CN113130726A - 芯片焊接方法、背板和热压合设备 - Google Patents

芯片焊接方法、背板和热压合设备 Download PDF

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Abstract

本发明适用于芯片生产制作领域，提供了一种芯片焊接方法、背板和热压合设备。芯片焊接方法包括以下步骤：预备一容置腔，包括上腔和下腔，一背板设置在所述上腔和所述下腔之间，所述背板的焊接面设置有板焊盘和通风孔，所述焊接面位于所述上腔一侧，所述通风孔连通所述上腔与所述下腔；将芯片置于对应的板焊盘上，所述芯片包括芯主体和芯焊盘，所述芯焊盘抵接所述板焊盘，其中，所述通风孔设置在当所述芯焊盘抵接所述板焊盘时所述芯主体在所述焊接面的投影会与所述通风孔存在重叠的位置处；在所述上腔通入气体使得所述气体经所述通风孔进入所述下腔；焊接所述芯片。本发明提供的芯片焊接方法有利于提高芯片与背板之间的电学连接质量的稳定性。

Description

芯片焊接方法、背板和热压合设备
技术领域
本发明属于芯片生产制作领域，尤其涉及一种芯片焊接方法、背板和热压合设备。
背景技术
用微型发光二极管制作自发光显示阵列能够实现优良的显示效果。然而，目前该技术面临着多方面的困难。其中一个难点是如何在发光二极管芯片与背板之间建立电学连接。对于微型发光二极管这种尺寸的器件，传统的焊锡印刷工艺无法达到符合要求的精度。因此，采用各向异性导电胶或者共晶焊进行芯片-背板之间的电学连接引起了研究人员的广泛兴趣。这两种电学连接方式都需要在芯片与背板之间施加高温和高压。而对于向微型发光二极管芯片和背板之间的施压，现有的方式为将一重物直接作用于芯片上，受限于设备的制造和控制精度，以及操作偏差，难以保证对芯片每次施压的一致性，从而影响芯片和背板之间的电学连接质量的稳定性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种芯片焊接方法、背板和热压合设备，其旨在提供一种新的压合焊接方式，提高对芯片施压的一致性以提高芯片和背板之间的电学连接质量的稳定性。
本发明是这样实现的：
一种芯片焊接方法，包括以下步骤：
预备一容置腔，所述容置腔包括上腔和下腔，一背板设置在所述上腔和所述下腔之间，所述背板的焊接面设置有板焊盘和通风孔，所述焊接面位于所述上腔一侧，所述通风孔贯通所述背板而连通所述上腔与所述下腔；
将芯片置于对应的板焊盘上，所述芯片包括芯主体和连接芯主体下表面的芯焊盘，所述芯焊盘抵接所述板焊盘，其中，所述通风孔设置在当所述芯焊盘抵接所述板焊盘时所述芯主体在所述焊接面的投影会与所述通风孔存在重叠的位置处；
在所述上腔通入气体使得所述气体经所述通风孔进入所述下腔；
焊接所述芯片。
进一步的，所述焊接所述芯片为：对所述芯片和/或背板进行加热，所述加热温度范围为80℃-500℃。
进一步的，所述在所述上腔通入气体使得所述气体经所述通风孔进入所述下腔为：所述上腔的腔壁开设有进风口，所述下腔的侧腔壁开设有出风口，通过调节所述进风口的进风速度和所述出风口的出风速度控制所述上腔与所述下腔之间的气压差，以使所述气体经所述通风孔进入所述下腔。
进一步的，所述在所述上腔通入气体使得所述气体经所述通风孔进入所述下腔中为：所述上腔的腔壁开设有进风口，所述下腔的侧腔壁开设有出风口，通过调节所述进风口和所述出风口的开启角度控制所述上腔与所述下腔之间的气压差，以使所述气体经所述通风孔进入所述下腔。
进一步的，所述在所述上腔通入气体使得所述气体经所述通风孔进入所述下腔中为：在所述上腔通入气体并控制所述上腔的气压，使所述气体经所述通风孔进入所述下腔。
进一步的，所述芯焊盘和所述板焊盘之间设有各向异性导电胶，所述上腔的气压大于2.3*106Pa。
一种背板，与芯片连接，所述芯片包括芯主体和两个连接于所述芯主体下表面的芯焊盘，所述背板包括：
板主体，所述板主体在其上表面开设有贯通设置的通风孔；
焊盘组，设于所述板主体上表面，所述焊盘组包括两个分别与各所述芯焊盘对应设置的板焊盘；
其中，所述通风孔设有多个并绕设于所述板焊盘的周侧，且任一所述通风孔和所述芯主体在水平投影上存在重叠。
