CN113305465A - 一种倒装焊芯片热阻测试夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种倒装焊芯片热阻测试夹具，属于芯片生产设备技术领域。一种倒装焊芯片热阻测试夹具，包括基座、气缸、测试板和焊接机器人，气缸和焊接机器人均固定连接在基座上，测试板固定连接在气缸的输出端，还包括：导温板，固定连接在基座上；曲轴，转动连接在基座上；丝杆和第一齿轮，固定连接在曲轴上；导杆，固定连接在基座的内壁；本发明操作简单，通过固定座上夹紧机构对芯片进行夹紧，本发明能够对芯片进行焊接和检测，焊接和检测只需对芯片夹紧一次，极大地降低了芯片被夹伤的概率，同时减轻了使用者的劳动负担，两次工艺步骤合并为一个工艺步骤，即可完成芯片的焊接和检测，提高了生产效率。

Description

一种倒装焊芯片热阻测试夹具
技术领域
本发明涉及芯片生产设备技术领域，尤其涉及一种倒装焊芯片热阻测试夹具。
背景技术
倒焊芯片是裸芯片封装技术之一，在LSI芯片的电极区制作好金属凸点，然后把金属凸点与印刷基板上的电极区进行压焊连接，封装的占有面积基本上与芯片尺寸相同，是所有封装技术中体积最小、最薄的一种，但如果基板的热膨胀系数与LSI芯片不同，就会在接合处产生反应，从而影响连接的可靠性，因此必须用树脂来加固LSI芯片，并使用热膨胀系数基本相同的基板材料。
芯片热阻定义为结壳的温度差与芯片本身功率的比值，热阻作为衡量芯片散热性能的重要参数之一，其对整个芯片设计的可靠性评估具有非常重要的意义，倒装焊类芯片后需要对芯片进行热阻测试，目前现有的热阻测试夹具结构简单功能单一，需要将焊接后的芯片重新进行夹紧再进行测试，重复夹紧芯片提高了芯片损坏的概率，重复夹紧严重浪费人力和工时，降低了生产和测试的效率，故提出一种倒装焊芯片热阻测试夹具。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中重复夹紧增加芯片损坏的概率，同时降低了生产检测效率的问题，而提出的一种倒装焊芯片热阻测试夹具。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种倒装焊芯片热阻测试夹具，包括基座、气缸、测试板和焊接机器人，所述气缸和焊接机器人均固定连接在基座上，所述测试板固定连接在气缸的输出端，还包括：导温板，固定连接在所述基座上；曲轴，转动连接在所述基座上；丝杆和第一齿轮，固定连接在所述曲轴上；导杆，固定连接在所述基座的内壁；斜块，螺纹连接在所述丝杆上；水泵，固定连接在所述基座的内壁；第一喷头，固定连接在所述基座的内壁，且位于导温板的正下方；固定座，滑动连接在所述基座上；其中，所述斜块滑动连接在导杆上，所述水泵上设有进油管和出油管，所述出油管与第一喷头相连通，所述固定座上转动连接有滚轮，所述滚轮与斜块相互配合，所述固定座上套接有第一复原弹簧，所述固定座上设有夹紧机构和清理机构，所述夹紧机构包括伸缩杆，所述伸缩杆固定连接在固定座上，所述伸缩杆远离固定座的一端固定连接有压板，所述伸缩杆上套接有第二复原弹簧，所述第二复原弹簧两端分别与固定座和压板的外壁相抵，所述清理机构包括第一活塞缸，所述第一活塞缸固定连接在基座的外壁，所述第一活塞缸上设有第一进气管和第一出气管，所述第一进气管和第一出气管上均设有第一单向阀，所述第一活塞缸内壁滑动连接有活塞杆，所述活塞杆远离第一活塞缸的一端固定连接在固定座上，所述固定座上设有第二喷头，所述第一出气管远离第一活塞缸的一端与第二喷头相连通。
