CN114784618A

CN114784618A - 芯片封装方法、负极片及激光器

Info

Publication number: CN114784618A
Application number: CN202210708106.1A
Authority: CN
Inventors: 陆翼森; 于学成; 雷谢福; 张艳春
Original assignee: Dugen Laser Technology Suzhou Co Ltd
Current assignee: Dugen Laser Technology Suzhou Co Ltd
Priority date: 2022-06-22
Filing date: 2022-06-22
Publication date: 2022-07-22

Abstract

本发明提供了一种芯片封装方法、负极片及激光器，涉及激光器制备的技术领域，芯片封装方法包括步骤：提供芯片、热沉、绝缘片和负极片，其中，芯片和绝缘片间隔的连接在热沉的上表面；在第三板部的下表面和/或芯片的上表面上设置有多个导电弹簧；所述负极片包括依次连接的第一板部、第二板部和第三板部，所述第一板部与绝缘片固定连接，所述第三板部位于所述芯片的上方；利用重力块下压第三板部，所述导电弹簧的上端面与第三板部的下表面连接，所述导电弹簧的下端面与芯片的上表面连接，且所述导电弹簧被压缩在第三板部和芯片之间；将第三板部、导电弹簧和芯片焊接。

Description

芯片封装方法、负极片及激光器

技术领域

本发明涉及激光器制备技术领域，尤其是涉及一种芯片封装方法、负极片及激光器。

背景技术

激光器包括热沉200、芯片100、负极片400和绝缘片300，其中，芯片100和绝缘片300间隔的设置在热沉200上，负极片400包括依次连接的第一板部410、第二板部420和第三板部430，其中，第一板部410与绝缘片300的上表面连接，第三板部430与芯片100的上表面连接。

如图1所示，封装芯片时，芯片100与热沉200、负极片400之间进行焊接。负极片400在焊接前已成型，而由于芯片100、绝缘片300等原料的尺寸发生变化，存在尺寸公差，导致在焊接时负极片400的第三板部的下表面与芯片100的上表面之间存在间隙。

如图2所示，因为第一板部410预先已经与绝缘片300进行了连接，因此，第三板部430在被自上而下运动的重力块700下压时，第三板部430将出现倾斜的情况，造成焊接时负极片400的受力点偏移，从而导致第三板部430远离第一板部410的一边沿先与芯片100的上表面接触，造成负极片与芯片仅为线接触，接触面积小，影响导电性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种芯片封装方法、负极片及激光器，以缓解现有的激光器加工过程中，芯片与负极片因为存在尺寸公差所造成的负极片的第三板部倾斜地压在芯片上，导致负极片与芯片的接触面积小，导电性能差的技术问题。

本发明实施例提供的一种芯片封装方法，包括步骤：

提供芯片、热沉、绝缘片和负极片，其中，芯片和绝缘片间隔的连接在热沉的上表面；在第三板部的下表面和/或芯片的上表面上设置有多个导电弹簧；

所述负极片包括依次连接的第一板部、第二板部和第三板部，所述第一板部与绝缘片固定连接，所述第三板部位于所述芯片的上方；

利用重力块下压第三板部，所述导电弹簧的上端面与第三板部的下表面连接，所述导电弹簧的下端面与芯片的上表面连接，且所述导电弹簧被压缩在第三板部和芯片之间；

将第三板部、导电弹簧和芯片焊接。

进一步的，在第三板部的下表面上的导电弹簧的数量为多个，多个所述导电弹簧呈矩阵排布；

和/或，在芯片的上表面上的导电弹簧的数量为多个，多个所述导电弹簧呈矩阵排布。

进一步的，在第三板部的下表面上的导电弹簧的数量为多个，多个导电弹簧的直径依次增大，且由内向外依次套设排布；

和/或，在芯片的上表面上的导电弹簧的数量为多个，多个导电弹簧的直径依次增大，且由内向外依次套设排布。

进一步的，所述导电弹簧的两端分别连接有第一导电片和第二导电片，所述第一导电片用于与芯片连接，所述第二导电片用于与第三板部连接。

进一步的，由所述导电弹簧的一端向另一端方向，所述导电弹簧的线圈的直径逐渐减小，以使所述导电弹簧呈锥状；且相邻两个线圈中，直径较小的线圈向直径较大的线圈所在平面的投影落在直径较大的所述线圈的圈内。

