CN103311139A - 通过同时发生电流脉冲利用放热反应使组件相互结合 - Google Patents
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Abstract
本发明名称为通过同时发生电流脉冲利用放热反应使组件相互结合。用于接合第一工件(408)和第二工件(406)的方法和装置。放热材料(426)层被放置在第一工件(408)和第二工件(406)之间。多股电流(428)在多个位置(433)并基本上同时被施加至该放热材料(426)层，以便在该放热材料(426)层中发生放热反应(444)。
Description
背景技术
本公开一般地涉及制造组件，并且具体地涉及使组件相互接合。仍更具体地，本公开涉及利用焊料和放热反应使组件相互结合的方法和装置。
很多设备包括电路。这些电路可采用集成电路的形式。这些集成电路也被称为芯片。通常，集成电路被放置在包装中。该包装可包括两部分。集成电路可被安装在一部分诸如基底上。另一部分——盖，可被结合至基底以形成包装，集成电路位于包装内部。该包装为集成电路提供保护和电连接。该包装可随后被安装在基底诸如印制的电路板上。印制的电路板提供了机械支持和不同电子组件之间的电连接。
在其他情况中，集成电路可被安装或形成在印制的电路板上。盖可被放置在集成电路上方并结合至印制的电路板。盖可以以形成气密密封的方式结合至电路板以覆盖集成电路。
具有支持组件的集成电路的例子为相阵列天线模块，在支持组件上气密密封可为期望的。该类型电路，以及其他类型的电路，可被密封以减少进入这些电路并影响这些电路的操作的湿气。目前，电路通常以陶瓷包装、玻璃或金属包装或其他类型的包装进行气密密封。在一些情况中，盖可被直接放置在印制的电路板基底上。这些类型的包装通常使用焊料以形成阻止湿气侵入的密封。
焊接、电阻焊接或一些其他合适的技术通常用于将盖结合至基底。将盖结合至基底所产生的热涉及经过一段时间后的温度——其可高于所期望的。这些温度可对集成电路和其他共定位组件产生不期望的影响。例如，高温可引起不期望的影响，诸如损坏将集成电路附连至基底的粘接材料，破坏在相同的包装内与集成电路共定位的组件，将应力引导在集成电路和周围组件上，缩短集成电路和它的支持组件的寿命，或其一些组合。
结果，利用目前使用的密封组件的方法，重新加工或替换损坏的集成电路和其他组件可比期望的要更经常地发生。因此，制造电路和电路系统需要的时间和费用可大于期望的。
因此，期望具有考虑到至少一些上述问题以及可能的其他问题的方法和装置。
发明内容
在一个说明性实施方式中，提供了用于将第一工件和第二工件相互接合的方法。放热材料层被放置在第一工件和第二工件之间。多股电流在多个位置并基本上同时施加至该放热材料层，以便在该放热材料层中发生放热反应。
在另一个说明性实施方式中，提供了用于密封印制的电路板上的电路的方法。放热材料层被放置在盖和印制的电路板之间。该盖位于印制的电路板上的集成电路上方。在多个位置施加多股电流脉冲至该放热材料层。基本上同时施加多股电流脉冲，以便在该放热材料层中发生放热反应。当发生放热反应时，施加推动盖朝向印制的电路板的力，在盖和印制的电路板之间形成气密密封。
还在另一个说明性实施方式中，装置包括平台和控制器。平台被配置以保持第一工件和第二工件，放热材料层位于第一工件和第二工件之间。控制器被配置以在多个位置施加多股电流至该放热材料层。基本上同时施加多股电流，以便在该放热材料层中发生放热反应。
所述特征和功能可在本公开的多种实施方式中独立实现或可在其他实施方式中组合，其中进一步的细节参考以下描述和附图可见。
附图说明
被认为是说明性实施方式的特性的新特征在所附权利要求中说明。然而，当与附图结合阅读时，说明性实施方式以及优选的使用模式、进一步的目标和其特征将通过参考以下本公开的说明性实施方式的详细说明被最好地理解，其中：
图1和1A-1B为根据说明性实施方式的制造环境的图示；
图2为根据说明性实施方式的工件的图示；
图3为根据说明性实施方式用于激活放热反应的电路的图示；
图4为根据说明性实施方式的制造环境的方块图的图示；和
图5为根据说明性实施方式用于将工件相互结合的过程的流程图的图示。
发明详述
说明性实施方式认可和考虑很多不同的想法。例如，说明性实施方式认可和考虑选择用于焊料的放热材料可降低用于使组件相互结合的时间和温度。
