CN221669122U - 一种连接器与插针封装系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体器件封装技术领域，具体涉及一种连接器与插针封装系统，包括：石墨底座设有第一圆孔，外侧设有定位槽；石墨底座外穿入连接器，第一圆孔内穿入插针；在连接器上设有安装插针的第二圆孔；插针与第二圆孔的间隙中填充玻璃坯体；定位槽与连接器内的定位结构配合，以重合第一圆孔与第二圆孔的轴线；石墨筒套设于石墨底座外部；等离子火花烧结炉的第一电极和第二电极分别与石墨筒顶部、石墨底座底部连接；等离子火花烧结炉内放置石墨底座和石墨筒，并通电加热熔融所述玻璃坯体，以封装连接所述连接器和插针；本申请利用定位槽与定位结构配合，快速准确定位连接器；且借助等离子火花烧结炉的快速升温能力，极大提升封装速度。

Description

一种连接器与插针封装系统

技术领域

本实用新型涉及半导体器件封装技术领域，具体涉及一种连接器与插针封装系统。

背景技术

对于连接器与插针的封装，一般采用玻璃封装的方式。封装后的连接器与插针可用于电器信号传输，广泛应用于航空航天、智能船舶、轨道列车、汽车工业和核电能源等行业领域。

对于耐高温差分式的连接器与插针的封装，通常采用耐高温玻璃封装，一般在气氛炉或管式炉中进行。但是，以上封装方式具有封装速度较慢的问题。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服对于耐高温差分式的连接器与插针的封装具有封装速度较慢的缺陷。

为了克服上述缺陷，本实用新型提供一种连接器与插针封装系统，包括：

石墨底座，设有两个第一圆孔，且在所述石墨底座的外侧壁竖直设有定位槽；在所述石墨底座的外周适于穿入连接器，在第一圆孔内适于穿入插针；在所述连接器上设有适于安装插针的两个第二圆孔；在所述插针与第二圆孔之间形成的间隙中填充有玻璃坯体；所述定位槽与所述连接器的内壁设有的定位结构相配合，以将两个第一圆孔分别与两个第二圆孔的轴线重合；

石墨筒，套设于所述石墨底座的外部；

等离子火花烧结炉，所述等离子火花烧结炉设有的第一电极与石墨筒的顶部连接，所述等离子火花烧结炉设有的第二电极与石墨底座的底部连接；所述等离子火花烧结炉适于放置石墨底座和石墨筒，并通电加热熔融所述玻璃坯体，以封装连接所述连接器和插针。

