CN116631917A - 气压膜压接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及芯片烧结技术领域，尤其是一种气压膜压接装置，包括第一模块、隔离膜和第二模块，隔离膜位于第一模块与第二模块之间，其利用第一模块和第二模块夹紧隔离膜而分别形成施压腔和烧结腔，由于高压气路系统向烧结腔内通入施压气体时，烧结腔内产品靠近隔离膜的一侧表面均会与隔离膜接触，隔离膜会对与其接触的产品的表面施加均匀的压力，从而实现同时对多个产品进行加压烧结，并且烧结腔内的产品两两之间可小间隙放置，不受位置约束，对不同规格的芯片适用性强，且结构紧凑；保护气路系统还可以防止高压气路系统的高压气体向保护气路系统的低压管路扩散，从而起到保护作用。

Description

气压膜压接装置

技术领域

本发明涉及芯片烧结技术领域，尤其是一种气压膜压接装置。

背景技术

目前， CN105247671A所公开的一种半导体晶粒封装或载体装载方法及CN114899116A所公开的一种多压杆烧结装置及烧结方法等专利中均采用的是通过类似活塞技术对芯片进行加压烧结，对于现有芯片烧结技术和工艺而言，烧结时基板上每个芯片的受力一致性是关键因素；通过类似活塞技术的可移动压杆在芯片间距较大时候可以满足工况（前提是每个活塞杆的摩擦力要接近，并且配合间隙要一致，否则导致温度偏差大）；但是当两两芯片间隔很小时，上模具的活塞杆排布和加工生产就受到限制，且芯片的摆放位置也受到了约束（需要与活塞杆对齐）。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中采用类似活塞技术对芯片进行加压烧结的装置其芯片摆放位置受到约束以及无法适用两两芯片间隔很小的烧结场景，影响烧结产能的问题，现提供一种气压膜压接装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种气压膜压接装置，包括第一模块、隔离膜和第二模块，所述隔离膜位于第一模块与第二模块之间；

所述第一模块具有第一模板，所述第一模板靠近隔离膜的一侧设置有开口朝隔离膜的凹槽；所述第一模块和第二模块被配置成可相对靠拢而夹紧隔离膜，使得凹槽与隔离膜之间形成施压腔，第二模块与隔离膜之间形成可放置多个产品的烧结腔；

所述施压腔用于和高压气路系统连接，所述高压气路系统被配置成向施压腔通入施压气体，使隔离膜朝向烧结腔内的产品移动而对各个产品施加压力；

所述烧结腔用于和保护气路系统连接，所述烧结腔具有与其连通的进气道和出气道，所述保护气路系统与烧结腔的进气道和出气道连通；所述保护气路系统还被配置为施压腔内的气体因隔离膜破损而进入烧结腔内时，保护气路系统断开与烧结腔的连通。

进一步地，所述第一模板靠近隔离膜的一侧凸出有围绕凹槽外周边缘的成闭合结构的凸缘，所述凸缘用于压紧隔离膜而形成施压腔和烧结腔。

进一步地，所述保护气路系统包括送气管路、出气管路、进气开关阀、出气开关阀及压力传感器；

所述送气管路的入口用于连接提供保护气体的保护气源，送气管路的出口通过进气开关阀与烧结腔的进气道连通；压力传感器用于检测施压腔内部的气压值；所述烧结腔的出气道通过出气开关阀和出气管路的入口连通，出气管路的出口用于连接抽真空机构；

所述进气开关阀和出气开关阀均被配置为在压力传感器所检测的施压腔内部的气压值低于阈值时而关闭。

进一步地，所述高压气路系统包括驱动管路、第一调压阀、气体增压器、施压管路和第一排气阀；

所述第一调压阀串联在驱动管路上，驱动管路的入口用于连接提供驱动气体的驱动气源，驱动管路的出口与气体增压器连通；

所述气体增压器串联在施压管路上，施压管路的入口用于连接提供施压气体的施压气源，施压管路的出口与施压腔连通；

所述驱动管路用于为气体增压器提供动力，使施压管路中流入气体增压器内的施压气体进行增压；

所述第一排气阀和施压腔连通，且第一排气阀被配置为在压力传感器检测到施压腔内部的气压值低于阈值时而打开使烧结腔泄压。

进一步地，所述第二模块包括第二模板和载台，所述第二模板靠近第一模块的一侧为上表面，所述载台放置在第二模板的上表面，所述进气道和出气道均位于载台内，所述载台的上端面具有工作面及围绕在工作面四周的结合面，所述第一模块和第二模块相对靠拢而夹紧时，隔离膜与结合面贴合，使得隔离膜与工作面之间形成烧结腔；

所述工作面的高度与结合面的高度齐平；或者所述工作面的高度低于结合面的高度。

进一步地，所述载台一侧设置有位于结合面上的与进气道连通的进气沉槽，另一侧设有位于结合面上的与出气道连通的出气沉槽，所述工作面在第一方向上具有相对设置的第一侧边和第三侧边，且在与第一方向垂直的第二方向上具有相对设置的第二侧边和第四侧边；所述工作面的第一侧边和第三侧边均位于进气沉槽和出气沉槽之间，且进气沉槽和出气沉槽均沿第二侧边所在侧向第四侧边所在侧延伸，所述进气沉槽和出气沉槽均与烧结腔连通。