第二方面，本发明实施例提供的一种负极片，所述负极片用于连接热沉上间隔的芯片和绝缘片，所述负极片包括依次连接的第一板部、第二板部和第三板部，所述第一板部用于与绝缘片连接，所述第三板部朝向芯片的一面上连接有多个导电弹簧，所述导电弹簧的一端与第三板部连接，另一端用于与芯片的上表面连接。

进一步的，多个导电弹簧的直径依次增大，且由内向外依次套设排布；

或者，多个所述导电弹簧呈矩阵排列。

第三方面，本发明实施例提供的一种激光器，包括芯片、热沉、绝缘片和上述的负极片；

所述芯片和绝缘片间隔的连接在热沉的上表面；所述负极片的第一板部与绝缘片固定连接，所述第三板部位于所述芯片的上方；所述导电弹簧的上端面与第三板部的下表面连接，所述导电弹簧的下端面与芯片的上表面连接部分和芯片之间。

本发明实施例提供的芯片封装方法包括步骤：提供芯片、热沉、绝缘片和负极片，其中，芯片和绝缘片间隔的连接在热沉的上表面；在第三板部的下表面和/或芯片的上表面上设置有多个导电弹簧；所述负极片包括依次连接的第一板部、第二板部和第三板部，所述第一板部与绝缘片固定连接，所述第三板部位于所述芯片的上方；利用重力块下压第三板部，所述导电弹簧的上端面与第三板部的下表面连接，所述导电弹簧的下端面与芯片的上表面连接，且所述导电弹簧被压缩在第三板部和芯片之间；将第三板部、导电弹簧和芯片焊接。在负极片与芯片进行连接前，先在负极片和/或芯片上固定导电弹簧，导电弹簧可以弥补负极片与芯片之间存在的尺寸公差，下压负极片的第三板部后，压缩后的导电弹簧可以起到电连接负极片和芯片的作用，同时支撑负极片的第三板部，避免负极片变形发生倾斜状况，第三板部可以通过多个导电弹簧与芯片实现电连接，增加了导电的接触面积，提高了导电性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为现有技术中芯片与负极片存在公差的示意图；

图2为现有技术中重力块下压负极片的示意图；

图3为本发明实施例提供的芯片封装方法中芯片与负极片焊接前的示意图；

图4为本发明实施例提供的芯片封装方法中负极片的示意图；

图5为本发明实施例提供的芯片封装方法中一种负极片的第三板部的仰视图；

图6为本发明实施例提供的芯片封装方法中另一种负极片的第三板部的仰视图；

图7为本发明实施例提供的芯片封装方法中的一种导电弹簧的示意图。

图标：100-芯片；200-热沉；300-绝缘片；400-负极片；410-第一板部；420-第二板部；430-第三板部；500-导电弹簧；610-第一导电片；620-第二导电片；700-重力块。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图3-图7所示，本发明实施例提供的芯片封装方法包括步骤：提供芯片100、热沉200、绝缘片300和负极片400，其中，芯片100和绝缘片300间隔的连接在热沉200的上表面。

在第三板部430的下表面或芯片100的上表面上设置有多个导电弹簧500，或者，在第三板部430的下表面和芯片100的上表面上设置有多个导电弹簧500，多个导电弹簧500的高度基本一致。因为，芯片100与负极片400连接后，导电弹簧500是位于二者之间的，因此，在未连接芯片100和负极片400前，导电弹簧500预先固定在芯片100或是负极片400上均可。本实施例中，以导电弹簧500初始固定在负极片400上为例进行说明。

所述负极片400包括依次连接的第一板部410、第二板部420和第三板部430，第一板部410上可以设置安装孔，所述第一板部410与绝缘片300可以通过螺纹件进行连接，第二板部420位于芯片100和绝缘片300之间的间隙上方，起到连接第一板部410和第三板部430的作用。

如图3所示，所述第三板部430位于所述芯片100的上方；利用重力块700下压第三板部430，所述导电弹簧500的上端面与第三板部430的下表面连接，所述导电弹簧500的下端面与芯片100的上表面连接，且所述导电弹簧500被压缩在第三板部430和芯片100之间。在负极片400与芯片100进行连接前，先在负极片400和/或芯片100上固定导电弹簧500，导电弹簧500可以弥补负极片400与芯片100之间存在的尺寸公差，下压负极片400的第三板部430后，压缩后的导电弹簧500可以起到电连接负极片400和芯片100的作用，同时支撑负极片400的第三板部430，避免负极片400变形发生倾斜状况，第三板部430可以将重力块700施加的压力通过多个导电弹簧500均匀的分布在芯片100上，从而确保焊接的正常进行，负极片400与芯片100通过多个导电弹簧500实现电连接，可以避免倾斜的负极片400的侧边与芯片100接触，导致接触面积小的问题。