进一步的，所述板焊盘左右分离设置，所述通风孔包括位于两个所述板焊盘之间的第一通孔、位于所述焊盘组前方的第二通孔和位于所述焊盘组后方的第三通孔，所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔、均与所述板焊盘间隔设置。
进一步的，所述板焊盘左右分离设置，所述通风孔包括位于两个所述板焊盘之间的第一通孔、位于所述焊盘组前方的第二通孔、位于所述焊盘组后方的第三通孔、位于所述焊盘组左方且前后间隔设置的第四通孔和第五通孔，以及位于所述焊盘组右方且前后间隔设置的第六通孔和第七通孔，所述第四通孔和所述第六通孔与所述第二通孔连通，所述第五通孔和所述第二通孔与所述第三通孔连通，所述第二通孔和所述第三通孔与所述第一通孔连通，所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔、所述第四通孔、所述第五通孔、所述第六通孔和所述第七通孔均与所述板焊盘间隔设置。
进一步的，所述板焊盘左右分离设置，所述通风孔包括位于两个所述板焊盘之间的第一通孔、位于所述焊盘组前方并左右间隔设置的第二通孔和第三通孔、位于所述焊盘组后方并左右间隔设置的第四通孔和第五通孔、位于所述焊盘组左方的第六通孔，以及位于所述焊盘组右方的第七通孔，所述第二通孔和所述第四通孔与所述第六通孔连通，所述第三通孔和所述第五通孔与所述第七通孔连通，所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔、所述第四通孔、所述第五通孔、所述第六通孔和所述第七通孔均与所述板焊盘间隔设置。
进一步的，所述板焊盘左右分离设置，所述通风孔包括位于两个所述板焊盘之间的第一通孔、位于所述焊盘组前方的第二通孔、位于所述焊盘组后方的第三通孔、位于所述焊盘组左方的第四通孔，以及位于所述焊盘组右方的第五通孔，所述第二通孔和所述第三通孔与所述第一通孔连通，所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔、所述第四通孔和所述第五通孔均与所述板焊盘间隔设置。
进一步的，所述板焊盘左右分离设置，所述通风孔包括位于两个所述板焊盘之间的第一通孔、位于所述焊盘组左方的第二通孔，以及位于所述焊盘组右方的第三通孔，所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔均与所述板焊盘间隔设置。
进一步的，所述板焊盘左右分离设置，所述通风孔包括位于两个所述板焊盘之间的第一通孔、位于所述焊盘组前方并左右间隔设置的第二通孔和第三通孔、位于所述焊盘组后方并左右间隔设置的第四通孔和第五通孔、位于所述焊盘组左方的第六通孔，以及位于所述焊盘组右方的第七通孔，所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔、所述第四通孔、所述第五通孔、所述第六通孔和所述第七通孔均与所述板焊盘间隔设置。
进一步的，所述板主体在其上表面向下开设有用于容置所述板焊盘的容置槽，所述板焊盘的厚度小于所述容置槽的槽深。
一种热压合设备，用于实现芯片和背板的电连接，所述背板为如上述的背板，所述热压合设备包括：
作业舱，所述背板置于所述作业舱内并将所述作业舱分隔成上腔和下腔，所述作业舱在所述上腔开设有进风口，而在所述下腔开设有出风口；
抽风泵，与所述出风口连接，所述抽风泵驱使所述上腔的空气经所述通风孔进入所述下腔，而使所述芯片下表面与其上表面存在气压差。
进一步的，所述进风口有两个，所述热压合设备还包括送风结构，所述送风结构包括连接分别连通两个所述进风口的第一进风管和第二进风管，所述第一进风管与大气连通，所述第二进风管用于接入压缩空气，所述送风结构还包括分别设于所述第一进风管和所述第二进风管内的第一阀门和第二阀门。
进一步的，所述作业舱的高度与宽度之比大于或等于2。
进一步的，所述热压合设备包括支撑架，所述支撑架连接所述作业舱的舱壁并呈环状设置，所述背板通过真空胶与所述支撑架气密连接。
进一步的，所述热压合设备还包括温控结构，所述温控结构包括固定于所述背板的加热丝和用于监控所述背板和所述芯片温度的温度计。
进一步的，所述热压合设备还包括压强计，所述压强计设于所述上腔的腔壁。