进一步地，所述进气沉槽嵌入有第一镶件，所述第一镶件在第一方向上的一侧侧壁与进气沉槽的侧壁之间留有间隙形成与进气道连通的层流进气缝隙；

所述出气沉槽嵌入有第二镶件，所述第二镶件在第一方向上的一侧侧壁与出气沉槽的侧壁之间留有间隙形成与出气道连通的层流出气缝隙。

进一步地，所述进气沉槽和出气沉槽相互平行；

所述进气沉槽靠近第二侧边的一端端部与第二侧边平齐或朝远离第四侧边的方向凸出于第二侧边，进气沉槽靠近第四侧边的一端端部与第四侧边平齐或朝远离第二侧边的方向凸出于第四侧边；

所述出气沉槽靠近第二侧边的一端端部与第二侧边平齐或朝远离第四侧边的方向凸出于第二侧边，出气沉槽靠近第四侧边的一端端部与第四侧边平齐或朝远离第二侧边的方向凸出于第四侧边。

进一步地，所述隔离膜放置在载台上方，所述隔离膜的上方设置有盖板，所述隔离膜被盖板压在载台上。

进一步地，所述盖板或/和载台上设置有磁性件，所述盖板通过磁性件与载台磁性吸附在一起。

进一步地，所述载台上的同一侧固定有均为刚性管的进气管道和出气管道，所述进气管道的一端和进气道连通，另一端用于和保护气路系统连通，所述出气管道的一端和出气道连通，另一端用于和保护气路系统连通；

进一步地，还包括电机和曲柄连杆机构，所述第一模块固定安装在导向机构上，第二模块位于第一模块的下方，并与导向机构滑动连接，所述导向机构上位于第二模块的下方固定有机座；

所述曲柄连杆机构包括曲柄、连杆及驱动杆，所述连杆的一端与第二模块铰接形成铰接点一，另一端与曲柄的一端铰接形成铰接点二，曲柄的中间部位和驱动杆的一端铰接形成铰接点三，曲柄的另一端与机座铰接形成铰接点四，铰接点三位于铰接点二与铰接点四之间，驱动杆的另一端和升降组件的输出端铰接形成铰接点五，所述电机用于为升降组件的输入端提供动力，使升降组件的输出端上升或下降。

本发明的有益效果是：本发明的气压膜压接装置利用第一模块和第二模块夹紧隔离膜而分别形成施压腔和烧结腔，由于高压气路系统向烧结腔内通入施压气体时，烧结腔内产品靠近隔离膜的一侧表面均会与隔离膜接触，隔离膜会对与其接触的产品的表面施加均匀的压力，从而实现同时对多个产品进行加压烧结，并且烧结腔内的产品两两之间可小间隙放置，不受位置约束，对不同规格的芯片适用性强，且结构紧凑；保护气路系统则会向烧结腔提供保护气体或抽真空，进行烧结过程的芯片保护，保护气路系统还可以防止高压气路系统的高压气体向保护气路系统的低压管路扩散，从而起到保护作用。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明气压膜压接装置的三维示意图；

图2是本发明气压膜压接装置的主视示意图；

图3是本发明气压膜压接装置的剖视示意图；

图4是第一模块和第二模块相对靠拢而夹紧隔离膜的示意图；

图5是图4中A的局部放大示意图；

图6是图4中B的局部放大示意图；

图7是高压气路系统的示意图；

图8是保护气路系统的示意图；

图9是第一模块的三维示意图；

图10是第二模块的三维示意图；

图11是第二模块的俯视示意图；

图12是载台的线框示意图；

图13是产品放置在载台的工作面上的示意图；

图14是盖板盖在载台上但隐藏隔离膜的三维示意图；

图15是盖板的三维示意图。

图中：1、第一模块，11、第一模板，11a、凹槽，11b、凸缘，12、头板，13、第一隔热板，14、第一加热板；

2、第二模块，21、载台，211、进气道，212、出气道，213、工作面，214、结合面，215、进气沉槽，215a、进气底槽，216、出气沉槽，216a、出气底槽，217、层流进气缝隙，218、层流出气缝隙，219、隔热套，21-1、左定位槽，21-2、右定位槽；21a、第一侧边，21b、第二侧边，21c、第三侧边，21d、第四侧边；22、第二模板，221、定位块，23、第一镶件，24、第二镶件，25、盖板，251、磁性件，252、翻边，26、进气管道，27、出气管道，28、底板，29、第二隔热板，210、第二加热板；

3、导向机构，31、哥林柱，32、滑套，33、机座；

4、隔离膜；

5、施压腔；

6、烧结腔；61、产品；

7、高压气路系统，71、驱动管路，72、第一过滤器，73、第一流量传感器，74、第一调压阀，75、第一压力传感器，76、气体增压器，77、施压管路，78、第二过滤器，79、第二流量传感器，710、第二调压阀，711、第二压力传感器，712、高压瓶，713、第三电磁阀，714、第四电磁阀，715、第一排气阀，716、压力变送器，717、第二排气阀，718、压力表，719、节流阀；

8、保护气路系统，81、送气管路，82、减压阀，83、流量传感器，84、第一电磁阀，85、进气开关阀，86、出气管路，87、出气开关阀，88、抽真空机构，89、压力传感器，810、氧气浓度检测仪，811、第二电磁阀；

