[发明专利]一种用于微波芯片共晶加压的装置及加压方法

说明书

技术领域

本发明涉及微波芯片共晶技术，具体是一种用于微波芯片共晶加 压的装置及加压方法，该装置及方法可以避免对微波芯片表面“空气 桥”等特殊结构的损伤。

背景技术

芯片与基板共晶焊接时，因芯片自重很小，不足以克服焊料表面 张力，使得芯片边缘存在焊接孔洞，从而出现共晶不合格。中国专利 CN201120514646.3公开了一种用于多颗LED集成封装的共晶夹具， 此夹具采用加压柱压住芯片。中国专利201120569048.7公开了一种 多颗LED集成封装共晶夹具，包括有基板夹具、芯片定位夹具及加压 夹具三部分镶装而成，解决在真空/可控气氛共晶炉内芯片与陶瓷基 板之间的固定、定位以及焊料熔解后焊接等问题。虽然这些装置能够 实现共晶时芯片的加压，但是加压装置均与芯片表面正面大面积接触， 无法避免加压装置对微波芯片表面“空气桥”等特殊结构的损伤。

发明内容

针对现有技术中的加压存在损伤微波芯片表面的技术问题，本发 明公开了一种用于微波芯片共晶加压的装置及加压方法。

本发明的技术方案如下：

本发明公开了一种用于微波芯片共晶加压的装置，其具体包括基 板限位器、芯片限位器和点接触压块，所述基板限位器内部设置基板 限位槽和芯片限位器限位槽，基板限位槽的边缘与微波芯片的基板边 缘相接触，芯片限位器限位槽的边缘与芯片限位器的边缘相接触，芯 片限位器上设置芯片限位孔，所述芯片限位孔的尺寸与芯片的尺寸相 匹配，用作芯片的限位；芯片的下表面通过焊片与基板的上表面相接 触；所述点接触压块的底板上设置微支撑柱，微支撑柱的数量小于或 者等于芯片上表面的焊盘数量，微支撑柱的位置与芯片上表面的焊盘 位置镜像对称，点接触压块上的微支撑柱与芯片上表面的焊盘相接触。 芯片与基板共晶时，点接触压块上只有微支撑柱与芯片表面的焊盘相 接触，避免了微波芯片表面“空气桥”等特殊结构的损伤。

更进一步地，上述微支撑柱的数量最少为3个，微支撑柱与底板 一次加工成形。数量少，便于加工，一次成型也减少加工工序，便于 工艺实现，数量最多等于芯片上焊盘的数量，避免微支撑柱与芯片表 面除焊盘之外的其他地方相接触，造成损坏。

更进一步地，上述装置还包括配重压块，所述配重压块放置在点 接触压块的上表面。配重压块的形状可以为圆柱形，当然也可以是正 方体等其他的形状，重量可以是2g或者其他的重量，具体根据需要的 加压力来确定，材料一般为铜，配重压块和点接触压块的重量能有效 克服焊料表面张力，从而更加有效避免芯片边缘存在的焊接孔洞。

更进一步地，上述芯片限位器上还设置防错凹槽，点接触压块上 设置与防错凹槽相对应的防错凸起，所述防错凸起插入防错凹槽中时， 所有的微支撑柱只与芯片上表面的焊盘相接触。通过防错凹槽与凸起 的设置，使得方便地实现对准，避免芯片上表面被破坏。

更进一步地，上述防错凹槽与芯片限位孔相连接，防错凹槽为矩 形或半圆形。防错凹槽与芯片限位孔相连接，便于工艺加工实现，同 时将防错凹槽设置为矩形或半圆形，在便于加工的同时还能够方便后 续的加压操作，便于实现加压过程。

更进一步地，上述微支撑柱是直径80μm，高度30μm的凸点， 凸点通过超声热压焊工艺焊接在底板上。通过凸点避免了微波芯片表 面“空气桥”等特殊结构的损伤。

本发明还公开了一种微波芯片共晶加压方法，其具体包括以下的 步骤：步骤一、将基板正向放置在基板限位器的基板限位槽中，然后 将芯片限位器放置在基板限位器的芯片限位器限位槽；步骤二、将焊 片、芯片依次放置在芯片限位器中的芯片限位孔中，芯片的下表面通 过焊片与基板的上表面相接触；步骤三、将点接触压块倒扣在芯片上； 所述点接触压块的底板上设置微支撑柱，微支撑柱的数量小于或者等 于芯片上表面的焊盘数量，微支撑柱的位置与芯片上表面的焊盘位置 镜像对称，点接触压块上的微支撑柱与芯片上表面的焊盘相接触。芯 片与基板共晶时，点接触压块上只有微支撑柱与芯片表面的焊盘相接 触，避免了微波芯片表面“空气桥”等特殊结构的损伤。

通过采用以上的技术方案，本发明的有益效果为：共晶过程中采 用该装置可以防止压块大面积接触芯片表面造成芯片表面的特殊结 构损伤(比如“空气桥”结构)，又能实现均匀施压效果，防止因芯 片自重不足以克服焊料表面张力，使得芯片边缘存在焊接孔洞。该方 法及装置造价低、结构简单、使用方便。