一種正負壓力固晶爐的制作方法

1.本發明涉及半導體芯片制造處理技術領域，特別涉及一種正負壓力固晶爐。


背景技術：

2.半導體芯片是一種在半導體片材上進行浸蝕，布線，制成的能實現某種功能的半導體器件。
3.在半導體芯片的封裝過程中會使用封膠材料(銀膠)，封膠材料會吸收水汽或產生揮發物質，極易在半導體芯片的封裝制程中產生空腔(氣泡)；并且在回焊制程中，受熱后水汽與空腔會因發生突沸導致體積瞬間膨脹，導致半導體芯片及封裝體本身受到極大的應力，較大的應力會影響產品的質量，嚴重時甚至造成ic元件失效。
4.因此有必要提供一種避免氣泡產生，提高半導體芯片封裝質量的正負壓力固晶爐。


技術實現要素：

5.為解決上述技術問題，本發明采取了如下技術方案：
6.一種正負壓力固晶爐，包括：
7.箱體，所述箱體內部設置有處理室，所述箱體一側鉸接有機械式密封門；
8.抽氣機構，所述抽氣機構安裝于所述箱體內部并與所述處理室內部相連通；
9.加壓充氣機構，所述加壓充氣機構設置于所述箱體一側，所述加壓充氣機構與所述處理室內部相連通；
10.電氣控制柜，所述電氣控制柜設置于所述箱體一側，所述電氣控制柜分別與所述抽氣機構和所述加壓充氣機構電連接；
11.溫度控制機構，所述溫度控制機構設置于所述箱體內部，所述溫度控制機構用于控制處理室的溫度。
12.進一步地，所述抽氣機構包括真空泵和緩沖罐，所述真空泵和所述緩沖罐安裝于所述箱體內部，所述真空泵依次與所述緩沖罐和處理室內部管路連接。
13.進一步地，所述加壓充氣機構包括空壓機、氮氣機和壓力調節閥，所述空壓機安裝于所述箱體內部，所述氮氣機設置于所述箱體一側，所述空壓機的進氣口連接有電控三通閥，所述電控三通閥的一個通口與所述氮氣機管路連接，另一個通口與所述外接環境相連通，所述壓力調節閥一端與所述空壓機的出氣口管路連接，另一端與所述處理室內部相連通。
14.進一步地，所述溫度控制機構包括感溫線，加熱機構、水冷機構和溫度控制裝置，所述加熱機構安裝于所述箱體內部并位于所述處理室遠離所述機械式密封門的一側，所述水冷機構安裝于所述箱體內部并位于所述處理室兩側，所述感溫線設置于所述處理室內，感溫線用于監測處理室內溫度，所述溫度控制裝置安裝于所述箱體內并分別與所述感溫線、所述加熱機構和所述水冷機構電連接。
15.進一步地，所述加熱機構包括加熱器、驅動電機和風輪，所述驅動電機安裝于所述箱體內并位于所述處理室遠離所述機械式密封門的一側，所述風輪連接于所述驅動電機動力輸出端，所述加熱器安裝于所述箱體內并與所述風輪配合設置，所述加熱器和所述驅動電機分別與所述溫度控制裝置電連接。
16.進一步地，所述水冷機構包括水冷管和循環水路，所述水冷管纏繞于所述處理室外側，所述循環水路一端與所述水冷管連接，另一端與外部水源連接。
17.進一步地，所述電氣控制柜包括泄真空控制器和充氮控制器，所述泄真空控制器與所述抽氣機構電連接，所述泄真空控制器用于控制箱體的泄真空作業，所述充氮控制器與所述加壓充氣機構電連接，所述充氮控制器用于控制箱體內的充氮作業。
18.進一步地，所述箱體一側設置有控制面板，所述控制面板分別與所述抽氣機構、加壓充氣機構和溫度控制機構電連接。
19.進一步地，所述箱體頂端設置有三色燈，所示三色燈與所述控制面板電連接，所述三色燈用于展示裝置的工作狀態。
