通用型加压装置及应用其的烧结设备的制作方法

本发明涉及加压装置，尤其涉及一种通用型加压装置及应用其的烧结设备。

背景技术：

1、在烧结、塑封、冲压、焊接等领域中，压力施加装置是不可缺少的重要设备。压力施加装置的作用是对工件施加压力，以实现材料成型、器件连接、密封测试、热处理等功能。

2、通常情况下，压力施加装置的压力值和施压面积固定，或者是仅能在很小的范围内变化，因此，无法适用于不同压力值和施压面积需求的多种应用场景。另外，目前多压头的压力施加装置中，多个压头一般为统一型号，不能实现不同型号压头的灵活布局。

3、例如，在半导体烧结领域中，烧结模具是一种通过对烧结界面施加一定的温度和压力从而把半导体器件连接在一起的模具，一般用于纳米银或者铜烧结。由于热压烧结后的产品连接界面的机械强度高，熔点高，导热和导电性好，备受半导体高端产品尤其是第三代半导体连接的青睐。烧结过程中压力的精度、均衡性和复现性是影响烧结质量最重要的因素。

4、而在实际生产中，从单芯片的烧结到功率模块的模组烧结，烧结面积在25mm2到7500mm2之间，烧结压强在8 mpa 到30mpa 之间，烧结面积和烧结压力（面积*压强）的跨度都很大。常用的烧结模具主要有量产型烧结模具和通用型烧结模具，量产烧结模具是根据特定型号的产品定制的烧结模具，虽然生产效率高，但是使用灵活性差，一旦产品结构做了微小调整，都有可能导致模具无法使用。通用型烧结模具一般有一个或者几个烧结压头，但是只能针对一个或者很少几个产品进行烧结，不能实现不同产品的批量生产。另外，当压头只安装在某个区域进行压力烧结的时候，其他区域的压力会作用在模具本身，导致模具压力不对称分布，在巨大的烧结压力下会导致模面压力不均衡，长期如此会引起模面变形，进而引起烧结压力的不均衡，不仅影响烧结质量，还缩短了模具的使用寿命。

技术实现思路

1、本发明的其一目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种通用型加压装置，实现施压面积与压力值的灵活变化，满足不同场景的应用需求，提升通用性；同时，能够兼具多压头的布局灵活性，使得压力分布均衡，延长装置的使用寿命。

2、本发明的其二目的是提供一种烧结设备，应用如上所述的通用型加压装置，采用新型压头布局方式，提升烧结模具的通用性，覆盖几乎所有烧结需求，既可以实现不同产品的单件生产，又可以实现小批量生产。在不拆模具的前提下可以实现压头的快速更换，提高操作便捷性和生产效率。同时，压头可以实现对称分布，压力均衡，能够提升产品质量，延长烧结模具的使用寿命。

3、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

4、根据本发明的第一方面，提供一种通用型加压装置，所述通用型加压装置包括安装座、压头、定位销和活塞。

5、所述安装座上设有多列第一插装结构，每列第一插装结构沿第一方向延伸，多列第一插装结构在第二方向上间隔排布，所述第二方向垂直于所述第一方向。

6、每列第一插装结构处设有多个活塞孔和多个定位孔，且多个活塞孔与多个定位孔在所述第一方向上交错设置。

7、所述活塞可沿第三方向移动地设于对应的活塞孔内，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。

8、所述压头上设有与所述第一插装结构的结构相匹配的第二插装结构，所述第二插装结构插装于对应的第一插装结构内；所述压头的第一方向的两侧分别通过所述定位销进行定位，所述定位销装配于对应的定位孔内；所述压头至少对应一个活塞，所述活塞用于带动所述压头沿所述第三方向移动。

9、优选地，所述第一插装结构与所述第二插装结构为相互配合的凹槽与凸块结构或凸块与凹槽结构。或者说，所述第一插装结构与所述第二插装结构的其中之一为凹槽结构，其中之另一为与凹槽结构相互配合的凸块结构。

10、优选地，所述第一插装结构为阶梯槽结构，所述第二插装结构为与所述阶梯槽结构相匹配的阶梯块结构；或者，所述第一插装结构为阶梯块结构，所述第二插装结构为与所述阶梯块结构相匹配的阶梯槽结构。

11、优选地，所述压头上设有一个第二插装结构，所述第二插装结构沿所述第一方向延伸；或者，所述压头上设有至少两个第二插装结构，每个第二插装结构沿所述第一方向延伸，至少两个第二插装结构在所述第二方向上间隔排布。

12、优选地，所述安装座上设有气管接口，所述安装座的内部设有气体通道，且所述气管接口与所述气体通道连通，所述气体通道与每列的多个活塞孔分别连通。

13、优选地，所述安装座包括在所述第三方向上依次设置的第一座板和第二座板，所述第一插装结构设于所述第二座板的远离所述第一座板的一侧；所述活塞孔从所述第一座板穿至所述第二座板并贯通至所述第一插装结构；所述定位孔设于所述第二座板上；所述第一座板的靠近所述第二座板的一侧设有避位槽，且所述避位槽与所述定位孔相对应。

14、优选地，所述定位销包括沿其轴向依次设置的销头部和销柱部，所述销头部的内部径向设置有柱塞孔，所述柱塞孔内设有弹簧柱塞；所述定位孔的孔壁上设有卡装槽；所述定位销装配至对应的定位孔后，所述弹簧柱塞的端部进入对应的卡装槽内。

