本文公開的技術(shù)總體涉及軟釬焊或硬釬焊材料，并且更具體地，一些實施例涉及用于軟釬焊或硬釬焊應(yīng)用的毛細管塊(capillaryblock)。

背景技術(shù)：

軟釬焊和硬釬焊用于在各種各樣的應(yīng)用中進行電連接、機械連接和熱連接。軟釬焊和硬釬焊工藝用于通過使軟釬焊或硬釬焊材料熔化并流動到物品之間的接合部中并且然后允許其冷卻和硬化而將金屬物品接合在一起。軟釬焊和硬釬焊材料通常是金屬或合金，并且通常具有比被接合的金屬的熔化溫度低的熔化溫度。例如，可以使用金屬，諸如銀、金、元素鉍、合金或化合物形式的鉍。在任何情況下，根據(jù)應(yīng)用，選擇具有特定組成的合金以獲得所需的性能或結(jié)果。這些能夠包括例如材料的流動或回流性質(zhì)；接合部的熱和電性質(zhì)；以及接合部性質(zhì)，諸如強度、跌落試驗性能、可靠性等。

當(dāng)進行軟釬焊或硬釬焊時，通常將軟釬焊或硬釬焊預(yù)成型件(preform)放置在壁的下方以便產(chǎn)生接合部。軟釬焊預(yù)成型件，諸如框架預(yù)成型件，是限定形狀和尺寸的焊料合金。其可以在適當(dāng)位置使用或與釬料膏結(jié)合使用，以將兩個物品接合在一起。例如，在微電子封裝件的情況下，可以用于將封裝蓋和側(cè)壁附接到微電子封裝件。該示例在圖1中示出，圖1提供了微電子封裝件的橫截面圖。該示例包括組裝以包封半導(dǎo)體芯片108的側(cè)壁104和封裝蓋106。使用軟釬焊或硬釬焊框架預(yù)成型件112將側(cè)壁104附接到封裝基底110。類似地，使用框架預(yù)成型件114將封裝蓋106附接到側(cè)壁。當(dāng)加熱時，框架預(yù)成型件112、114熔化，并且隨后在移除熱之后硬化以形成所需的接合部。在側(cè)壁104和基底110的情況下，接合部有時被稱為壁到地(wall-to-floor)接合部。

在框架預(yù)成型件用于接合部件諸如這些部件的情況下，預(yù)制的軟釬焊或硬釬焊件必須在幾何形狀上特定于封裝，并且只能用于該幾何形狀。而且，在封裝組裝期間必須包括預(yù)成型件，因此規(guī)定了組裝順序的部分。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)各種實施例，可以提供用于軟釬焊和硬釬焊的多種不同幾何形狀的毛細管塊。毛細管塊可以被配置成在加熱之前定位成與待形成的接合部相鄰。然后可以加熱以熔化毛細管塊并使其芯吸(wick)進入接合部中。在各種實施例中，毛細管塊可以代替框架預(yù)成型件使用或者除了框架預(yù)成型件之外使用以產(chǎn)生接合部，例如組件中的壁到地接合部。

一種用于使用硬釬焊或軟釬焊預(yù)成型件對封裝件的第一構(gòu)件和第二構(gòu)件進行回流軟釬焊或硬釬焊的方法可包括在各種實施例中，在添加硬釬焊或軟釬焊預(yù)成型件之前，通過接合第一構(gòu)件和第二構(gòu)件來組裝封裝件；將硬釬焊或軟釬焊預(yù)成型件添加到與界面相鄰的組裝的封裝件，該界面在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間形成；以及將組件加熱到高于硬釬焊或軟釬焊預(yù)成型件的熔點，從而致使硬釬焊或軟釬焊預(yù)成型件的熔化材料芯吸進入第一構(gòu)件與第二構(gòu)件之間的界面中。

過程可包括在組裝之后并在加熱之前檢查組裝的封裝件以確定第一構(gòu)件與第二構(gòu)件之間的界面的間隙體積，以及根據(jù)確定的間隙體積來選擇硬釬焊或軟釬焊預(yù)成型件的幾何形狀。過程還可包括在加熱操作之后檢查組裝的封裝件，以確定是否需要額外體積的軟釬焊或硬釬焊。

