CN210073790U - 压合治具 - Google Patents

Abstract

一种压合治具，其包括下模、设于下模上方的上模，以及设于上模中能上下运动的活动压块，下模与能相对于上模上下运动，其中利用下模的下模本体顶部设置分别对应活动压块的下模块，每一下模块于其实质为矩形的模块基部四角隅分别形成延伸支撑部，四个延伸支撑部的外周缘延伸至对应待压对象的组件定位区的边界，借此，使每一下模块能对其承载的待压合对象的边角部位提供较佳的支撑性能，让待压合对象周边各角隅处能于压合治具中接受足够的压合力量而达到较佳的热压合效果，以避免压合后对象边角因压合力量不足而发生翘曲的问题。

Description

压合治具

技术领域

本实用新型是关于一种压合治具，尤指一种应用于包含基板与散热片的半导体组件或其他组件的压合作业使用的压合装置中，基板与散热片能完全平贴的压合治具。

背景技术

如高频半导体组件等，其工作通常会伴随着产生的高温。为确保半导体组件能处于适当的工作温度下运作，避免因高温而损毁或降低其性能，除了须利用外部的散热机构提供冷却散热效果之外，基于散热性能的需求，现有半导体组件本身的构装结构中，通常在其具有半导体芯片的基板上增设散热片，借以使具有半导体芯片的基板产生的热通过散热片扩大散热表面积而辅助散热。

目前半导体组件构装制程的基板上压合散热片程序中，其需于具有半导体芯片的基板顶面周缘先行涂布导热胶，再将散热片预贴合于该基板上，再将已贴合有散热片的半导体组件置放于组件承载盘上，借由组件承载盘承载而移置于半导体组件压合机的压合治具中，由压合治具中的上模与下模相对压合半导体组件的基板与散热片起到加热作用，完成热压合步骤后，将置放有半导体组件的组件承载盘自半导体组件压合机中取出。

前述半导体组件压合机中的压合治具，虽能借由推顶机构对下模提供向上推顶力量以及压力供给机构对上模的压块提供向下压力，使压合治具的上模中的压块与下模能将半导体组件的散热片热压固定于基板上，但是现有半导体组件压合机中压合治具的构造，对半导体组件的散热片与基板执行压合作用时，压合治具仅能对散热片与基板相对贴合的中间区域施以热压合作用，难以扩及至基板与散热片相对贴合部位的周边及各角隅处，造成基板与散热片相对贴合部位的各角隅部位未受到足够的压合力量，以及热压动作中的薄形基板与散热片受热变形的影响，使得热压合后半导体组件的散热片与基板相对贴合部位的各角隅部位易发生翘曲现象，不仅影响半导体组件的外观质量，也使半导体芯片的基板中的热难以均衡地传导至散热片上散热，而会发生散热不均的现象，实有进一步克服改善的必要。

实用新型内容

本新型的目的在于提供一种压合治具，用以解决现有压合治具难以对被压合的对象周边各角隅处提供足够的压合力量而易发生翘曲现象的问题。

为了达成前述目的，本新型所提出的压合治具包括一下模、设于该下模上方的一上模，以及设于该上模中能上下运动的至少一活动压块，该下模能相对于该上模上下运动，其中：

该下模包括：

一下模本体，其界定有一载盘定位区间以及位于该载盘定位区间内的至少一组件定位区：

至少一下模块，其设于该下模本体的顶面且位于所述组件定位区内向上凸伸，所述下模块包括一模块基部以及四延伸支撑部，该模块基部实质为一矩形块体，该模块基部的各周边与其侧邻的所述组件定位区的边界各具有一间距，该四个延伸支撑部分别形成于该模块基部的四个角隅处且朝外凸伸，该四个延伸支撑部的外周缘实质延伸至所述组件定位区的边界；以及

至少一气流通道，其设于该下模本体中且延伸至所述下模块的顶面而形成一抽气孔；

该上模包括一上模板，该上模板中形成至少一通孔，所述通孔的数量及位置相对应于该下模的组件定位区；

所述活动压块能上下运动地设置于该上模的通孔中，且每一所述活动压块的位置对应其下方的一所述下模块，所述活动压块底面与相应的下模块的顶面平行且能上下相对位移。

借由前述压合治具的创作，其主要是利用下模的下模本体顶部设置分别对应活动压块的下模块，每一下模块于其实质呈矩形的模块基部四角隅分别形成延伸支撑部，四个延伸支撑部的外周缘延伸至对应待压对象的组件定位区的边界，借此，使每一下模块能对其承载的待压合对象的边角部位提供较佳的支撑性能，让待压合对象周边各角隅处能于压合治具中接受足够的压合力量而达到较佳的热压合效果，以避免压合后对象边角因压合力量不足而发生翘曲的问题。

