半導(dǎo)體器件封裝用真空儲(chǔ)能焊封裝裝置制造方法
【專利摘要】一種半導(dǎo)體器件封裝用真空儲(chǔ)能焊封裝裝置，所述真空儲(chǔ)能焊封裝裝置由上電極、下電極、上磁鐵、下磁鐵、上電極支座、上外罩、下外罩、法蘭波紋管、排氣口和管座支座組成；各個(gè)部件組合在一起，形成一內(nèi)含焊接裝置的、小體積的密閉空間；本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：可在常溫、開(kāi)放式環(huán)境中對(duì)器件進(jìn)行真空儲(chǔ)能焊接封裝，用于提供真空環(huán)境的腔體體積較小，抽真空時(shí)能量消耗低、效率高。
【專利說(shuō)明】半導(dǎo)體器件封裝用真空儲(chǔ)能焊封裝裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及ー種焊接設(shè)備，尤其涉及ー種半導(dǎo)體器件封裝用真空儲(chǔ)能焊封裝裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]封裝エ藝是半導(dǎo)體器件生產(chǎn)中的重要エ藝，它對(duì)半導(dǎo)體器件的性能起著舉足輕重的作用；在用于半導(dǎo)體器件的密封性封裝エ藝中，真空封裝是公認(rèn)的技術(shù)難點(diǎn)，由于半導(dǎo)體器件自身的ー些特性，使得半導(dǎo)體器件的真空封裝難以借鑒其他領(lǐng)域的真空封裝技木。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，在對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行真空封裝時(shí)，普遍作法是:焊接設(shè)備需配置ー密閉的真空操作箱，讓整個(gè)封裝過(guò)程在真空操作箱中進(jìn)行；這種真空封裝方式需要大型的抽真空設(shè)備來(lái)保證密閉空間內(nèi)的真空度，而且對(duì)于體積較大的空間，在抽真空時(shí)還要采用溫控設(shè)備來(lái)調(diào)節(jié)溫度，以輔助抽真空操作，并且每次抽真空時(shí)十分費(fèi)時(shí),導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高，且此種真空儲(chǔ)能焊設(shè)備價(jià)格昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)【背景技術(shù)】中的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種半導(dǎo)體器件封裝用真空儲(chǔ)能焊封裝裝置，所涉及的半導(dǎo)體器件包括管帽和管座，管帽和管座之間采用儲(chǔ)能焊接封裝，其創(chuàng)新在于:所述真空儲(chǔ)能焊封裝裝置由上電極、下電極、上磁鐵、下磁鐵、上電極支座、上外罩、下外罩、法蘭波紋管、排氣口和管座支座組成；上外罩上端面設(shè)置有導(dǎo)向通孔，上電極支座上部套接在導(dǎo)向通孔內(nèi)；上電極支座能沿上外罩軸向滑動(dòng)；法蘭波紋管設(shè)置于上外罩和上電極支座之間，法蘭波紋管上端與上電極支座中部密封連接，法蘭波紋管上端位于導(dǎo)向通孔下偵牝上電極支座下部位于法蘭波紋管內(nèi)；法蘭波紋管下端與上外罩下端面密封連接；上電極固定在上電極支座下端面上；下外罩下端面設(shè)置有電極安裝孔，下電極中部置于電極安裝孔內(nèi)，電極安裝孔上方的下電極外壁上套接有絕緣螺母，絕緣螺母將下外罩和下電極鎖死(本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，為了實(shí)現(xiàn)真空，下外罩和下電極之間還設(shè)置有用于密封的