本发明提供的芯片焊接方法、背板和热压合设备能够提高对芯片施压焊接的可控性和一致性从而提高芯片与背板之间的电学连接质量的稳定性。
附图说明
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。
图1是本发明实施例一的芯片焊接方法的示意图；
图2是本发明实施例二的热压合设备的示意图；
图3是本发明实施例二中芯片和背板的连接示意图；
图4至本发明实施例二中通风孔的第一种布置示意图，为俯视图；
图5至本发明实施例二中通风孔的第二种布置示意图，为俯视图；
图6至本发明实施例二中通风孔的第三种布置示意图，为俯视图；
图7至本发明实施例二中通风孔的第四种布置示意图，为俯视图；
图8至本发明实施例二中通风孔的第五种布置示意图，为俯视图；
图9至本发明实施例二中通风孔的第六种布置示意图，为俯视图。
附图标号说明：
Figure BDA0002349884590000051
Figure BDA0002349884590000061
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上和下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
实施例一
如参照图1示，本实施例提供一种芯片焊接方法，用于芯片20和背板10的电连接，芯片20和背板10的结构请参照图2和图3。
芯片焊接方法包括以下步骤：
预备一容置腔，容置腔包括上腔和下腔，一背板10设置在上腔和下腔之间，背板10的焊接面设置有板焊盘12和通风孔13，焊接面位于上腔一侧，通风孔13贯通背板10而连通上腔和下腔；
将芯片20置于对应的板焊盘12上，芯片20包括芯主体21和连接芯主体21下表面的芯焊盘22，将芯焊盘22抵接板焊盘12，其中，通风孔13设置在当芯焊盘22抵接板焊盘12时芯主体21在焊接面的投影会与通风孔13存在重叠的位置处；
在上腔通入气体使得气体经通风孔13进入下腔；
焊接芯片。
需要说明的是，背板10置于容置腔和芯片20置于背板10的操作顺序可调换。
本实施例提供的芯片焊接方法，上腔通入气体使得上腔的气压大于下腔的气压，气体经通风孔13进入下腔。芯片20置于通风孔13附近，通风孔13由于空气流动而具有较低的气压(根据伯努利定律，气流速度增大会导致气压降低)，使得芯片20下表面与上表面存在气压差从而形成驱使芯片20向下移动的压力(荷载)。也就是说，本实施例提供的芯片焊接方法，巧妙地运用气体移动与气压的关系，结合通风孔13和芯片20的位置设计，实现对芯片20的加压。在芯片20与通风孔13位置固定的情况下，通过对上腔和下腔的气压差的控制，实现对芯片20加压的控制。相比于实体重物压力，通过空气气压对芯片20进行控制，有利于降低对芯片20的损害。且通过气压的调节能够确保每次施压的一致性从而提高芯片20与背板10之间的电学连接质量的稳定性。
需要另外说明的是，如果直接在芯片20上表面和下表面分别施加不同气压，两个气压的差值就是芯片20受到向下的荷载，因此，所能产生的压力差比较有限，或者说，为了达到要求的压力差，需要设置很大的增压设备以提高上腔的气压，所需要付出的成本很高。而通风孔13的设置，通过通风孔13处的空气流速的增加，而使得通风孔13处的气压极大地减小，使得芯片20上表面和下表面形成很大的气压差，该气压差不依赖于上腔具有特别大的气压，因此，不需要设置很大的增压设备，实现经济和高效的效果。
本实施例中，焊接芯片为：对芯片20和/或背板10进行加热，加热温度范围为80℃-500℃。该温度符合芯片20与背板10的反应要求。
本实施例中，芯片20和背板10保持加热加压状态一定时间，时间长度为0.1s-3600s。
芯片20与背板10对准，通过一定时间的高温和压合，能够实现芯片20和背板10的电连接。
芯片20和背板10的电连接所需要温度、压力和维持的时间，本领域人员可根据具体的产品和对应的工艺要求进行设定。
在本实施例中，芯主体21在通风孔13所在平面的投影与通风孔13存在重叠，即芯主体21底面的至少一部分区域与通风孔13连接通向下腔，而该芯主体21的上端面与上腔接触，因此通过上腔的气体与下腔的气体对该芯主体21产生的压强差来实现芯片的压合。