9、曲柄连杆机构，91、曲柄，92、连杆，93、驱动杆，94、升降组件，95、电机；

10、加热组件；

R1、铰接点一，R2、铰接点二，R3、铰接点三，R4、铰接点四，R5、铰接点五。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等) 可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。

如图1-15所示，一种气压膜压接装置，包括第一模块1、隔离膜4和第二模块2，隔离膜4的材质可选用抗热变材料，如特氟龙、聚酰亚胺等，隔离膜4位于第一模块1与第二模块2之间，在本实施例中第一模块1和第二模块2可采用上下布局，即第一模块1位于第二模块2的上方，第一模块1或/和第二模块2上可配置加热组件10，以对烧结腔6内的产品61进行加热；

如图9所述，第一模块1具有第一模板11，第一模板11靠近隔离膜4的一侧设置有开口朝隔离膜4的凹槽11a；如图4-6所示，第一模块1和第二模块2被配置成可相对靠拢而夹紧隔离膜4，使得凹槽11a与隔离膜4之间形成施压腔5，第二模块2与隔离膜4之间形成可放置多个产品61的烧结腔6；如图7所示，施压腔5用于和高压气路系统7连接，高压气路系统7被配置成向施压腔5通入施压气体（高压气体），使隔离膜4朝向烧结腔6内的产品61移动而对各个产品61施加压力，与此同时，还可使烧结腔6进行排气；本实施例中的产品61具体可为由上至下依次分布的芯片、烧结层及基板构成的三明治结构；

如图8所示，烧结腔6用于和保护气路系统8连接，烧结腔6具有与其连通的进气道211和出气道212，保护气路系统8与烧结腔6的进气道211和出气道212连通，保护气路系统8被配置成能够从进气道211向烧结腔6通入保护气体，且烧结腔6内的气体能够经出气道212流向保护气路系统8，例如，保护气路系统8的保护气体从进气道211流入烧结腔6，烧结腔6内的保护气体从出气道212流出，保护气体可为但不限定于氮气、甲酸、氩气或氮氢混合气等，例如通入的保护气体为氮气可排除加热加压过程中有机溶剂的挥发，防止它们在后续冷却时凝结造成污染；保护气路系统8还可对烧结腔6抽真空，抽真空可防止产品61在高温环境下氧化，例如，产品61的基板可为覆铜陶瓷基板，抽真空能防止覆铜陶瓷基板的烧结连接材料在高温环境下氧化。

该气压膜压接装置利用第一模块1和第二模块2夹紧隔离膜4而分别形成施压腔5和烧结腔6，由于高压气路系统7向烧结腔6内通入施压气体时，烧结腔6内产品61靠近隔离膜4的一侧表面均会与隔离膜4接触，隔离膜4会对与其接触的产品61的表面施加均匀的压力，从而实现同时对多个产品61进行加压烧结，并且烧结腔6内的产品61两两之间可小间隙放置，不受位置约束，对不同规格的芯片适用性强，且结构紧凑；保护气路系统8则会向烧结腔6提供保护气体或抽真空，进行烧结过程的芯片保护；保护气路系统8还可以防止高压气路系统7的高压气体向保护气路系统8的低压管路扩散，从而起到保护作用。

在一些示例中，如图5、6和9所示，第一模板11靠近隔离膜4的一侧凸出有围绕凹槽11a外周边缘的成闭合结构的凸缘11b，凸缘11b用于压紧隔离膜4而形成施压腔5和烧结腔6；凸缘11b设置利于将隔离膜4压紧，可同时提高施压腔5和烧结腔6在四周边缘处的密封性能。

隔离膜4的一侧为高压气路系统7通入施压腔5内的高压气体（例如，20 MPa）,高压气路系统7所涉及的管路为相匹配的加厚钢管；隔离膜4的另一侧为保护气路系统8通入烧结腔6的低压氮气（例如0.1MPa）或抽真空，保护气路系统8所涉及的管路是低压管路，例如塑料软管，高压气路系统7和保护气路系统8这两者内部气压相差两个量级。工作时，如果隔离膜4破损，高压气体就会沿隔离膜4破损形成的孔洞进入烧结腔6，造成保护气路系统8的低压管路爆破；

鉴于此，在一些示例中，如图8所示， 保护气路系统8包括送气管路81、出气管路86、进气开关阀85、出气开关阀87及压力传感器89，送气管路81和出气管路86为上述的保护气路系统8的低压管路，进气开关阀85和出气开关阀87均可为但不限定于采用高压电磁阀；

送气管路81的入口用于连接提供保护气体的保护气源，送气管路81的出口通过进气开关阀85与烧结腔6的进气道211连通；送气管路81上还可设置减压阀82、流量传感器83及第一电磁阀84，具体可为，减压阀82、流量传感器83、第一电磁阀84及进气开关阀85沿送气管路81中保护气体的流动方向依次分布，进气开关阀85可为高压电磁阀，流量传感器83用于检测送气管路81中保护气体的实时流量，减压阀82用于对保护气源所提供的保护气体进行降压，第一电磁阀84的作用为用于控制保护气体的通断；