密封圏)；上外罩和下外罩同軸設(shè)置；排氣ロ設(shè)置于下外罩側(cè)壁上；所述上電極下端形成焊接工作面一，焊接工作面ー為環(huán)形結(jié)構(gòu)，上磁鐵設(shè)置于環(huán)形結(jié)構(gòu)內(nèi)；下電極為中空?qǐng)A柱結(jié)構(gòu)，中空?qǐng)A柱結(jié)構(gòu)上端形成焊接工作面ニ，管座支座固定在下電極內(nèi)，下磁鐵設(shè)置于管座支座上端；下外罩上端面設(shè)置有密封圈；焊接時(shí)，管帽和管座的焊接處位于焊接工作面ニ和焊接工作面一之間。
[0005]前述裝置的工作原理是:排氣ロ與抽真空設(shè)備連接；焊接之前，上外罩和下外罩之間處于分離狀態(tài)，同時(shí)，法蘭波紋管處于自由狀態(tài)，此時(shí)，上電極支座在法蘭波紋管的支撐作用下處于向上的最大行程位置處。裝件吋，將管帽移近上電極下方，上磁鐵就將管帽吸附定位于上電極的內(nèi)孔中，將管座移至下電極上方，此時(shí)管座就被下磁鐵吸附固定住(如果管座還帶有管腳，則應(yīng)在管座固定座和下電極之間設(shè)置間隙，用于容納管腳)；裝件完成后，讓上外罩和下外罩閉合，此時(shí)，法蘭波紋管內(nèi)部和下罩體所圍成的空間就形成了一密閉腔體，然后啟動(dòng)抽真空設(shè)備將密閉腔體內(nèi)的氣體從排氣ロ抽出，隨著氣體的抽出，密閉腔體內(nèi)的氣壓逐漸下降，法蘭波紋管在大氣壓力的作用下被壓縮，上電極支座也隨著法蘭波紋管的壓縮向下運(yùn)動(dòng)(在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)向通孔對(duì)上電極支座起到導(dǎo)向作用)；抽真空操作完成后，管帽和管座在上、下電極的擠壓下互相貼合，此時(shí)，啟動(dòng)儲(chǔ)能焊設(shè)備的焊接操作，對(duì)管帽和管座進(jìn)行焊接。焊接操作完成后，通過(guò)排氣ロ對(duì)裝置放氣，打開(kāi)上外罩后即可取出焊接好的器件。
[0006]前述裝置的好處是:抽真空的根本目的是為了保證封裝器件內(nèi)部處于真空狀態(tài)，也即讓管帽和管座之間的空間保持真空，而如果在抽真空操作之前，預(yù)先讓管帽和管座之間貼合，就很難保證封裝器件內(nèi)部的真空度(因?yàn)楣苊焙凸茏话愣荚O(shè)置有用于配合導(dǎo)向的臺(tái)階結(jié)構(gòu)，臺(tái)階結(jié)構(gòu)如果配合得較嚴(yán)實(shí)就會(huì)使內(nèi)部氣體被密閉在管帽和管座內(nèi)，即使能夠?qū)⒎庋b殼體內(nèi)部抽真空，也必然費(fèi)時(shí)費(fèi)力)，這也是為什么現(xiàn)有技術(shù)中要為焊接設(shè)備專門配置一真空操作箱的原因；采用本發(fā)明方案后，在抽真空操作過(guò)程中，管帽與管座之間的距離隨著上電極支座的運(yùn)動(dòng)逐步縮短，當(dāng)真空度達(dá)到一定程度時(shí)，管帽和管座才相互接觸，有效的保證了封裝器件內(nèi)部真空度與外環(huán)境一致，密閉腔體的體積很小，抽真空效率很高；上磁鐵和下磁鐵采用一般的磁鐵即可。采用本發(fā)明的方案后，無(wú)需將真空儲(chǔ)能焊封裝裝置整體置于真空環(huán)境中，真空儲(chǔ)能焊封裝裝置可以在常溫、開(kāi)放式環(huán)境中工作，真空儲(chǔ)能焊封裝裝置本身可以提供一體積很小的密閉腔體，從而減少抽真空時(shí)的能量消耗，并且可以使抽真空操作高效完成，既節(jié)省了能量又保證了加工效率。
[0007]為了避免因上磁鐵和下磁鐵的相互吸引而導(dǎo)致管帽和管座提前貼合，本發(fā)明還作了如下改進(jìn):上磁鐵和下磁鐵同極相對(duì)；上磁鐵和下磁鐵同極相對(duì)后，在上、下磁鐵的斥力作用下，可以對(duì)上電極的運(yùn)動(dòng)造成一定的阻力，以延緩管帽和管座之間的接觸，利于排氣。