本实用新型压合治具中，还可进一步包括一中模，该中模能上下运动地设置于上模与下模之间，该中模于其中模板中形成至少一对位孔，每一所述对位孔相对应于该下模的组件定位区，且能与上模位置对应的通孔相连通，对位孔的底缘形成由内朝外侧向倾斜的导斜面，借以使被顶升的待压合对象对位置入于中模板的对位孔内，接受上方的活动压块施加的下压力量，确保待压合对象在压合过程中，待压合对象中的部件能确实对正压合而不致发生部件偏斜的问题。

附图说明

图1是本实用新型压合治具的一较佳实施例与具有待压合半导体组件的组件承载盘之的体分解示意图。

图2是图1所示压合治具较佳实施例中的下模俯视平面示意图。

图3是图1所示压合治具增设活动中模的另一较佳实施例与具有待压合半导体组件的组件承载盘的立体分解示意图。

图4是图3所示压合治具较佳实施例应用于压合装置中的平面示意图。

图5是图3所示压合治具较佳实施例应用于压合装置中对组件承载盘上的待压合半导体组件执行热压合作业的使用状态参考图(一)。

图6是图5的局部剖面示意图。

图7是图6的放大图。

图8是图3所示压合治具较佳实施例应用于压合装置中对组件承载盘上的待压合半导体组件执行热压合作业的使用状态参考图(二)。

图9是图3所示压合治具较佳实施例应用于压合装置中对组件承载盘上的待压合半导体组件执行热压合作业的使用状态参考图(三)。

图10是图3所示压合治具较佳实施例应用于压合装置中对组件承载盘上的待压合半导体组件执行热压合作业的使用状态参考图(四)。

具体实施方式

以下配合图式及本实用新型的较佳实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。

如图1所示，其揭示本实用新型压合治具的一较佳实施例，由图式中可见，该压合治具30配合一组件承载盘10及其上承载的至少一待压合的半导体组件20而设定的。其中，所述组件承载盘10界定有至少一组件置放区11，所述组件承载盘10于每一组件置放区11放置一半导体组件20，所述组件承载盘10于每一组件置放区11中形成一组件孔111、分布于该组件孔111四侧边的承载边112，以及位于组件孔111四个角隅处且与组件孔111相连通的贯穿孔113，所述组件承载盘10周边还具有多个对位贯孔115，所述组件借由承载边112承载半导体组件20，并借由每一组件置放区11周边的多个定位针114对待压合的半导体组件20作初步定位。

如图1所示，该压合治具30包括一下模40、一上模50以及至少一活动压块60。

如图1及图2所示，该下模40包括一下模本体41、至少一下模块42以及至少一气流通道，该下模本体41界定有一载盘定位区间400以及位于该载盘定位区间400内的至少一组件定位区401，所述组件定位区401的数量是依据该组件承载盘10所承载的半导体组件的数量而设定，且所述组件定位区401是对应于半导体组件的外形及尺寸，所述下模块42设于该下模本体41的顶面且位于所述组件定位区401内向上凸伸，所述气流通道设于下模本体41中且延伸至所述下模块42的顶面而形成一抽气孔43。

如图1及图2所示，前述中，每一所述下模块42是能通过组件承载盘10中默认的一组件孔111，用以承载一半导体组件20，所述下模块42包括一模块基部421以及四延伸支撑部422，该模块基部421实质为一矩形块体，该模块基部421的各周边与其侧邻的所述组件定位区的边界各具有一间距，亦即该模块基部421的顶面的面积略小于半导体组件底部的底面积，该四个延伸支撑部422分别形成于该模块基部421的四个角隅处且朝外凸伸，且该四个延伸支撑部422的外周缘实质延伸至所述组件定位区401的边界，所述下模块42能通过所述组件承载盘10的组件孔111及其四角隅处相连通的贯穿孔113。

如图1及图2所示，前述中，所述下模本体41的顶面的相对两侧于该载盘定位区间400的边界外缘处各形成向上凸伸的至少一载盘限位挡部411，该下模本体41的顶面于该载盘定位区间400内相对于所述组件定位区401外围处分布设置多个对位穿设柱412，该下模本体41的顶部于载盘定位区间400内设置多个伸缩支撑组件413。

如图1所示，前述中，所述伸缩支撑组件413可选用已知具有伸缩功能的组件。于本较佳实施例中，所述伸缩支撑组件413包含一支撑柱以及一位于该支撑柱下端的弹簧，所述支撑柱借由弹簧供给的弹力，使所述支撑柱能伸出下模本体41的顶面用以支撑组件承载盘10，且所述支撑柱能受向下的压力而缩入下模本体的顶面。

如图1所示，该上模50设置于该下模40的上方，该上模50包括一上模板51，该上模板51中形成至少一通孔511，所述通孔511的数量及位置相对应于该下模40的组件定位区401。