第二模块2上可配置氧气浓度检测仪810，压力传感器89用于检测施压腔5内部的气压值，由于隔离膜4破损时，施压腔5内气体会进入烧结腔6和载台21上的进气道211、出气道212、层流进气缝隙217及层流出气缝隙218等孔中，所以施压腔5内的气体压力会骤减，故而通过压力传感器89检测施压腔5内部的气压值，能实时检测到隔离膜4是否发生破损，压力传感器89可设置在第一模块1上，氧气浓度检测仪810用于检测烧结腔6内的氧含量；

出气管路86的入口经出气开关阀87与烧结腔6的出气道212连通，出气管路86的出口用于连接抽真空机构88，出气开关阀87可为高压电磁阀，抽真空机构88可为真空泵；出气管路86上还可设置第二电磁阀811，第二电磁阀811的作用为用于控制出气管路86的通断，以控制真空泵抽真空；具体可为，出气开关阀87、第二电磁阀811及抽真空机构88沿出气管路86中保护气体流动方向依次分布；

进气开关阀85和出气开关阀87均被配置为在压力传感器89所检测的施压腔5内部的气压值低于阈值时而关闭；进气开关阀85和出气开关阀87只有在隔离膜4破损使高压气体进入烧结腔6时才会启动关闭进行气路保护，防止高压气破坏保护气路系统8的气路结构。

工作时：

保护气路系统8的保护气体从进气道211流入烧结腔6，烧结腔6内的保护气体从出气道212流出，保护气体可为但不限定于氮气、甲酸、氩气或氮氢混合气等，例如通入的保护气体为氮气可排除加热加压过程中有机溶剂的挥发，防止它们在后续冷却时凝结造成污染；

具体地，向烧结腔6通入保护气体时，保护气源输出的保护气体经减压阀82的减压后由流量传感器83检测实时保护气体流量，随后经过开启状态的第一电磁阀84及开启状态的进气开关阀85，而后从进气道211流入烧结腔6，烧结腔6内的保护气体则从开启状态的出气开关阀87到达开启状态的第二电磁阀811，最后从抽真空机构88流出。

烧结腔6抽真空时，第一电磁阀84关闭，进气开关阀85、出气开关阀87及第二电磁阀811均打开，烧结腔6内气体从出气道212经出气开关阀87到达出气管路86，并被真空泵抽出，使得烧结腔6形成真空，防止产品61在高温环境下氧化。

进气开关阀85、出气开关阀87及压力传感器89可均与控制器信号连接，压力传感器89实时检测施压腔5内的气压值，一旦压力传感器89所检测的施压腔5内的气压值低于阈值时，意味着隔离膜4出现破损，压力传感器89实时反馈信号给控制器，由控制器控制进气开关阀85和出气开关阀87关闭，高压气体就会被控制在烧结腔6内，而不会继续向进气管道26和出气管道27扩散，起到保护作用。

在一些实例中，如图7所示，高压气路系统7包括驱动管路71、第一调压阀74、气体增压器76、施压管路77和第一排气阀715；

第一调压阀74串联在驱动管路71上，驱动管路71的入口用于连接提供驱动气体的驱动气源，驱动管路71的出口与气体增压器76连通，在本实施例中驱动管路71上还可设置第一过滤器72、第一流量传感器73、第一调压阀74和第一压力传感器75，并使第一过滤器72、第一流量传感器73及第一调压阀74沿驱动管路71中驱动气体的流动方向依次分布，第一压力传感器75可设置在第一调压阀74或驱动管路71上，用于检测驱动管路71中经第一调压阀74调压后的驱动气体的压力；

气体增压器76串联在施压管路77上，施压管路77的入口用于连接提供施压气体的施压气源，施压管路77的出口与施压腔5连通，在本实施例中施压管路77上还可设置第二过滤器78、第二流量传感器79、第二调压阀710、第二压力传感器711、高压瓶712、压力传感器89、第二排气阀717、第三电磁阀713、节流阀719、压力变送器716及第四电磁阀714，并使第二过滤器78、第二流量传感器79、第二调压阀710、气体增压器76、高压瓶712、压力传感器89、第三电磁阀713、节流阀719及压力变送器716沿施压管路77中施压气体的流动方向依次分布；第二压力传感器711可设置在第二调压阀710或施压管路77上，用于检测经第二调压阀710调压后的施压气体的压力；施压气体经气体增压器76增压至目标压力后进入高压瓶712，高压瓶712的作用为用于临时存储高压气体，避免因需要补充高压气体而需另外浪费加压时间，第二排气阀717和压力表718均与高压瓶712连接，压力表718用于检测高压瓶712内施压气体的压力，高压瓶712与第三电磁阀713之间的压力传感器89还可便于控制高压瓶712的压力，高压瓶712中的施压气体可经开启状态的第二排气阀717向外排出，压力变送器716用于检测从第三电磁阀713流出的施压气体的压力，施压管路77中的施压气体经开启状态的第三电磁阀713后流入施压腔5，第三电磁阀713与压力变送器716之间的节流阀719可防止过高的气体压力冲击烧结腔6；第一排气阀715通过第四电磁阀714与施压腔5连通，当第四电磁阀714和第一排气阀715同时打开时，烧结腔6泄压；

驱动管路71用于为气体增压器76提供动力，使施压管路77中流入气体增压器76内的施压气体进行增压；例如，施压气源提供的施压气体为0.5MPa的氮气，气体增压器76利用驱动气体做压缩运动提高施压气体的压力，将施压气体从0.5MPa提高60倍至30MPa，形成高压气体；