说明性实施方式也认可和考虑在放热反应已经发生后施加电流至焊料可能不能在焊料中提供期望水平的连续性。例如，当焊料具有配置以符合集成电路的包装中窄区域的形状时，焊料可能不以期望的方式流动。
换言之，利用电子包装上的焊料或其他材料密封的间隙或边缘通常是狭窄和有限的。熔化的焊料趋于沿着最小电阻的路径。结果，焊料沿包装外围的流动变得不可预测。因为熔化状态的焊料的方向、均匀性和连续性不受控制，生产中可发生部分与部分广泛的差异。制造具有无空隙、无裂缝和耐蠕变的密封的包装可比期望的更难获得。说明性实施方式认可和考虑焊料流动的方向、焊料的均匀性和焊料的连续性可导致不连续性(inconsistency)，以致当集成电路的包装中的组件通过放热过程结合在一起时，利用焊料的气密密封可能不存在。
因此，一种或多种说明性实施方式提供了将第一工件和第二工件相互接合的方法和装置。放热材料层被放置在第一工件和第二工件之间。在多个位置施加多股电流至该放热材料层。基本上同时施加多股电流，以便在该放热材料层中发生放热反应。
可选择多股电流，以便焊料的流动更均匀和连续(consistent)。结果，冷却后焊料中的不连续性可降低，以便存在气密密封。
现在参考附图，特别参考图1和1A，根据说明性实施方式描述了制造环境的图示。在这些说明性实施例中，制造环境100包括基底102。基底102为这样的基底：在其上，显示包括集成电路106、集成电路108、集成电路110和集成电路112的集成电路104。特别地，基底102为电镀金属的基底。例如，基底102可为印制的电路板。
在该说明性实施例中，集成电路104可由盖114覆盖。如所描述的，盖114包括盖116、盖118、盖120和盖122。在这些说明性实施例中，盖114为电镀金属的。例如，盖114可由具有金属涂层的陶瓷、塑料或一些其他材料组成。盖114可利用结合系统123接合至基底102。特别地，在这些说明性实施例中盖116和基底102相互结合。如所描述的，该结合为分子结合。当盖116和基底102相互结合时，在这些组件之间形成接头（joint）。
如所描述的，盖116已经被放置在集成电路106上方。在该说明性实施例中，盖116被放置以结合至基底102。如所描述的，盖116为第一工件，和基底102为第二工件。
具有在集成电路106上方的盖116的基底102位于结合系统123的平台124上。结合系统123包括负载单元126。负载单元126具有与盖116的顶部啮合的尖部128。
在该说明性实施例中，负载单元126被配置以在箭头132的方向上施加力。在箭头132方向的力推动这两个工件，盖116和基底102，朝向彼此。更具体地，盖116被推动朝向基底102。
在该说明性实施例中，盖116利用由结合系统123产生的多股电流结合至基底102。在这些说明性实施例中，多股电流为多股电流脉冲。换言之，每股电流具有固定的持续时间。在这些说明性实施例中，每股电流具有相同的振幅和持续时间。该持续时间可被称为脉冲宽度。
多股电流通过多个焊料层运送。如在此所用的，“多个”，当参考物品使用时，表示一个或多个物品。例如，多个焊料层为一个或多个焊料层。所述多个焊料层位于盖116和基底102之间。
在这些说明性实施例中，焊料由多种放热材料组成。换言之，选择用于焊料的材料为以热的形式释放能量以响应由结合系统123产生的多股电流的一种或多种材料。
如所描述的，结合系统123包括能量源134和电流控制器136。能量源134被配置以产生电流。在这些说明性实施例中，能量源134可为发电机、出口、电源或一些其他合适的电流来源。
电流控制器136被配置以接收来自能量源134的电流并产生多股电流。进一步地，能量源134和电流控制器136也被配置以产生具有期望电流水平的多股电流。在这些说明性实施例中，选择电流水平，以便在所述多个焊料层中发生放热反应。
电流脉冲的振幅基于包装盖的形状、放热材料的类型、焊料材料的类型和待结合的总表面接触面积选择。在这些说明性实施例中，所有电流都具有相同的振幅。
在这些说明性实施例中，电流的时机和持续时间也由结合系统123中的电流控制器136控制。选择多股电流的时机，以便多股电流在基本上相同的时间被施加至所述多个焊料层。在这些说明性实施例中，同时或基本上同时将多股电流施加至所述多个放热和焊料材料层可在所述多个焊料层的熔化和流动时提供期望水平的均匀性。电流脉冲的宽度由启动时间决定，它要求激活给定的放热和焊料材料的放热反应。一旦激活启动，脉冲持续时间终止和放热过程本身持续直到放热材料被消耗。
