[实用新型]真空/可控气氛共晶炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种共晶焊炉，特别涉及微电子封装行业芯片与基板共晶焊、基板与壳体共晶焊、管壳封帽、芯片电镀凸点再流成球、光纤封装、共晶凸点焊接的工艺设备。

背景技术

微电子封装包括多个工艺步骤，其中元器件芯片与基板粘接、基板与管壳粘接、管壳封帽是最关键的工艺步骤。传统的工艺方法是使用导电胶粘接，粘接后电阻率大、导热系数小，造成微波损耗大，管芯、基板热阻大，结温高，功率输出受限，造成电路组件性能指标和可靠性下降，无法满足军用混合电路组件的组装要求。

目前，共晶焊在微电子封装中涉及面最广，特别是军用电子器件、组件进一步向多功能集成及微型化方向发展，具有高频、高速、宽带的特点。实现共晶焊接的主要设备有：带有吸嘴和镊子的共晶机、红外再流焊炉、箱式炉等，这些设备的工作环境均是在空气中进行，用这些设备共晶时存在以下问题：

(1)容易产生空洞，共晶空洞直接导致散热性能降低，造成电路性能及可靠性指标降低；

(2)使用箱式炉和红外再流焊炉进行共晶需要使用助焊剂，会产生助焊剂流动污染，需增加清洗工艺，如清洗不彻底导致电路长期可靠性指标降低。且由于存在对位精度、夹具等问题而不适合日益缩小的芯片与基板焊接。

(3)镊子共晶机在进行多芯片共晶时，芯片重复受热，焊料多次融化易使焊接面氧化，芯片移位，焊区扩散面不规则，严重影响芯片的寿命和性能。

发明内容

本实用新型解决了现有共晶焊接设备在共晶焊时容易产生空洞、使用助焊剂焊接易产生助焊剂流动污染、不能一次共晶多个芯片的技术问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

真空/可控气氛共晶炉，包括炉体、真空抽气系统、加热系统、充气气路系统和以工控机为核心的控制电路，所述的炉体4上的炉盖3下表面装有密封圈12，炉盖3中设置有冷却腔11和进水嘴9，可以起到冷却保护密封圈与防止盖体过热的作用，在炉底的热板石墨夹具14下方的炉体4内底部装有用于加热的石英灯18，在石英灯18与炉体4之间设置有由紧固螺母20层叠压合的密封圈23、楔形环22、密封圈26、铜垫片21；炉体4底部固定设置有冷却腔24、进气嘴17、分气管16、真空管25，所述的真空管25与真空抽气系统相连接对炉体抽真空，所述的进气嘴17与充气气路系统相连接对炉体充入惰性气体，所述的分气管16将充入的惰性气体分送到炉底的各个部位。

所述的炉盖3上设置有手轮2，在炉盖3的上方和手轮2的下方设置有横压臂7，该横压臂7上设置有转轴8，手轮转动可以提升或下降炉盖，炉盖提升后可以沿转轴固定套8旋转180度。

炉体4的底部可设置有3个进气嘴17。

所述的主控电路上设置有手动和自动控制转化开关，在自动控制工作方式下可通过显示器设定工艺参数，使该共晶炉按设定好的工艺曲线自动运行，在手动工作方式下通过手动控制该共晶炉的抽真空、加热、充气等工艺过程。

本实用新型提供的“真空/可控气氛共晶炉”，可应用于微电子封装中芯片、基板共晶，管壳封帽，芯片电镀凸点再流成球、光纤封装、共晶凸点焊接等工艺；可制造真空环境，有助于减少共晶空洞；可完成多芯片、多器件一次共晶；能实现快速升温(最大升温速率200℃/分)，快速降温(最大降温速率120℃/分)功能，提高生产效率。

附图说明

图1本实用新型的外观结构图；

图2炉盖结构示意图

图3炉体左剖视图

图4炉体主剖视图

图5石英灯密封处局部放大图

图6石英灯密封结构示意图

图7软件控制流程图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行说明：

真空/可控气氛共晶炉采用工控机控制方式，控制系统分为真空抽气系统、加热系统、充气气路系统和主控电路四部分。结构部件主要有四部分组成：炉盖3、炉体4、机架6、控制柜5；显示器1安装在机架6的前面板左侧上方，支撑显示器的支架可以270度旋转。炉体4安装在机架6台面中心部位，炉盖3通过手轮2的转动可以提升或下降，提升后可以沿转轴固定套8旋转180度。炉盖3下表面装有密封圈12，炉盖3下降后与炉体上表面接合起到真空密封的作用。炉盖3主体中设计有冷却腔11，通过进水嘴9通入冷却水，可以起到冷却保护密封圈与防止盖体过热的作用。冷却水经过水路循环。