15、优选地，所述定位孔的朝向所述第一座板的一侧设有倒角面，所述卡装槽沿所述第三方向延伸至所述倒角面。

16、优选地，所述销头部为轴对称设置的异形结构；所述弹簧柱塞有两个，两个弹簧柱塞对称地设于所述销头部上；所述定位孔的远离所述第一座板的一侧内壁设有限位台阶，所述限位台阶有两个，且两个限位台阶在所述第一方向上对称设置，两个限位台阶之间形成与所述销头部的结构相匹配的装配通道。

17、根据本发明的第二方面，提供一种烧结设备，所述烧结设备包括载具座以及如上所述的通用型加压装置，所述载具座与所述通用型加压装置中的安装座在第三方向上相对设置，所述载具座上可拆卸地设置有载具，所述载具与所述安装座上的压头相对应。优选地，所述第三方向对应于所述压头的压力施加方向。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

19、本发明的通用型加压装置采用新型压头布局方式，每个压头可对应一个或多个活塞，能够实现施压面积和压力值的大范围灵活调节，提升施压装置的通用性；既可以实现不同产品的单件生产，又可以实现小批量生产。在不拆安装座的前提下可以实现压头的快速更换，提高操作便捷性和生产效率。同时，压头可以实现对称分布，压力均衡，且能够延长装置的使用寿命。

20、本发明的烧结设备中应用了该通用型加压装置，采用新型压头布局方式，每个压头可对应一个或多个活塞，能够实现烧结面积和烧结压力的大范围灵活调节，提升烧结设备的通用性，覆盖几乎所有烧结需求，既可以实现不同产品的单件生产，又可以实现小批量生产。在不拆安装座的前提下可以实现压头的快速更换，提高操作便捷性和生产效率。同时，压头可以实现对称分布，压力均衡，能够提升烧结质量，且延长烧结设备的使用寿命。

技术特征：

1.一种通用型加压装置，其特征在于：所述通用型加压装置包括安装座、压头、定位销和活塞；

2.如权利要求1所述的通用型加压装置，其特征在于：所述第一插装结构与所述第二插装结构为相互配合的凹槽与凸块结构或凸块与凹槽结构。

3.如权利要求2所述的通用型加压装置，其特征在于：所述第一插装结构为阶梯槽结构，所述第二插装结构为与所述阶梯槽结构相匹配的阶梯块结构；或者，所述第一插装结构为阶梯块结构，所述第二插装结构为与所述阶梯块结构相匹配的阶梯槽结构。

4.如权利要求1所述的通用型加压装置，其特征在于：所述压头上设有一个第二插装结构，所述第二插装结构沿所述第一方向延伸；或者，所述压头上设有至少两个第二插装结构，每个第二插装结构沿所述第一方向延伸，至少两个第二插装结构在所述第二方向上间隔排布。

5.如权利要求1所述的通用型加压装置，其特征在于：所述安装座上设有气管接口，所述安装座的内部设有气体通道，且所述气管接口与所述气体通道连通，所述气体通道与每列的多个活塞孔分别连通。

6.如权利要求1所述的通用型加压装置，其特征在于：所述安装座包括在所述第三方向上依次设置的第一座板和第二座板，所述第一插装结构设于所述第二座板的远离所述第一座板的一侧；所述活塞孔从所述第一座板穿至所述第二座板并贯通至所述第一插装结构；所述定位孔设于所述第二座板上；所述第一座板的靠近所述第二座板的一侧设有避位槽，且所述避位槽与所述定位孔相对应。

7.如权利要求6所述的通用型加压装置，其特征在于：所述定位销包括沿其轴向依次设置的销头部和销柱部，所述销头部的内部径向设置有柱塞孔，所述柱塞孔内设有弹簧柱塞；所述定位孔的孔壁上设有卡装槽；所述定位销装配至对应的定位孔后，所述弹簧柱塞的端部进入对应的卡装槽内。

8.如权利要求7所述的通用型加压装置，其特征在于：所述定位孔的朝向所述第一座板的一侧设有倒角面，所述卡装槽沿所述第三方向延伸至所述倒角面。

9.如权利要求7所述的通用型加压装置，其特征在于：所述销头部为轴对称设置的异形结构；所述弹簧柱塞有两个，两个弹簧柱塞对称地设于所述销头部上；所述定位孔的远离所述第一座板的一侧内壁设有限位台阶，所述限位台阶有两个，且两个限位台阶在所述第一方向上对称设置，两个限位台阶之间形成与所述销头部的结构相匹配的装配通道。

10.一种烧结设备，其特征在于，所述烧结设备包括载具座以及如权利要求1-9中任意一项所述的通用型加压装置，所述载具座与所述通用型加压装置的安装座在第三方向上相对设置，所述载具座上可拆卸地设置有载具，所述载具与所述安装座上的压头相对应。

技术总结本发明提供一种通用型加压装置及应用其的烧结设备，该加压装置包括安装座、活塞、压头和定位销。安装座上设有第一插装结构，每列第一插装结构处交错设置有活塞孔和定位孔。活塞可移动地设于对应的活塞孔内。压头上的第二插装结构与第一插装结构匹配；压头的两侧分别通过定位销进行定位。本发明采用新型压头布局方式，每个压头可对应一个或多个活塞，能够实现施压面积和压力值的大范围灵活调节，提升装置的通用性，既可以实现不同产品的单件生产，又可以实现小批量生产。在不拆安装座的前提下可以实现压头的快速更换，提高操作便捷性和生产效率。同时，压头可以实现对称分布，压力均衡，能够提高产品质量，且延长装置和设备的使用寿命。技术研发人员：田天成,郭小花,王林根,陈朋飞受保护的技术使用者：苏州宝士曼半导体设备有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6