在该说明性实施例中，多股电流通过所述多个焊料层在位置诸如位置142、位置144、位置146和位置148处被发送。如在这些说明性实施例中所见，这些位置为盖116的角落。在这些实施例中，选择位置142、位置144、位置146和位置148，以当在所述多个焊料层中发生放热反应时，在加热所述多个焊料层时提供期望水平的均匀性。当然，除了这些，可使用其他位置和其他数量的位置，这取决于具体的实施。
在这些说明性实施例中，电流通过探针系统160施加至这些区域。探针系统160包括经电线170、172、174和176与电流控制器136连接的探针162、164、166和168。
在该说明性实施例中，如图1A中所描述的，探针系统160在箭头178的方向上可移动。如所说明的，探针系统160可移动地被安装至负载单元126的狭长构件180。探针系统160移动朝向位置142、144、146和148导致探针162、164、166和168与位置142、144、146和148的接触，如图1B所示。
另外，位置150也位于基底102上。位置150为接地的位置。流入位置142、位置144、位置146和位置148的电流流动至位置150。
在这些说明性实施例中，通过利用位置142、位置144、位置146和位置148处的多股电流，放热反应以将第一工件——盖116结合至第二工件——基底102的方式熔化所述多个焊料层。进一步地，放热反应也可产生由基底102上的盖116覆盖的集成电路106的气密密封。在这些说明性实施例中，气密密封为空气密封。
与目前可用的将组件相互焊接的系统相比，图1中说明的过程可利用更少的热实施。利用结合系统123实施的焊接可在室温下实施。在这些实施例中，室温为人类操作员可实施操作的温度。
另外，与目前使用的焊接系统相比，结合系统123导致可持续更短时间段的组件加热。例如，所述多个焊料层中的放热反应仅可持续一秒钟的若干分之一。以该方式，由更长时间段的温度产生的不期望的结果可减少或避免。特别地，对集成电路106的损害、集成电路106寿命的降低、集成电路106的支持组件和其他不期望的影响可减少或避免。
进一步地，结合系统123也可被施加至其他类型的组件结合。例如，结合系统123也可被施加至铜焊组件，以将组件相互接合。在这些说明性实施例中，制造环境100中具有放热反应的结合过程可在用惰性气体填充的真空中实施。使真空存在并随后将惰性气体引入制造环境100中帮助减少制造环境100中的污染物。真空、惰性气体或两者的结合可减少腐蚀或其他不期望的影响的发生。
真空可用于收回不需要的化学烟雾和杂质，防止在密封的包装内部被捕获。惰性气体可选择为不与集成电路和支持组件反应的气体。惰性气体可用于在进行密封前将不期望的湿气和物质移走和/或冲出包装。
现在参考图2，根据说明性实施方式描述工件的说明。在该说明性实施例中，盖116、基底102和以多层形式存在的焊料201一起的分解图显示在该图中。
在该说明性实施例中，所述多个焊料201层采取焊料201的框架200的形式。在该说明性实施例中，焊料201的框架200包括第一框架202和第二框架204。第一框架202和第二框架204由这些描述的实施例中的焊料201组成。在该说明性实施例中，框架200中的焊料201由铝和镍组成。例如，第二框架204和框架206可每个由与多个第二金属层交替(interleave)的多个第一金属层组成。例如，多个铝层可与多个镍层交替。在其他实施例中，放热框架和焊料框架的放置是可互换的。在一些例子中，第二框架204或第一框架202可省略。
仍然在其他说明性实施例中，这些框架可由与第二多个第二放热材料层——其可由多股电流脉冲放热激活——交替的多个第一放热材料层组成。
在这些说明性实施例中，焊料201的框架200形状为矩形。然而，这些框架的形状可改变，取决于在盖116、框架206和基底102上结合在一起的表面的构造。
例如，这些框架可具有其他形状，诸如圆形、方形、三角形、六边形和其他合适的形状。在其他说明性实施例中，这些框架可具有多个开口，而不是一个开口。还在其他说明性实施例中，多个焊料201层可为没有开口的层。
