[发明专利]一种用于TSV填充铜残余应力测量的加热装置

摘要

一种用于TSV填充铜残余应力测量的加热装置，属于封装设备技术领域，包括夹具部分、加热部分和调整载台部分。本发明夹具上的导轨结构可满足一次装卡即可对TSV转接板上的所有铜柱的压出应力进行测量，导轨底面上的缝隙可满足调整一次TSV转接板的位置即可对一排铜柱的压出应力进行测量，使铜柱与载台通孔的对中简单、精确，大大简化了实验的过程，节省实验成本，使用定位弹簧片结构，既能满足TSV转接板左右和上下方向的定位，又可以满足TSV转接板在平面上滑动，结构简单，使用方便。本发明可以对试样进行加热，加热部分可精确控制试样温度，夹具上的加紧弹簧片和定位弹簧片可以有效的消除试样加热时由于试样和夹具材料热膨胀系数的不同而产生的额外应力。

主权项

一种用于TSV填充铜残余应力测量的加热装置，包括夹具部分、加热部分和调整载台部分；其特征在于：所述夹具部分包括夹具座（17），夹紧弹簧片（11）、定位弹簧片（16）、卸力拨杆（12）；夹紧弹簧片（11）和定位弹簧片（16）固定在夹具座（17）上，卸力拨杆（12）的由圆弧面（29）和平面（30）组成的部分圆轴插入夹具座（17）的上的圆弧槽Ⅰ（36）中；其中夹具座（17）的上半部分是一个凸台结构，凸台布置在夹具座（17）的一侧，凸台的顶部加工有轨道平面（34），轨道平面（34）上有沿着垂直于夹具座（17）底面方向贯穿夹具座（17）的缝隙（33），缝隙（33）的作用是压出电镀铜柱（7）的时候保证电镀铜柱（7）沿着缝隙下落，不受阻力；轨道平面（34）的一侧与凸台的内倾的向下延伸的侧面（40）相接，另一侧是内倾的向上延伸的定位侧面（38）；在缝隙（33）两端，有用于定位的定位标识（35）其作用是在调整TSV转接板（8）在轨道平面（34）上的位置的时候用于显示TSV转接板上面电镀铜柱（7）和缝隙（33）的相对位置；当TSV转接板放在轨道平面（34）上面调整位置的时候，卸力拨杆（12）向上扭转，抬起夹紧弹簧片（11）,作用在TSV转接板（8）上的夹紧力被卸掉，此时定位弹簧片（16）产生向上和向外的变形，定位弹簧片（16）的折边（27）对TSV转接板（8）产生向下的压力，定位弹簧片（16）的竖边对TSV转接板（8）产生推力，同时TSV转接板（8）的另一边和定位侧面（38）接触，定位侧面（38）向内的倾斜角度保证TSV转接板（8）紧贴在轨道平面（34）上面，定位弹簧片（16）对TSV转 接板（8）进行定位的同时并不影响TSV转接板（8）贴着定位侧面（38）和轨道平面（34）滑动；在夹具座（17）的顶面上加工有部分圆弧槽Ⅰ（36），圆弧槽Ⅰ（36）的半径比卸力拨杆（12）的部分圆弧面（29）大，当卸力拨杆（12）安装到圆弧槽Ⅰ（36）中的时候，卸力拨杆上的圆弧面（29）结构可以使卸力拨杆（12）沿圆弧面（29）轴线的方向转动，当卸力拨杆上的平面（30）和夹具座（17）的顶面平行的时候，平面（30）的高度低于夹具座（17）的顶面的高度，夹紧弹簧（11）的折边（23）和TSV转接板（8）接触，对TSV转接板（8）有向下的压紧力，此时TSV转接板（8）被夹紧，不可以调整位置；当卸力拨杆（12）向上转动时，圆弧面（29）从夹具座（17）的顶面凸出，向上顶起加紧弹簧（11），此时加紧弹簧（11）的折边（23）和TSV转接板（8）分离，对TSV转接板（8）没有向下的压力，此时TSV转接板（8）未被固定，可以调整位置；夹具座（17）的凸台上面，在缝隙（33）的两面，沿垂直于缝隙（33）的方向上加工有部分圆弧槽Ⅱ（39），载台座（15）上的细牙螺杆（14）在部分圆弧槽Ⅱ（39）轴线的位置沿轴线深入到部分圆弧槽Ⅱ（39）中，此时，细牙螺杆（14）的一部分圆弧高于平面（34），位于TSV转接板（8）两侧的细牙螺杆（14）分别顶住TSV转接板（8）的两边，实现TSV转接板（8）的定位，当需要精确调整TSV转接板（8）在夹具上的位置的时候，先旋转卸力拨杆（12）将加紧弹簧片（11）顶起，将一边的细牙螺杆（14）退出一段距离，然后另一边的细牙螺杆（14）推动TSV转接板（8）前进一段距离，在显微镜下观察电镀铜柱（7） 和定位标识（35）的相对位置，当调整到位时，旋转之前退出的细牙螺杆（14）使其重新顶住TSV转接（8），然后旋转卸力拨杆（12）使加紧弹簧片（11）重新夹紧TSV转接板（8），完成TSV转接板（8）位置的调整和定位；所述加热台部分包括加热座（13）、电加热膜（21）、石棉隔热垫（18）、温控传感器（19）；加热座（13）的作用是阻止热量传播，支撑夹具；加热座（13）的上表面设计有凹槽Ⅰ（44），凹槽Ⅰ（44）的底面靠近通孔（46）的位置设计有凹槽Ⅰ（45），凹槽Ⅰ（45）附近设计有通孔（42）；温控传感器（19）布置在凹槽Ⅰ（45）中，在凹槽Ⅰ（44）的底面上铺上石棉垫（18）和电加热膜（21），温控传感器（19）和电加热膜（21）的导线通过通孔（42）穿出，将温控传感器（19）和电加热膜（21）串联，与直流稳压电源连接，通过控制电路中电流的大小来控制电加热膜（21）上的功率的大小，结合贴在TSV转接板（8）上面的热电偶监控和调整TSV转接板（8）的温度变化；将温控传感器（19）的动作温度设定低于加热座（13）的材料的玻璃化温度，当温度达到动作温度的时候，温控传感器（19）断开，电路断电，实现对加热座（13）的保护；夹具座（17）的底面可以陷入加热座（13）的凹槽Ⅰ（44）中，夹具座（17）和加热座（13）之间紧固在一起，夹具座（17）的底面和电加热膜（21）紧贴在一起，有利于热量的传导；所述调整载台部分包括载台座（15）、细牙螺杆（14）；载台座的底座是和纳米压痕仪配合的燕尾槽滑块（47），燕尾槽滑块（47）上 表面设计有两个调整凸台（48）；调整凸台（48）上面有用于安装细牙螺杆（14）的螺纹通孔（50）；安装时载台座（15）和加热座（13）固定在一起。