[0008]為了進(jìn)一步提高封裝殼體內(nèi)的真空度，本發(fā)明還作了如下改進(jìn):所述上電極支座上部設(shè)置有外螺紋，外螺紋處套接有定位螺母，定位螺母位于導(dǎo)向通孔外側(cè)，定位螺母外徑大于導(dǎo)向通孔內(nèi)徑。采用定位螺母后，裝置的工作過(guò)程與前述過(guò)程稍有不同，其不同在于:在抽真空操作之前，用定位螺母將上電極支座的位置鎖死，使上電極支座不會(huì)隨著氣壓變化而向下運(yùn)動(dòng)(根本目的是為了保證管帽和管座保持分離狀態(tài))，當(dāng)抽真空操作完成后，松開(kāi)定位螺母，法蘭波紋管才帶動(dòng)上電極支座向下電極運(yùn)動(dòng)，此時(shí)管帽和管座才貼合，可最大限度地保證管帽和管座之間的真空度。
[0009]為了便于取出封裝好的器件，本發(fā)明還作了如下改進(jìn):所述上磁鐵的吸力大于下磁鐵。采用此改進(jìn)后，焊接好的器件就可以在上磁鐵的吸力作用下被整個(gè)提起，便于取出。
[0010]為了便于器件的取放，以及避免封裝器件受裝置的剛性擠壓而變形，本發(fā)明還作了如下改進(jìn):所述上電極支座內(nèi)設(shè)置有彈頂器，所述彈頂器包括:上電極支座下端面設(shè)置有盲孔，上電極中部設(shè)置有軸向通孔，軸向通孔和盲孔連通，軸向通孔內(nèi)壁上設(shè)置有限位環(huán)，彈頂器中部外壁上設(shè)置有與限位環(huán)匹配的限位凸起，通過(guò)限位環(huán)對(duì)限位凸起的卡擋作用，上電極將彈頂器卡在盲孔內(nèi)；彈頂器能沿盲孔軸向滑動(dòng)，一彈簧套接在彈頂器外，彈簧上端與盲孔內(nèi)的彈簧支撐面接觸，彈簧下端與限位凸起上端面接觸；彈簧處于預(yù)壓縮狀態(tài)；上磁鐵設(shè)置于彈頂器的下端。在抽真空操作過(guò)程中，彈頂器能為上磁鐵的移動(dòng)提供一定的弾性余量，避免管帽上端被擠壓變形，而且與前述的上、下磁鐵同極相對(duì)方案結(jié)合后，彈頂器還能在上、下磁鐵的斥力作用下，進(jìn)ー步延緩管帽和管座的接觸，保證抽真空的效果；焊接好后，彈頂器又能讓焊接好的器件從上電極下方露出，便于取出。
[0011]為了保證上電極和下電極的對(duì)中性，本發(fā)明還作了如下改進(jìn):下電極中部設(shè)置有臺(tái)階面，臺(tái)階面上方的下電極外圓柱面套接有導(dǎo)向筒。
[0012]為了避免上下電極短路，優(yōu)選地，所述電極安裝孔內(nèi)設(shè)置有絕緣套。
[0013]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:可在常溫、開(kāi)放式環(huán)境中對(duì)器件進(jìn)行真空儲(chǔ)能焊接封裝，用于提供真空環(huán)境的腔體體積較小，抽真空時(shí)能量消耗低、效率高。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1、上罩體和下罩體處于分離狀態(tài)時(shí)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2、上罩體和下罩體處于閉合狀態(tài)時(shí)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖(圖中4個(gè)黑色圓圈為用于氣密的密封環(huán))；
圖中各個(gè)標(biāo)記所示部件分別為:定位螺母1、上外罩2、下外罩3、管座支座4、法蘭波紋管5、上電極支座6、上電極7、下電極8、彈頂器9、排氣ロ 10、彈簧11、導(dǎo)向筒12、上磁鐵14、下磁鐵15、絕緣套16、絕緣螺母17、密封圈18、管帽A、管座B。
【具體實(shí)施方式】