在这些说明性实施例中，盖116通过框架206间接结合至基底102。框架206为金属框架并位于盖116和基底102之间。在这些说明性实施例中，框架206结合至盖116并结合至基底102以将盖116结合至基底102。当然，在一些说明性实施例中，框架206可省略，并且盖116和基底102可直接相互结合。
如所描述的，框架206位于第一框架202和第二框架204之间。框架206可由金或一些其他材料组成，当所述多个焊料201层中的第一框架202和第二框架204在放热反应期间熔化时，所述其他材料可帮助促进将盖116结合至基底102。焊料201的第一框架202和第二框架204的熔化使框架206结合至盖116和基底102。
进一步地，盖116的底部208也可用金或一些其他可焊接的材料电镀或覆盖，所述其他材料增加焊料201将盖116结合至框架206的能力。如另一个实施例，相应于框架206连接至基底102的位置的基底102上的表面210的至少一部分可用金或一些其他合适的材料涂布或以其他方式覆盖。
如所说明的，位置142、位置144、位置146和位置148位于该说明性实施例中的盖116的角落上。施加于这些位置的电流通过盖116流动至第二框架204和第一框架202，以引起这些框架中的焊料201中的放热反应。当然，这些位置可位于别处，取决于具体的实施。
在这些说明性实施例中，当多股电流被施加至在位置142、位置144、位置146和位置148处的盖116时，这些电流流动通过第二框架204和第一框架202。选择多股电流，以便第一框架202和第二框架204中的焊料201具有产生熔化焊料的热的放热反应。选择这些位置和用于多股电流的电流数量，以便焊料201的放热反应具有期望水平的均匀性和/或连续性。
在说明性实施例中，以提供焊料201中的期望水平的均匀性和/或连续性的方式控制放热反应激活。在说明性实施例中，电流具有固定的数量级和持续时间。保持数量级和脉冲宽度，以便在激活过程期间这些参数基本上不改变，无论图1中能量源134的内电阻、在位置142、144、146和148处的导线电阻和接触电阻如何。
在焊料201通过放热反应激活后，熔化形式的焊料201从接触点沿最小电阻路径流动。沿待结合的包装界面流动的焊料201的通路变得更加可预测。换言之，熔化状态的焊料的方向、均匀性和连续性受到控制。结果，部分和部分之间可存在更小的差异。进一步地，在批量生产中可获得可接受的无空隙和耐蠕变结合的增加的可重复性。
当期望水平的均匀性和/或连续性存在于焊料201的流动中时；随着焊料201冷却，焊料201中的空隙、裂缝和其他不连续处可减少。结果，当盖116结合至基底102时，可形成气密密封。该气密密封可减少或防止湿气进入盖116内部，其中放置集成电路106和其他支持组件。
参考图3，根据说明性实施方式描述激活放热反应的电路的图示。在该说明性实施例中，电路300为可在图1的电流控制器136中实施的电路。当电流被施加至图1的焊料和这些电流的持续时间时，电路300可用于控制。
如所描述的，电路300包括开关302、脉冲发电机304、电容器C1、电阻器R1、晶体管S1、晶体管S2、开关306、通道314、通道316、通道318和通道320。电路300也包括电流输入连接器322、电流输出连接器324、电流输出连接器326、电流输出连接器328和电流输出连接器330。
如所描述的，电流输入连接器322被配置以与能量源相连接，诸如图1的能量源134。电流输出连接器324、326、328和330被配置以与一堆工件相连接。特别地，电流输出连接器324、326、328和330可与图1的位置142、位置144、位置146和位置148相连接。
电容器C1与电流输入连接器322相连接并可通过由电流输入连接器322接收的电流充电。在这些说明性实施例中，在电流输入连接器322上接收的电流为直流电流。在一个说明性实施例中，电容器C1具有大约1,000微法的电容。
通道314包括电阻器R2、电阻器R3、发光二极管D1和开关S3。通道316包括电阻器R4、电阻器R5、发光二极管D2和开关S4。通道318包括电阻器R6、电阻器R7、发光二极管D3和开关S5。通道320包括电阻器R8、电阻器R9、发光二极管D4和开关S6。
在这些说明性实施例中，开关S1、S2、S3、S4、S5和S6为半导体开关。特别地，这些开关可为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。在这些说明性实施例中，所有不同的开关都尽可能的接近相同。例如，这些开关的设备参数、尺寸和其他特征选择为基本相同。
