向孔；壓頭安裝在橫梁上，且壓頭高低能夠調節，與芯片數量相同的壓針一端穿過壓針導向孔擠壓芯片，另一端通過擠壓彈簧與壓頭固連。本實用新型能夠同時將多個芯片與芯片載體一次焊接，避免芯片多次受熱，減少芯片受損的風險；能夠同時對多個芯片定位且壓力可調，降低空洞率，確保焊接質量。

技術領域

本發明涉及微組裝芯片共晶焊接領域。

背景技術

隨著微波混合集成電路向高性能、小型化、輕量化、高可靠以及低成本方向發展，使用裸芯片替代封裝器件，采用微波多芯片組件技術實現裝配已成為通用做法。微波多芯片組件的功能都是通過功能各異的芯片來實現的，各類單片微波集成電路芯片在單一基片上集成了具有較為完整功能的電路，在微波通訊系統中發揮著重要的作用，是微波多芯片組件組裝的核心。這些芯片在使用時需要將芯片裝配到熱匹配的散熱載體上，實現的方法有導電膠粘接和共晶焊接。與導電膠粘接相比，共晶焊接具有接觸電阻低、傳熱效率高、散熱均勻、焊接強度高、工藝一致性好等優點，適用于高頻、大功率器件的裝配。因此，高功率芯片的裝配通常使用共晶焊接的方式。

在傳統的共晶方法中，主要采用在熱臺上手持鑷子手動共晶的方式，在惰性氣體氛圍中利用鑷子產生機械振動使芯片與載體之間產生摩擦，排除掉焊料中的氧化物以及焊接區域的起泡，從而實現低空洞率共晶焊接。但是該方法不再適用于新的產品形態與產能要求。第一，在多芯片共晶時，依次摩擦的方式會使前面焊接的芯片長時間受熱，有造成器件損傷的風險，并且在第二只芯片焊接操作時容易影響到第一只芯片；第二，在單片微波集成電路芯片中，基材大多數為GaAs，材料極脆，鑷子在施加力時容易損傷芯片。因此有必要采用新型工藝手段解決上述問題。

真空可控氣氛共晶爐可實現器件的各種共晶工藝。共晶時無需使用助焊劑，并具有抽真空或充惰性氣體的功能，在真空下可以有效的減少空洞。在共晶時由于有氣流變化，為防止芯片移動用夾具定位就是必須的。應用專用夾具就能實現多芯片一次共晶焊接。多芯片共晶焊接時，由于芯片的尺寸越來越小，數量越來越多，就必須采用特制的夾具工裝來完成。這類夾具不但具有固定芯片和焊料位置的功能，還要具有對芯片施加一定壓力的功能，本身還要具有易操作、耐高溫不變形的特性。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種加壓焊接工裝，能將多個芯片與載體一次性裝配并焊接，能夠避免對芯片的損傷，并減少芯片與載體間焊接的空洞。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種芯片加壓焊接工裝，包括底板、立柱、橫梁、基板、定位板、定位蓋、壓針和壓頭，其特征在于：所述的橫梁通過立柱固連在底板上方；所述的基板安裝在底板上，基板上設置有安放芯片載體的芯片載體凹槽；所述的定位板安裝在基板上，定位板上開有上下貫通的定位框，定位框的形狀與需同時焊接的芯片拼接后的形狀相同；與芯片大小一致的焊片和芯片依次置于定位框內；所述的定位板上方通過定位蓋封閉，定位蓋上設有與芯片數量和位置相對應的壓針導向孔；所述的壓頭安裝在橫梁上，且壓頭高低能夠調節，與芯片數量相同的壓針一端穿過壓針導向孔擠壓芯片，另一端通過擠壓彈簧與壓頭固連。

所述的壓頭上端通過擠壓彈簧固連螺桿下端，螺桿置于螺管中，螺桿上端通過螺母與螺管上端固連；所述的螺管為設有外螺紋的中空圓柱，外壁與橫梁上的通孔螺紋連接。

所述的橫梁一端設置有上下貫通的通孔，另一端設置有上下貫通側向開放的長槽；銷螺釘穿過通孔后將橫梁一端安裝在一個立柱的上端，且橫梁能夠繞立柱軸線轉動；底板上另一個立柱的上端為為螺柱，當橫梁轉動到所述螺柱置于長槽內時，在螺柱上安裝鎖緊螺母固定橫梁。

所述的底板上設置有安放基板的定位沉孔，所述的基板下表面凸起有定位圓臺，與底板的定位沉孔匹配。