一种甲酸体系闭式封装固化机构与封装固化方法技术

本发明专利技术提供了一种甲酸体系闭式封装固化机构与封装固化方法，用于将分立器件的框架和位于框架上的芯片组焊封装，包括底板和盖合在所述底板上方的上盖，所述底板上左右依次排列有若干个加热板，在所述底板上由左至右依次划分为预热区、还原区、真空区和冷却区，通过设置独立的真空区域和还原区域，在焊结的高温段将甲酸和氮气的混合气体限制在闭式区域使用并反应，取缔了现有技术中可能存在的整体炉内全部供气的方式，一方面避免了混合气体外泄导致危险或者污染，保证了甲酸使用的安全性能，另一方面闭式小空间使用提高了混合气体对器件还原反应的作业浓度与反应活性，提升了封装固化质量。化质量。化质量。

【技术实现步骤摘要】
一种甲酸体系闭式封装固化机构与封装固化方法


[0001]本专利技术涉及分立器件封装领域，尤其涉及一种甲酸体系闭式封装固化机构与封装固化方法。

技术介绍

[0002]在分立器件封装过程中，现有封装技术多采用松香系锡膏加热融化焊结工艺，在焊结过程中通常还会采用氮气作为保护性气体来避免器件表面的氧化。然而，由于器件表面在封装焊结之前就有氧化物存在且在封装时器件与环境中遗留的氧会发生氧化反应，会导致焊结界面润湿不良，焊结区域氧化物成为焊结区域杂质最终导致焊结空洞或者焊结物理连接性能较差等不良发生。
[0003]因此，使用甲酸作为反应作为反应时的辅助介质，限制表面氧化物产生在现有的封装装置中有时被应用在设备中。然而，甲酸的闪点只有68.9
°
C，在空气中易发生爆炸燃烧等危险，且在空气中扩散易造成一定污染，而封装固化的操作温度最高可接近400
°
C，因此如何将甲酸安全应用在分立器件的封装固化过程中是本领域中亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：为了解决封装固化中器件氧化，并提升甲酸体系在封装固化中安全性，本专利技术提供了甲酸体系闭式封装固化机构与封装固化方法来解决上述问题。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种甲酸体系闭式封装固化机构，用于将分立器件的框架和位于框架上的芯片组焊封装，包括底板和盖合在所述底板上方的上盖，所述底板上左右依次排列有若干个加热板，在所述底板上由左至右依次划分为预热区、还原区、真空区和冷却区，所述上盖和所述底板之间形成封闭空间；所述加热板设置有移转槽，所述移转槽中设有移转杆，所述移转杆伸入框架的下方，并向上托起框架和芯片在预热区、还原区、真空区和冷却区之间移转；在所述上盖上，位于所述预热区两侧设有抽吸口；位于预热区和冷却区的上方设置有吹送氮气的氮气进气口。
[0006]所述还原区包括还原底仓和还原顶仓，所述还原顶仓盖合在还原底仓上并与还原底仓形成密封的还原区域，所述还原区的加热板设置在还原区域中，所述还原底仓上设置有还原进气管，所述还原进气管中通入氮气与甲酸的混合气体。
[0007]所述真空区包括真空底仓和真空顶仓，所述真空顶仓盖合在真空底仓上并与真空底仓形成密封的真空区域，所述真空区的加热板设置在真空区域中，所述真空底仓上设置有抽真空管和破真空管，所述抽真空管和真空泵连通，所述破真空管连通氮气与甲酸的混合气体。
[0008]进一步地：在所述上盖的左右两侧设有窗口，所述窗口处设有吹送氮气的风幕吹气口；所述移转杆穿过所述窗口伸入到底板中。
[0009]进一步地：所述冷却区包括若干个左右依次排列的冷却板，所述冷却板内设有流
动的冷却液；完成封装的框架和芯片放置于所述冷却板上；所述加热板和所述冷却板上设置有移转槽，所述还原底仓和所述真空底仓的顶面高度低于所述移转槽的槽底高度，所述移转杆伸入所述移转槽中。
[0010]进一步地：封装固化机构还包括供酸混合装置，所述供酸混合装置包括容器本体、设置在所述容器本体内部的隔板和设置于所述隔板上部的雾化安装板；在所述容器本体上，位于所述隔板下方设置有甲酸注入口；所述雾化安装板上设置有雾化激振器，所述雾化激振器底部连接有毛细导流管，所述毛细导流管穿过所述隔板浸入在所述容器本体的甲酸溶液中；在所述隔板上方设置有氮气注入口和混合气出口，所述混合气出口分别连通还原区域和真空区域，在所述混合气出口设置有管道加热器。
[0011]进一步地：所述真空顶仓和所述还原顶仓上均设置有分别驱动所述真空顶仓和所述还原顶仓上下运动的启闭机构，所述启闭机构包括竖直设置的导向杆、固定于上盖且套合在所述导向杆外部的导向套、竖直安装的驱动杆和驱动所述驱动杆上下运动的启闭气缸；所述导向杆和所述驱动杆的底部与所述真空顶仓或所述还原顶仓固定连接。
[0012]一种甲酸体系闭式封装固化的方法，利用上述的甲酸体系闭式封装固化机构进行分立器件的封装，完成组装的分立器件依次经过预热、还原、真空排空和冷却的封装工序，其中预热，框架和芯片在氮气环境中，逐步升温至170
°
C
‑
180
°
C，在该温度区域中固化持续一个工作节拍；再升至该工序最终固化温度区域270
°
C