[0015]一種半導(dǎo)體器件封裝用真空儲(chǔ)能焊封裝裝置，所涉及的半導(dǎo)體器件包括管帽A和管座B，管帽A和管座B之間采用儲(chǔ)能焊接封裝，其創(chuàng)新之處在于:所述真空儲(chǔ)能焊封裝裝置由上電極7、下電極8、上磁鐵14、下磁鐵15、上電極支座6、上外罩2、下外罩3、法蘭波紋管5、排氣ロ 10和管座支座4組成；上外罩2上端面設(shè)置有導(dǎo)向通孔，上電極支座6上部套接在導(dǎo)向通孔內(nèi)；上電極支座6能沿上外罩2軸向滑動(dòng)；法蘭波紋管5設(shè)置于上外罩2和上電極支座6之間，法蘭波紋管5上端與上電極支座6中部密封連接，法蘭波紋管5上端位于導(dǎo)向通孔下側(cè)，上電極支座6下部位于法蘭波紋管5內(nèi)；法蘭波紋管5下端與上外罩2下端面密封連接；上電極7固定在上電極支座6下端面上；下外罩3下端面設(shè)置有電極安裝孔，下電極8中部置于電極安裝孔內(nèi)，電極安裝孔上方的下電極8外壁上套接有絕緣螺母，絕緣螺母將下外罩3和下電極8鎖死；上外罩2和下外罩3同軸設(shè)置；排氣ロ 10設(shè)置于下外罩3側(cè)壁上；所述上電極7下端形成焊接工作面一，焊接工作面ー為環(huán)形結(jié)構(gòu)，上磁鐵14設(shè)置于環(huán)形結(jié)構(gòu)內(nèi)；下電極8為中空?qǐng)A柱結(jié)構(gòu)，中空?qǐng)A柱結(jié)構(gòu)上端形成焊接工作面ニ，管座支座4固定在下電極8內(nèi)，下磁鐵15設(shè)置于管座支座4上端；上磁鐵14和下磁鐵15同極相對(duì)；下外罩3上端面設(shè)置有密封圈；焊接吋，管帽A和管座B的焊接處位于焊接工作面ニ和焊接工作面一之間。
[0016]進(jìn)ー步地，所述上電極支座6上部設(shè)置有外螺紋，外螺紋處套接有定位螺母1，定位螺母I位于導(dǎo)向通孔外側(cè)，定位螺母I外徑大于導(dǎo)向通孔內(nèi)徑。
[0017]進(jìn)ー步地，所述上磁鐵14的吸カ大于下磁鐵15。
[0018]進(jìn)ー步地，所述上電極支座6內(nèi)設(shè)置有彈頂器9，所述彈頂器9包括:上電極支座6下端面設(shè)置有盲孔，上電極7中部設(shè)置有軸向通孔，軸向通孔和盲孔連通，軸向通孔內(nèi)壁上設(shè)置有限位環(huán)，彈頂器9中部外壁上設(shè)置有與限位環(huán)匹配的限位凸起，通過(guò)限位環(huán)對(duì)限位凸起的卡擋作用，上電極7將彈頂器9卡在盲孔內(nèi)；彈頂器9能沿盲孔軸向滑動(dòng)，一彈簧11套接在彈頂器9外，彈簧11上端與盲孔內(nèi)的彈簧支撐面接觸，彈簧11下端與限位凸起上端面接觸；彈簧11處于預(yù)壓縮狀態(tài)；上磁鐵14設(shè)置于彈頂器9的下端。
[0019]進(jìn)ー步地，下電極8中部設(shè)置有臺(tái)階面，臺(tái)階面上方的下電極8外圓柱面套接有導(dǎo)向筒12。
[0020]進(jìn)ー步地，所述電極安裝孔內(nèi)設(shè)置有絕緣套16。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體器件封裝用真空儲(chǔ)能焊封裝裝置，所涉及的半導(dǎo)體器件包括管帽(A)和管座(B)，管帽(A)和管座(B)之間采用儲(chǔ)能焊接封裝，其特征在于:所述真空儲(chǔ)能焊封裝裝置由上電極(7)、下電極(8)、上磁鐵(14)、下磁鐵(15)、上電極支座(6)、上外罩(2)、下外罩(3)、法蘭波紋管(5)、排氣ロ(10)和管座支座(4)組成； 上外罩(2)上端面設(shè)置有導(dǎo)向通孔，上電極支座(6)上部套接在導(dǎo)向通孔內(nèi)；上電極支座(6)能沿上外罩(2)軸向滑動(dòng)； 