第一排气阀715和施压腔5连通，且第一排气阀715被配置为在压力传感器89检测到施压腔5内部的气压值低于阈值时而打开使烧结腔6泄压。

在一些示例中，如图1-3所示，还包括头板12、导向机构3和底板28，头板12和底板28的材质均为金属，例如由铸铁浇铸而成，头板12锁紧在导向机构3上，导向机构3可采用哥林柱31、直线导轨等；以导向机构3采用哥林柱31为例，哥林柱31中部有可以上下运动的滑套32，底板28与滑套32固定，并受曲柄连杆机构9的作用力实现上下运动，滑套32内部有润滑脂通道，哥林柱31由钢制作而成；

头板12用于固定第一模块1；具体为，第一模板11与头板12固定连接，第一模板11与头板12之间还可设置第一隔热板13，第一隔热板13由导热系数低的材料制作而成，例如陶瓷；加热组件10可为穿插于第一模板11内的电加热芯，或者，第一隔热板13与第一模板11之间还可设置第一加热板14，电加热芯穿插于第一加热板14内，第一加热板14由导热性能好并且抗变形强的材料制作而成，例如钨铜；

底板28用于固定第二模块2；具体为，第二模块2包括第二模板22和载台21；第二模板22与底板28固定连接，第二模板22与底板28之间还可设置第二隔热板29，第二隔热板29由导热系数低的材料制作而成，例如陶瓷；加热组件10可为穿插于第二模板22内的电加热芯，或者，第二隔热板29与第二模板22之间还可设置第一加热板14，电加热芯穿插于第二加热板210内，第二加热板210由导热性能好并且抗变形强的材料制作而成，例如钨铜。

如图10和11所示，第二模板22靠近第一模块1的一侧为上表面，载台21放置在第二模板22上；进气道211和出气道212均位于载台21内，载台21的上端面具有工作面213及围绕在工作面213四周的结合面214，第一模块1和第二模块2相对靠拢而夹紧时，隔离膜4与结合面214贴合，使得隔离膜4与工作面213之间形成烧结腔6；

工作面213的高度与结合面214的高度齐平；或者工作面213的高度低于结合面214的高度，即是载台21的上端面在工作面213处形成凹陷结构，如图12所示。

隔离膜4与第二模板22上可分离的载台21配合形成烧结腔6，如此就可以提前将待烧结的产品61放置在载台21上，而后再将载台21连同待烧结产品61一并放置在第二模板22上，同时，产品61烧结完成后，可不必等产品61完全冷却再下料，而是利用载台21承载产品61从第二模板22取下转移至冷却区进行冷却，如此，又可重新将放有待烧结产品61的载台21放置于第二模板22上，从而提高烧结效率；此外，载台21的大小、数量及形状等可依据实际情况而定，例如，第二模板22上所放置的载台21的数量可以有两个或两个以上。

在一些示例中，载台21一侧设置有位于结合面214上的与进气道211连通的进气沉槽215，另一侧设有位于结合面214上的与出气道212连通的出气沉槽216，工作面213在第一方向上具有相对设置的第一侧边21a和第三侧边21c，且在与第一方向垂直的第二方向上具有相对设置的第二侧边21b和第四侧边21d，第一方向可为左右方向，第二方向可为前后方向；如图12所示，工作面213的第一侧边21a和第三侧边21c均位于进气沉槽215和出气沉槽216之间，且进气沉槽215和出气沉槽216均沿第二侧边21b所在侧向第四侧边21d所在侧延伸，进气沉槽215和出气沉槽216均与烧结腔6连通；进气道211流出的气体先经过进气沉槽215这个小体积区域进行均匀分散，而后再分散至烧结腔6内，促使进气的均匀性；同样，烧结腔6内的气体先经过出气沉槽216这个小体积区域进行均匀分散，而后再流入出气道212，促使出气的均匀性，从而实现在烧结腔6内形成一个相对均匀的流场。

在一些示例中，如图5、6和12所示，进气沉槽215嵌入有第一镶件23，第一镶件23在第一方向上的一侧侧壁与进气沉槽215的侧壁之间留有间隙形成与进气道211连通的层流进气缝隙217，第一镶件23在第一方向上的一侧侧壁与进气沉槽215的侧壁之间留有的间隙可为0.035mm±0.01mm；

出气沉槽216嵌入有第二镶件24，第二镶件24在第一方向上的一侧侧壁与出气沉槽216的侧壁之间留有间隙形成与出气道212连通的层流出气缝隙218，第二镶件24在第一方向上的一侧侧壁与出气沉槽216的侧壁之间留有的间隙可为0.035mm±0.01mm。

保护气体从层流进气缝隙217以非常薄的层流形式流入烧结腔6，同样再以非常薄的层流形式从层流出气缝隙218流出烧结腔6，可以使整个烧结过程在可控的气氛中进行，如此不会形成大的涡流（涡流在流场旋转形成死角，隐藏氧气，导致烧结环境不纯化），能够横扫烧结腔6内待烧结的产品61，保证烧结腔6内的气体均匀排出，第一镶件23与进气沉槽215固定连接，例如，点焊固定；第二镶件24与出气沉槽216固定连接，例如，点焊固定。

