CN217062044U - 热压头及热压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种热压头及热压装置，其中热压头包括：连接板、调平板、隔热板、加热组件、压板和调平组件；所述调平板位于所述连接板的下方，所述调平板通过所述调平组件与连接板连接，所述隔热板位于所述调平板的下方，所述隔热板与所述调平板连接，所述加热组件位于所述隔热板的下方，所述加热组件与所述隔热板连接，所述压板位于所述加热组件的下方，所述压板与所述加热组件连接；所述调平组件用于调整调平板相对水平面的角度；所述加热组件用于对压板进行加热。本实用新型能够提高散热盖贴装至基板上的成品率。

Description

热压头及热压装置

技术领域

本实用新型涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种热压头及热压装置。

背景技术

在现有的半导体封装制程中，芯片的压盖工作大都是先通过贴盖设备把多个散热盖贴装到基板上，然后人工在散热盖上增加质量块，再一起放入烤箱或者回流炉中进行胶水固化。这种人工完成热压固定的方式不仅效率低，成本高，而且由于质量块压合多个芯片时无法保证垂直，导致压力不均匀，经常出现贴装后胶厚和精度不合格、溢胶等现象，造成产品的成品率很低。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供的热压头及热压装置，通过设置调平组件，能够使热压头在对散热盖进行热压时，保证散热盖受力均匀，从而提高了散热盖贴装至基板上的成品率。

第一方面，本实用新型提供一种热压头，包括：连接板、调平板、隔热板、加热组件、压板和调平组件；

所述调平板位于所述连接板的下方，所述调平板通过所述调平组件与连接板连接，所述隔热板位于所述调平板的下方，所述隔热板与所述调平板连接，所述加热组件位于所述隔热板的下方，所述加热组件与所述隔热板连接，所述压板位于所述加热组件的下方，所述压板与所述加热组件连接；

所述调平组件用于调整调平板相对水平面的角度；

所述加热组件用于对压板进行加热。

可选地，所述加热组件包括：导热板和加热片；

所述加热片位于所述导热板内，所述加热片用于对导热板进行加热，所述导热板用于将热量传导至所述压板。

可选地，所述导热板的上表面开设有储放槽；

所述加热片位于所述储放槽内，所述储放槽内还设置有压紧组件；

所述压紧组件用于下压所述加热片，以使加热片的下表面与导热板相抵触。

可选地，所述压紧组件包括：隔热片和弹性件；

所述弹性件位于所述隔热片的上方，所述弹性件的一端与隔热片相抵触，弹性件的另一端与隔热板相抵触；

所述弹性件用于向下抵压隔热片；

所述储放槽的一端贯穿所述导热板的一侧壁。

可选地，所述调平组件包括：一个第一球形螺钉和多个连接螺钉；

连接螺钉用于将连接板和调平板进行连接，并调整连接板相对水平面的角度；

所述第一球形螺钉包括：第一球形端和第一连接端；

所述第一球形螺钉位于所述调平板的上方，所述第一球形螺钉通过第一球形端与调平板相抵触，所述第一球形螺钉通过第一连接端与连接板固定连接。

第二方面，本实用新型提供一种热压装置，包括：驱动组件和多个如上任一项所述的热压头；

所述驱动组件与多个热压头连接，所述驱动组件用于带动多个热压头上下移动。

可选地，所述热压装置还包括：滑座、固定组件和支撑板；

所述滑座与所述驱动组件连接，所述支撑板与多个热压头连接，所述滑座通过所述固定组件与所述支撑板连接；

所述驱动组件用于带动滑座上下移动。

可选地，所述固定组件包括：至少三个固定螺钉和至少三个固定碟簧；

至少三个固定螺钉均与滑座和支撑板连接，至少三个固定螺钉呈三角形分布；

至少三个固定螺钉均用于调整支撑板相对水平面的角度。

可选地，所述热压装置还包括：柔性铰链、第二球形螺钉、至少两个压电陶瓷柱和至少两个固定座；

柔性铰链与至少两个压电陶瓷柱呈三角形分布；

所述第二球形螺钉包括：第二球形端和第二连接端；

固定座与滑座固定连接，压电陶瓷柱的一端与相应的固定座连接，压电陶瓷柱的另一端与支撑板连接，滑座的表面开设有贯穿孔，所述柔性铰链固定设置在贯穿孔的上方，第二球形螺钉通过贯穿孔贯穿所述滑座，所述第二球形螺钉通过第二球形端与支撑板连接，所述第二球形螺钉通过第二连接端与柔性铰链固定连接；或，固定座与支撑板固定连接，压电陶瓷柱的一端与相应的固定座连接，压电陶瓷柱的另一端与滑座连接，支撑板的表面开设有贯穿孔，所述柔性铰链固定设置在贯穿孔的下方，第二球形螺钉通过贯穿孔贯穿所述支撑板，所述第二球形螺钉通过第二球形端与滑座连接，所述第二球形螺钉通过第二连接端与柔性铰链固定连接。

