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一种多层陶瓷基板气密性检测装置   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2020-05-19
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2020-08-11
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2022-06-17
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2040-05-19
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN202010424528.7 申请日 2020-05-19
公开/公告号 CN111426431B 公开/公告日 2022-06-17
授权日 2022-06-17 预估到期日 2040-05-19
申请年 2020年 公开/公告年 2022年
缴费截止日
分类号 G01M3/20B25J15/06B25J11/00B65G49/06 主分类号 G01M3/20
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 1
权利要求数量 2 非专利引证数量 1
引用专利数量 1 被引证专利数量 0
非专利引证 1、1998.09.11曹培福.电子陶瓷及其封接气密性测试方法《.行业标准》.2016,全文.;
引用专利 WO9839642A 被引证专利
专利权维持 2 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 盐城工业职业技术学院 当前专利权人 盐城工业职业技术学院
发明人 王明艳、方美清、姜为青、李明 第一发明人 王明艳
地址 江苏省盐城市城南新区解放南路285号 邮编 224000
申请人数量 1 发明人数量 4
申请人所在省 江苏省 申请人所在市 江苏省盐城市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
南京经纬专利商标代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
石艳红
摘要
本发明公开了一种多层陶瓷基板气密性检测装置,包括定位上料装置、机械手、对中定位装置、真空接头、真空橡皮、喷枪和质谱检漏仪;定位上料装置包括上料筒和顶升板;若干块待测的多层陶瓷基板垂直堆叠放置在顶升板顶部;真空橡皮具有空腔窗;机械手底部设有吸盘和弹性压框;弹性压框同轴套设在吸盘外周的机械手底部,弹性压框的截面宽度不小于0.5mm;对中定位装置包括相互垂直的横向对中组件和竖向对中组件;横向对中组件和竖向对中组件均包括两块定位板。本发明能使整个检测过程均自动完成,自动化程度高,同时能准确控制多层陶瓷基板外边缘与空腔窗边缘之间的间距,且压紧位置和压紧力保持一致,从而使得气密性检测结果可靠、准确度高。
  • 摘要附图
    一种多层陶瓷基板气密性检测装置
  • 说明书附图:图1
    一种多层陶瓷基板气密性检测装置
  • 说明书附图:图2
    一种多层陶瓷基板气密性检测装置
  • 说明书附图:图3
    一种多层陶瓷基板气密性检测装置
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-06-17 授权
2 2020-08-11 实质审查的生效 IPC(主分类): G01M 3/20 专利申请号: 202010424528.7 申请日: 2020.05.19
3 2020-07-17 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种多层陶瓷基板气密性检测装置,其特征在于:包括定位上料装置、机械手、对中定位装置、真空接头、真空橡皮、喷枪和质谱检漏仪;
定位上料装置设置在真空接头的一侧,定位上料装置包括上料筒和同轴设置在上料筒内的顶升板;顶升板的高度能够升降;若干块待测的多层陶瓷基板垂直堆叠放置在顶升板顶部;
真空接头内具有真空抽气口,该真空抽气口与质谱检漏仪相连接;
真空橡皮密封铺设在真空接头的上表面,且具有与真空抽气口相连通的空腔窗;该空腔窗的长度比多层陶瓷基板的长度小1mm以上,空腔窗的宽度比多层陶瓷基板的宽度小1mm以上;
机械手能将位于定位上料装置中待测的多层陶瓷基板移栽至空腔窗上方;机械手底部设置有吸盘和弹性压框;吸盘位于机械手的底部中心,且高度能够伸缩;弹性压框同轴套设在吸盘外周的机械手底部,弹性压框的截面宽度不小于0.5mm;
对中定位装置包括相互垂直的横向对中组件和竖向对中组件;横向对中组件和竖向对中组件均包括两块对称设置在空腔窗两侧的定位板;两块定位板能同步相向或相背运动;
喷枪设置在空腔窗的一侧,用于向位于空腔窗上方的多层陶瓷基板施加气压;
机械手底部的吸盘、弹性压框以及对中定位装置的设置,能准确控制多层陶瓷基板外边缘与空腔窗边缘之间的间距,且压紧位置和压紧力保持一致;
弹性压框呈回字型,弹性压框的内框尺寸与空腔窗的尺寸相同,弹性压框的外框尺寸与多层陶瓷基板的外形尺寸相同,弹性压框的截面宽度为0.5 1mm;弹性压框的截面宽度为~
0.8mm;弹性压框中内置有压力传感器;吸盘顶部连接伸缩杆,伸缩杆顶部连接伸缩电机,伸缩电机安装在机械手底部中心;上料筒内壁面和每块定位板内壁面均设置有弹性耐摩层。