如图1所示，所述活动压块60是能上下直线运动地设置于所述通孔511中，且每一所述活动压块60的位置对应其下方的一所述下模块42，所述活动压块60底面与相应的下模块42的顶面平行且能上下相对位移。

关于前述压合治具30较佳实施例应用于压合装置中执行半导体组件的热压合作业情形，该压合治具是以上模装设于该压合装置的压力供给机构的基座底部，压力供给机构中的每一压力单元分别连接位于该上模中相应位置的活动压块，该下模位于上模的下方且连接该压合装置的升降驱动机构(图未示)，前述压合装置的压力供给机构与升降驱动机构等可以选用已知的机构，且非属本实用新型创作的部分，于此不再赘述。

当压合治具的上模与下模上下分离的起始状态下，上模与下模之间具有一预定大小的空间，提供承载至少一待压合半导体组件的组件承载盘移置于下模的顶部定位，所述组件承载盘于每一组件置放区放置一半导体组件，所述半导体组件包含一具有芯片的基板、一导热胶以及一散热片，所述导热胶预先涂布于该基板顶面周缘，散热片借由导热胶黏着于该基板顶面，且所述导热胶未经压合之前呈未固化的状态。其次，借由升降驱动机构推顶下模的升降运动，结合受压力的活动压块，于加热的环境中，执行半导体组件的散热片与基板间的热压合作业，并借由活动压块与下模的下模块相对夹挤力量，使半导体组件的散热片与基板热压固接一体。

如图3所示的另一较佳实施例，该压合治具30还可进一步包括一中模70，该中模70能上下运动地设置于上模50与下模40之间。该中模70包括一中模板71，该中模板71中形成至少一对位孔711，所述对位孔711的数量及位置是相对应于该下模40的组件定位区401，且能与上模50位置对应的通孔511相连通，所述对位孔711的底缘形成由内朝外侧向倾斜的导斜面712。该中模板71还可分布设置多个伸缩压抵组件72，多个所述伸缩压抵组件72能凸伸中模板71的底面以及缩入中模板71内。

所述伸缩压抵组件72可选用已知具有伸缩功能的组件。于本较佳实施例中，所述伸缩压抵组件72包含一压抵柱以及一位于该压抵柱上端的弹簧，所述压抵柱借由弹簧供给的弹力，使所述压抵柱能伸出中模板71的底面，用以压抵组件承载盘10，且所述压抵柱能受向上推力而缩入中模板71的底面。

如图3至图6所示，有关前述具有中模70的压合治具30另一较佳实施例应用于压合装置中执行半导体组件的热压合作业情形，该压合治具30是以上模50装设于该压合装置的压力供给机构80的基座81底部，压力供给机构80中的每一压力单元82分别连接位于该上模50中相应位置的活动压块60，该中模70能装设于基座81底部且位于上模50下方，中模与其上方的上模之间具有一间距，中模70能相对于上模50有限距离上下运动，且中模70连接基座81中的升降驱动组件83，该下模40位于中模70的下方且连接该压合装置的升降驱动机构(图未示)，前述压合装置的压力供给机构80与升降驱动机构等可以选用已知的机构，且非属本实用新型创作的部分，于此不再赘述。

如图5至图7所示，于启始状态下，该下模40位于设于压力供给机构80的基座81中的上模50与中模70的正下方，下模40与中模70之间上下间隔相对具有一预定的空间。当承载有半导体组件的组件承载盘10经由该空间被移置于下模40的顶部时，组件承载盘10借由下模40的下模本体41顶部相对两侧的载盘限位挡部411限位，以及由对位穿设柱412分别对位设于组件承载盘10的对位贯孔115而对位，同时，借由下模本体41顶部多个伸缩支撑组件413顶举支撑组件承载盘10，使组件承载盘10位于下模本体41顶面上方，组件承载盘10底面与下模本体41顶面之间具有间距而未接触，组件承载盘10上的组件孔111分别对应下模块42，组件承载盘10上的半导体组件20四角隅部位分别对应于下模块42相应位置的延伸支撑部422。

如图5至图8所示，由升降驱动机推顶下模40及其上置放有半导体组件20的组件承载盘10一同上升，当中模70的伸缩压抵组件72对应抵接组件承载盘10的对位贯孔115时，利用多个伸缩压抵组件72对组件承载盘10再次对位。