在一些實施例中，過程包括將第二硬釬焊或軟釬焊預(yù)成型件定位成與界面相鄰，和將組件重新加熱到高于第二硬釬焊或軟釬焊預(yù)成型件的熔點，從而致使硬釬焊或軟釬焊預(yù)成型件的材料熔化并芯吸進入接合部中，從而將額外的軟釬焊材料添加到接合部。

硬釬焊或軟釬焊預(yù)成型件可以被配置為在加熱之前進行修整以調(diào)節(jié)體積并減少硬釬焊流散(blush)。硬釬焊或軟釬焊預(yù)成型件可以被配置成包括至少一個平坦側(cè)面，使得預(yù)成型件可以相鄰于界面定位。其還可以被配置成包括至少一個平坦表面，以防止塊在加熱之前在組件中滾動。

在一些實施例中，硬釬焊或軟釬焊預(yù)成型件具有被配置成與第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的至少一個鄰近并且接觸的幾何形狀。硬釬焊或軟釬焊預(yù)成型件還包括大量軟釬焊或硬釬焊材料，其具有與組裝之后的第一構(gòu)件和第二構(gòu)件互補的幾何形狀。

在另一個實施例中，具有限定長度、寬度和高度的大量軟釬焊或硬釬焊材料的毛細管預(yù)成型件包括至少一個平坦表面，使得毛細管預(yù)成型件可以相鄰于界面定位，其中毛細管預(yù)成型件被配置為被定位用于封裝組裝之后的回流。平坦表面可以被配置成防止塊在加熱之前在組件中滾動。

根據(jù)結(jié)合附圖的以下詳細描述，所公開的技術(shù)的其他特征和方面將變得明顯，附圖通過示例示出了根據(jù)所公開技術(shù)的實施例的特征。該發(fā)明內(nèi)容不旨在限制本文所描述的任何發(fā)明的范圍，本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求限定。

附圖說明

本文所公開的根據(jù)一個或更多個各種實施例的技術(shù)參照以下附圖進行詳細描述。提供附圖僅用于說明的目的和僅僅描繪所公開的技術(shù)的典型或示例實施例。提供這些附圖以便于讀者理解所公開的技術(shù)，且不應(yīng)被認為是其廣度、范圍或適用性的限制。應(yīng)當(dāng)注意的是，為了清楚和便于說明，這些附圖不一定按比例繪制。

圖1為示出組裝的封裝件的示例的圖示。

圖2為示出根據(jù)本文所述的系統(tǒng)和方法的一個實施例的包括兩個構(gòu)件和作為軟釬焊預(yù)成型件的毛細管塊的組件的示例的圖示。

圖3為示出根據(jù)本文所述的系統(tǒng)和方法的一個實施例的與被接合的第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間的界面相鄰的毛細管塊的橫截面視圖的圖示。

圖4為示出根據(jù)各種實施例的用于毛細管塊的示例幾何形狀的圖示。

附圖不旨在窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限于所公開的精確形式。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以通過修改和變更來實施，并且所公開的技術(shù)僅由權(quán)利要求及其等價物限制。

具體實施方式

本文公開的技術(shù)的實施例針對用于軟釬焊和硬釬焊的毛細管塊元件。根據(jù)各種實施例，可以提供用于軟釬焊和硬釬焊的多種不同幾何形狀中的任一種的毛細管塊。毛細管塊可以被配置為在加熱之前與待形成的接合部相鄰定位。然后可以加熱以熔化毛細管塊并使其芯吸進入接合部中。在各種實施例中，毛細管塊可以代替框架預(yù)成型件使用或者除了框架預(yù)成型件之外使用，以在組件中產(chǎn)生接合部，例如壁到地接合部。