本实施例中，在步骤“在上腔通入气体使得气体经通风孔13进入下腔”中，上腔的腔壁开设有进风口，下腔的侧腔壁开设有出风口，通过调节进风速度和出风速度控制上腔和下腔的气压差，以使所述气体经所述通风孔13进入所述下腔。通过对进风速度和抽风速度的控制，调整上腔和下腔的气压差，操作方便。在需要增加上气压差时，增加进风速度或/和增加抽风速度，反之，需要降低气压差时，适当较小进风速度和/或减小抽风速度即可。
本实施例中，进风速度通过连接进风口的鼓风机实现，也可以将进风口连通外界。出风速度通过连接出风口的抽风机实现。
在另一实施例中，步骤“在上腔通入气体使得气体经通风孔13进入下腔”为：上腔的腔壁开设有进风口，下腔的侧腔壁开设有出风口，通过调节进风口和出风口的开启角度控制上腔与下腔之间的气压差，以使所述气体经所述通风孔13进入所述下腔。具体的，可在进风口和出风口处分别设置阀门，通过阀门旋转的角度实现出风口或进风口的开启角度的控制。
进风口开设于上腔壁，使得进风口与通风孔13的距离增大，从而有利于从进风口进入的空气在上腔形成较为均匀的流场，从而降低芯片20放置位置不同所带来的气压差别。
在另一实施例中，步骤“在上腔通入气体使得气体经通风孔13进入下腔”为：在上腔通入气体以控制上腔的气压，使位于上腔的气流经通风孔13进入下腔以形成对芯片20向下的压力。将较难以计算的出风速度和进风速度转化为较为稳定的易监控的气压作为调节的指标，实现控制的简化。
芯焊盘22的受到的气压P2满足以下公式：
P2＝(P1*S1-P3*(S1-S2))/S2
其中，P1为上腔的气压，S1为芯主体21上表面的面积，P3为芯主体21下表面的空气气压，S2为芯焊盘22下表面的面积。
上腔的气压P1能够通过气压计测量得出，芯主体21和芯焊盘22的面积为固定值，在通风孔13与芯片20之间的位置关系及尺寸均确定的情况下，芯主体21下表面的空气气压P3与上腔气压P1形成相关关系，因此，通过获得上腔的气压P1的数值，可以得出芯焊盘22受到的气压P2。
本实施例中，当芯片20和背板10采用共晶焊进行电学连接时，芯焊盘22直接抵接板焊盘12，上腔的气压大于50kPa，能够满足芯片20和背板10电连接的气压要求。芯焊盘22和板焊盘12的材料均为AuSi，其中Si的组分为20％，芯焊盘22和板焊盘12厚度均为5um。此时，将上腔气压设为50kPa，温度在320℃，并维持150s。芯片20和背板10电连接。
当芯片20和背板10采用各异性导电胶进行电学连接时，上腔的气压大于2.3*106Pa，能够满足芯片20和背板10电连接的气压要求。芯焊盘22和板焊盘12之间设有各向异性导电胶，各向异性导电胶厚度为10um，芯焊盘22和板焊盘12的材料均为Au，厚度均超过1um。此时，上腔气压为2.3*106Pa，温度控制在225℃，并维持时间超过15s。芯片20和背板10电连接。
实施例二
如图2至图9所示，本实施例提供一种热压合设备，用于实现芯片20和背板10的电连接。芯片20和背板10采用各向异性导电胶或共晶焊进行电连接。热压合设备为该电连接操作提供所需要的高温高压环境。
芯片20包括芯主体21和两个连接于芯主体21下表面的芯焊盘22，背板10包括板主体11和设于板主体11上表面的焊盘组。焊盘组包括两个并分别与各芯焊盘22对应设置的板焊盘12。采用各向异性导电胶对芯片20和背板10之间进行电连接，则在芯焊盘22和板焊盘12之间添置有异形导电胶，之后对芯片20和背板10之间施加高温高压环境。采用共晶焊进行电连接的情况下，则直接将芯焊盘22与板焊盘12抵接，而后对芯片20和背板10之间施加高温高压环境。
比如：
芯片20的芯焊盘22和背板10的板焊盘12均为AuSi材料，其中，Si的组分为20％。芯焊盘22和板焊盘12的厚度均为5um。焊接温度为320℃，压强为50kPa，这个温度和压强持续时间为150s。
或：
芯片20的芯焊盘22和背板10的板焊盘12均为Cu材料，厚度均超过1um。在芯焊盘22和板焊盘12之间设置各向异形导电胶1，厚度为10um。工艺压强为2.3*106Pa，固化温度为225℃，时间为15s。
为便于描述，仅就共晶焊的方式进行展开论述。即，芯焊盘22与板焊盘12之间没有设置各向异性导电胶的情况。