在导电弹簧500的作用下，芯片100与负极片400实现了电连接，第三板部430的下表面可以与芯片100的上表面平行，重力块700的底面与第三板部430的上表面平行，重力块700压在第三板部430的上表面上，导电弹簧500被压缩，压力均匀分布在芯片100上，然后进行后续的焊接步骤，将负极片400、导电弹簧500和芯片100焊接在一起。

相比于现有技术而言，通过多个导电弹簧500连接芯片100与负极片400还可以增加二者之间的接触面积，提高导电性能，因为现有技术中，在芯片100与负极片400之间存在尺寸公差时，下压的负极片400的弯折后仅一片边沿与芯片100抵接，接触面积小，导电性能也低。

如图5所示，在第三板部430的下表面上的导电弹簧500的数量为多个，多个所述导电弹簧500呈矩阵排布。

在一种具体的实施方中，针对表面尺寸为10.8mm*2.5mm的芯片100而言，可以对应在第三板部430上设置外径外为1mm的导电弹簧500，按照10*2的矩阵排布，从而实现压力的均匀传递。同理，导电弹簧500可以设置在芯片100的上表面上，在芯片100的上表面上的导电弹簧500的数量为多个，多个所述导电弹簧500呈矩阵排布。设置方式与第三板部430上设置导电弹簧500的方式一致，不再重复赘述。

针对现有技术中腔长为2.5mm的芯片100而言，导电弹簧500的拉伸范围h可以为0＜h＜0.12mm，导电弹簧500的外径不大于1mm。

芯片100与负极片400之间的导电弹簧500的数量范围6-20个。

如图6所示，在第三板部430的下表面上的导电弹簧500的数量为多个，多个导电弹簧500的直径依次增大，且由内向外依次套设排布。在第三板部430的某一位置上可以设置嵌套的多个等高的导电弹簧组，在这个导电弹簧组内，由内向外，多个导电弹簧500的直径逐渐增加，采用嵌套的方式可以在有限的面积上设置更多的导电弹簧500，从而增加导电弹簧500分别与芯片100和负极片400的接触面积。进一步的，第三板部430上的导电弹簧组的数量可以为多个，多个导电弹簧组成矩阵排列。同理，可以在芯片100的上表面上布置多个导电弹簧500，且多个导电弹簧500的直径依次增大，且由内向外依次套设排布，设置方式与第三板部430上设置导电弹簧500的方式一致，不再重复赘述。

导电弹簧500的最外端的一个线圈不再沿轴向螺旋延伸，而是在垂直于轴向的面上旋转呈一个环，该线圈的圆心角接近360度，从而进一步增加导电弹簧500与芯片100和负极片400的接触面积。

如图5和图7所示，所述导电弹簧500的两端可以分别连接有第一导电片610和第二导电片620，所述第一导电片610用于与芯片100连接，所述第二导电片620用于与第三板部430连接，用于增加与负极片400和芯片100的接触面积。以焊接前，导电弹簧500与第三板部430连接为例进行说明，导电弹簧500的端部可以焊接第一导电片610，第一导电片610与导电弹簧500的轴向垂直，第一导电片610可以焊接在第三板部430的下表面上。导电弹簧500的另一端为自由端，该端焊接第二导电片620，第二导电片620与第一导电片610平行，利用第二导电片620的表面与芯片100接触，可以增加接触面积，有益于导电。

由所述导电弹簧500的一端向另一端方向，所述导电弹簧500的线圈的直径逐渐减小，以使所述导电弹簧500呈锥状；且相邻两个线圈中，直径较小的线圈向直径较大的线圈所在平面的投影落在直径较大的所述线圈的圈内。

