金锡烧结的氮气保护装置及具有其的恒温型共晶机的制作方法

1.本发明属于微电子组装技术领域，更具体地说，是涉及一种金锡烧结的氮气保护装置及具有其的恒温型共晶机。


背景技术：

2.在微电子组装技术中，由于金锡烧结的具有性能好、接头强度高、润湿性好的特点，故多采用金锡共晶的工艺实现对电子器件的组装。但在使用金锡烧结的时，如果在无气氛保护的条件下进行，焊料易被氧化，从而产生焊料堆积的问题以及出现焊接分层的现象，严重影响了焊接质量。
3.现有脉冲型共晶机上生产效率比较低。而相对于脉冲型共晶机，恒温型共晶机的生产效率约为脉冲型共晶机的3倍，综合考虑生产效率和设备成本的因素，企业迫切需要通过使用恒温型共晶机来完成金锡烧结的工艺。但因恒温型共晶机加热部位为非密闭结构，即加热部位氧气浓度较高，故易导致在加热过程中焊料氧化严重的问题。


技术实现要素：

4.本发明的一个目的在于提供了一种可形成平稳氮气流的金锡烧结的氮气保护装置及具有其的恒温型共晶机。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：本发明提供了一种金锡烧结的氮气保护装置，用于对管壳和芯片进行金锡烧结时提供氮气保护，包括：
6.保护盒，所述保护盒的盒体中部设有上下贯穿的通口，在所述盒体两侧侧壁上各设有一个进气口；
7.两个输气管，所述输气管分别与一个所述进气口连通，用于将所述氮气输送至所述盒体内；
8.两个分散壳，位于所述盒体内，并分别临近其中一个所述进气口；所述分散壳开设有可供氮气通过的若干气孔，所述气孔能够使氮气在所述分散壳处分散均匀，以形成一股填满所述盒体的平稳的氮气流；以及
9.底片，设于所述盒体外部，所述底片具有与所述通口正对的对所述管壳进行定位的作业口；
10.在金锡烧结时，所述通口可供所述芯片通过并被放置在所述管壳上方，所述盒体内的两股所述氮气流从所述管壳处相遇，并对所述管壳和所述芯片提供氮气保护。
11.在一种可能的实现方式中，所述保护盒包括：
12.本体，所述本体上设有开口向上的凹槽；以及
13.盖板，所述盖板盖设于所述凹槽上，可形成所述保护盒的盒体。
14.在一种可能的实现方式中，还包括压钳，所述压钳包括与所述保护盒连接的连接部和位于所述连接部一侧的限位部；所述限位部斜向下弯曲至所述作业口内，用于限制所述管壳在所述作业口内时竖直方向上的位置。
15.在一种可能的实现方式中，所述限位部自靠近所述连接部至远离所述连接部呈由宽变窄的t型状。
16.在一种可能的实现方式中，所述压钳为锰钢压钳。
17.在一种可能的实现方式中，所述分散壳包括一个顶板和与所述顶板相连的三个侧板，所述分散壳扣设于所述盒体底壁上，且与所述盒体侧壁和底壁形成封口式的盒状结构。
18.在一种可能的实现方式中，所述分散壳的顶板与所述盒体顶壁有一定距离，所述分散壳的顶板上开设有若干所述气孔，且所述分散壳与所述盒体上的所述进气口相对的侧板上开设有若干所述气孔，以使进入所述盒体的氮气流经所述分散壳后向斜向上方流动。
19.在一种可能的实现方式中，所述作业口形状与所述管壳外部形状相适配，且所述作业口尺寸较所述管壳的外部尺寸大0.2mm。
20.第二方面，本发明提供一种恒温型共晶机，包括金锡烧结的氮气保护装置。
21.本发明提供的一种金锡烧结的氮气保护装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明中的分散壳上开设的若干气孔能够使氮气在分散壳处分散均匀，故可形成一股填满盒体的平稳的氮气流。由于本发明中保护盒上设有两个进气口，且两个进气口处对应设有输气管和分散壳，故有两股平稳的氮气流分别从两侧流入盒体内。由于盒体底部设有底片且盒体内的两股氮气流从管壳处相遇，故当芯片通过通口被放置在管壳上方，进行金锡烧结时，能够对管壳和芯片提供氮气保护。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本发明实施例提供的金锡烧结的氮气保护装置的结构示意图；
24.图2为图1中金锡烧结的氮气保护装置的爆炸结构示意图；
25.图3为使用图1中金锡烧结的氮气保护装置对管壳和芯片进行金锡烧结时的主视结构示意；
26.图4为图2中压钳的结构示意图。
27.图中：1、保护盒；11、盒体；12、通口；13、进气口；14、本体；15、盖板；2、输气管；3、分散壳；31、气孔；4、底片；41、工作口；5、压钳；51、连接部；52、限位部；6、管壳；7、芯片。
具体实施方式
28.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
29.请参阅图1至图4，本发明提供的一种金锡烧结的氮气保护装置及具有其的恒温型共晶机。该金锡烧结的氮气保护装置用于对管壳6和芯片7进行金锡烧结时提供氮气保护，其包括保护盒1、两个输气管2、两个分散壳3以及底片4。
30.保护盒1的盒体11中部设有上下贯穿的通口12，在盒体11两侧侧壁上各设有一个