进气沉槽215槽底靠近工作面213的一侧设置有进气底槽215a，层流进气缝隙217位于进气底槽215a的正上方，进气道211经进气底槽215a与层流进气缝隙217连通；

出气沉槽216槽底靠近工作面213的一侧设置有出气底槽216a，层流出气缝隙218位于出气底槽216a的正上方，出气道212经出气底槽216a与层流出气缝隙218连通。

具体可为，进气沉槽215、进气底槽215a、出气沉槽216及出气底槽216a在第一方向上的两侧侧壁之间的距离为各自的槽宽，进气沉槽215的槽宽＞进气底槽215a的槽宽，进气底槽215a靠近工作面213的一侧侧壁可与进气沉槽215靠近工作面213的一侧侧壁共面，出气沉槽216的槽宽＞出气底槽216a的槽宽；进气沉槽215的槽宽可等于出气沉槽216的槽宽，出气沉槽216靠近工作面213的一侧侧壁可与出气底槽216a靠近工作面213的一侧侧壁共面；

进气道211内的保护气体通过进气底槽215a的均匀分散后进入层流进气缝隙217，随后进入烧结腔6，烧结腔6内的保护气体通过层流出气缝隙218进入进气底槽215a，随后进入出气道212。

在一些示例中，进气沉槽215和出气沉槽216相互平行；使得层流进气缝隙217和层流出气缝隙218相互平行，利于保护气体通过烧结腔6时形成均匀流场；

如图12所示，进气沉槽215靠近第二侧边21b的一端端部与第二侧边21b平齐或朝远离第四侧边21d的方向凸出于第二侧边21b，进气沉槽215靠近第四侧边21d的一端端部与第四侧边21d平齐或朝远离第二侧边21b的方向凸出于第四侧边21d；出气沉槽216靠近第二侧边21b的一端端部与第二侧边21b平齐或朝远离第四侧边21d的方向凸出于第二侧边21b，出气沉槽216靠近第四侧边21d的一端端部与第四侧边21d平齐或朝远离第二侧边21b的方向凸出于第四侧边21d；以此，确保层流形式的保护气体能横扫到烧结腔6的每一处，避免出现死角。

在一些示例中，如图14和15所示，隔离膜4放置在载台21上方，隔离膜4的上方设置有盖板25，隔离膜4被盖板25压在载台21上；一方面便于更换隔离膜4，另一方面可防止产品61随载台21移动的过程中从载台21上掉落，亦可保证产品61不会被外界环境轻易污染。

在一些示例中，如图12、14和15所示，盖板25或/和载台21上设置有磁性件251，盖板25通过磁性件251与载台21磁性吸附在一起，磁性件251具体可为耐高温磁铁，例如，磁性件251固定在载台21上，盖板25选用能够被磁性吸附的材质，如此，盖板25就可以通过磁性吸附而压住隔离膜4，盖板25的前后两侧分别设有翻边252，盖板25的左右两侧也分别设有翻边252，盖板25左侧的翻边252与载台21的左侧面接触，盖板25右侧的翻边252与载台21的右侧面接触，以防止盖板25相对载台21左右移动；盖板25前侧的翻边252与载台21的前侧面接触，盖板25后侧的翻边252与载台21的后侧面接触，以防止盖板25相对载台21前后移动；值得注意的是，盖板25亦可通过紧固件、卡接等方式与载台21可拆卸的连接。

在一些示例中，如图12所示，载台21上的同一侧固定有均为刚性管的进气管道26和出气管道27，如此，进气管道26和出气管道27可充当把手，进一步的进气管道26和出气管道27上均套设有隔热套219，工人可通过握持隔热套219作为着力点来拿取载台21，进气管道26的一端和进气道211连通，另一端用于和保护气路系统8连通，例如，进气管道26远离进气道211的一端通过快插接头与进气开关阀85的出口快速连接，出气管道27的一端和出气道212连通，另一端用于和保护气路系统8连通，例如，出气管道27远离出气道212的一端通过快插接头与出气开关阀87的入口快速连接；

如图10和11所示，载台21可为但不限定于采用机械连接、夹持或卡接等方式与第二模板22连接，在本实施例中，载台21为直接放置在第二模板22的上表面，第一模块1上表面可设置定位组件，定位组件包含至少设置在第一模块1上表面的两个定位块221，两个定位块221均与载台21接触，以阻止载台21前后移动或左右移动，具体例如，定位块221由三个，载台21前侧面的左端具有左定位槽21-1，载台21前侧面的右端具有右定位槽21-2，第一个定位块221的后侧面和右侧面分别与左定位槽21-1的两个槽壁接触，以限制载台21向前和向左移动，第二个定位块221的后侧面和左侧面均与右定位槽21-2的两个槽壁接触，以限制载台21向前和向右移动，第三个定位块221的前侧面与载台21的后侧面接触，以限制载台21向后移动；

值得注意的是，第二模板22可以根据实际情况布置两个或两个以上的载台21，每个载台21对应一个定位组件。

在一些示例中，如图1-3所示，还包括电机95和曲柄连杆机构9，第一模块1固定安装在导向机构3上，第二模块2位于第一模块1的下方，并且第二模块2与导向机构3滑动连接，导向机构3上位于第二模块2的下方固定有机座33；