法蘭波紋管(5)設(shè)置于上外罩(2)和上電極支座(6)之間，法蘭波紋管(5)上端與上電極支座(6)中部密封連接，法蘭波紋管(5)上端位于導(dǎo)向通孔下側(cè)，上電極支座(6)下部位于法蘭波紋管(5 )內(nèi)；法蘭波紋管(5 )下端與上外罩(2 )下端面密封連接；上電極(7 )固定在上電極支座(6)下端面上； 下外罩(3)下端面設(shè)置有電極安裝孔，下電極(8)中部置于電極安裝孔內(nèi)，電極安裝孔上方的下電極(8)外壁上套接有絕緣螺母，絕緣螺母將下外罩(3)和下電極(8)鎖死；上外罩(2)和下外罩(3)同軸設(shè)置；排氣ロ( 10)設(shè)置于下外罩(3)側(cè)壁上； 所述上電極(7)下端形成焊接工作面一，焊接工作面ー為環(huán)形結(jié)構(gòu)，上磁鐵(14)設(shè)置于環(huán)形結(jié)構(gòu)內(nèi)；下電極(8)為中空?qǐng)A柱結(jié)構(gòu)，中空?qǐng)A柱結(jié)構(gòu)上端形成焊接工作面ニ，管座支座(4)固定在下電極(8)內(nèi)，下磁鐵(15)設(shè)置于管座支座(4)上端； 下外罩(3)上端面設(shè)置有密封圈； 焊接時(shí)，管帽(A)和管座(B)的焊接處位于焊接工作面ニ和焊接工作面一之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件封裝用真空儲(chǔ)能焊封裝裝置，其特征在于:上磁鐵(14)和下磁鐵(15)同極相対。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件封裝用真空儲(chǔ)能焊封裝裝置，其特征在于:所述上電極支座(6)上部設(shè)置有外螺紋，外螺紋處套接有定位螺母(I )，定位螺母(I)位于導(dǎo)向通孔外側(cè)，定位螺母(I)外徑大于導(dǎo)向通孔內(nèi)徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件封裝用真空儲(chǔ)能焊封裝裝置，其特征在于:所述上磁鐵(14)的吸カ大于下磁鐵(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件封裝用真空儲(chǔ)能焊封裝裝置，其特征在于:所述上電極支座(6)內(nèi)設(shè)置有彈頂器(9)，所述彈頂器(9)包括:上電極支座(6)下端面設(shè)置有盲孔，上電極(7)中部設(shè)置有軸向通孔，軸向通孔和盲孔連通，軸向通孔內(nèi)壁上設(shè)置有限位環(huán)，彈頂器(9)中部外壁上設(shè)置有與限位環(huán)匹配的限位凸起，通過(guò)限位環(huán)對(duì)限位凸起的卡擋作用，上電極(7)將彈頂器(9)卡在盲孔內(nèi)；彈頂器(9)能沿盲孔軸向滑動(dòng)，一彈簧(11)套接在彈頂器(9)タト，彈簧(11)上端與盲孔內(nèi)的彈簧支撐面接觸，彈簧(11)下端與限位凸起上端面接觸；彈簧(11)處于預(yù)壓縮狀態(tài)；上磁鐵(14)設(shè)置于彈頂器(9)的下端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件封裝用真空儲(chǔ)能焊封裝裝置，其特征在于:下電極(8)中部設(shè)置有臺(tái)階面，臺(tái)階面上方的下電極(8)外圓柱面套接有導(dǎo)向筒(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件封裝用真空儲(chǔ)能焊封裝裝置，其特征在于:所述電極安裝孔內(nèi)設(shè)置有絕緣套(16 )。
【文檔編號(hào)】B23K11/00GK103433611SQ201310376530
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】黎小剛 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十四研究所