为了便于对芯片进行降温，优选地，所述水泵上设有第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合相连。
为了便于对芯片进行夹紧，优选地，所述丝杆上两端的螺纹旋向相反，所述斜块为对称设计的两个，两个所述斜块分别置于丝杆的两端，所述滚轮与斜块的外壁相贴。
为了便于过滤焊接产生的气体，优选地，所述基座内设有第二活塞缸，所述第二活塞缸上设有第二进气管和第二出气管，所述第二进气管和第二出气管上均设有第二单向阀，所述第二活塞缸内壁滑动连接有活塞板，所述活塞板上转动连接有连杆，所述连杆远离活塞板的一端转动连接在曲轴上。
为了便于过滤焊接产生的气体，进一步地，所述基座上设有吸气口，所述基座内设有储气罐，所述第二进气管远离第二活塞缸的一端与吸气口相连通，所述第二出气管远离第二活塞缸的一端与储气罐相连通。
为了便于过滤焊接气体，更进一步地，所述基座内固定连接有电机，所述曲轴固定连接在电机的输出端，所述第二活塞缸内设有滤芯。
为了便于驱动气缸，更进一步地，所述基座上设有电磁阀，所述电磁阀上设有连接管，所述连接管远离电磁阀的一端分别与气缸和储气罐相连通。
与现有技术相比，本发明提供了一种倒装焊芯片热阻测试夹具，具备以下有益效果：1、该倒装焊芯片热阻测试夹具，通过丝杆带动斜块向两端移动，斜块向丝杆两端移动时带动固定座向下运动，固定座上的压板在固定座高度下降的过程中与芯片外壁相抵，伸缩杆和第二复原弹簧在压板与芯片外壁相贴时形成一个缓冲空间，防止夹伤芯片。
2、该倒装焊芯片热阻测试夹具，在对芯片夹紧后，第一齿轮带动第二齿轮转动，水泵运转将基座内的冷却油液由进油管抽入，然后再由出油管输送到第一喷头内，冷却油液由第一喷头喷射在导温板上，在芯片焊接时，由于焊接的温度过高会使芯片受损，导温板将冷却油液的温度传导到芯片上，对芯片进行冷却。
3、该倒装焊芯片热阻测试夹具，在固定座下降高度对芯片夹紧时，固定座带动活塞杆在第一活塞缸内下压，活塞杆在第一活塞缸内下压时将空气由第一进气管抽入第一活塞缸内，当固定座上升对芯片进行松开时，活塞杆同时向上运动将第一活塞缸内的空气由第一出气管输送到第二喷头，由第二喷头将空气喷射在芯片上，对芯片进行清理。
4、该倒装焊芯片热阻测试夹具，通过曲轴带动连杆上的活塞板在第二活塞缸内往复运动，活塞板往复运动时通过第二进气管将焊接时的烟尘由吸气口抽入第二活塞缸内，滤芯对空气内的烟尘进行过滤，然后由第二出气管输送到储气罐内，在焊接完成后，启动电磁阀将储气罐内的气体传输到气缸内给气缸提供动力源，使气缸带动测试板对芯片进行检测。
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明操作简单，通过固定座上夹紧机构对芯片进行夹紧，本发明能够对芯片进行焊接和检测，焊接和检测只需对芯片夹紧一次，极大地降低了芯片被夹伤的概率，同时减轻了使用者的劳动负担，两次工艺步骤合并为一个工艺步骤，即可完成芯片的焊接和检测，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明提出的一种倒装焊芯片热阻测试夹具的结构示意图；
图2为本发明提出的一种倒装焊芯片热阻测试夹具的剖视图之一；
图3为本发明提出的一种倒装焊芯片热阻测试夹具图2中A部分的结构示意图；
图4为本发明提出的一种倒装焊芯片热阻测试夹具图2中B部分的结构示意图；
图5为本发明提出的一种倒装焊芯片热阻测试夹具的剖视图之一；
图6为本发明提出的一种倒装焊芯片热阻测试夹具图5中C部分的结构示意图；
图7为本发明提出的一种倒装焊芯片热阻测试夹具固定座的左视图。