2.根据权利要求1所述的多层陶瓷基板气密性检测装置,其特征在于:顶升板底部安装有顶升气缸。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及陶瓷基板检测技术领域,特别是一种多层陶瓷基板气密性检测装置。

背景技术

[0002] 现代微电子技术发展异常迅猛,特别是各种光电子器件逐渐在向微型化、大规模集成化、高效率、高可靠性等方向发展。但随着电子系统集成度的提高,其功率密度随之增加,电子元件及系统整体工作产生热量上升、系统工作温度升高会引起半导体器件性能恶化、器件破坏、分层等,甚至会使封装的芯片烧毁,因此有效的电子封装必须解决电子系统的散热问题。
[0003] 电子封装所用的基片是一种底座电子元件,主要为电子元器件及其相互联线提供机械承载支撑、气密性保护并可作为热沉过渡片给芯片散热。
[0004] 陶瓷基板具有耐高温、电绝缘性能高、介电常数和介质损耗低、热导率大、化学稳定性好、与元件的热膨胀系数相近等优点,并可对光电子器件起到较强的保护作用,因而在航空、航天和军事工程等领域都得到了非常广泛的应用。
[0005] 高可靠微电子器件和半导体器件多采用陶瓷外壳、陶瓷‑金属一体化外壳进行气密性封装。在陶瓷外壳、陶瓷‑金属一体化外壳的制造过程中,出于成本和质量控制考虑,需要先对构成外壳的主要部分‑‑‑多层陶瓷基板的气密性进行检测筛选,然后再焊接金属件。
[0006] 目前,对于陶瓷外壳、陶瓷‑金属一体化外壳进行封盖前气密性检测适用于具有内空腔的微电子器件和半导体器件封装的气密性,对于无空腔的或多空腔的多层陶瓷基板的气密性检测还不完善。
[0007] 公开号为CN106768684A 的中国发明专利申请,发明名称为“一种多层陶瓷基板气密性检测方法” ,其包括用于检测测量漏率的质谱检漏仪,质谱检漏仪包括真空接头,真空接头上设有真空抽气口,调整真空橡皮的位置,使空腔窗的中心与真空抽气口的中心对准,从而实现无空腔或多空腔的多层陶瓷基板的气密性检测。
[0008] 然而,上述专利申请,在使用中,还存在着如下不足,有待进行改进:
[0009] 1、需要人工将多层陶瓷基板放置在空腔窗上方并压紧,检测完成后,还需人工件检测完成的多层陶瓷基板从空腔窗上方移除。整个检测过程,自动化程度低,检测效率低下。
[0010] 2、检测过程中,多层陶瓷基板外边缘需要与空腔窗边缘间距不低于0.5mm;然而,人工放置多层陶瓷基板时,很难把握这个间距尺寸,从而使得密封检测效果不佳。
[0011] 3、人工将多层陶瓷基板放置在空腔窗上方并压紧时,压紧位置和压紧力均难以固定,因而使得多层陶瓷基板与真空橡皮之间的密封效果不佳。另外,若压紧在多层陶瓷基板的中部位置,不但不能增加多层陶瓷基板与真空橡皮之间的密封性能,反而会损伤多层陶瓷基板。