圖2是示出根據(jù)本文所述的系統(tǒng)和方法的一個實施例的毛細管塊的示例使用的圖示。圖2示出使用示例毛細管塊212接合到第二構(gòu)件208的第一構(gòu)件206。盡管第一構(gòu)件206和第二構(gòu)件208可以是能夠通過軟釬焊或硬釬焊材料接合的多個不同部件中的任一個，但是考慮其中第一構(gòu)件206是電子部件或殼體的側(cè)壁并且第二構(gòu)件208是其上安裝有側(cè)壁的基底的示例。在圖2的頂部繪制220中，第一構(gòu)件206與第二構(gòu)件208間隔開并準備組裝。虛線表示用于組裝過程的第一構(gòu)件206的移動方向。在圖2的中心繪制222中，第一構(gòu)件206相鄰于第二構(gòu)件208放置。應(yīng)注意的是，在該示例中，沒有預(yù)成型件(例如，沒有框架預(yù)成型件或其他軟釬焊預(yù)成型件)定位在第一構(gòu)件206和第二構(gòu)件208之間。因此，這些部件可以在添加軟釬焊元件或預(yù)成型件之前組裝。

在圖2的底部繪制224中，第一構(gòu)件206和第二構(gòu)件208彼此鄰接，并且毛細管塊212相鄰于第一構(gòu)件206與第二構(gòu)件208之間的界面定位。毛細管塊212可以由特定金屬或合金制成，這取決于被接合的構(gòu)件和接合部所需的特性。

圖3是示出相鄰于待形成的接合部310定位的毛細管塊的橫截面視圖的圖示。在該示例中，毛細管塊212是矩形的，具有相對平滑的平坦邊緣，使得其可以抵靠待接合的構(gòu)件放置。在毛細管塊上提供至少一個相對平坦的表面允許毛細管塊被定位在與接合部相鄰的適當(dāng)位置，而不需要機構(gòu)去保持它。這能夠防止塊在加熱之前從位置上滾出。如圖所示，該示例中的毛細管塊具有兩個平坦表面，每個表面被配置成與其對應(yīng)的組裝構(gòu)件的表面接觸。因此，毛細管塊具有在組裝構(gòu)件已被組裝之后和在加熱以熔化該塊之前與組裝構(gòu)件互補的幾何形狀。這可以用于例如使預(yù)成型件與和其相遇的組件的每個構(gòu)件的表面緊密地貼合鄰近并接觸。

雖然被示出為具有矩形橫截面，但是在其它實施例中，毛細管塊可以具有正方形橫截面，而在另外的實施例中，毛細管塊可以具有如圖4(如下所述)所示的其他橫截面幾何形狀。現(xiàn)在參考圖4，現(xiàn)在示出了具有矩形橫截面并且具有大于其寬度或其高度的長度的示例性毛細管塊(其尺寸不一定按比例示出)。在該示例中，其長度l也大于其組合的寬度w和高度h。橫截面424提供了用于毛細管塊的矩形橫截面的示例。橫截面426提供了用于毛細管塊的正方形橫截面的示例。作為另外的示例，毛細管塊可以包括圓形邊緣，諸如在428處示出的示例(兩個平坦邊緣)和在432處示出的示例(一個平坦邊緣)。此外，可以提供三角形橫截面，如430處的示例所示。由于這些示例用于說明，根據(jù)應(yīng)用和形成適當(dāng)?shù)慕雍喜克璧牟牧狭?，多種不同幾何形狀中的任一種可以用于毛細管塊。

毛細管塊的尺寸(長度、寬度和高度)可以基于接合部的尺寸和將在被連接的構(gòu)件之間填充的體積來選擇。換句話說，可以提供足夠的體積以確保足夠的軟釬焊或硬釬焊材料可用于形成具有所需特性(例如，強度、熱或?qū)щ娦缘?的接合部。在一個實施例中，例如，毛細管塊可以具有橫跨0.020”和0.100”之間的任何位置的正方形橫截面，但是可以使用該范圍之外的尺寸。例如，具有正方形橫截面的毛細管塊可以具有0.020”×0.020”、0.030"×0.030"、0.040"×0.040"、0.050"×0.050”等尺寸。具有矩形橫截面的毛細管塊可以配置有在該范圍內(nèi)或者也在該范圍上的長度和寬度。

毛細管塊的長度可以基于所形成的接合部的長度(例如，壁長)來選擇。在一些實施例中，毛細管塊被選擇為與接合部長度相同的長度，諸如足夠量的材料可以芯吸進入接合部中。在其它實施例中，毛細管塊的長度可以稍微小于接合部的長度，因為材料不僅芯吸進入與塊相鄰的接合部中，而且還將沿著接合部在毛細作用下縱向地芯吸超過塊的長度。