在这些说明性实施例中，当推动开关302时，电流可从电容器C1中流出。在这些说明性实施例中，开关302为推动按钮开关。换言之，当开关302由操作员推动时，开关302关闭并随后打开。
当推动开关302时，脉冲发电机304被配置以使多股电流流动通过通道314、316、318和320，持续选择的时间段。选择的时间段的持续时间形成脉冲，以便多股电流流动通过通道314、316、318和320。以该方式，多股电流脉冲通过这些通道产生。在这些说明性实施例中，具有基本上相同的振幅和持续时间的四股电流脉冲产生。在这些说明性实施例中，选择脉冲以具有足以使放热反应在放热材料内发生的振幅和持续时间，该放热反应熔化工件堆中的焊料。
在这些说明性实施例中，当由脉冲发电机304启动时，开关S1、开关S2和电阻器R1被配置以在相同时间产生通道314、316、318和320的偏流。这些通道在基本上相同的时间通过控制开关S3、S4、S5和S6启动。当开关S3、S4、S5和S6关闭时，电流通过通道314、316、318和320分别流动至电流输出连接器324、326、328和330。
每个通道中的电阻器被配置以产生具有相对于电阻器R1定义的振幅的电流。例如，在通道314中，电阻器R1与电阻器R2和电阻器R3总和的比率定义了流动通过通道314的电流的振幅。在这些说明性实施例中，所有这些电阻器都具有基本上相同的值，以便对于大多数情况，流动通过通道的电流具有基本上相同的振幅，其中待结合的部分具有规则和对称的形状。然而，对于一些奇特形状和不规则构造的部分，可定制每个通道中电阻器的值。因此，可选择每股电流振幅，以优化放热过程的激活。换言之，脉冲可具有不同的振幅和持续时间，取决于工件的构造。
在这些说明性实施例中，可用电路300测试电流输出连接器324、326、328和330对于工件堆中位置的连接。例如，可操作开关306以测试通道314、316、318和320，确定电连接是否存在于电流输出连接器324、326、328、330和待相互结合的工件堆上的位置之间。在这些说明性实施例中，开关306为单极四路(SPQT)开关。
当开关306处于开放位置时，可实施通道314、316、318和320的测试，以证实电连通性在激活前存在。当推动开关302时，进行测试。随着开关306处于开放位置，电流分别流动通过发光二极管D1、D2、D3和D4。流动通过这些发光二极管的电流具有足够低的振幅，以便在工件堆的焊料或其他放热材料中不引起放热反应。在发光二极管D1、D2、D3和D4中点亮的发光二极管指示相应于发光二极管的通道具有与工件堆的电连接。
在发光二极管D1、D2、D3和D4点亮以指示获得电连接后；开关306可被放置在关闭位置。电阻器R3、R5、R7、R9和发光二极管D1、D2、D3和D4通过关闭的开关306分路，并且电路300准备激活。当推动开关302时，产生通道314、316、318和320中具有基本上更高振幅的预定的电流脉冲，以激活放热过程。
现在转到图4，根据说明性实施方式描述制造环境的方块图的图示。在该说明性实施例中，制造环境400为图1中制造环境100的一个实施的实施例。
如所描述的，结合系统402被配置以将工件404相互结合。在该说明性实施例中，工件404包括第一工件408和第二工件406。工件404可为包装409的组件，其中放置集成电路410。当工件404相对于彼此放置以便结合时，堆411形成。
特别地，第一工件408可为盖413，并且第二工件406可为基底412。集成电路410被安装在基底412上。盖413被配置以结合至基底412并覆盖集成电路410。
当这些工件相互结合时，工件形成包装409。在这些说明性实施例中，可期望具有包装409的密封414。在这些说明性实施例中，密封414为气密密封。当然，可产生其他类型的密封。在一个说明性实施例中，密封414可为基本上气密的、耐水的、耐湿气的，或一些其他合适类型的密封。
在这些说明性实施例中，结合系统402包括平台416、负载单元418、能量源420和电流控制器422。平台416被配置以便当它们相互结合时保持工件404。负载单元418被配置以施加力424至工件404。施加力424，以便工件404在负载下保持在一起。