发明内容

[0012] 本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,而提供一种多层陶瓷基板气密性检测装置,该多层陶瓷基板气密性检测装置整个检测过程均自动完成,自动化程度高,同时能准确控制多层陶瓷基板外边缘与空腔窗边缘之间的间距,且压紧位置和压紧力保持一致,从而使得气密性检测结果可靠、准确度高。
[0013] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
[0014] 一种多层陶瓷基板气密性检测装置,包括定位上料装置、机械手、对中定位装置、真空接头、真空橡皮、喷枪和质谱检漏仪。
[0015] 定位上料装置设置在真空接头的一侧,定位上料装置包括上料筒和同轴设置在上料筒内的顶升板。顶升板的高度能够升降。若干块待测的多层陶瓷基板垂直堆叠放置在顶升板顶部。
[0016] 真空接头内具有真空抽气口,该真空抽气口与质谱检漏仪相连接。
[0017] 真空橡皮密封铺设在真空接头的上表面,且具有与真空抽气口相连通的空腔窗。该空腔窗的长度比多层陶瓷基板的长度小1mm以上,空腔窗的宽度比多层陶瓷基板的宽度小1mm以上。
[0018] 机械手能将位于定位上料装置中待测的多层陶瓷基板移栽至空腔窗上方。机械手底部设置有吸盘和弹性压框。吸盘位于机械手的底部中心,且高度能够伸缩。弹性压框同轴套设在吸盘外周的机械手底部,弹性压框的截面宽度不小于0.5mm。
[0019] 对中定位装置包括相互垂直的横向对中组件和竖向对中组件。横向对中组件和竖向对中组件均包括两块对称设置在空腔窗两侧的定位板。两块定位板能同步相向或相背运动。
[0020] 喷枪设置在空腔窗的一侧,用于向位于空腔窗上方的多层陶瓷基板施加气压。
[0021] 弹性压框呈回字型,弹性压框的内框尺寸与空腔窗的尺寸相同,弹性压框的外框尺寸与多层陶瓷基板的外形尺寸相同,弹性压框的截面宽度为0.5 1mm。~
[0022] 弹性压框的截面宽度为0.8mm。
[0023] 弹性压框中内置有压力传感器。
[0024] 吸盘顶部连接伸缩杆,伸缩杆顶部连接伸缩电机,伸缩电机安装在机械手底部中心。
[0025] 上料筒内壁面和每块定位板内壁面均设置有弹性耐摩层。
[0026] 顶升板底部安装有顶升气缸。
[0027] 本发明具有如下有益效果:
[0028] 1、本申请中定位上料装置和机械手等的设置,使得整个检测过程均自动完成,自动化程度高。
[0029] 2、上述机械手底部的吸盘、弹性压环以及对中定位装置的设置,能准确控制多层陶瓷基板外边缘与空腔窗边缘之间的间距,且压紧位置和压紧力保持一致,从而使得气密性检测结果可靠、准确度高。