可选地，在所述石墨筒上设有测温孔，所述测温孔适于穿入热电偶，以实时获得石墨筒内的温度。

可选地，所述第一电极与石墨筒的顶部通过石墨垫片连接；所述第二电极与石墨底座的底部通过石墨垫片连接。

可选地，在所述第一电极与第二电极之间施加有恒定压力。

可选地，所述恒定压力不低于2KN。

可选地，还包括：

石墨支撑件，在所述石墨支撑件上设有多个第三圆孔，每个所述第三圆孔均适于容纳所述石墨底座；且所述石墨支撑件与多个石墨底座均间隔套设于石墨筒内。

可选地，所述等离子火花烧结炉内为抽真空后充入氮气的氮气气氛状态。

可选地，所述等离子火花烧结炉的升温速率不低于100℃/分钟。

可选地，还包括：

冷却结构，适于对在等离子火花烧结炉内封装连接后的所述连接器和插针进行冷却。

可选地，所述玻璃坯体为空心玻璃柱。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1.本实用新型提供的连接器与插针封装系统，包括：石墨底座，设有两个第一圆孔，且在所述石墨底座的外侧壁竖直设有定位槽；在所述石墨底座的外周适于穿入连接器，在第一圆孔内适于穿入插针；在所述连接器上设有适于安装插针的两个第二圆孔；在所述插针与第二圆孔之间形成的间隙中填充有玻璃坯体；所述定位槽与所述连接器的内壁设有的定位结构相配合，以将两个第一圆孔分别与两个第二圆孔的轴线重合；石墨筒，套设于所述石墨底座的外部；等离子火花烧结炉，所述等离子火花烧结炉设有的第一电极与石墨筒的顶部连接，所述等离子火花烧结炉设有的第二电极与石墨底座的底部连接；所述等离子火花烧结炉适于放置石墨底座和石墨筒，并通电加热熔融所述玻璃坯体，以封装连接所述连接器和插针；本申请采用上述技术方案，通过设计专用的石墨底座，利用定位槽与定位结构相配合，快速实现连接器的准确定位；且借助等离子火花烧结炉的快速升温能力，极大地提升单次封装的速度。

2.本实用新型在所述石墨筒上设有测温孔，所述测温孔适于穿入热电偶，以实时获得石墨筒内的温度；本申请采用上述技术方案，方便实时获得石墨筒内的温度值。

3.本实用新型所述第一电极与石墨筒的顶部通过石墨垫片连接；所述第二电极与石墨底座的底部通过石墨垫片连接；本申请采用上述技术方案，增大连接处的接触面积，确保导电效果。

4.本实用新型在所述第一电极与第二电极之间施加有恒定压力；本申请采用上述技术方案，实现紧密接触，以确保导电效果。

5.本实用新型所述恒定压力不低于2KN；本申请采用上述技术方案，确保足够的紧密接触，获得良好的导电效果。

6.本实用新型提供的连接器与插针封装系统，还包括：石墨支撑件，在所述石墨支撑件上设有多个第三圆孔，每个所述第三圆孔均适于容纳所述石墨底座；且所述石墨支撑件与多个石墨底座均间隔套设于石墨筒内；本申请采用上述技术方案，同时封装多个连接器和插针，显著提升封装效率。

7.本实用新型所述等离子火花烧结炉内为抽真空后充入氮气的氮气气氛状态；本申请采用上述技术方案，确保等离子火花烧结炉内具有良好的烧结熔融环境。

8.本实用新型所述等离子火花烧结炉的升温速率不低于100℃/分钟；本申请采用上述技术方案，在保证封装质量的前提下，提高封装速度。

9.本实用新型提供的连接器与插针封装系统，还包括：冷却结构，适于对在等离子火花烧结炉内封装连接后的所述连接器和插针进行冷却；本申请采用上述技术方案，实现快速冷却，提高封装速度。

10.本实用新型所述玻璃坯体为空心玻璃柱；本申请采用上述技术方案，封装质量更可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施方式中提供的连接器与插针封装系统在封装单个连接器与插针时的局部立体分解结构示意图；

图2为本实用新型实施方式中提供的连接器与插针封装后的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施方式中提供的连接器的立体结构示意图一；

图4为本实用新型实施方式中提供的连接器的立体结构示意图二；

图5为本实用新型实施方式中提供的石墨底座的立体结构示意图；

图6为本实用新型实施方式中提供的连接器与插针封装系统在同时封装三个连接器与插针时的局部立体分解结构示意图；

图7为本实用新型实施方式中提供的连接器与插针封装系统在同时封装六个连接器与插针时的局部立体分解结构示意图。

附图标记说明：

1、连接器；2、插针；3、玻璃坯体；4、石墨底座；5、石墨筒；6、石墨支撑件；7、第一圆孔；8、第二圆孔；9、定位结构；10、定位槽；11、测温孔；12、第三圆孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1至图7所示的连接器与插针封装系统的具体实施方式，所述连接器与插针封装系统尤其针对实验用连接器与插针封装系统，显著加快封装速度。所述连接器与插针封装系统包括：等离子火花烧结炉、位于等离子火花烧结炉内的石墨底座4和石墨筒5，以及冷却结构和石墨支撑件6。