曲柄连杆机构9包括曲柄91、连杆92及驱动杆93，连杆92的一端与第二模块2铰接形成铰接点一R1，具体可为连杆92的一端与第二模块2的底板28铰接形成铰接点一R1，连杆92的另一端与曲柄91的一端铰接形成铰接点二R2，曲柄91的中间部位和驱动杆93的一端铰接形成铰接点三R3，曲柄91的另一端与机座33铰接形成铰接点四R4，铰接点三R3位于铰接点二R2与铰接点四R4之间，驱动杆93的另一端和升降组件94的输出端铰接形成铰接点五R5，电机95用于为升降组件94的输入端提供动力，使升降组件94的输出端上升或下降，升降组件94可为但不限定于采用螺旋升降机，电机95与升降组件94的输入端可通过皮带传动连接；升降组件94的输出端上升时，曲柄91绕铰接点四R4向上转动，以迫使连杆92带动底板28向上移动，升降组件94的输出端下降时，曲柄91绕铰接点四R4向下转动，以迫使连杆92带动底板28向下移动；通过曲柄连杆机构9实现第二模块2升降运动控制快速、精准，并能够放大升降组件94对底板28的推力，第二模块2和第一模块1的合模压力可达180吨，且结构紧凑；

值得注意的是曲柄连杆机构9可以两个，两个曲柄连杆机构9可对称分布，且共用一个升降组件94。

该气压膜压接装置的烧结方法，具体为：

1）、如图13所示，将待烧结的产品61（芯片、烧结层及基板构成的三明治结构）放置在载台21的工作面213上，然后将隔离膜4覆盖住工作面213，并使待烧结的产品61位于隔离膜4的下方；

2）、保护气路系统8对烧结腔6抽真空；

3）、保护气路系统8向烧结腔6内通入为氮气的保护气体，进行洗气；

4）、将装有待烧结的产品61的载台21放置在第二模板22上，送气管路81的进气开关阀85的出口通过快插接头与载台21的进气管道26的入口（进气管道26远离进气道211的一端）连接，出气管路86的出气开关阀87的入口通过快插接头与载台21的出气管道27的出口（进气管道26远离出气道212的一端）连接；

5）、通过曲柄连杆机构9带动底板28及其上的第二模块2向上运动，直至第一模板11下表面的凸缘11b与载台21的结合面214将隔离膜4夹紧，使得凹槽11a与隔离膜4的上表面之间形成施压腔5，隔离膜4的下表面与载台21的工作面213之间形成烧结腔6；

6）、高压气路系统7向施压腔5通入高压气体，烧结腔6内产品61靠近隔离膜4的一侧表面均会与隔离膜4接触，隔离膜4会对与其接触的多个产品61的表面施加均匀的压力，配合加热组件10加热，实现对产品61的加热加压烧结；

7）、对施压腔5进行泄压，曲柄连杆机构9带动第二模块2向下运动，烧结完成后，人工可将携带烧结后的产品61的载台21从第二模板22上取出，并放置到冷却区进行冷却，完成一个烧结循环。

上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种气压膜压接装置，其特征在于：包括第一模块（1）、隔离膜（4）和第二模块（2），所述隔离膜（4）位于第一模块（1）与第二模块（2）之间；

所述第一模块（1）具有第一模板（11），所述第一模板（11）靠近隔离膜（4）的一侧设置有开口朝隔离膜（4）的凹槽（11a）；所述第一模块（1）和第二模块（2）被配置成可相对靠拢而夹紧隔离膜（4），使得凹槽（11a）与隔离膜（4）之间形成施压腔（5），第二模块（2）与隔离膜（4）之间形成可放置多个产品（61）的烧结腔（6）；

所述施压腔（5）用于和高压气路系统（7）连接，所述高压气路系统（7）被配置成向施压腔（5）通入施压气体，使隔离膜（4）朝向烧结腔（6）内的产品（61）移动而对各个产品（61）施加压力；

所述烧结腔（6）用于和保护气路系统（8）连接，所述烧结腔（6）具有与其连通的进气道（211）和出气道（212），所述保护气路系统（8）与烧结腔（6）的进气道（211）和出气道（212）连通；

所述保护气路系统（8）还被配置为施压腔（5）内的气体因隔离膜（4）破损而进入烧结腔（6）内时，保护气路系统（8）断开与烧结腔（6）的连通。

2.根据权利要求1所述的气压膜压接装置，其特征在于：所述第一模板（11）靠近隔离膜（4）的一侧凸出有围绕凹槽（11a）外周边缘的成闭合结构的凸缘（11b），所述凸缘（11b）用于压紧隔离膜（4）而形成施压腔（5）和烧结腔（6）。

3.根据权利要求1所述的气压膜压接装置，其特征在于：所述保护气路系统（8）包括送气管路（81）、出气管路（86）、进气开关阀（85）、出气开关阀（87）及压力传感器（89）；

所述送气管路（81）的入口用于连接提供保护气体的保护气源，送气管路（81）的出口通过进气开关阀（85）与烧结腔（6）的进气道（211）连通；压力传感器（89）用于检测施压腔（5）内部的气压值；所述烧结腔（6）的出气道（212）通过出气开关阀（87）和出气管路（86）的入口连通，出气管路（86）的出口用于连接抽真空机构（88）；