图中：1、基座；101、导温板；102、吸气口；103、第一喷头；104、导杆；2、电机；3、曲轴；301、丝杆；302、第一齿轮；4、斜块；5、固定座；501、滚轮；502、第一复原弹簧；6、伸缩杆；7、第二复原弹簧；8、压板；9、第二喷头；10、第一活塞缸；1001、第一进气管；1002、第一出气管；1003、第一单向阀；11、活塞杆；12、水泵；1201、出油管；1202、进油管；13、第二齿轮；14、第二活塞缸；1401、第二进气管；1402、第二出气管；1403、第二单向阀；15、滤芯；16、活塞板；1601、连杆；17、储气罐；18、电磁阀；19、气缸；20、测试板；21、焊接机器人。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：参照图1、图2、图3、图5、图6和图7，一种倒装焊芯片热阻测试夹具，包括基座1、气缸19、测试板20和焊接机器人21，气缸19和焊接机器人21均固定连接在基座1上，测试板20固定连接在气缸19的输出端，还包括：导温板101，固定连接在基座1上；曲轴3，转动连接在基座1上；丝杆301和第一齿轮302，固定连接在曲轴3上；导杆104，固定连接在基座1的内壁；斜块4，螺纹连接在丝杆301上；水泵12，固定连接在基座1的内壁；第一喷头103，固定连接在基座1的内壁，且位于导温板101的正下方；固定座5，滑动连接在基座1上；其中，斜块4滑动连接在导杆104上，水泵12上设有进油管1202和出油管1201，出油管1201与第一喷头103相连通，固定座5上转动连接有滚轮501，滚轮501与斜块4相互配合，固定座5上套接有第一复原弹簧502，固定座5上设有夹紧机构和清理机构，夹紧机构包括伸缩杆6，伸缩杆6固定连接在固定座5上，伸缩杆6远离固定座5的一端固定连接有压板8，伸缩杆6上套接有第二复原弹簧7，第二复原弹簧7两端分别与固定座5和压板8的外壁相抵，清理机构包括第一活塞缸10，第一活塞缸10固定连接在基座1的外壁，第一活塞缸10上设有第一进气管1001和第一出气管1002，第一进气管1001和第一出气管1002上均设有第一单向阀1003，第一活塞缸10内壁滑动连接有活塞杆11，活塞杆11远离第一活塞缸10的一端固定连接在固定座5上，固定座5上设有第二喷头9，第一出气管1002远离第一活塞缸10的一端与第二喷头9相连通。
水泵12上设有第二齿轮13，第一齿轮302与第二齿轮13啮合相连。
丝杆301上两端的螺纹旋向相反，斜块4为对称设计的两个，两个斜块4分别置于丝杆301的两端，滚轮501与斜块4的外壁相贴。
基座1内设有第二活塞缸14，第二活塞缸14上设有第二进气管1401和第二出气管1402，第二进气管1401和第二出气管1402上均设有第二单向阀1403，第二活塞缸14内壁滑动连接有活塞板16，活塞板16上转动连接有连杆1601，连杆1601远离活塞板16的一端转动连接在曲轴3上。
基座1上设有吸气口102，基座1内设有储气罐17，第二进气管1401远离第二活塞缸14的一端与吸气口102相连通，第二出气管1402远离第二活塞缸14的一端与储气罐17相连通。
基座1内固定连接有电机2，曲轴3固定连接在电机2的输出端，第二活塞缸14内设有滤芯15。
基座1上设有电磁阀18，电磁阀18上设有连接管，连接管远离电磁阀18的一端分别与气缸19和储气罐17相连通。
本发明中，使用者在使用时，首先利用电机2带动曲轴3转动，电机2具有正反转功能，电机2正转曲轴3上的丝杆301带动斜块4向丝杆301两端移动，斜块4在向丝杆301两端移动的过程中带动滚轮501上的固定座5向下运动，固定座5向下运动时伸缩杆6上的压板8与芯片相贴，固定座5继续下降高度，伸缩杆6上的第二复原弹簧7带动压板8对芯片进行夹紧，使芯片固定在导温板101上，在压板8对芯片固定时，活塞杆11同固定座5下压，活塞杆11在第一活塞缸10内下压时，由第一进气管1001将空气抽入第一活塞缸10内。
