【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于将器件与基板连接的设备。
技术介绍
1、随着电子行业对开发高效且耐高温器件、例如芯片的需求不断增加，在器件和基板之间烧结连接层变得越来越流行。
2、烧结尤其作为一种用于制造金属部件或陶瓷部件的方法是已知的。在此，通过压实粉末状的初始材料形成细粒或粗粒的生坯，在随后的温度处理中所述生坯获得其最终形状，从而成为固体工件。
3、在此，将根据本申请和在对器件、例如半导体芯片的制造和加工中的烧结理解为如下类似的方法：即使用预定压力和预定温度将器件和基板压在一起持续一定时间，由此在两个元件之间形成连接。目前的现有技术是使用糊状材料，例如用作芯片和基板之间的连接的银膏或铜膏或纳米结构化的小板，并通过加载压力和温度进行烧结。这种烧结作为将器件与基板连接的方法是已知的，并且已被证明相对于迄今所使用的基于锡或铅的焊接方法更有利。
4、对于这样的烧结过程，定义特定的参数，例如用于将器件有效固定在基板上的设定温度、压力和保持时间。从测试出发，能够根据需要求出所述参数。在这样的烧结过程中，还能够有利地使用粘合剂，所述粘合剂施加在器件和基板之间。对应地，粘合剂的层厚度可以构成另一参数。作为这样的粘合剂可以优选使用银膏。
5、优选地，在烧结过程期间，不发生粘合剂、例如银膏的相变，如这在基于锡和铅的焊接方法中是这种情况。通过适当使用温度和压力引起：粘合剂的颗粒扩散到基板和要固定的器件的表面中。由此形成表面与表面的连接而不是相变连接。
6、为了有效固定，需要在器件表面上的平行的、均
7、需要使用温度和压力以便实现在器件和基板之间的有效连接，否则连接质量会很差或对于实际目的太慢。
8、该方法的原理不在于如在基于锡和铅的焊接方法中的情况那样的连接剂(例如银膏)的相变。通过适当的温度和压力应用，银组成部分扩散到基板和要固定的器件的表面中。由此，接触成为表面对表面连接，而不是相变接触。
9、对于这种类型的工艺通常也适用表述“管芯贴装”或“管芯封装”。
10、文献de 10 2013 101 124示出烧结产品的设备和方法。烧结产品包括器件和基板。为了将其连接，将烧结产品插入具有加压台和加压冲模的设备中。通过借助于加热装置提高温度，引起加压冲模中的压力体的膨胀，由此将压力施加到烧结产品上。因此将该器件与基板连接。
11、文献de 10 2015 120 156 a1公开用于材料配合地连接功率电子构件的连接伙伴的设备。在此，形状稳定的框架作用于连接伙伴中的一个上，而弹性垫作用于第二连接伙伴上，以构建连接所需的压力。
12、为了尽可能地保护要烧结的构件，期望的是：在烧结方法期间尽可能精确地调节对构件的热输送。
13、需要一种用于将器件与基板连接的设备，所述设备实现：精确地控制向要烧结的部件的热输送。
技术实现思路
1、根据本专利技术的、用于将器件与基板连接的设备设有可分成至少两个部件的腔室。在第一部件处设有印模。在第二部件处设置有配对印模。在配对印模的背离第一部件的一侧处设有加热装置。第一部件能够朝向第二部件的方向移位，以便闭合腔室。在腔室打开的状态下，能够对配对印模装载初始材料，并且在腔室闭合的状态下，能够经由印模对设置在印模和配对印模之间的初始材料施加压力。在未加载的状态下，配对印模与加热装置间隔开并且配置用于：由于由印模施加的压力而与加热装置处于贴靠中。
2、由于配对印模作为产品支架而与加热装置间隔开，因此不发生直接的热传递。因此，配对印模上的初始材料在烧结过程开始之前不暴露于任何过度的热负荷。只有借助通过印模施加压力，才克服在配对印模和加热装置之间的间距，并且然后热量直接传递到配对印模、初始材料和印模上。
3、加热装置能够以加热板的形式构成，所述加热板的指向配对印模的表面配置用于：与配对印模的背离第一部件的表面处于面状的贴靠中。
4、通过加热装置和配对印模的彼此处于贴靠中的表面的面状接触，快速且均匀的热传递是可行的。
5、配对印模能够借助于预紧元件与加热装置间隔开，由于通过印模施加的压力而克服预紧元件的预紧。在施加压力结束之后通过印模重建预紧。
6、因此，即使在烧结过程结束之后，一旦印模缩回到起始姿态，就禁止直接的热传递。
7、配对印模能够在无负荷的状态下借助于弹簧与加热装置间隔开。
8、在此，优选地能够使用螺旋弹簧或板簧。