如图7所示，导电弹簧500呈锥状，直径较小的一端可以在压力的作用下进入到相邻的且直径较大的线圈内，以此类推，形成导电弹簧500的多圈线圈可以最终被压成在同一片面上形成类似蚊香盘状的结构，此时，导电弹簧500的高度近似等于形成线圈的金属线的直径，从而使导电弹簧500的伸缩范围中的最小值能够达到最小，因为，圆锥形的弹簧压缩后的高度小于压缩后的自由度相同圆柱形弹簧的高度。因为芯片100与第三板部430之间的距离是不确定的，尽量扩大导电弹簧500的伸缩范围有利于适应不同的间距。

导电弹簧500截面为圆形、矩形、正方形之一。

如图4所示，本发明实施例提供的负极片400用于连接热沉200上间隔的芯片100和绝缘片300，所述负极片400包括依次连接的第一板部410、第二板部420和第三板部430，所述第一板部410用于与绝缘片300连接，所述第三板部430朝向芯片100的一面上连接有多个导电弹簧500，所述导电弹簧500的一端与第三板部430连接，另一端用于与芯片100的上表面连接。

在进行负极片400与芯片100的焊接前，先将负极片400的第三板部430置于所述芯片100的上方；导电弹簧500可以弥补负极片400与芯片100之间存在的尺寸公差，下压负极片400的第三板部430后，压缩后的导电弹簧500可以起到电连接负极片400和芯片100的作用，同时支撑负极片400的第三板部430，避免负极片400变形发生倾斜状况，第三板部430可以将重力块700施加的压力通过多个导电弹簧500均匀的分布在芯片100上，从而确保焊接的正常进行，通过多个导电弹簧500将负极片400与芯片100电连接，可以增加导电的接触面积，有利于导电性能的提高。

多个导电弹簧500的直径依次增大，且由内向外依次套设排布；或者，多个所述导电弹簧500呈矩阵排列。

例如，针对表面尺寸为10.8mm*2.5mm的芯片100而言，可以对应在第三板部430上设置外径外为1mm的导电弹簧500个，按照10*2的矩阵排布，从而实现压力的均匀传递。多个导电弹簧500的直径依次增大，且由内向外依次套设排布。在第三板部430的某一位置上可以设置嵌套的多个等高的导电弹簧组，在这个导电弹簧组内，由内向外，多个导电弹簧500的直径逐渐增加，采用嵌套的方式可以在有限的面积上设置更多的导电弹簧500，从而增加导电弹簧500分别与芯片100和负极片400的接触面积。进一步的，第三板部430上的导电弹簧组的数量可以为多个，多个导电弹簧组成矩阵排列。

进一步的，所述导电弹簧500的两端分别连接有第一导电片610和第二导电片620，所述第一导电片610用于与芯片100连接，所述第二导电片620用于与第三板部430连接。

如图7所示，导电弹簧500的端部可以焊接第一导电片610，第一导电片610与导电弹簧500的轴向垂直，第一导电片610可以焊接在第三板部430的下表面上。导电弹簧500的另一端为自由端，该端焊接第二导电片620，第二导电片620与第一导电片610平行，利用第二导电片620的表面与芯片100接触，可以增加接触面积，有益于导电。

导电弹簧500呈锥状，直径较小的一端可以在压力的作用下进入到相邻的且直径较大的线圈内，以此类推，形成导电弹簧500的多圈线圈可以最终被压成在同一片面上形成类似蚊香盘状的结构，此时，导电弹簧500的高度近似等于形成线圈的金属线的直径，从而使导电弹簧500的伸缩范围中的最小值能够达到最小。因为芯片100与第三板部430之间的距离是不确定的，尽量扩大导电弹簧500的伸缩范围有利于适应不同的间距。

芯片100与负极片400之间的导电弹簧500的数量范围6-20个。

本发明实施例提供的激光器，包括芯片100、热沉200、绝缘片300和上述的负极片400；所述芯片100和绝缘片300间隔的连接在热沉200的上表面；所述负极片400的第一板部410与绝缘片300固定连接，所述第三板部430位于所述芯片100的上方；所述导电弹簧500的上端面与第三板部430的下表面连接，所述导电弹簧500的下端面与芯片100的上表面连接部分和芯片100之间。

这种激光器在制备过程中，利用导电弹簧500密布了芯片100与负极片400之间的尺寸公差。在负极片400与芯片100进行连接前，先在负极片400和/或芯片100上固定导电弹簧500，导电弹簧500可以弥补负极片400与芯片100之间存在的尺寸公差，下压负极片400的第三板部430后，压缩后的导电弹簧500可以起到电连接负极片400和芯片100的作用，增加了接触面积，同时支撑负极片400的第三板部430，避免负极片400变形发生倾斜状况，第三板部430可以将重力块700施加的压力通过多个导电弹簧500均匀的分布在芯片100上，从而确保焊接的正常进行。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种芯片封装方法，其特征在于，包括步骤：