如图1至图5所示，所述石墨底座4设有两个第一圆孔7，且在所述石墨底座4的外侧壁竖直设有定位槽10；在所述石墨底座4的外周适于穿入连接器1，具体的，所述连接器1为标准连接器，其可以是耐高温差分式连接器。在第一圆孔7内适于穿入插针2；在所述连接器1上设有适于安装插针2的两个第二圆孔8；在所述插针2与第二圆孔8之间形成的间隙中填充有玻璃坯体3；具体的，所述玻璃坯体3为空心玻璃柱。所述玻璃坯体3可以为耐高温的玻璃粉体经轴向压制成与所述间隙的尺寸匹配的坯体，再进行预烧结获得。或者，所述玻璃坯体3为将耐高温的玻璃粉体直接烧制成玻璃片，然后使用雕刻设备雕刻玻璃片至与所述间隙的尺寸匹配的坯体。所述定位槽10与所述连接器1的内壁设有的定位结构9相配合，以将两个第一圆孔7分别与两个第二圆孔8的轴线重合。所述定位结构9可以采用定位键的形式。所述石墨筒5套设于所述石墨底座4的外部，石墨筒5可以为圆筒；石墨底座4可以分为上下两部分，上部用于穿入连接器1，下部用于支撑。所述等离子火花烧结炉设有的第一电极与石墨筒5的顶部连接，所述等离子火花烧结炉设有的第二电极与石墨底座4的底部连接；具体的，所述第一电极与石墨筒5的顶部通过石墨垫片连接；所述第二电极与石墨底座4的底部通过石墨垫片连接。其中，石墨垫片、第一电极和第二电极均可以为等离子火花烧结炉的配件。在所述第一电极与第二电极之间施加有恒定压力，所述恒定压力不低于2KN。所述等离子火花烧结炉适于放置石墨底座4和石墨筒5，并通电加热熔融所述玻璃坯体3，以封装连接所述连接器1和插针2。所述等离子火花烧结炉内为抽真空后充入氮气的氮气气氛状态。现有的箱式气氛炉升温降温速度缓慢，一个封装周期需要10小时以上。本申请所述等离子火花烧结炉的升温速率不低于100℃/分钟。所述冷却结构适于对在等离子火花烧结炉内封装连接后的所述连接器1和插针2进行冷却，所述冷却结构可以采用水冷的形式。利用本申请所述连接器与插针封装系统，2小时即可完成一次封装，极大提升单次封装的速度。

如图6和图7所示，当所述连接器与插针封装系统同时封装多个连接器与插针时，所述连接器与插针封装系统还包括：石墨支撑件6。在所述石墨支撑件6上设有多个第三圆孔12，每个所述第三圆孔12均适于容纳所述石墨底座4；且所述石墨支撑件6与多个石墨底座4均间隔套设于石墨筒5内。石墨筒5的尺寸自然进行相应的增大。其中，图6为同时封装三个连接器与插针的情况；图7为同时封装六个连接器与插针的情况。在所述石墨筒5上设有测温孔11，所述测温孔11适于穿入热电偶，以实时获得石墨筒5内的温度。

本申请所述连接器与插针封装系统的使用过程简述如下：

S1、将制作好的玻璃坯体3、连接器1和插针2在石墨底座4上组装。具体可以是：首先将连接器1安放在石墨底座4上时，连接器1内部的定位结构9正好嵌入定位槽10中，定位槽10起到定位作用。然后，再将插针2穿入石墨底座4的第一圆孔7内，玻璃坯体3填充装入插针2与第二圆孔8之间的间隙中，形成组装体。石墨底座4是根据连接器1的尺寸专门设计的模具。

S2、将上述组装体装入等离子火花烧结炉中的石墨筒5中，组装体的上下两端通过石墨垫片分别与等离子火花烧结炉的第一电极和第二电极紧密接触连接，以确保导电效果；在第一电极和第二电极之间施加2KN的恒定压力；使用热电偶探测石墨筒5内的温度。关闭等离子火花烧结炉的炉腔后，抽真空，充入氮气，再重复一次抽真空，再充入氮气。