可选地，所述热压装置还包括：多个驱动件；

多个驱动件与支撑板固定连接，每个驱动件与至少一个热压头固定连接；

所述驱动件用于驱动相应的热压头上下移动。

本实用新型实施例提供的热压头及热压装置，通过设置调平组件，能够通过调节调平板相对水平面的角度，使压板能够均匀对其下方的散热盖施加压力，从而提高了散热盖贴装至基板上的成品率；通过在调平板和加热组件之间设置隔热板，能够防止调平组件受热膨胀，影响调平的精度，从而进一步提高了散热盖贴装至基板上的成品率。

附图说明

图1为本申请一实施例的热压头的结构图；

图2、图3和图5均为本申请一实施例的热压头的剖视图；

图4为本申请一实施例的热压装置的结构图；

图6为本申请一实施例的热压头在支撑板上安装方位的状态图；

图7和图8均为本申请一实施例的热压装置的剖视图；

图9为图7中A处的局部放大图；

图10为图8中B处的局部放大图。

附图标记

1、热压头；21、连接板；211、第一沉头孔；212、第三沉头孔；22、调平板；23、隔热板；24、加热组件；241、导热板；2411、储放槽；242、加热片；25、压板；251、凸台；252、第二沉头孔；26、调平组件；261、第一球形螺钉；262、连接螺钉；263、隔热垫圈；27、压紧组件；271、隔热片；272、弹性件；28、热电偶传感器；31、驱动组件；311、伺服电机；312、丝杠组件；32、滑座；321、第四沉头孔；33、固定组件；331、固定碟簧；34、支撑板；341、贯穿孔；35、驱动件；4、精调组件；41、柔性铰链；42、第二球形螺钉；43、压电陶瓷柱；44、固定座；51、安装板；52、导轨；53、读数头；54、光栅尺；55、第一锥头螺钉；56、第二锥头螺钉；57、拖链。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本实用新型中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

第一方面，本实施例提供一种热压头1，参见图1和图2，该热压头1包括：连接板21、调平板22、隔热板23、加热组件24、压板25和调平组件26。

所述连接板21与调平板22间隙配合，所述调平板22位于所述连接板21的下方，所述调平板22通过所述调平组件26与连接板21连接，所述隔热板23位于所述调平板22的下方，所述隔热板23与所述调平板22连接，所述加热组件24位于所述隔热板23的下方，所述加热组件24与所述隔热板23连接，所述压板25位于所述加热组件24的下方，所述压板25与所述加热组件24连接；所述调平组件26用于调整调平板22相对水平面的角度；所述加热组件24用于对压板25进行加热。

在本实施例中，连接板21、调平板22、隔热板23和压板25均的水平截面的尺寸大小相同，且均为矩形；所述隔热板23的材料为聚铣亚胺或PEEK(聚醚醚酮)等复合耐热材料，导热块可为铜合金等导热金属材料，本实施例对此不作过多限定。

所述加热组件24包括：导热板241和加热片242。所述导热板241的上表面开设有储放槽2411。所述储放槽2411水平方向的一端贯穿所述导热板241的一侧壁，如此在导热板241的外表面形成与储放槽2411连通的导通开口。所述加热片242位于所述储放槽2411内，所述加热片242通过导通开口与外部的供热模块连接。所述加热片242用于对导热板241进行加热；所述导热板241用于将热量传导至所述压板25。

其中，供热模块可通过向加热片242提供电能使加热片242产生热量，也可通过更换加热片242内导热介质，如热水等，以使加热片242获得热量并对导热板241进行加热。在本实施例中，以加热片242通电对导热板241进行加热为例。

进一步的，所述储放槽2411内还设置有压紧组件27。所述压紧组件27用于下压所述加热片242，以使加热片242的下表面与导热板241相抵触。所述压紧组件27包括：隔热片271和弹性件272。所述弹性件272位于所述隔热片271的上方，所述弹性件272的底端与隔热片271相抵触，弹性件272的顶端与隔热板23相抵触。所述弹性件272用于向下抵压隔热片271，也即用于对隔热片271施加向下的压力。

在本实施例中，所述导热板241的侧壁固定设置有热电偶传感器28，用于监测导热板241的温度，热电偶传感器28通过导热硅胶与导热板241粘接；所述弹性件272为碟簧；所述隔热片271的材料为绝缘的陶瓷，但不限于此。