在另外的實施例中，毛細管塊的長度可足夠短，使得多個塊用于延伸接合部的長度。因此，在各種配置中，可以使用多個塊以便增加或減小體積，并且塊的幾何形狀并不特定于封裝，因此它可以用于多個應(yīng)用?？梢灾圃煊糜谝话銘?yīng)用的標準幾何形狀和尺寸的毛細管塊。在其它實施例中，毛細管塊可以被制造成用于獨特或定制應(yīng)用的規(guī)格。

如圖4中的示例所示，優(yōu)選的是，采用塊形式或其它形狀的毛細管塊的幾何形狀具有至少一個平坦邊緣，而不是具有圓或圓形橫截面。具有一個且優(yōu)選兩個平坦邊緣允許毛細管塊抵靠被接合的任一或兩個構(gòu)件(例如，封裝件的壁)對接，使得當(dāng)其熔化時，可以通過毛細作用在兩個構(gòu)件之間的界面下進行芯吸。因為熔化的軟釬焊和硬釬焊材料將趨向于芯吸或到目前為止僅“潤濕”，所以需要提供允許緊密放置到接合部的幾何形狀。例如，當(dāng)被接合的兩個構(gòu)件相互成直角放置時，具有正方形90°角的正方形或矩形形狀的毛細管塊允許毛細管塊材料盡可能靠近界面對接。

硬釬焊流散(brazeblush)是使用太多硬釬焊或具有非優(yōu)化回流輪廓的常見副作用。在各種實施例中，毛細管塊可被配置成使得可以通過修整塊以減小體積或增加更多塊以增加體積而容易地增加或減少在組件中使用的硬釬焊的量。因此，毛細管塊能夠有效地“調(diào)整尺寸”以提供所需的材料量以形成接合部。這可以是超過軟釬焊或硬釬焊框架的優(yōu)點，其在中間組裝中不能調(diào)節(jié)。

在各種實施例中，毛細管塊可以包括有助焊劑以提高軟釬焊或硬釬焊的性能。例如，在一個實施例中，毛細管塊可以涂覆有助焊劑涂層以在回流期間去除氧化物。在另一個實施例中，毛細管塊可以在毛細管塊內(nèi)部具有一個或更多個助焊劑線芯(fluxcore)。在又一個實施例中，可以提供外部涂層和一個或更多個內(nèi)部助焊劑線芯的組合。在其它實施例中，在毛細管塊被定位在適當(dāng)位置之前，可以將諸如液體助焊劑的助焊劑直接施加到工件。

因為毛細管塊不必如軟釬焊或硬釬焊框架那樣插入在部件之間，所以可以在添加硬釬焊或軟釬焊毛細管塊之前組裝封裝件。并且，因為毛細管塊可以被配置成抵靠封裝壁(或者在組件中使用的其他構(gòu)件)對接，組裝者能夠預(yù)先組裝封裝件并尋找間隙或調(diào)整對準。然后，在執(zhí)行該預(yù)組裝檢查之后，用戶能夠基于間隙的量添加所需量的硬釬焊或軟釬焊材料(例如，添加適當(dāng)幾何形狀的一個或多個毛細管塊)。例如，可以在預(yù)裝配封裝件之后執(zhí)行間隙體積計算，以確定充分填充間隙所需的軟釬焊或硬釬焊的量。在一些實施例中，電子檢查工具可以用于確定被接合的構(gòu)件的邊緣和計算它們之間的間隙體積。

此外，毛細管塊可用于再加工過程中以提供對已經(jīng)形成的兩個接合部的額外軟釬焊或硬釬焊(無論是使用毛細管塊、軟釬焊或硬釬焊框架還是原始接合部結(jié)構(gòu)中的其他材料)。例如，可以檢查完整的接合部以確定是否存在足夠的軟釬焊或硬釬焊以滿足所需的接合部特性。例如，可以檢查接合部以確定是否已形成氣密密封，是否存在足夠的材料用于適當(dāng)?shù)逆I合，是否將滿足適當(dāng)?shù)臒峄螂妼?dǎo)率特性等。在確定需要施加額外的軟釬焊或硬釬焊材料的情況下，可以向組件和再次通過回流輪廓發(fā)送的組件添加額外的塊(例如，被定位成相鄰于不合要求的接合部)。