进气口13。两个输气管2，其中输气管2分别与一个进气口13连通，用于将氮气输送至盒体11内。两个分散壳3位于盒体11内，并分别临近其中一个进气口13。分散壳3开设有可供氮气通过的若干气孔31，气孔31能够使氮气在分散壳3处分散均匀，以形成一股填满盒体11的平稳的氮气流。底片4设于盒体11外部，且底片4具有与通口12正对的对管壳6进行定位的作业口。在金锡烧结时，通口12可供芯片7通过并被放置在管壳6上方，盒体11内的两股氮气流从管壳6处相遇，并对管壳6和芯片7提供氮气保护。
31.与现有技术相比，本发明中的分散壳3上开设的若干气孔31能够使氮气在分散壳3处分散均匀，故可形成一股填满盒体11的平稳的氮气流。由于本发明中设有两个进气口13，且两个进气口13处分别对应设有输气管2和分散壳3，故有两股平稳的氮气流分别从两侧流入盒体11内，可避免高速的氮气流在盒体11中心区域内形成涡流，将空气吸入。盒体11内的两股氮气流从管壳6处相遇，在金锡烧结时，芯片7通过通口12被放置在管壳6上方，从而对管壳6和芯片7提供氮气保护。
32.参阅图2所示，保护盒1包括本体14以及盖板15。其中本体14上设有开口向上的凹槽。将盖板15盖设于凹槽上可形成保护盒1的盒体11。将保护盒1设置成拆分式，从而降低保护盒1的加工和安装难度。当然保护盒1也可以为整体式。
33.参阅图2至图4所示，本实施方式中的金锡共晶的氮气保护装置还包括压钳5。其中压钳5包括与保护盒1连接的连接部51和位于连接部51一侧的限位部52。其中，限位部52斜向下弯曲至作业口内。当管壳6进入作业口时，压钳5的限位部52能够抵压管壳6的上方，从而限制管壳6在竖直方向上的位置。对于管壳6在竖直方向上的限位，也可以通过控制单元，控制管壳6从初始位置到进入作业口后的最终位置的位移差。
34.参阅图4所示，本实施方式中压钳5的限位部52自靠近连接部51至远离连接部51呈由宽变窄的t型状，也就是说，限位部52在抵压管壳6时，其与管壳6的接触面积较小，从而减少压钳5与管壳6之间的导热面积，使得压钳5不会对管壳6造成过多的降温。当然限位部52还可以为其他形式，只要其可以达到对管壳6进行限位即可。
35.本实施方式中，将压钳5设置成锰钢压钳5。由于锰钢材料具有弹性，故当压嵌抵压管壳6时，压钳5会有通过弹性形变来缓冲压钳5与管壳6之间的作用力。使得压钳5不会对管壳6造成过多的应力，即不会影响烧结过程中管壳6的质量。其中压钳5也可以为普通钢材制成，只要使其在对管壳6进行限位的过程中，不会损坏压钳5和管壳6即可。
36.参见图2和图3所示，分散壳3包括一个顶板和与顶板相连的三个侧板。安装时，将分散壳3扣设于盒体11底壁上，且与盒体11侧壁和底壁形成封口式的盒状结构。当从进气口13进入的氮气流经分散壳3时，由于分散壳3扣设于壳体底壁上，即分散壳3不会从形成向下的氮气流，故减少氮气流对工作口41内管壳6的温度的影响。
37.本实施方式中分散壳3的顶板与盒体11顶壁有一定距离，分散壳3的顶板上开设有若干气孔31，且分散壳3与盒体11上进气口13相对的侧板上开设有若干气孔31。当氮气从进气口13进入后，流经分散壳3形成斜向上的氮气流，从而可以防止外部空气进入盒体11内。
38.在本实施方式中，作业口的形状与管壳6外部形状相适配，使得管壳6可以进入作业口。其中作业口尺寸较管壳6的外部尺寸大0.2mm，使得管壳6可以更加便捷的进入作业口，但是作业口的尺寸与管壳6的外部尺寸相差不宜过大，如果过大则会造成外部空气能够进入管壳6内部，降低管壳6和芯片7在金锡烧结的质量。
39.本实施方式中还提供了一种包括有金锡烧结的氮气保护装置的恒温共晶机。作业时，首先将本发明中的金锡烧结的氮气保护装置安装于恒温共晶机上，然后启动恒温共晶机。其主要工作过程如下：
40.第一步：管壳6输送至保护盒1盒体11的通口12处，恒温机上的加热台带动管壳6上升，并将管壳6顶送至作业口内。
41.第二步：将芯片7通过通口12放置在管壳6上方。为了保证芯片7能够准确的通过通口12放置在管壳6上方，要将通口12避让出贴装区域及识别点。其中管壳6和芯片7之间预设有金锡焊料。
42.第三步：当管壳6和芯片7放置好后，管壳6下方的加热台对管壳6进行加热，完成对管壳6和芯片7的金锡烧结。
43.第四步：当管壳6和芯片7完成金锡烧结后，管壳6和芯片7退出工作口41，并被运输至下一道工序。
44.第五步：重复上述过程。
45.由于本实施方式中的恒温型共晶机上设有金锡烧结的氮气保护装置，故使用该恒温共晶机进行金锡烧结工艺时，在提高生产效率的同时，不会出现金锡焊料的氧化。故本实施方式中的恒温共晶机既提高了产品的品质，又降低了制造成本。其中本实施方式中的恒温共晶机还可以进行芯片7与陶瓷基片、电容与管壳6及电容与陶瓷基片等的金锡烧结。
46.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。