‑
280
°
C，在此温度区域中固化持续一个工作节拍；还原，框架和芯片在氮气和甲酸的混合气体环境中，升温至330
°
C
ꢀ‑
340
°
C，持续一个工作节拍；真空排空，框架和芯片在
‑
40Kpa至
‑
60Kpa负压环境中，降温至280
°
C
‑
290
°
C，在此温度区域中固化持续一个工作节拍；冷却，将固化完成的框架和芯片冷却至60
°
C以下；所述工作节拍为60秒
‑
75秒。
[0013]本专利技术的有益效果是，本专利技术一种甲酸体系闭式封装固化机构与固化方法通过设置独立的真空区域和还原区域，在焊结的高温段将甲酸和氮气的混合气体限制在闭式区域使用并反应，取缔了现有技术中可能存在的整体炉内统一全面供气的方式，一方面避免了混合气体外泄导致危险或者污染，保证了甲酸使用的安全性能，另一方面闭式小空间使用提高了混合气体对器件还原反应的作业浓度与反应活性，提升了封装固化质量。
附图说明
[0014]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0015]图1是本专利技术一种甲酸体系闭式封装固化机构的结构示意图；图2是闭式封装固化机构中还原区与真空区的详细结构示意图；图3是供酸混合装置的结构示意图；图4是封装固化方法的过程示意图。
[0016]图中1、底板，2、上盖，3、加热板，4、预热区，5、还原区，6、真空区，7、冷却区，8、抽吸口，9、氮气进气口，10、还原底仓，11、还原顶仓，12、还原区域，13、还原进气管，14、真空底仓，15、真空顶仓，16、真空区域，17、破真空管，18、抽真空管，19、窗口，20、风幕吹气口，21、移转杆，22、冷却板，23、容器本体，24、隔板，25、雾化安装板，26、甲酸注入口，27、雾化激振器，28、毛细导流管，29、氮气注入口，30、混合气出口，31、管道加热器，32、导向杆，33、导向套，34、驱动杆，35、启闭气缸。
具体实施方式
[0017]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。相反，本专利技术的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0018]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲酸体系闭式封装固化机构，用于将分立器件的框架和位于框架上的芯片组焊封装，其特征在于：包括底板（1）和盖合在所述底板（1）上方的上盖（2），所述底板（1）上左右依次排列有若干个加热板（3），在所述底板（1）上由左至右依次划分为预热区（4）、还原区（5）、真空区（6）和冷却区（7），所述上盖（2）和所述底板（1）之间形成封闭空间；所述加热板（3）设置有移转槽，所述移转槽中设有移转杆（21），所述移转杆（21）伸入框架的下方，并向上托起框架和芯片在预热区（4）、还原区（5）、真空区（6）和冷却区（7）之间移转；在所述上盖（2）上，位于所述预热区（4）两侧设有抽吸口（8）；位于预热区（4）和冷却区（7）的上方设置有吹送氮气的氮气进气口（9）；所述还原区（5）包括还原底仓（10）和还原顶仓（11），所述还原顶仓（11）盖合在还原底仓（10）上并与还原底仓（10）形成密封的还原区域（12），所述还原区（5）的加热板（3）设置在还原区域（12）中，所述还原底仓（10）上设置有还原进气管（13），所述还原进气管（13）中通入氮气与甲酸的混合气体；所述真空区（6）包括真空底仓（14）和真空顶仓（15），所述真空顶仓（15）盖合在真空底仓（14）上并与真空底仓（14）形成密封的真空区域（16），所述真空区（6）的加热板（3）设置在真空区域（16）中，所述真空底仓（14）上设置有抽真空管（18）和破真空管（17），所述抽真空管（18）和真空泵连通，所述破真空管（17）连通氮气与甲酸的混合气体。2.如权利要求1所述的一种甲酸体系闭式封装固化机构，其特征在于：在所述上盖（2）的左右两侧设有窗口（19），所述窗口（19）处设有吹送氮气的风幕吹气口（20）；所述移转杆（21）穿过所述窗口（19）伸入到底板（1）中。3.如权利要求2所述的一种甲酸体系闭式封装固化机构，其特征在于：所述冷却区（7）包括若干个左右依次排列的冷却板（22），所述冷却板（22）内设有流动的冷却液；完成封装的框架和芯片放置于所述冷却板（22）上；所述加热板（3）和所述冷却板（22）上设置有移转槽，所述还原底仓（10）和所述真空底仓（14）的顶面高度低于所述移转槽的槽底高度，所述移转杆（21）伸入所述移转槽中。4.如权利要求1所述的一种甲酸体系闭式封装固化机构，其特征在于：封装固化机构还包括供酸混合装置，所述供酸混合装置包括容器本体（23）、设置在所述容器本体（23）内部的隔板（24）和设置于所述隔板（...

【专利技术属性】
技术研发人员：向军，
申请(专利权)人：江苏新智达新能源设备有限公司，
类型：发明
国别省市：