一種貧氧低溫燒結納米銀焊膏的裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公布了一種貧氧低溫燒結納米銀焊膏的裝置，包括不銹鋼箱體以及設置在箱體上的溫度表、采光視鏡、照明燈及通氣閥，箱體的前側壁面上密封連接有觀察視鏡，箱體的前側壁面下部有手套孔，手套孔上裝有耐高溫手套，箱體左側面有電源線撓性保護管，電源線撓性保護管內通過開關插座電源線，箱體左側面有艙門及通氣閥，箱體右側面有一通氣閥，箱體右側面與一不銹鋼過渡室固定連接，過渡室側面及頂部裝有通氣閥，過渡室頂面裝有一個過渡室壓力表，過渡室設有內門和外門，過渡室內門位于箱體與過渡室之間，箱體與過渡室上各通氣閥通過氣體管路連通。箱體內有兩個智能加熱臺與開關插座相連。本裝置結構合理，強度高，可承受較高的操作溫度。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種貧氧低溫燒結納米銀焊膏的裝置，具體涉及一種為連接芯片與銅基板或直接鍵合銅基板(DBC)的新型綠色高效納米銀焊膏提供惰性貧氧氣體氛圍的密閉加熱裝置，及貧氧低溫燒結納米銀焊膏的方法。
技術介紹
功率電子封裝領城中經常需要在惰性氣體保護下進行無氧、無塵操作。綠色連接材料納米銀焊膏的出現為連接芯片與基板提出了一種新思路。納米銀焊膏的燒結溫度為·275°C，遠遠低于銀的熔點960°C，故封裝領域將其燒結過程稱為低溫燒結。諸多優勢使納米銀焊膏成為功率電子封裝領域的研究熱點，并逐漸在工業界推廣。銅基板或DBC基板近些年來被廣泛應用于功率電子器件中，但是由于金屬銅受熱極易在空氣中氧化，這嚴重影響其電、熱性能。因此，為實現芯片與銅基板或DBC基板的直接連接，納米銀焊膏的燒結過程需在惰性氣體氛圍中進行。目前常見的惰性氛圍操作箱多為有機玻璃箱體，采用有機玻璃粘合成各種形體，強度低、氣密性差、不耐高溫，不能滿足在275°C內無氧燒結納米銀焊膏的工藝，也無法為此燒結工藝提供必需的智能加熱保溫裝置。因此需要專利技術新的裝置，完成納米銀焊膏的貧氧燒結，實現功率電子芯片與銅基板或DBC基板實現可靠連接。
技術實現思路
本專利技術提出了一種結構合理、操作性強的貧氧低溫燒結納米銀焊膏的裝置。本專利技術的技術方案如下一種貧氧低溫燒結納米銀焊膏的裝置，包括不銹鋼箱體(I)以及設置在箱體上(I)的溫度表(2)、采光視鏡(3)、照明燈(4)及頂部通氣閥(5)，所述箱體⑴的前側壁面上密封連接有觀察視鏡￠)，所述箱體(I)的前側壁面下部有手套孔(7)，手套孔(7)上裝有耐高溫手套，所述箱體左側面有電源線撓性保護管(8)，所述電源線撓性保護管(8)內通過開關插座電源線，所述箱體(I)左側面有艙門(9)及通氣閥(5)，所述箱體(I)右側面有一通氣閥(5)，所述箱體(I)右側面與一不銹鋼過渡室(10)固定連接，所述過渡室(10)側面及頂部裝有通氣閥(5)，所述過渡室(10)頂面裝有一個過渡室壓力表(11)，所述過渡室設有內門(12)和外門(13)，過渡室內門(12)位于箱體(I)與過渡室(10)之間，所述箱體(I)與過渡室(10)上各通氣閥通過氣體管路連通。所述箱體(I)內有兩個智能加熱臺(14)與開關插座相連。所述箱體(I)前側面上部朝箱體(I)外側傾斜，與觀察者目光呈一定角度，并裝有觀察視鏡(6)，便于觀察。所述箱體⑴前側面下部手套孔(7)處裝有耐高溫手套，兩者連接處用硅膠墊密封，耐高溫手套可換。所述箱體(I)右側面與過渡室(10)焊接連接，過渡室(10)位于箱體(I)右側面中部，結構合理。過渡室(10)的設計使用避免了取放試樣時對箱體內惰性氣體氛圍的破壞，大大縮短了充惰性氣體氣體所需時間，避免了氣體浪費。所述箱體(I)左側面裝有電源撓性保護管(8)，箱體(I)內開關插座電源線通過撓性保護線(8)引出，撓性保護線(8)外端部由密封膠密封。所述箱體⑴內有兩個智能加熱臺(14)與開關插座相連。加熱臺(14)的智能性體現在，其可記憶并自動執行操作人員預先設定的加熱溫度、升溫速率、保溫時間等參數，并在各保溫階段結束時報鳴提醒。此外，其可記憶保存多條燒結曲線，以滿足不同的燒結工藝需求。本專利技術涉及一種貧氧低溫燒結納米銀焊膏的方法，通過使用過渡室(10)和耐高溫手套將用納米銀焊膏連接的芯片與銅基板或DBC基板的連接結構放在箱體(I)內的智能加熱臺(14)上對納米銀焊膏進行燒結；保證過渡室與箱體間的內門(12)敞開，打開箱體及 過渡室各處的通氣閥(5)，往箱體內部充入惰性氣體；智能加熱臺開始按照預先設定的各 項參數燒結連接芯片與銅基板或DBC基板的納米銀焊膏；若試驗過程中需要放入試樣，先將過渡室內門(12)關閉，然后關閉過渡室的過渡室頂部通氣閥(5)，打開過渡室外門(13)，放入試樣；然后，關閉過渡室外門(13)，打開過渡室頂部通氣閥(5)，往過渡室內充入保護性氣體,過渡室內空氣由過渡室側面通氣閥(5)排除；當過渡室內氣體氛圍與箱體內氣體氛圍相同時，關閉過渡室側面通氣閥(5)，打開過渡室內門(12)，試驗人員通過耐高溫手套拿到試樣，然后按需要對試驗進行燒結。