S3、在氮气气氛下，以100℃/分钟的升温速率进行加热；达到封装温度后保温20－30分钟，玻璃坯体3熔化，熔化的玻璃坯体3将插针2与连接器1紧密连接在一起。在封装熔化烧结的过程中，电流从位于下方的第一电极流向与第一电极接触的石墨垫片，再流向石墨底座4，接着从石墨底座4流向石墨筒5，然后再流向与第二电极接触的石墨垫片，最后流向位于上方的第二电极。由于在整个电流回路中，石墨部分的电阻率最大，在石墨部分产生大量的热。当等离子火花烧结炉的升温速率为200℃/分钟时，只需几分钟就可以升温到封装温度。

S4、可以采用自然降温冷却到室温，即可完成封装。当然，也可以采用水冷的方式降温，在1小时内，温度可以降低到100℃以下。因此，整个封装的过程不超过2小时。

连接器1和插针2封装完成后，测试结果如下；连接器1的漏率小于10^－6Pa·m³/s；在常温下，插针2之间的电阻大于1TΩ，在500℃时，插针2之间的电阻大于5MΩ，完全达到耐高温连接器件的使用要求。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种连接器与插针封装系统，其特征在于，包括：

石墨底座(4)，设有两个第一圆孔(7)，且在所述石墨底座(4)的外侧壁竖直设有定位槽(10)；在所述石墨底座(4)的外周适于穿入连接器(1)，在第一圆孔(7)内适于穿入插针(2)；在所述连接器(1)上设有适于安装插针(2)的两个第二圆孔(8)；在所述插针(2)与第二圆孔(8)之间形成的间隙中填充有玻璃坯体(3)；所述定位槽(10)与所述连接器(1)的内壁设有的定位结构(9)相配合，以将两个第一圆孔(7)分别与两个第二圆孔(8)的轴线重合；

石墨筒(5)，套设于所述石墨底座(4)的外部；

等离子火花烧结炉，所述等离子火花烧结炉设有的第一电极与石墨筒(5)的顶部连接，所述等离子火花烧结炉设有的第二电极与石墨底座(4)的底部连接；所述等离子火花烧结炉适于放置石墨底座(4)和石墨筒(5)，并通电加热熔融所述玻璃坯体(3)，以封装连接所述连接器(1)和插针(2)。

2.根据权利要求1所述的连接器与插针封装系统，其特征在于，在所述石墨筒(5)上设有测温孔(11)，所述测温孔(11)适于穿入热电偶，以实时获得石墨筒(5)内的温度。

3.根据权利要求1所述的连接器与插针封装系统，其特征在于，所述第一电极与石墨筒(5)的顶部通过石墨垫片连接；所述第二电极与石墨底座(4)的底部通过石墨垫片连接。

4.根据权利要求1－3任一项所述的连接器与插针封装系统，其特征在于，在所述第一电极与第二电极之间施加有恒定压力。

5.根据权利要求4所述的连接器与插针封装系统，其特征在于，所述恒定压力不低于2KN。

6.根据权利要求1－3任一项所述的连接器与插针封装系统，其特征在于，还包括：

石墨支撑件(6)，在所述石墨支撑件(6)上设有多个第三圆孔(12)，每个所述第三圆孔(12)均适于容纳所述石墨底座(4)；且所述石墨支撑件(6)与多个石墨底座(4)均套设于石墨筒(5)内。

7.根据权利要求1－3任一项所述的连接器与插针封装系统，其特征在于，所述等离子火花烧结炉内为抽真空后充入氮气的氮气气氛状态。

8.根据权利要求1－3任一项所述的连接器与插针封装系统，其特征在于，所述等离子火花烧结炉的升温速率不低于100℃/分钟。

9.根据权利要求1－3任一项所述的连接器与插针封装系统，其特征在于，还包括：

冷却结构，适于对在等离子火花烧结炉内封装连接后的所述连接器(1)和插针(2)进行冷却。

10.根据权利要求1－3任一项所述的连接器与插针封装系统，其特征在于，所述玻璃坯体(3)为空心玻璃柱。