通过设置弹性件272能够使加热片242平稳的与导热板241相接触，从而保证加热片242对导热板241的加热效率。通过设置隔热片271则能够避免热量对弹性件272的影响，从而能够提高弹性件272的使用寿命，同时还能够对加热片242起到绝缘的作用，避免加热片242发生短路。

结合图3，所述调平组件26包括：一个第一球形螺钉261和多个连接螺钉262。连接螺钉262用于将连接板21和调平板22进行连接，并调整连接板21相对水平面的角度。所述第一球形螺钉261包括：第一球形端和第一连接端。所述第一球形螺钉261位于所述调平板22的上方，所述第一球形螺钉261通过第一球形端与调平板22相抵触，所述第一球形螺钉261通过第一连接端与连接板21固定连接。

在本实施例中，所述连接螺钉262的数量为四个。连接板21的四个边角处分别对称开设有一个第一沉头孔211。第一沉头孔211内设置有隔热垫圈263。每个连接螺钉262通过相应的第一沉头孔211自上而下依次贯穿连接板21、调平板22和隔热板23。第一球形螺钉261位于所述连接板21的几何中心。

连接螺钉262的头部与隔热垫圈263相接触，连接螺杆的杆部的底端与隔热板23螺纹连接。如此，通过连接螺钉262可将连接板21、调平板22和隔热板23固定在一起；通过设置隔热垫圈263能够防止导热板241通过连接螺钉262进行导热，从而影响对平板的加热效果。

所述压板25的底面设置有凸台251，所述压板25通过凸台251对散热盖进行热压。所述压板25的底面开设第二沉头孔252。螺钉通过第二沉头孔252将压板25与导热板241固定连接。在本实施例中，所述凸台251与压板25一体成型固定连接。

该热压头1不但可以用于对散热盖进行热压，也可用于对其他待压件进行热压，本实用新型不做具体限定。该热压头1通过设置调平组件26，能够通过调节调平板22相对水平面的角度，使压板25能够均匀对其下方的散热盖施加压力，从而提高了散热盖贴装至基板上的成品率；通过在调平板22和加热组件24之间设置隔热板23，能够防止调平组件26受热膨胀，影响调平的精度，从而进一步提高了散热盖贴装至基板上的成品率。

第二方面，本实施例提供一种热压装置，参见图4和图5，该热压装置包括：驱动组件31和多个如上所述的热压头1。所述驱动组件31与多个热压头1连接，所述驱动组件31用于带动多个热压头1上下移动。该热压装置可通过驱动组件31同时驱动多个热压头1对多个散热盖进行热压。

在本实施例中，驱动组件31包括：伺服电机311和丝杠组件312。伺服电机311与丝杠组件312中竖直放置的丝杠固定连接。伺服电机311通过电动丝杠转动以带动多个热压头1上下移动。在本实施例中不对丝杠组件312做具体限定。

所述热压装置还包括：安装板51、导轨52、读数头53、光栅尺54、滑座32、固定组件33、支撑板34、拖链57、多个驱动件35和精调组件4。所述精调组件4用于调整支撑板34相对水平面的角度。所述拖链57与所述安装板51固定连接，所述拖链57用于带动安装板51移动；所述导轨52和读数头53均与安装板51固定连接，所述滑座32与所述导轨52沿竖直方向滑移连接，所述删光尺与所述滑座32的侧板固定连接，读数头53的一端朝向所述光栅尺54。

结合图4、图7和图9，在本实施例中，所述精调组件4包括：柔性铰链41、第二球形螺钉42、至少两个压电陶瓷柱43和至少两个固定座44。所述滑座32与所述丝杠连接；所述支撑板34与多个热压头1连接，所述滑座32通过所述固定组件33与所述支撑板34连接；所述驱动组件31用于通过滑座32带动支撑板34上下移动，从而带动多个热压头1上下移动；多个驱动件35位于支撑板34正下方，多个驱动件35与支撑板34固定连接，每个驱动件35与一个热压头1固定连接，所述驱动件35用于驱动相应的热压头1上下移动。

结合图5和图6，其中，多个热压头1以矩形阵列的方式排列在支撑板34下方。在本实施例中，热压头1和驱动件35的数量均为8个，且8个热压头1以2x4的矩形阵列的方式排列在支撑板34下方；驱动件35为气缸，气缸的外壳与支撑板34固定连接，气缸的活塞沿竖直方向移动，活塞伸出外壳的一端固定设置有推动座。所述连接板21的底面开设有第三沉头孔212，第三沉头孔212贯穿至连接板21的上表面。连接板21通过螺钉自下而上穿过第三沉头孔212与推动座固定连接。