放热材料426被放置在工件404之间。在该说明性实施例中，放热材料426可被认为堆411的一部分。放热材料426可由一种或多种材料组成。在这些说明性实施例中，放热材料426选择为当来自电流控制器422的多股电流428被施加至放热材料426时产生热的材料。
选择的材料可没有限制地为例如，铝、镍、银、铋、铟、锌、铜、锡、铅中的至少一种，或其他合适的材料。如在此所用的，短语“…中的至少一种”，当与一系列物品一起使用时，表示可使用所列物品的一种或多种的不同组合并且列表中仅每个物品之一可为需要的。例如，“物品A、物品B和物品C中的至少一种”可包括但不限于，物品A或物品A和物品B。该实施例也可包括物品A、物品B和物品C，或物品B和物品C。
在这些说明性实施例中，放热材料426位于层430中。层430可具有不同的形状，这取决于具体的实施。层430中一层的构造是这样的，以便放热材料426接触结合在一起的工件404的表面432。例如，层430中的层434可为框架436。框架436可具有不同的形状。形状可包括但不限于例如，长方形、方形、圆形、六边形、五边形和其他合适的形状。
能量源420与电流控制器422相连接。能量源420被配置以供应电流至电流控制器422。电流控制器422被配置以产生多股具有振幅438的电流428。在这些说明性实施例中，振幅438对于多股电流428中的所有电流都是相同的。电流脉冲的振幅可为相同或不同的，取决于具体的实施。振幅的选择取决于所用的放热材料、待结合的部分的形状和几何图形以及待接触的包装的总面积的组合。
电流控制器422被配置以控制施加电流至如期望的以多股电流脉冲440的形式与工件404一起使用的放热材料426的多个层430。例如，当多股电流428被施加至放热材料426的多个层430时，电流控制器422可控制。
另外，电流控制器422可控制多股电流428以形成多股电流脉冲440。换言之，多股电流428可被施加至脉冲442中放热材料426的层430。在这些说明性实施例中，脉冲442对于所有的多股电流428都是相同的。换言之，在这些实施例中，脉冲442的振幅和持续时间是相同的。当然，在其他说明性实施例中，脉冲442中不同的脉冲的振幅和持续时间可为不同的，这取决于具体的实施。
电流控制器422与工件404和放热材料426的层430中的至少一个相连接。在这些说明性实施例中，该连接为利用电线形成的电连接。
在这些说明性实施例中，多股电流428通过堆411的位置443被施加至放热材料426的层430。进一步地，多股电流428被施加至放热材料426的层430，同时力424被施加至堆411。更具体地，力424可被施加至工件404。
堆411中的位置443可位于工件404中的至少一个、放热材料426的层430之一和其他位置上。位置443可选择为任何位置，其中多股电流428将以引起放热反应444的方式流动通过放热材料426的层430。例如，如果平台416与堆411电连接，一个位置可为平台416。
这些位置基于来自在这些位置上激活的放热反应的放热材料426的预期流动进行选择。这些位置可通过从测试、模拟或其他合适的来源获得的经验数据确定。
放热反应444产生以将第一工件408结合至第二工件406的方式熔化放热材料426的热。在这些说明性实施例中，放热材料426可在第一工件408和第二工件406之间形成气密密封446。当第二工件406为基底412和第一工件408为盖413时，这两个工件相互结合以形成包装409。当利用结合系统402结合时，产生气密密封446，以便保护包装409的内部448内的集成电路410不受可位于包装409周围环境中的湿气的影响。
当然，在一些说明性实施方式中，除了基底412和盖413，可存在额外的工件。例如，可存在以框架452的形式存在的第三工件450。框架452可具有与放热材料426的框架436相同的形状。框架452可位于盖413和基底412之间。特别地，放热材料426的层454可位于盖413和框架452之间。放热材料426的层434可位于框架452和基底412之间。
以该方式，用于使工件404相互结合的时间和热的量可减少。通过减少工件404暴露于热的热的量和时间的量，对组件诸如集成电路410的不期望的影响可减少。
图1-3中显示的不同组件可与图4中的组件结合，与图4中的组件一起使用，或两者的组合。另外，图1-3中的一些组件可为图4的方块形式中显示的组件可怎样作为物理结构而实施的说明性实施例。