9、配对印模能够在无负荷的状态下借助于气垫与加热装置间隔开。经由至少部分引导通过加热装置的空气通道能够将空气输送至气垫。
10、代替弹簧或除了弹簧之外，气垫可以作为预紧元件。此外，通过输送空气可以改进本专利技术的效果。因此，在烧结过程后，能够通过输送冷空气来实现更快的冷却。同样地，如果需要的话，还能够在烧结过程之前已经借助于热空气预热配对印模。
11、根据本专利技术的用于将器件与基板连接的设备设有能分成至少两个部件的腔室。在第一部件处设有印模。在第二部件处设置有配对印模。加热装置设置在配对印模的背离第一部件的一侧处。第一部件能够朝向第二部件的方向移位，以便闭合腔室。在腔室打开的状态下，能够对配对印模装载初始材料，并且在腔室闭合的状态下，能够经由印模对设置在印模和配对印模之间的初始材料施加压力。印模的轴借助于过盈游隙配合容纳在设置在第一部件处的印模引导板中，并且印模的压力体具有比印模的轴更大的横截面积。在印模引导板的背离配对印模的一侧处提供负压装置。
12、通过负压装置可行的是：在烧结过程结束后通过建立负压将印模吸回起始姿态中。由于印模的压力体具有比轴更大的横截面积，因此防止压力体在此被拉入印模引导板中。
13、在印模引导板的背离配对印模的一侧处可以提供缸板，所述缸板具有能够在缸钻孔中往复移动的活塞。活塞在指向印模的一侧处具有引导杆，所述引导杆配置用于：在对活塞加载压力时与轴的端面处于贴靠并且将压力施加到印模上。
14、由于借助操作活塞才使引导杆处于贴靠印模的轴的端面，所以在活塞和印模的起始位置或缩回位置中在引导杆与轴之间建立间距。因此，热量从印模传递到引导杆和活塞上。
15、印模的轴的端面可以是平的，并且引导杆的可与轴的端面形成贴靠的尖端可以倒圆的。
16、所述结构实现：在初始材料可能未平面对准的情况下使得印模倾斜，由此改进烧结过的产品的质量。
17、负压装置可以是在印模引导板和印模引导板的背离配对印模的一侧处设置的缸板之间构成的中间控制腔室。能够对所述中间控制腔室加载负压或正压。
18、作为能够加载正压或负压的中间控制腔室的设计方案具有的优点是：在活塞或印模被卡住的情况下通过引入正压能本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于将器件与基板连接的设备，所述设备具有
2.根据权利要求1所述的设备，其中
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中
6.一种用于将器件与基板连接的设备，具有
7.根据权利要求6所述的设备，其中，在所述印模引导板(15)的背离所述配对印模(31)的一侧处提供缸板(19)，所述缸板具有能够在缸钻孔中往复移动的活塞(117)，所述活塞在指向所述印模(11，111)的一侧处具有引导杆(113)，所述引导杆配置成在对所述活塞(117)加载压力时与所述轴(111)的端面处于贴靠并且将压力施加到所述印模(11，111)上。
8.根据权利要求7所述的设备，其中
9.根据权利要求6至8中任一项所述的设备，其中所述负压装置(119)是构成在所述印模引导板(15)和设置在所述印模引导板(15)的背离所述配对印模(31)的一侧处的缸板(19)之间的中间控制腔室，所述中间控制腔室能够加载负压或正压。
...【技术特征摘要】
1.一种用于将器件与基板连接的设备，所述设备具有
2.根据权利要求1所述的设备，其中
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中
6.一种用于将器件与基板连接的设备，具有
7.根据权利要求6所述的设备，其中，在所述印模引导板(15)的背离所述配对印模(31)的一侧处提供缸板(19)，所述缸板具有能够在缸钻孔中往复移动的活塞(117)，所述活塞在指向所述印模(11，111)的一侧处具有引导杆(113)，所述引导杆配置成在对所述活塞(117...
【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·乌尔若埃费尔，托比亚斯·艾里希，
申请(专利权)人：SMT机械销售有限两合公司，
类型：发明
国别省市：
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