通过设置驱动件35能够单独驱动相应的热压头1对散热件进行热压。具体的热压头1的组合方式和布置方位，可根据不同基板产品的需求进行选择，本实用新型不做具体限定。

结合图4、图9和图10，所述固定组件33包括：至少三个固定螺钉和至少三个固定碟簧331。在本实施例中，固定螺钉的数量为三个，固定碟簧331的数量为三个。三个固定螺钉均与滑座32和支撑板34连接，且三个固定螺钉呈三角形分布。三个固定螺钉均用于调整支撑板34相对水平面的角度。其中，固定螺钉自下而上将滑座32与支撑板34固定，也可自上而下将滑座32与支撑板34固定。本实施例以固定螺钉自上而下将滑座32与支撑板34固定连接。

具体的，滑座32的上表面开设有三个第四沉头孔321。固定碟簧331位于第四沉头孔321内，固定螺钉通过第四沉头孔321贯穿滑座32的底板，并与支撑板34螺纹连接，固定螺钉的头部与向下挤压固定碟簧331。通过设置固定碟簧331能够便于旋转固定螺钉使支撑板34和滑座32在固定碟簧331的作用下稳定的相对移动，从而调节支撑板34和滑座32之间相对的距离，并保持支撑板34与滑座32相对的稳定性。

进一步的，柔性铰链41与至少两个压电陶瓷柱43呈三角形分布。在本实施例中，压电陶瓷柱43的数量分别为两个，且两个电压陶瓷柱分别位于滑座32底部的左右两端，柔性铰链41位于两个电压陶瓷柱朝向驱动组件31的一侧。如此两个压电陶瓷柱43和柔性铰链41不在同一条直线上。

当热压装置装到设备上需要与工件台进行调平时，首先，通过伺服电机311驱动四个角上之一，且已经经过调平的热压头1向下运动直至压到工件台上的某一触点信号工装或者接近开关传感器，同时热压装置上的读数头53精确测量高度；然后，重复上述步骤依次执行其他三个角上的热压头1，从而得到四个高度数据；之后，热压装置中的控制系统通过算法得出支撑板34倾斜趋势后，提供相应信号给第一压电陶瓷和第二压电陶瓷，以使第一压电陶瓷柱43和第二压电陶瓷柱43伸长或者缩短相应距离，从而实现对支撑板34相对水平面的角度，而由于压电陶瓷柱43可实现纳米级精度，从而实现精确对支撑板34进行调平。

在一种可选的实施例中，可先将热压头1安装至支撑板34上，然后对热压头1和支撑板34进行调平。

所述第二球形螺钉42包括：第二球形端和第二连接端。滑座32的表面开设有贯穿孔341。其中，精调组件4在固定组件33的配合下可实现对支撑板34进行精准稳定的调整。精调组件4具体可安装在支撑板34的上方，对支撑板34的水平度进行调整，也可安装在支撑板34的下方，并穿过支撑板34，对支撑板34的水平度进行调整。

具体的，在精调组件4安装在支撑板34上方的情况下，固定座44与底板固定连接，压电陶瓷柱43的顶端与相应的固定座44连接，压电陶瓷柱43的底端贯穿底板与支撑板34连接；所述柔性铰链41固定设置在贯穿孔341的上方，并与底板固定连接，柔性铰链41的底端插入贯穿孔341内，第二球形螺钉42通过贯穿孔341贯穿所述滑座32，所述第二球形螺钉42通过第二球形端与支撑板34连接，所述第二球形螺钉42通过第二连接端与柔性铰链41螺纹连接。

在精调组件4安装在支撑板34下方的情况下，固定座44与支撑板34固定连接，压电陶瓷柱43的底端与相应的固定座44连接，压电陶瓷柱43的顶端贯穿支撑板34的与底板连接；所述柔性铰链41设置在贯穿孔341的下方，并与支撑板34固定连接，柔性铰链41的顶端插入贯穿孔341内，第二球形螺钉42通过贯穿孔341贯穿所述支撑板34，所述第二球形螺钉42通过第二球形端与滑座32连接，所述第二球形螺钉42通过第二连接端与柔性铰链41螺纹连接。

本实施例以精调组件4安装在支撑板34上方的情况为例。其中，支撑板34朝向贯穿孔341的位置连接有第一锥头螺钉55，第一锥头螺钉55的顶部与第二球形端相抵触，如此可通过第二球形端的曲面，实现支撑板34的水平度的精准调整。支撑板34朝向压电陶瓷柱43的位置固定设置有第二锥头螺钉56，压电陶瓷柱43与第二锥头螺钉56的头部抵触连接。通过设置柔性铰链41和第二球形螺钉42，不但便于支撑板34水平度的调整，同时还节省了电压陶瓷柱的数量，进一步降低了热压装置的制造成本。通过设置第一锥头螺钉55能够避免支撑板34发生损坏，从而延长支撑板34的使用寿命。