需要另外说明的是，焊盘组可不止一个，并间隔设于背板10上。由于焊盘组与芯片20之间存在一一对应关系，本实施例仅以一个焊盘组进行展开描述。
本实施例中，背板10的板主体11在其上表面开设有贯通设置的通风孔13。通风孔13有多个并绕设于焊盘组的周侧，且任一通风孔13与芯片20在水平投影上存在重叠。
热压合设备包括：
作业舱30，背板10置于作业舱30内并将作业舱30分隔成上腔和下腔，作业舱30在上腔开设有进风口，而在下腔开设有出风口；
抽风泵40，与出风口连接，抽风泵40用于驱使下腔内的空气向出风口处流动，而使上腔的空气经通风孔13流入下腔，使芯片20下表面与其上表面存在气压差而驱使芯主体21向板主体11运动。
本实施例提供的热压合设备，在背板10的板主体11上开设有通风孔13，抽风泵40驱使上腔的空气经通风孔13流入下腔并从处风口流出，使得通风孔13处具有较大的气流速度，从而使得通风孔13处的气压降低。芯主体21的上表面与上腔的空气接触，受到上腔空气的气压P1，而其下表面与通风孔13接触(通风孔13贯通设置，通风孔13和芯片20在水平投影上存在重叠)，从而使芯主体21的下表面具有与通风孔13形同或接近的气压P3，芯主体21下表面的气压P3小于芯主体21上表面的气压P1，该气压差驱使芯主体21向板主体11方向压合。也就说，抽风泵40的设置、背板10和芯片20的结构配合设置，为芯片20提供了向下的压力。
热压合设备还包括温控结构，温控结构包括固定于背板20的加热丝61和用于监控背板20和芯片20温度的温度计62。加热丝61为芯片20和背板10的电连接提供需要的高温环境，温度计62用于监控温度。温度计62为非接触式温度计62并置于作业舱30的上舱壁。
请参照图1，芯焊盘22与板焊盘12抵接时，芯主体21和板主体11之间留有与通风孔13连通的间隙。
板主体11在其上表面向下开设有用于容置各板焊盘12的容置槽，容置槽的槽深大于板焊盘12的厚度，使得芯片20置于背板10上时，芯焊盘22部分置于容置槽内，从而减小了芯主体21和板主体11上下方向的间距。
芯主体21和板主体11之间的间隙空间为上腔的空气进入通风孔13的进入通道，芯主体21和板主体11之间的间距减小有利于提高空气在该进入通道的流速，从而进一步提高芯主体21下表面和上表面的气压差。
本实施例中，各通风孔13绕焊盘组周侧，各通风孔13在水平面的投影为左右对称图形，且为前后对称图形。该设计使得芯片20受到均衡的作用力。避免芯片20与背板10产生偏移，相反，该设置下，芯片20受到来自各个通风孔13向下的吸力(芯片20上表面和通风孔13的压力差体现为对作用于芯主体21于通风孔13处的下表面的吸力)，且该吸力与通风孔13的风速相关。当芯片20偏移各通风孔13的对称中心时，一侧的通风孔13被芯焊盘22所部分遮蔽，从而导致该通风孔13的风速增加而驱使芯片20回正而处于对称中心位置，也就是说，该设置下，能够达到对芯片20的位置的校正作用。
本实施例中，板主体11在两个板焊盘12之间开设有通风孔13。从而增加芯片20的受风面积。
本实施例中，所有的通风孔13均位于芯片20的正下方，也就是说芯片20在水平投影上完全覆盖通风孔13。在其它实施例中，通风孔13在水平投影上突出于芯片20设置，也就是说，通风孔13和芯片20在水平投影上部分重叠。
图4至图9，示出六种通风孔13的布置示意图。各种布置中，与一对板焊盘12对应设置的各通风孔13均呈左右对称和前后对称图形。需要说明的是，板焊盘12的周侧与通风孔13间隔设置。该设置下，板主体11隔离板焊盘12与通风孔13，板焊盘12与通风孔13的间隔设置降低通风孔13的气流对板焊盘12和芯焊盘22连接的影响，从而提高板焊盘12和芯焊盘22的连接质量。本领域人员也可以将容置槽延伸至通风孔13处，也就是说，板焊盘12与通风孔13直接接触。但，板焊盘12的四周不能都与通风孔13接触，换句话说，板主体11在板焊盘12的外侧不能完全镂空，需要保留部分结构以与外界连接，提供机械支持和电学连接。
图4的视图中，通风孔13呈工字型，包括位于两个板焊盘12之间的第一通孔、位于焊盘组前方的第二通孔和位于焊盘组后方的第三通孔，第一通孔、第二通孔和第三通孔、均与板焊盘12间隔设置。