其次，下模40及其上置放有半导体组件20的组件承载盘10持续被推顶而朝中模70上升，当位于下模40上的组件承载盘10中的半导体组件20开始进入中模70的中模板71的组件对位孔711的过程中，组件承载盘10因被多个伸缩压抵组件72施以压抵作用，以及下模40持续被推顶上升，使组件承载盘10压抵位于下模本体41顶部的伸缩支撑组件413缩入下模本体41顶面，进而使组件承载盘10抵靠在下模本体41顶面。另一方面，下模40的下模块42通过组件承载盘10的组件孔111而推举半导体组件20进入中模板71的组件对位孔711，于半导体组件20上升进入中模70的组件对位孔711的过程中，利用中模板71的组件对位孔711底缘的导斜面712导正半导体组件20的位置，使半导体组件20的散热片22与基板21能够上下精确对位。

如图3、图8及图9所示，下模40及其上置放有半导体组件20的组件承载盘10一同持续上升，使半导体组件20完全进入中模70的组件对位孔711中，组件承载盘10被夹持于中模70的中模板71与下模40的下模本体41之间，下模块42也伸入中模70的组件对位孔711中，另借由外部抽气设备通过下模40的下模块42中的抽气孔43对半导体组件20中位置在下的基板21施以吸附作用，使基板21平置地被固定于下模块42的顶面上，且基板21四角隅部位分别抵靠在下模块42相应位置的延伸支撑部422上，

如图8至图9所示，下模40及其上置放有半导体组件20的组件承载盘10持续被推顶上升预定高度，设于基座81中的升降驱动组件83带动中模70伴随着下模40一同上升，以及经由下模块42对半导体组件20施以向上的推顶力量，使压力供给机构80中的压力单元82脱离基座81的支撑而通过活动压块60对半导体组件20施以下压力，使半导体组件20受到上下夹击的作用力，进而压缩半导体组件的散热片22与基板21之间的间隙，以及挤压位于散热片22与基板21之间的导热胶扩散，其中，借由中模70的对位孔711的导引作用，使半导体组件能在受热环境中均匀地被压合，直至导热胶于压合作用中逐渐固化而将散热片22稳固黏着在基板21上定型。

如图3、图9及图10所示，半导体组件20完成热压合至定型后，借由升降驱动机构带动下模40下降复位，设于基座81中的升降驱动组件83带动中模70伴随着下模40一同下降复位，当位于下模40上的组件承载盘10脱离中模70的伸缩压抵组件72后，下模40的伸缩支撑组件413即推顶组件承载盘10上升，直至完成压合后定型的半导体组件20重为组件承载盘10承载，同时停止通过下模块42对半导体组件20的基板21的抽气吸附作用，使半导体组件20完全由组件承载盘10承载并脱离下模40的下模块42，并在下模40下降复位后，将承载完成压合后半导体组件20的组件承载盘10移离下模40，即完成半导体组件的压合作业。

以上所述仅是本实用新型的优选实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种压合治具，其特征在于，包括一下模、设于该下模上方的一上模，以及设于该上模中能上下运动的至少一活动压块，该下模能相对于该上模上下运动，其中：

该下模包括：

一下模本体，其界定有一载盘定位区间以及位于该载盘定位区间内的至少一组件定位区：

至少一下模块，其设于该下模本体的顶面且位于所述组件定位区内向上凸伸，所述下模块包括一模块基部以及四延伸支撑部，该模块基部实质为一矩形块体，该模块基部的各周边与其侧邻的所述组件定位区的边界各具有一间距，该四个延伸支撑部分别形成于该模块基部的四个角隅处且朝外凸伸，该四个延伸支撑部的外周缘实质延伸至所述组件定位区的边界；以及

至少一气流通道，其设于该下模本体中且延伸至所述下模块的顶面而形成一抽气孔；该上模包括一上模板，该上模板中形成至少一通孔，所述通孔的数量及位置相对应于该下模的组件定位区；所述活动压块能上下运动地设置于该上模的通孔中，且每一所述活动压块的位置对应其下方的一所述下模块，所述活动压块底面与相应的下模块的顶面平行且能上下相对位移。

2.如权利要求1所述的压合治具，其特征在于，所述下模本体的顶面的相对两侧于该载盘定位区间的边界外缘处各形成向上凸伸的至少一载盘限位挡部，该下模本体的顶面于该载盘定位区间内且相对于所述组件定位区外围处分布设置多个对位穿设柱，该下模本体的顶部于载盘定位区间内设置多个伸缩支撑组件。

3.如权利要求1或2所述的压合治具，其特征在于，该压合治具还包括一中模，该中模能上下运动地设置于该上模与该下模之间，该中模包括一中模板，该中模板中形成至少一对位孔，所述对位孔的数量及位置是相对应于该下模的组件定位区，且能与该上模位置对应的通孔相连通，所述对位孔的底缘形成由内朝外侧向倾斜的导斜面。

4.如权利要求3所述的压合治具，其特征在于，该中模板分布设置多个伸缩压抵组件，所述伸缩压抵组件能凸伸该中模板的底面以及缩入该中模板内。

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