图4中制造环境400的图示不表示暗示对其中说明性实施方式可实施的方式的物理或建筑限制。除了或替代图示的那些，可使用其他组件。一些组件可为不必需的。同样，方块被显示以说明一些功能性组件。当在说明性实施方式中实施时，这些方块的一个或多个可组合、分开，或组合和分开成不同的方块。
例如，工件404可为用于其他结构而不是包装409的工件。例如，当第二工件406为基底412时，基底412可为印制的电路板，集成电路410位于其上。以盖413的形式存在的第一工件408覆盖印制的电路板上的集成电路410。结合系统402可用于将盖413结合至这些说明性实施例中的印制的电路板。
还在另一个说明性实施例中，结合系统402可被自动化控制或计算机控制。例如，结合系统402可包括控制器和机构，以将工件404移动和放置在具有放热材料426的多个层430的平台416上。
现在转向图5，根据说明性实施方式，描述将工件相互结合的过程的流程图的图示。图5中图示的过程可在图4的制造环境400中实施。特别地，该过程可利用图4中的结合系统402实施。
该过程以将放热材料层放置在第一工件和第二工件之间(操作500)开始。推动第一工件朝向第二工件的力被施加至第一工件(操作502)。
该过程随后在多个位置上施加多股电流脉冲至该放热材料层，其中多股电流脉冲基本上同时施加，以便放热反应发生在放热材料(操作504)中，该过程此后终止。
不同的描述的实施方式中的流程图和方块图说明说明性实施方式中装置和方法的一些可能的实施的结构、功能性和操作。在这点上，流程图或方块图中的每个方块都可代表模块、部分、功能和/或一部分操作或步骤。例如，方块的一个或多个可作为程序代码、以硬件实施，或以程序代码和硬件的组合实施。当以硬件实施时，该硬件可采用例如被制造或配置以实施流程图或方块图中的一种或多种操作的集成电路的形式。
在说明性实施方式的一些可选实施中，在方块中记录的功能或多个功能可在图中记录的顺序范围外发生。例如，在一些情况中，连续显示的两个方块可基本上同时执行，或方块可有时以倒序实施，这取决于所涉及的功能性。同样，除了流程图或方块图中图示的方块，可添加其他方块。
因此，一种或多种说明性实施方式提供了可将工件相互结合的方法和装置。该结合可包括在结合的工件之间形成气密密封。当易受环境影响的组件存在于相互结合的工件内部时，该类型的密封可为期望的。在这些说明性实施例中，该过程可在低于其他形式的利用焊料结合的温度下实施。在这些说明性实施例中，该过程可在室温下实施。产生的热来自放热材料中的放热反应，而不是来自外部来源。进一步地，该过程也可产生在组件之间的气密密封。当集成电路位于利用这些操作形成的包装内部时，该类型的密封可为特别期望的。
为了说明和描述的目的已经呈现不同的说明性实施方式的描述，并且不意欲为穷尽的或限于以公开的形式存在的实施方式。很多更改和变化对本领域普通技术人员将是显而易见的。进一步地，与其他说明性实施方式相比，不同的说明性实施方式可提供不同的特征。选择的实施方式或多个实施方式被挑选和描述，以便最好地解释实施方式的原理、实际应用，和确保其他本领域普通技术人员理解具有不同更改的不同实施方式的公开适于预期的具体使用。
Claims (14)
1.使第一工件(408)和第二工件(406)相互接合的方法，所述方法包括：
在所述第一工件(408)和所述第二工件(406)之间放置放热材料(426)层；和
在多个位置(433)中施加多股电流(428)至所述放热材料(426)层，其中所述多股电流(428)基本上同时施加，以便在所述放热材料(426)层中发生放热反应(444)。
2.权利要求1所述的方法，进一步包括：
施加推动所述第一工件(408)朝向所述第二工件(406)的力(424)至所述第一工件(408)，其中当所述放热反应(444)发生时施加所述力(424)。
3.权利要求1或2任一项所述的方法，其中所述放热反应(444)使得所述第一工件(408)和所述第二工件(406)之间的气密密封(446)形成。
4.权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述放热材料(426)层为第一放热材料(426)层并进一步包括：
在所述第二工件(406)和第三工件(450)之间放置第二放热材料(426)层，其中所述第三工件(450)位于所述第一工件(408)和所述第二工件(406)之间；和