此外，由于毛細管塊不一定特定于封裝的幾何形狀，如同預(yù)成型框架的情況，如果被接合的構(gòu)件不是特定于或以其他方式具有預(yù)期的其它幾何形狀或配置，則不一定需要特殊的工具。用戶能夠使用(can)適當(dāng)?shù)膸缀涡螤?，甚至調(diào)整幾何形狀，諸如通過修正或刮掉塊的長度、寬度或高度，以為應(yīng)用提供所需的幾何形狀。

盡管上面已經(jīng)描述了所公開的技術(shù)的各種實施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，它們僅僅是作為示例而不是限制來呈現(xiàn)。同樣，各種圖示可以描繪用于所公開的技術(shù)的示例架構(gòu)或其他配置，其用于幫助理解可以包括在所公開的技術(shù)中的特征和功能。所公開的技術(shù)不限于所示出的示例性架構(gòu)或配置，而是可以使用各種替代架構(gòu)和配置來實現(xiàn)所需的特征。實際上，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，可以如何實現(xiàn)替代的功能、邏輯或物理分區(qū)和配置以實現(xiàn)本文公開的技術(shù)的期望特征。此外，除了本文描述的那些之外的多個不同的組成模塊名稱可以應(yīng)用于各種分區(qū)。另外，關(guān)于流程圖、操作描述和方法權(quán)利要求，本文呈現(xiàn)步驟的順序不應(yīng)授權(quán)各種實施例被實現(xiàn)為以相同的順序執(zhí)行所列舉的功能，除非上下文另有規(guī)定。

雖然上面根據(jù)各種示例性實施例和實現(xiàn)方式描述了所公開的技術(shù)，但是應(yīng)當(dāng)理解，在一個或更多個單獨實施例中描述的各種特征、方面和功能性并不限于它們對特定實施例的適用性，而是可以單獨地或以各種組合應(yīng)用于所公開的技術(shù)的一個或更多個其它實施例，無論這樣的實施例是否被描述以及這些特征是否被呈現(xiàn)為所描述的實施例的一部分。因此，本文所公開的技術(shù)的廣度和范圍不應(yīng)當(dāng)由上述示例性實施例中的任一個限制。

除非另有明確說明，否則本文檔中使用的術(shù)語和短語及其變型應(yīng)當(dāng)被解釋為開放式的而不是限制性的。作為前述的示例：術(shù)語“包括”應(yīng)該理解為意味著“包括但不限于”等；術(shù)語“示例”用于提供討論中的項目的示例性實例，而不是其詳盡或限制性列表；術(shù)語“一”或“一個”應(yīng)當(dāng)被理解為表示“至少一個”、“一個或更多個”等；以及形容詞，諸如“常規(guī)的”、“傳統(tǒng)的”、“正常的”、“標準的”、“已知”和類似含義的術(shù)語不應(yīng)被解釋為將所描述的項目限制為給定時間段或者限制為給定時間可用的項目，而是應(yīng)當(dāng)被理解為涵蓋可以包括在現(xiàn)在或未來任何時間可用或已知的常規(guī)、傳統(tǒng)、正?；驑藴始夹g(shù)。同樣地，當(dāng)本文件涉及本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見或已知的技術(shù)時，這些技術(shù)包括現(xiàn)在或在未來的任何時間對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見或已知的那些技術(shù)。

在一些情況下，擴展詞和短語(諸如“一個或更多個”、“至少”、“但不限于”或其他類似短語)的存在不應(yīng)理解為意味著在可能缺少這樣的擴展短語情況下意指或需要較窄情況。術(shù)語“模塊”的使用并不意味著作為模塊的一部分描述的或要求保護的部件或功能都被配置在共同的封裝件中。實際上，模塊的各種組件(無論是控制邏輯還是其他組件)中的任何一個或全部可以組合在單個封裝中或單獨維護，并且可以進一步分布在多個分組或封裝件中或跨越多個位置。

另外，根據(jù)示例性框圖、流程圖和其他圖示來描述本文闡述的各種實施例。如在閱讀本文件之后對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得明顯的是，可以在不限制于所示示例的情況下實現(xiàn)所示出的實施例及其各種替代方案。例如，框圖及其相關(guān)描述不應(yīng)被解釋為強制特定架構(gòu)或配置。