本專利技術的有益效果是由于箱體與過渡室均為不銹鋼結構，整個產品外形美觀、耐腐蝕、強度高；箱體采用耐高溫手套，允許試驗人員在箱體內進行高溫操作；箱體前側面上部裝有視鏡，向朝箱體外側突出，與試驗者目光呈一定角度，便于觀察；箱體及過渡室頂部裝有溫度表和壓力表，可即時得知箱體內溫度、壓力，操作性大大增強；箱體內放置的智能加熱臺可設定燒結納米銀焊膏的相關參數，如加熱溫度、升溫速率、保溫時間、加熱曲線等，智能控制納米銀焊膏的燒結過程，節省人力；箱體及過渡室的各通氣閥與氣體管路連通，接通惰性氣體時可保證箱體內惰性氣體分布均勻；過渡室的設計可有效避免取放試樣時對箱體內惰性氣體氛圍的破壞，縮短充氣時間，避免惰性氣體氣體浪費。附圖說明圖I為專利技術外觀示意圖。圖2為專利技術的內部結構示意圖。為看清貧氧低溫燒結納米銀焊膏裝置的內部結構，圖I中僅示意一臺智能加熱塊。圖3為該專利技術具體實施中采用的一種納米銀焊膏燒結曲線。具體實施方式本專利技術貧氧低溫燒結納米銀焊膏裝置的操作過程如下首先，在裸銅基板上涂刷一定厚度的納米銀焊膏，將芯片放在納米銀焊膏上。然后將開關插座電源線與外部電源連接，此時智能加熱臺(14)為開啟狀態，試驗人員將手伸入耐高溫手套中，通過調節智能加熱臺(14)儀表盤設定燒結納米銀焊膏所需的加熱溫度、升溫速率、保溫時間、燒結曲線等各項參數。打開過渡室外門(13)，將用納米銀焊膏連接的芯片與銅基板或DBC基板的連接結構放入過渡室(10)。試驗人員再次將手伸入耐高溫手套中，打開過渡室內門(12)，從過渡室(10)取出芯片與銅基板或DBC基板的連接結構，將其放在智能加熱臺(14)上。保證過渡室與箱體間的內門(12)敞開，打開箱體及過渡室各處的通氣閥(5)，往箱體內部充入惰性氣體，如氮氣等。通氣一段時間后，按智能加熱臺儀表盤上的“開始”鍵，智能加熱臺開始按照預先設定的各項參數燒結連接芯片與銅基板或DBC基板的納米銀焊膏。若試驗過程中需要放入試樣，先將過渡室內門(12)關閉，然后關閉過渡室的過渡室頂部通氣閥(5)，打開過渡室外門(13)，放入試樣。然后，關閉過渡室外門(13)，打開過渡室頂部通氣閥(5)，往過渡室內充入保護性氣體，過渡室內空氣由過渡室側面通氣閥(5)排除。當過渡室內氣體氛圍與箱體內氣體氛圍相同時，關閉過渡室側面通氣閥(5)，打開過渡室內門(12)，試驗人員通過耐高溫手套拿到試樣，然后按需要對試驗進行燒結。取出試樣的操作過程與上述類似，此處不贅述。過渡室的設計使用避免了取放試樣時對箱體內惰性氣體氛圍的破壞,大大縮短了充惰性氣體氣體所需時間，避免了氣體浪費。此外，箱體內放置兩個智能加熱臺(14)為貧氧低溫燒結納米銀焊膏提供了多種工藝選擇。利用兩個智能加熱臺，可按不同的工藝曲線燒結納米銀焊膏粘結結構，進而探索最佳燒結工藝。 按照上述實施方式，采用圖3所示燒結曲線燒結連接3mmX3mmX I. 5mm假芯片與15mmX20mmX I. 5mm裸銅基板的納米銀焊膏，剪切試驗結果顯示其連接強度可高達37. 2MPa，完全可以滿足功率電子產本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種貧氧低溫燒結納米銀焊膏的裝置，其特征是：包括不銹鋼箱體（1）以及設置在箱體（1）上的溫度表（2）、采光視鏡（3）、照明燈（4）及通氣閥（5），所述箱體（1）的前側壁面上密封連接有觀察視鏡（6），所述箱體（1）的前側壁面下部有手套孔（7），手套孔（7）上裝有耐高溫手套，所述箱體（1）左側面有電源線撓性保護管（8），所述電源線撓性保護管（8）內通過開關插座電源線，所述箱體（1）左側面有艙門（9）及通氣閥（5），所述箱體（1）右側面有一通氣閥（5），所述箱體（1）右側面與一不銹鋼過渡室（10）固定連接，所述過渡室（10）側面及頂部裝有通氣閥（5），所述過渡室（10）頂面裝有一個過渡室壓力表（11），所述過渡室設有內門（12）和外門（13），過渡室內門（12）位于箱體（1）與過渡室（10）之間，所述箱體（1）與過渡室（10）上各通氣閥通過氣體管路連通，所述箱體（1）內有兩個智能加熱臺（14）與開關插座相連。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：梅云輝，趙姿貞，陳旭，陸國權，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：實用新型
國別省市：