其中所述施加步骤包括：
在所述多个位置(433)处施加多股电流脉冲(440)至所述第一放热材料(426)层和所述第二放热材料(426)层，其中所述多股电流脉冲(440)基本上同时施加，以便在所述第一放热材料(426)层和所述第二放热材料(426)层中发生所述放热反应(444)。
5.权利要求1所述的方法，其中所述多股电流(428)每个具有经选择的相同的持续时间，以便在所述放热材料(426)层中发生所述放热反应(444)，其中所述第一工件(408)和所述第二工件(406)通过所述放热材料(426)层相互接合。
6.权利要求1所述的方法，其中所述施加步骤包括：
在室温下，在所述多个位置(433)中施加所述多股电流(428)至所述放热材料(426)层，其中所述多股电流(428)基本上同时施加，并且所述多股电流(428)具有经选择的持续时间，以便在所述放热材料(426)层中发生所述放热反应(444)，其中所述第一工件(408)和所述第二工件(406)通过所述放热材料(426)层相互接合。
7.权利要求4所述的方法，其中所述放热材料(426)层为多个焊料(138)层，所述放热材料(426)层被配置以产生所述放热反应(444)，以响应所述多股电流脉冲(440)的施加。
8.权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述第一工件(408)为盖(413)并且所述第二工件(406)为基底(412)，其中所述盖(413)被配置以覆盖所述基底(412)上的集成电路(410)，并且其中所述基底(412)和所述盖(413)形成所述集成电路(410)的包装(409)。
9.权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述第一工件(408)为盖(413)，并且所述第二工件(406)为印制的电路板。
10.权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述放热材料(426)层包括多个第一金属层与多个第二金属层交替。
11.装置，其包括：
平台，其被配置以保持具有放热材料(426)层的第一工件(408)和第二工件(406)，所述放热材料(426)层位于所述第一工件(408)和所述第二工件(406)之间；和
控制器，其被配置以在多个位置(433)中施加多股电流(428)至所述放热材料(426)层，其中所述多股电流(428)基本上同时施加，以便在所述放热材料(426)层中发生放热反应(444)。
12.权利要求11所述的装置，其中所述装置通过用于密封印制的电路板上的电路的方法形成，所述方法包括：
将所述放热材料(426)层放置在盖(413)和所述印制的电路板之间，其中所述盖(413)位于所述印制的电路板上的集成电路(410)上方；
在多个位置(433)中施加多股电流脉冲(440)至所述放热材料(426)层，其中所述多股电流脉冲(440)基本上同时施加，以便在所述放热材料(426)层中发生放热反应(444)；和
当发生所述放热反应(444)时，施加推动所述盖(413)朝向所述印制的电路板的力，其中气密密封(446)在所述盖(413)和所述印制的电路板之间形成。
13.权利要求12所述的装置，其中所述放热材料(426)层为在所述盖(413)和所述印制的电路板之间的第一放热材料(426)层，并且放置所述放热材料(426)层包括：
将所述第一放热材料(426)层放置在所述印制的电路板和框架(452)之间，并且进一步包括：
将第二放热材料(426)层放置在所述框架(452)和所述盖(413)之间，其中所述框架(452)位于所述盖(413)和所述印制的电路板之间，并且其中施加所述多股电流脉冲(440)的所述步骤包括：
在所述多个位置中施加所述多股电流脉冲(440)至所述第一放热材料(426)层和所述第二放热材料(426)层，其中所述多股电流脉冲(440)基本上同时施加，以便在所述第一放热材料(426)层和所述第二放热材料(426)层中发生所述放热反应(444)。
14.权利要求11-13中任一项所述的装置，其中所述放热材料(426)层包括多个铝层与具有框架形状的多个镍层交替。
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