图5的视图中，通风孔13包括位于两个板焊盘12之间的第一通孔、位于焊盘组前方的第二通孔、位于焊盘组后方的第三通孔、位于焊盘组左方且前后间隔设置的第四通孔和第五通孔，以及位于焊盘组右方且前后间隔设置的第六通孔和第七通孔，第四通孔和第六通孔与第二通孔连通，第五通孔和第二通孔与第三通孔连通，第二通孔和第三通孔与第一通孔连通，第一通孔、第二通孔、第三通孔、第四通孔、第五通孔、第六通孔和第七通孔均与板焊盘12间隔设置。
图6的视图中，通风孔13包括位于两个板焊盘12之间的第一通孔、位于焊盘组前方并左右间隔设置的第二通孔和第三通孔、位于焊盘组后方并左右间隔设置的第四通孔和第五通孔、位于焊盘组左方的第六通孔，以及位于焊盘组右方的第七通孔，第二通孔和第四通孔与第六通孔连通，第三通孔和第五通孔与第七通孔连通，第一通孔、第二通孔、第三通孔、第四通孔、第五通孔、第六通孔和第七通孔均与板焊盘12间隔设置。
图7的视图中，通风孔13包括位于两个板焊盘12之间的第一通孔、位于焊盘组前方的第二通孔、位于焊盘组后方的第三通孔、位于焊盘组左方的第四通孔，以及位于焊盘组右方的第五通孔，第二通孔和第三通孔与第一通孔连通，第一通孔、第二通孔、第三通孔、第四通孔和第五通孔均与板焊盘12间隔设置。
图8的视图中，通风孔13包括位于两个板焊盘12之间的第一通孔、位于焊盘组左方的第二通孔，以及位于焊盘组右方的第三通孔，第一通孔、第二通孔和第三通孔均与板焊盘12间隔设置。
图9的视图中，通风孔13包括位于两个板焊盘12之间的第一通孔、位于焊盘组前方并左右间隔设置的第二通孔和第三通孔、位于焊盘组后方并左右间隔设置的第四通孔和第五通孔、位于焊盘组左方的第六通孔，以及位于焊盘组右方的第七通孔，第一通孔、第二通孔、第三通孔、第四通孔、第五通孔、第六通孔和第七通孔均与板焊盘12间隔设置。
请参照图2，本实施例中，进风口有两个，热压合设备还包括送风结构70，送风结构70包括连接分别连通两个进风口的第一进风管71和第二进风管72，第一进风管71与大气连通，第二进风管72用于接入压缩空气，送风结构70还包括分别设于第一进风管71和第二进风管72内的第一阀门73和第二阀门74。操作人员根据需要择一打开第一阀门73或第二阀门74，使得上腔置于外界大气环境或处于压缩空气环境中。需要注意的是，同一时刻，只能择一打开一个阀门。因此，将第二阀门74以虚线表示。
优选的，热压合设备还包括用于设于上腔的压强计80，压强计80设于上腔的腔壁，用于监测上腔的气压。
本实施例中，热压合设备包括支撑架50，支撑架50连接作业舱30的舱壁并呈环状设置，背板10通过真空胶51与支撑架50气密连接。支撑架50与作业舱30气密连接，背板10和支撑架50气密连接，以确保上腔和下腔之间仅通过通风孔13进行连通，从而有利于精确计算和控制通风孔13的风速和气压以控制施加于芯片20的压力。
本实施例中，作业舱30的高度与宽度之比大于或等于2。空气或压缩空气从进风口进入上腔，从上往下流动，形成流场。适当增加作业舱30的高度，有利于空气在腔体内均匀扩散，使得背板10和芯片20所在处的空气流速区域一致。经过多次测试研究，作业舱30的高度与宽度之比大于或等于2时，上腔的空气在背板10和芯片20所在处的流速基本相同。
在某些工艺中，芯片20与背板10抵接时，芯片20和背板10能够实现暂时的粘连。在该情况下，芯片20和背板10可以在该热压合设备外进行装配，再转移到热压合设备的腔体内。在其它工艺中，芯片20和背板10抵接时，两者之间的静摩擦力较小，为了避免移动时芯片20和背板10之间产生偏移，先将背板10固定于作业舱30，而后再将芯片20放置于背板10上。对应的，热压合设备设置用于将芯片20转移至基板上的转移结构和用于观察芯片20位置的摄像机，以避免芯片20和背板10的对位偏差。转移结构包括用于临时固定芯片20的临时基板和用于移动临时基板的机械手。背板10固定于作业舱30，而后将芯片20临时固定于临时基板上，机械手捉取临时基板并将其移动至背板10的上方，芯片20与背板10对准后机械手将临时基板连通芯片20下放到背板10上，使得芯片20与背板10接触。
采用本实施例提供的热压合设备操作方法如下：
将芯片20与背板10对准并放置好，即芯焊盘22对位并抵接板焊盘12或芯焊盘22、各向异性导电胶板焊盘12上下层叠放置。