该热压装置结构简单，制造成本低，能够精准的对热压头1的水平度进行调整。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种热压头，其特征在于，包括：连接板、调平板、隔热板、加热组件、压板和调平组件；

所述调平板位于所述连接板的下方，所述调平板通过所述调平组件与连接板连接，所述隔热板位于所述调平板的下方，所述隔热板与所述调平板连接，所述加热组件位于所述隔热板的下方，所述加热组件与所述隔热板连接，所述压板位于所述加热组件的下方，所述压板与所述加热组件连接；

所述调平组件用于调整调平板相对水平面的角度；

所述加热组件用于对压板进行加热。

2.根据权利要求1所述的热压头，其特征在于，所述加热组件包括：导热板和加热片；

所述加热片位于所述导热板内，所述加热片用于对导热板进行加热，所述导热板用于将热量传导至所述压板。

3.根据权利要求2所述的热压头，其特征在于，所述导热板的上表面开设有储放槽；

所述加热片位于所述储放槽内，所述储放槽内还设置有压紧组件；

所述压紧组件用于下压所述加热片，以使加热片的下表面与导热板相抵触。

4.根据权利要求3所述的热压头，其特征在于，所述压紧组件包括：隔热片和弹性件；

所述弹性件位于所述隔热片的上方，所述弹性件的一端与隔热片相抵触，弹性件的另一端与隔热板相抵触；

所述弹性件用于向下抵压隔热片；

所述储放槽的一端贯穿所述导热板的一侧壁。

5.根据权利要求4所述的热压头，其特征在于，所述调平组件包括：一个第一球形螺钉和多个连接螺钉；

连接螺钉用于将连接板和调平板进行连接，并调整连接板相对水平面的角度；

所述第一球形螺钉包括：第一球形端和第一连接端；

所述第一球形螺钉位于所述调平板的上方，所述第一球形螺钉通过第一球形端与调平板相抵触，所述第一球形螺钉通过第一连接端与连接板固定连接。

6.一种热压装置，其特征在于，包括：驱动组件和多个如权利要求1至5任一项所述的热压头；

所述驱动组件与多个热压头连接，所述驱动组件用于带动多个热压头上下移动。

7.根据权利要求6所述的热压装置，其特征在于，所述热压装置还包括：滑座、固定组件和支撑板；

所述滑座与所述驱动组件连接，所述支撑板与多个热压头连接，所述滑座通过所述固定组件与所述支撑板连接；

所述驱动组件用于带动滑座上下移动。

8.根据权利要求7所述的热压装置，其特征在于，所述固定组件包括：至少三个固定螺钉和至少三个固定碟簧；

至少三个固定螺钉均与滑座和支撑板连接，至少三个固定螺钉呈三角形分布；

至少三个固定螺钉均用于调整支撑板相对水平面的角度。

9.根据权利要求7所述的热压装置，其特征在于，所述热压装置还包括：柔性铰链、第二球形螺钉、至少两个压电陶瓷柱和至少两个固定座；

柔性铰链与至少两个压电陶瓷柱呈三角形分布；

所述第二球形螺钉包括：第二球形端和第二连接端；

固定座与滑座固定连接，压电陶瓷柱的一端与相应的固定座连接，压电陶瓷柱的另一端与支撑板连接，滑座的表面开设有贯穿孔，所述柔性铰链固定设置在贯穿孔的上方，第二球形螺钉通过贯穿孔贯穿所述滑座，所述第二球形螺钉通过第二球形端与支撑板连接，所述第二球形螺钉通过第二连接端与柔性铰链固定连接；或，固定座与支撑板固定连接，压电陶瓷柱的一端与相应的固定座连接，压电陶瓷柱的另一端与滑座连接，支撑板的表面开设有贯穿孔，所述柔性铰链固定设置在贯穿孔的下方，第二球形螺钉通过贯穿孔贯穿所述支撑板，所述第二球形螺钉通过第二球形端与滑座连接，所述第二球形螺钉通过第二连接端与柔性铰链固定连接。

10.根据权利要求7所述的热压装置，其特征在于，所述热压装置还包括：多个驱动件；

多个驱动件与支撑板固定连接，每个驱动件与至少一个热压头固定连接；

所述驱动件用于驱动相应的热压头上下移动。

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