所述进气开关阀（85）和出气开关阀（87）均被配置为在压力传感器（89）所检测的施压腔（5）内部的气压值低于阈值时而关闭。

4.根据权利要求3所述的气压膜压接装置，其特征在于：所述高压气路系统（7）包括驱动管路（71）、第一调压阀（74）、气体增压器（76）、施压管路（77）和第一排气阀（715）；

所述第一调压阀（74）串联在驱动管路（71）上，驱动管路（71）的入口用于连接提供驱动气体的驱动气源，驱动管路（71）的出口与气体增压器（76）连通；

所述气体增压器（76）串联在施压管路（77）上，施压管路（77）的入口用于连接提供施压气体的施压气源，施压管路（77）的出口与施压腔（5）连通；

所述驱动管路（71）用于为气体增压器（76）提供动力，使施压管路（77）中流入气体增压器（76）内的施压气体进行增压；

所述第一排气阀（715）和施压腔（5）连通，且第一排气阀（715）被配置为在压力传感器（89）检测到施压腔（5）内部的气压值低于阈值时而打开使烧结腔（6）泄压。

5.根据权利要求1所述的气压膜压接装置，其特征在于：所述第二模块（2）包括第二模板（22）和载台（21），所述第二模板（22）靠近第一模块（1）的一侧为上表面，所述载台（21）放置在第二模板（22）的上表面，所述进气道（211）和出气道（212）均位于载台（21）内，所述载台（21）的上端面具有工作面（213）及围绕在工作面（213）四周的结合面（214），所述第一模块（1）和第二模块（2）相对靠拢而夹紧时，隔离膜（4）与结合面（214）贴合，使得隔离膜（4）与工作面（213）之间形成烧结腔（6）；

所述工作面（213）的高度与结合面（214）的高度齐平；或者所述工作面（213）的高度低于结合面（214）的高度。

6.根据权利要求5所述的气压膜压接装置，其特征在于：所述载台（21）一侧设置有位于结合面（214）上的与进气道（211）连通的进气沉槽（215），另一侧设有位于结合面（214）上的与出气道（212）连通的出气沉槽（216），所述工作面（213）在第一方向上具有相对设置的第一侧边（21a）和第三侧边（21c），且在与第一方向垂直的第二方向上具有相对设置的第二侧边（21b）和第四侧边（21d）；所述工作面（213）的第一侧边（21a）和第三侧边（21c）均位于进气沉槽（215）和出气沉槽（216）之间，且进气沉槽（215）和出气沉槽（216）均沿第二侧边（21b）所在侧向第四侧边（21d）所在侧延伸，所述进气沉槽（215）和出气沉槽（216）均与烧结腔（6）连通。

7.根据权利要求6所述的气压膜压接装置，其特征在于：所述进气沉槽（215）嵌入有第一镶件（23），所述第一镶件（23）在第一方向上的一侧侧壁与进气沉槽（215）的侧壁之间留有间隙形成与进气道（211）连通的层流进气缝隙（217）；

所述出气沉槽（216）嵌入有第二镶件（24），所述第二镶件（24）在第一方向上的一侧侧壁与出气沉槽（216）的侧壁之间留有间隙形成与出气道（212）连通的层流出气缝隙（218）。

8.根据权利要求6所述的气压膜压接装置，其特征在于：所述进气沉槽（215）和出气沉槽（216）相互平行；

所述进气沉槽（215）靠近第二侧边（21b）的一端端部与第二侧边（21b）平齐或朝远离第四侧边（21d）的方向凸出于第二侧边（21b），进气沉槽（215）靠近第四侧边（21d）的一端端部与第四侧边（21d）平齐或朝远离第二侧边（21b）的方向凸出于第四侧边（21d）；

所述出气沉槽（216）靠近第二侧边（21b）的一端端部与第二侧边（21b）平齐或朝远离第四侧边（21d）的方向凸出于第二侧边（21b），出气沉槽（216）靠近第四侧边（21d）的一端端部与第四侧边（21d）平齐或朝远离第二侧边（21b）的方向凸出于第四侧边（21d）。

9.根据权利要求5所述的气压膜压接装置，其特征在于：所述隔离膜（4）放置在载台（21）上方，所述隔离膜（4）的上方设置有盖板（25），所述隔离膜（4）被盖板（25）压在载台（21）上。

10.根据权利要求1所述的气压膜压接装置，其特征在于：还包括电机（95）和曲柄连杆机构（9），所述第一模块（1）固定安装在导向机构（3）上，第二模块（2）位于第一模块（1）的下方，并与导向机构（3）滑动连接，所述导向机构（3）上位于第二模块（2）的下方固定有机座（33）；

所述曲柄连杆机构（9）包括曲柄（91）、连杆（92）及驱动杆（93），所述连杆（92）的一端与第二模块（2）铰接形成铰接点一（R1），另一端与曲柄（91）的一端铰接形成铰接点二（R2），曲柄（91）的中间部位和驱动杆（93）的一端铰接形成铰接点三（R3），曲柄（91）的另一端与机座（33）铰接形成铰接点四（R4），铰接点三（R3）位于铰接点二（R2）与铰接点四（R4）之间，驱动杆（93）的另一端和升降组件（94）的输出端铰接形成铰接点五（R5），所述电机（95）用于为升降组件（94）的输入端提供动力，使升降组件（94）的输出端上升或下降。