利用加热丝61和温度计62，控制背板10和芯片20的温度，温度通常的范围为80℃-500℃。
调整风泵的抽气速率以及气体来源(择一打开第一阀门73或第二阀门74以连通大气或压缩空气)，根据压强计80的反馈，对芯片20上表面气压进行控制(控制是一个负反馈过程。比如希望的压强是P0，压强计80的读数是P1，如果P1>P0，那么就希望降低压强。降低压强的方法为：增加抽气速率。反之，P1<P0，那么希望增加压强，就需要降低抽气速率)。
根据焊接条件的需要保持加热加压状态一定时间，时间长度为10s-3600s，(芯焊盘22和板焊盘12在常温常压下是分离的。如果它们在特定的压强和温度下保持特定的时间之后，就可以实现良好的电学连接性能，并具有较好的机械强度)。
本实施例提供的热压合设备能够具有更高的可控性，并能确保每次施压的一致性从而提高芯片20与背板10之间的电学连接质量的稳定性。
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、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种芯片焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
预备一容置腔，所述容置腔包括上腔和下腔，一背板设置在所述上腔和所述下腔之间，所述背板的焊接面设置有板焊盘和通风孔，所述焊接面位于所述上腔一侧，所述通风孔贯通所述背板而连通所述上腔与所述下腔；
将芯片置于对应的板焊盘上，所述芯片包括芯主体和连接芯主体下表面的芯焊盘，所述芯焊盘抵接所述板焊盘，其中，所述通风孔设置在当所述芯焊盘抵接所述板焊盘时所述芯主体在所述焊接面的投影会与所述通风孔存在重叠的位置处；
在所述上腔通入气体使得所述气体经所述通风孔进入所述下腔；
焊接所述芯片。
2.如权利要求1所述的芯片焊接方法，其特征在于，所述焊接所述芯片为：对所述芯片和/或背板进行加热，所述加热温度范围为80℃-500℃。
3.如权利要求1所述的芯片焊接方法，其特征在于，所述在所述上腔通入气体使得所述气体经所述通风孔进入所述下腔为：所述上腔的腔壁开设有进风口，所述下腔的侧腔壁开设有出风口，通过调节所述进风口的进风速度和所述出风口的出风速度控制所述上腔与所述下腔之间的气压差，以使所述气体经所述通风孔进入所述下腔。
4.如权利要求1所述的芯片焊接方法，其特征在于，所述在所述上腔通入气体使得所述气体经所述通风孔进入所述下腔中为：所述上腔的腔壁开设有进风口，所述下腔的侧腔壁开设有出风口，通过调节所述进风口和所述出风口的开启角度控制所述上腔与所述下腔之间的气压差，以使所述气体经所述通风孔进入所述下腔。
5.如权利要求1所述的芯片焊接方法，其特征在于，所述在所述上腔通入气体使得所述气体经所述通风孔进入所述下腔中为：在所述上腔通入气体并控制所述上腔的气压，使所述气体经所述通风孔进入所述下腔。
6.如权利要求2所述的芯片焊接方法，其特征在于，所述芯焊盘和所述板焊盘之间设有各向异性导电胶，所述上腔的气压大于2.3*106Pa。
7.一种背板，与芯片配合，所述芯片包括芯主体和芯焊盘，其特征在于，所述背板包括：
板主体，所述板主体在其上表面开设有贯通设置的通风孔；
焊盘组，设于所述板主体上表面，所述焊盘组包括两个分别与各所述芯焊盘对应设置的板焊盘；
其中，所述通风孔设有多个并绕设于所述板焊盘的周侧，且任一所述通风孔和所述芯主体在水平投影上存在重叠。
8.如权利要求7所述的背板，其特征在于，所述板焊盘左右分离设置，所述通风孔包括位于两个所述板焊盘之间的第一通孔、位于所述焊盘组前方的第二通孔和位于所述焊盘组后方的第三通孔，所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔、均与所述板焊盘间隔设置。