实施例2：参照图1、图2、图4、图5和图6，一种倒装焊芯片热阻测试夹具，包括基座1、气缸19、测试板20和焊接机器人21，气缸19和焊接机器人21均固定连接在基座1上，测试板20固定连接在气缸19的输出端，还包括：导温板101，固定连接在基座1上；曲轴3，转动连接在基座1上；丝杆301和第一齿轮302，固定连接在曲轴3上；导杆104，固定连接在基座1的内壁；斜块4，螺纹连接在丝杆301上；水泵12，固定连接在基座1的内壁；第一喷头103，固定连接在基座1的内壁，且位于导温板101的正下方；固定座5，滑动连接在基座1上；其中，斜块4滑动连接在导杆104上，水泵12上设有进油管1202和出油管1201，出油管1201与第一喷头103相连通，固定座5上转动连接有滚轮501，滚轮501与斜块4相互配合，固定座5上套接有第一复原弹簧502，固定座5上设有夹紧机构和清理机构，夹紧机构包括伸缩杆6，伸缩杆6固定连接在固定座5上，伸缩杆6远离固定座5的一端固定连接有压板8，伸缩杆6上套接有第二复原弹簧7，第二复原弹簧7两端分别与固定座5和压板8的外壁相抵，清理机构包括第一活塞缸10，第一活塞缸10固定连接在基座1的外壁，第一活塞缸10上设有第一进气管1001和第一出气管1002，第一进气管1001和第一出气管1002上均设有第一单向阀1003，第一活塞缸10内壁滑动连接有活塞杆11，活塞杆11远离第一活塞缸10的一端固定连接在固定座5上，固定座5上设有第二喷头9，第一出气管1002远离第一活塞缸10的一端与第二喷头9相连通。
水泵12上设有第二齿轮13，第一齿轮302与第二齿轮13啮合相连。
丝杆301上两端的螺纹旋向相反，斜块4为对称设计的两个，两个斜块4分别置于丝杆301的两端，滚轮501与斜块4的外壁相贴。
基座1内设有第二活塞缸14，第二活塞缸14上设有第二进气管1401和第二出气管1402，第二进气管1401和第二出气管1402上均设有第二单向阀1403，第二活塞缸14内壁滑动连接有活塞板16，活塞板16上转动连接有连杆1601，连杆1601远离活塞板16的一端转动连接在曲轴3上。
基座1上设有吸气口102，基座1内设有储气罐17，第二进气管1401远离第二活塞缸14的一端与吸气口102相连通，第二出气管1402远离第二活塞缸14的一端与储气罐17相连通。
基座1内固定连接有电机2，曲轴3固定连接在电机2的输出端，第二活塞缸14内设有滤芯15。
基座1上设有电磁阀18，电磁阀18上设有连接管，连接管远离电磁阀18的一端分别与气缸19和储气罐17相连通。
本发明中，由于丝杆301上的螺纹距离有限，在斜块4带动固定座5下降到最低高度时，丝杆301与斜块4上的螺纹分离，曲轴3继续转动斜块4运动到极限位置不再移动，启动焊接机器人21开始对芯片进行焊接，第一齿轮302带动第二齿轮13转动，水泵12运动将基座1内的冷却油液由进油管1202抽入，然后再由出油管1201输送到第一喷头103内，最后由第一喷头103将冷却油液喷射在导温板101上，同时油液也能对丝杆301进行润滑，降低曲轴3的磨损，导温板101将低温油液的低温传导给芯片，降低焊接时芯片的温度，极大地保护了芯片在焊接时不会被高温所损坏，同时曲轴3带动连杆1601上的活塞板16在第二活塞缸14内往复运动，活塞板16往复运动时通过第二进气管1401将焊接时的烟尘由吸气口102抽入第二活塞缸14内，滤芯15对空气内的烟尘进行过滤，然后由第二出气管1402输送到储气罐17内，在焊接完成后，启动电磁阀18由连接管将储气罐17内的气体传输到气缸19内给气缸19提供动力源，使气缸19带动测试板20对芯片进行检测。