提供芯片（100）、热沉（200）、绝缘片（300）和负极片（400），其中，芯片（100）和绝缘片（300）间隔的连接在热沉（200）的上表面；在第三板部（430）的下表面和/或芯片（100）的上表面上设置有多个导电弹簧（500）；

所述负极片（400）包括依次连接的第一板部（410）、第二板部（420）和第三板部（430），所述第一板部（410）与绝缘片（300）固定连接，所述第三板部（430）位于所述芯片（100）的上方；

利用重力块（700）下压第三板部（430），所述导电弹簧（500）的上端面与第三板部（430）的下表面连接，所述导电弹簧（500）的下端面与芯片（100）的上表面连接，且所述导电弹簧（500）被压缩在第三板部（430）和芯片（100）之间；

将第三板部（430）、导电弹簧（500）和芯片（100）焊接。

2.根据权利要求1所述的芯片封装方法，其特征在于，在第三板部（430）的下表面上的导电弹簧（500）的数量为多个，多个所述导电弹簧（500）呈矩阵排布；

和/或，在芯片（100）的上表面上的导电弹簧（500）的数量为多个，多个所述导电弹簧（500）呈矩阵排布。

3.根据权利要求1所述的芯片封装方法，其特征在于，在第三板部（430）的下表面上的导电弹簧（500）的数量为多个，多个导电弹簧（500）的直径依次增大，且由内向外依次套设排布；

和/或，在芯片（100）的上表面上的导电弹簧（500）的数量为多个，多个导电弹簧（500）的直径依次增大，且由内向外依次套设排布。

4.根据权利要求1所述的芯片封装方法，其特征在于，所述导电弹簧（500）的两端分别连接有第一导电片（610）和第二导电片（620），所述第一导电片（610）用于与芯片（100）连接，所述第二导电片（620）用于与第三板部（430）连接。

5.根据权利要求1所述的芯片封装方法，其特征在于，由所述导电弹簧（500）的一端向另一端方向，所述导电弹簧（500）的线圈的直径逐渐减小，以使所述导电弹簧（500）呈锥状；且相邻两个线圈中，直径较小的线圈向直径较大的线圈所在平面的投影落在直径较大的所述线圈的圈内。

6.一种负极片，所述负极片（400）用于连接热沉（200）上间隔的芯片（100）和绝缘片（300），其特征在于，所述负极片（400）包括依次连接的第一板部（410）、第二板部（420）和第三板部（430），所述第一板部（410）用于与绝缘片（300）连接，所述第三板部（430）朝向芯片（100）的一面上连接有多个导电弹簧（500），所述导电弹簧（500）的一端与第三板部（430）连接，另一端用于与芯片（100）的上表面连接。

7.根据权利要求6所述的负极片，其特征在于，多个导电弹簧（500）的直径依次增大，且由内向外依次套设排布；

或者，多个所述导电弹簧（500）呈矩阵排列。

8.根据权利要求6所述的负极片，其特征在于，所述导电弹簧（500）的两端分别连接有第一导电片（610）和第二导电片（620），所述第一导电片（610）用于与芯片（100）连接，所述第二导电片（620）用于与第三板部（430）连接。

9.根据权利要求6所述的负极片，其特征在于，由所述导电弹簧（500）的一端向另一端方向，所述导电弹簧（500）的线圈的直径逐渐减小，以使所述导电弹簧（500）呈锥状；且相邻两个线圈中，直径较小的线圈向直径较大的线圈所在平面的投影落在直径较大的所述线圈的圈内。

10.一种激光器，其特征在于，包括芯片（100）、热沉（200）、绝缘片（300）和权利要求6-9任意一项所述的负极片（400）；

所述芯片（100）和绝缘片（300）间隔的连接在热沉（200）的上表面；所述负极片（400）的第一板部（410）与绝缘片（300）固定连接，所述第三板部（430）位于所述芯片（100）的上方；所述导电弹簧（500）的上端面与第三板部（430）的下表面连接，所述导电弹簧（500）的下端面与芯片（100）的上表面连接部分和芯片（100）之间。