9.如权利要求7所述的背板，其特征在于，所述板焊盘左右分离设置，所述通风孔包括位于两个所述板焊盘之间的第一通孔、位于所述焊盘组前方的第二通孔、位于所述焊盘组后方的第三通孔、位于所述焊盘组左方且前后间隔设置的第四通孔和第五通孔，以及位于所述焊盘组右方且前后间隔设置的第六通孔和第七通孔，所述第四通孔和所述第六通孔与所述第二通孔连通，所述第五通孔和所述第二通孔与所述第三通孔连通，所述第二通孔和所述第三通孔与所述第一通孔连通，所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔、所述第四通孔、所述第五通孔、所述第六通孔和所述第七通孔均与所述板焊盘间隔设置。
10.如权利要求7所述的背板，其特征在于，所述板焊盘左右分离设置，所述通风孔包括位于两个所述板焊盘之间的第一通孔、位于所述焊盘组前方并左右间隔设置的第二通孔和第三通孔、位于所述焊盘组后方并左右间隔设置的第四通孔和第五通孔、位于所述焊盘组左方的第六通孔，以及位于所述焊盘组右方的第七通孔，所述第二通孔和所述第四通孔与所述第六通孔连通，所述第三通孔和所述第五通孔与所述第七通孔连通，所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔、所述第四通孔、所述第五通孔、所述第六通孔和所述第七通孔均与所述板焊盘间隔设置。
11.如权利要求7所述的背板，其特征在于，所述板焊盘左右分离设置，所述通风孔包括位于两个所述板焊盘之间的第一通孔、位于所述焊盘组前方的第二通孔、位于所述焊盘组后方的第三通孔、位于所述焊盘组左方的第四通孔，以及位于所述焊盘组右方的第五通孔，所述第二通孔和所述第三通孔与所述第一通孔连通，所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔、所述第四通孔和所述第五通孔均与所述板焊盘间隔设置。
12.如权利要求7所述的背板，其特征在于，所述板焊盘左右分离设置，所述通风孔包括位于两个所述板焊盘之间的第一通孔、位于所述焊盘组左方的第二通孔，以及位于所述焊盘组右方的第三通孔，所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔均与所述板焊盘间隔设置。
13.如权利要求7所述的背板，其特征在于，所述板焊盘左右分离设置，所述通风孔包括位于两个所述板焊盘之间的第一通孔、位于所述焊盘组前方并左右间隔设置的第二通孔和第三通孔、位于所述焊盘组后方并左右间隔设置的第四通孔和第五通孔、位于所述焊盘组左方的第六通孔，以及位于所述焊盘组右方的第七通孔，所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔、所述第四通孔、所述第五通孔、所述第六通孔和所述第七通孔均与所述板焊盘间隔设置。
14.如权利要求7所述的背板，其特征在于，所述板主体在其上表面向下开设有用于容置所述板焊盘的容置槽，所述板焊盘的厚度小于所述容置槽的槽深。
15.一种热压合设备，用于实现芯片和背板的电连接，其特征在于，所述背板为如权利要求7至14任一所述的背板，所述热压合设备包括：
作业舱，所述背板置于所述作业舱内并将所述作业舱分隔成上腔和下腔，所述作业舱在所述上腔开设有进风口，而在所述下腔开设有出风口；
抽风泵，与所述出风口连接，所述抽风泵驱使所述上腔的空气经所述通风孔进入所述下腔，而使所述芯片下表面与其上表面存在气压差。
16.如权利要求15所述的热压合设备，其特征在于，所述进风口有两个，所述热压合设备还包括送风结构，所述送风结构包括连接分别连通两个所述进风口的第一进风管和第二进风管，所述第一进风管与大气连通，所述第二进风管用于接入压缩空气，所述送风结构还包括分别设于所述第一进风管和所述第二进风管内的第一阀门和第二阀门。
17.如权利要求15所述的热压合设备，其特征在于，所述作业舱的高度与宽度之比大于或等于2。
18.如权利要求15所述的热压合设备，其特征在于，所述热压合设备包括支撑架，所述支撑架连接所述作业舱的舱壁并呈环状设置，所述背板通过真空胶与所述支撑架气密连接。
19.如权利要求15所述的热压合设备，其特征在于，所述热压合设备还包括温控结构，所述温控结构包括固定于所述背板的加热丝和用于监控所述背板和所述芯片温度的温度计。
20.如权利要求15所述的热压合设备，其特征在于，所述热压合设备还包括压强计，所述压强计设于所述上腔的腔壁。
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