实施例3：参照图1、图2和图3，一种倒装焊芯片热阻测试夹具，包括基座1、气缸19、测试板20和焊接机器人21，气缸19和焊接机器人21均固定连接在基座1上，测试板20固定连接在气缸19的输出端，还包括：导温板101，固定连接在基座1上；曲轴3，转动连接在基座1上；丝杆301和第一齿轮302，固定连接在曲轴3上；导杆104，固定连接在基座1的内壁；斜块4，螺纹连接在丝杆301上；水泵12，固定连接在基座1的内壁；第一喷头103，固定连接在基座1的内壁，且位于导温板101的正下方；固定座5，滑动连接在基座1上；其中，斜块4滑动连接在导杆104上，水泵12上设有进油管1202和出油管1201，出油管1201与第一喷头103相连通，固定座5上转动连接有滚轮501，滚轮501与斜块4相互配合，固定座5上套接有第一复原弹簧502，固定座5上设有夹紧机构和清理机构，夹紧机构包括伸缩杆6，伸缩杆6固定连接在固定座5上，伸缩杆6远离固定座5的一端固定连接有压板8，伸缩杆6上套接有第二复原弹簧7，第二复原弹簧7两端分别与固定座5和压板8的外壁相抵，清理机构包括第一活塞缸10，第一活塞缸10固定连接在基座1的外壁，第一活塞缸10上设有第一进气管1001和第一出气管1002，第一进气管1001和第一出气管1002上均设有第一单向阀1003，第一活塞缸10内壁滑动连接有活塞杆11，活塞杆11远离第一活塞缸10的一端固定连接在固定座5上，固定座5上设有第二喷头9，第一出气管1002远离第一活塞缸10的一端与第二喷头9相连通。
水泵12上设有第二齿轮13，第一齿轮302与第二齿轮13啮合相连。
丝杆301上两端的螺纹旋向相反，斜块4为对称设计的两个，两个斜块4分别置于丝杆301的两端，滚轮501与斜块4的外壁相贴。
基座1内设有第二活塞缸14，第二活塞缸14上设有第二进气管1401和第二出气管1402，第二进气管1401和第二出气管1402上均设有第二单向阀1403，第二活塞缸14内壁滑动连接有活塞板16，活塞板16上转动连接有连杆1601，连杆1601远离活塞板16的一端转动连接在曲轴3上。
基座1上设有吸气口102，基座1内设有储气罐17，第二进气管1401远离第二活塞缸14的一端与吸气口102相连通，第二出气管1402远离第二活塞缸14的一端与储气罐17相连通。
基座1内固定连接有电机2，曲轴3固定连接在电机2的输出端，第二活塞缸14内设有滤芯15。
基座1上设有电磁阀18，电磁阀18上设有连接管，连接管远离电磁阀18的一端分别与气缸19和储气罐17相连通。
本发明中，焊接完成后，电机2反向转动，丝杆301带动斜块4向第一喷头103靠拢，固定座5高度上升，压板8与芯片分离将芯片松开，与此同时固定座5带动活塞杆11在第一活塞缸10内上升，活塞杆11将第一活塞缸10内的空气由第一出气管1002输送到第二喷头9内，第二喷头9将空气喷射在芯片上，对芯片上的焊渣等杂质进行清理。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种倒装焊芯片热阻测试夹具，包括基座（1）、气缸（19）、测试板（20）和焊接机器人（21），所述气缸（19）和焊接机器人（21）均固定连接在基座（1）上，所述测试板（20）固定连接在气缸（19）的输出端，其特征在于，还包括：
导温板（101），固定连接在所述基座（1）上；