实施方案

[0040] 下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0041] 本发明的描述中,需要理解的是,术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”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发明和简化描述,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,“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度,因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案,并不限制本发明的保护范围。
[0042] 如图1所示,一种多层陶瓷基板气密性检测装置,包括定位上料装置10、机械手20、对中定位装置30、真空接头40、真空橡皮50、喷枪70和质谱检漏仪80。
[0043] 定位上料装置设置在真空接头的一侧,如图2所示,定位上料装置包括上料筒和同轴设置在上料筒内的顶升板。
[0044] 上料筒的内壁面优选设置有弹性耐摩层111,防止对多层陶瓷基板造成磨损。
[0045] 顶升板的高度能够升降,优选通过顶升气缸121进行顶升。
[0046] 若干块待测的多层陶瓷基板垂直堆叠放置在顶升板顶部。
[0047] 真空接头内具有真空抽气口,该真空抽气口与质谱检漏仪相连接。
[0048] 真空橡皮密封铺设在真空接头的上表面,且具有与真空抽气口相连通的空腔窗51。该空腔窗的长度比多层陶瓷基板的长度小1mm以上,空腔窗的宽度比多层陶瓷基板的宽度小1mm以上。
[0049] 机械手能将位于定位上料装置中待测的多层陶瓷基板移栽至空腔窗上方,机械手为成熟的现有技术,能实现6个方向的自由度。
[0050] 机械手底部设置有吸盘21和弹性压框22。如图3所示,吸盘优选通过伸缩杆211设置在机械手的底部中心,且高度能够伸缩;伸缩杆的伸缩优选由安装在机械手底部中心的伸缩电机控制。弹性压框同轴套设在吸盘外周的机械手底部,弹性压框的截面宽度(也即后续的搭接部宽度)不小于0.5mm。
[0051] 对中定位装置包括相互垂直的横向对中组件和竖向对中组件。横向对中组件和竖向对中组件均包括两块对称设置在空腔窗两侧的定位板31。两块定位板能同步相向或相背运动。如图1所示,定位板优选安装在同步电机上,同步电机安装在真空接头上,定位板底部优选与真空橡皮上表面相接触。
[0052] 进一步,每块定位板内壁面均优选设置有弹性耐摩层。
[0053] 喷枪设置在空腔窗的一侧,用于向位于空腔窗上方的多层陶瓷基板施加气压。喷枪优选设置在相邻两块定位板之间,也即指向多层陶瓷基板的拐角部位,从而避免妨碍定位板的横向或竖向移动。
[0054] 弹性压框呈回字型,弹性压框的内框尺寸与空腔窗的尺寸相同,弹性压框的外框尺寸与多层陶瓷基板的外形尺寸相同,弹性压框的截面宽度优选为0.5 1mm,进一步优选为~0.8mm。
[0055] 进一步,弹性压框中优选内置有压力传感器,从而能使得不同厚度的多层陶瓷基板与真空橡皮之间的密封压力保持一致。
[0056] 一种无空腔或多空腔多层陶瓷基板的气密性检测方法,包括如下步骤。
[0057] 步骤1,组装真空接头:将真空接头中的真空抽气口与质谱检漏仪相连接。
[0058] 步骤2,铺设真空橡皮。
[0059] 真空橡皮铺设前,先在位于真空抽气口外周的真空橡皮上表面优选涂抹真空硅脂。
[0060] 然后,将真空橡皮铺设在真空接头的上表面,并使得真空橡皮的空腔窗同轴位于真空抽气口的正上方,且相连通。
[0061] 步骤3,定位吸料:若干块待测的多层陶瓷基板垂直堆叠放置在顶升板顶部。通过控制顶升板的高度升降,使得位于顶部的多层陶瓷基板与上料筒顶部相齐平,进而使得机械手能在固定高度位置吸取多层陶瓷基板。机械手移至上料筒正上方,机械手底部的吸盘伸长,并吸附在顶部多层陶瓷基板的中心。
[0062] 步骤4,上料:机械手移动,将吸附的多层陶瓷基板移栽并放置在空腔窗的上方,吸盘仍保持吸附状态。
[0063] 步骤5,多层陶瓷基板对中及真空橡皮密封:横向对中组件和竖向对中组件中的两块定位板均同步相向运动。在同步相向运动过程中,定位板底部将挤压位于下方的真空橡皮顶部,使得真空橡皮与真空接头底部形成密封。当两块定位板均与多层陶瓷基板相接触时,停止相向运动。此时,多层陶瓷基板完成对中,同轴位于空腔窗的正上方,多层陶瓷基板外侧边缘搭设在空腔窗外侧的真空橡皮表面,形成搭接部。
[0064] 当多层陶瓷基板具有多空腔时,步骤5中多层陶瓷基板完成对中后,应使多层陶瓷基板的所有空腔均位于真空橡皮的空腔窗内。
[0065] 进一步,上述搭接部宽度优选为0.5 1mm,进一步优选为0.8mm。~
[0066] 步骤6,多层陶瓷基板密封:吸盘放气、收缩,解除与多层陶瓷基板的吸附。机械手带动弹性压框高度下降,弹性压框与多层陶瓷基板的搭接部相接触,定位板复位。弹性压框高度继续下降,将多层陶瓷基板的搭接部密封压紧在真空橡皮表面,从而使得空腔窗为一个密封空腔。
[0067] 步骤7,气密封检测:对步骤6形成的密封空腔抽真空,接着采用喷枪对多层陶瓷基板施加气压,质谱检漏仪检测多层陶瓷基板的漏率。
[0068] 步骤8,气密封检测完成后,机械手根据步骤7气密性检测结果,将检测完成的多层陶瓷基板放置在合格品区或不合格品区。然后复位,重复步骤3至步骤8,进行下一个多层陶瓷基板的气密性检测。
[0069] 以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种等同变换,这些等同变换均属于本发明的保护范围。

附图说明

[0030] 图1显示了本发明一种多层陶瓷基板气密性检测装置的结构示意图。
[0031] 图2显示了本发明中机械手对定位上料装置中多层陶瓷基板进行吸取的结构示意图。
[0032] 图3显示了本发明中机械手去除弹性压框后的结构示意图。
[0033] 其中有:
[0034] 10.定位上料装置;11.上料筒;111.弹性耐摩层;12.顶升板;121.顶升气缸;
[0035] 20.机械手;21.吸盘;211.伸缩杆;
[0036] 30.对中对位装置;31.定位板;
[0037] 40.真空接头;41.真空抽气口;
[0038] 50.真空橡皮;51.空腔窗;
[0039] 60.多层陶瓷基板;70.喷枪;80.质谱仪检漏仪。
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