曲轴（3），转动连接在所述基座（1）上；
丝杆（301）和第一齿轮（302），固定连接在所述曲轴（3）上；
导杆（104），固定连接在所述基座（1）的内壁；
斜块（4），螺纹连接在所述丝杆（301）上；
水泵（12），固定连接在所述基座（1）的内壁；
第一喷头（103），固定连接在所述基座（1）的内壁，且位于导温板（101）的正下方；
固定座（5），滑动连接在所述基座（1）上；
其中，所述斜块（4）滑动连接在导杆（104）上，所述水泵（12）上设有进油管（1202）和出油管（1201），所述出油管（1201）与第一喷头（103）相连通，所述固定座（5）上转动连接有滚轮（501），所述滚轮（501）与斜块（4）相互配合，所述固定座（5）上套接有第一复原弹簧（502），所述固定座（5）上设有夹紧机构和清理机构，所述夹紧机构包括伸缩杆（6），所述伸缩杆（6）固定连接在固定座（5）上，所述伸缩杆（6）远离固定座（5）的一端固定连接有压板（8），所述伸缩杆（6）上套接有第二复原弹簧（7），所述第二复原弹簧（7）两端分别与固定座（5）和压板（8）的外壁相抵，所述清理机构包括第一活塞缸（10），所述第一活塞缸（10）固定连接在基座（1）的外壁，所述第一活塞缸（10）上设有第一进气管（1001）和第一出气管（1002），所述第一进气管（1001）和第一出气管（1002）上均设有第一单向阀（1003），所述第一活塞缸（10）内壁滑动连接有活塞杆（11），所述活塞杆（11）远离第一活塞缸（10）的一端固定连接在固定座（5）上，所述固定座（5）上设有第二喷头（9），所述第一出气管（1002）远离第一活塞缸（10）的一端与第二喷头（9）相连通。
2.根据权利要求1所述的一种倒装焊芯片热阻测试夹具，其特征在于，所述水泵（12）上设有第二齿轮（13），所述第一齿轮（302）与第二齿轮（13）啮合相连。
3.根据权利要求1所述的一种倒装焊芯片热阻测试夹具，其特征在于，所述丝杆（301）上两端的螺纹旋向相反，所述斜块（4）为对称设计的两个，两个所述斜块（4）分别置于丝杆（301）的两端，所述滚轮（501）与斜块（4）的外壁相贴。
4.根据权利要求1所述的一种倒装焊芯片热阻测试夹具，其特征在于，所述基座（1）内设有第二活塞缸（14），所述第二活塞缸（14）上设有第二进气管（1401）和第二出气管（1402），所述第二进气管（1401）和第二出气管（1402）上均设有第二单向阀（1403），所述第二活塞缸（14）内壁滑动连接有活塞板（16），所述活塞板（16）上转动连接有连杆（1601），所述连杆（1601）远离活塞板（16）的一端转动连接在曲轴（3）上。
5.根据权利要求4所述的一种倒装焊芯片热阻测试夹具，其特征在于，所述基座（1）上设有吸气口（102），所述基座（1）内设有储气罐（17），所述第二进气管（1401）远离第二活塞缸（14）的一端与吸气口（102）相连通，所述第二出气管（1402）远离第二活塞缸（14）的一端与储气罐（17）相连通。
6.根据权利要求5所述的一种倒装焊芯片热阻测试夹具，其特征在于，所述基座（1）内固定连接有电机（2），所述曲轴（3）固定连接在电机（2）的输出端，所述第二活塞缸（14）内设有滤芯（15）。
7.根据权利要求5所述的一种倒装焊芯片热阻测试夹具，其特征在于，所述基座（1）上设有电磁阀（18），所述电磁阀（18）上设有连接管，所述连接管远离电磁阀（18）的一端分别与气缸（19）和储气罐（17）相连通。
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