20.進一步地，所述箱體底部設置有搬運輪。
21.本發明的有益效果在于：
22.本發明提供的一種正負壓力固晶爐在對半導體芯片的處理過程中有效防止芯片氧化，并且在封裝過程中通過加壓充氣機構將銀膠內的氣泡壓除，避免氣泡的產生，使得半導體芯片與半導體片材在后續的回焊過程中不會受到較大的應力，避免芯片及片材損壞，提高半導體芯片的質量。
附圖說明
23.圖1為本發明一種正負壓力固晶爐內部結構示意圖。
24.圖2為本發明一種正負壓力固晶爐立體示意圖。
25.圖3為本發明一種正負壓力固晶爐主視圖。
26.圖4為本發明一種正負壓力固晶爐側視圖。
27.其中，圖中：
28.1-箱體；11-處理室；12-機械式密封門；2-抽氣機構；21-真空泵；22-緩沖罐；3-加壓充氣機構；31-空壓機；4-電氣控制柜；41-泄真空控制器；411-手動泄真空旋鈕；412-自動泄真空旋鈕；42-充氮控制器；5-溫度控制機構；51-感溫線；52-加熱機構；521-加熱器；522-驅動電機；523-風輪；53-水冷機構；531-水冷管；6-控制面板；7-三色燈；8-重型鉸鏈。
具體實施方式
29.下面將結合本發明實施例中的附圖1-4，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
30.實施例
31.結合圖1-4本實施例提供了一種正負壓力固晶爐，包括箱體1、抽氣機構2、加壓充氣機構3、電氣控制柜4和溫度控制機構5，所述箱體1內部設置有處理室11，所述抽氣機構2
安裝于所述箱體1內部并與所述處理室11內部相連通，所述加壓充氣機構3設置于所述箱體1一側，所述加壓充氣機構3與所述處理室11內部相連通，所述電氣控制柜4設置于所述箱體1一側，所述電氣控制柜4分別與所述抽氣機構2和所述加壓充氣機構3電連接，所述溫度控制機構5設置于所述箱體1內部，所述溫度控制機構5用于控制處理室11的溫度。
32.所述箱體1底部設置有搬運輪，方便將裝置進行移動。
33.所述箱體1一側通過重型鉸鏈8鉸接有機械式密封門12，所述機械式密封門12設置有手柄來輔助開閉，且機械式密封門設置有壓力感應裝置，若門未關緊無法加壓，壓力非常壓時無法開門。
34.所述抽氣機構2包括真空泵21和緩沖罐22，所述真空泵21和所述緩沖罐22安裝于所述箱體1內部，所述真空泵21依次與所述緩沖罐22和處理室11內部管路連接；當需要對箱體內抽真空時，真空泵工作在緩沖罐的穩流作用下對處理室制造真空環境。
35.所述加壓充氣機構3包括空壓機31、氮氣機(圖中未示出)和壓力調節閥(圖中未示出)，所述空壓機31安裝于所述箱體1內部，所述氮氣機設置于所述箱體1一側，所述空壓機31的進氣口連接有電控三通閥，所述電控三通閥的一個通口與所述氮氣機管路連接，另一個通口與所述外接環境相連通，所述壓力調節閥一端與所述空壓機31的出氣口管路連接，另一端與所述處理室11內部相連通；空壓機用于對箱體內部加壓，當空壓機工作時通過電控三通閥將空氣或者氮氣吸入并吹入箱體內部，通過壓力調節閥對壓力值進行調整。
36.作為優化，所述加壓充氣機構還包括泄壓閥、數顯壓力表和壓力預警保護裝置，所述泄壓閥設置于所述壓力調節閥與所述處理室連接的管路上，當箱體內壓力達到設定值時泄壓避免箱體內部壓力過大；所述處理室內部設置有壓力傳感器，數顯壓力表對處理室內的壓力實時監測顯示，當壓力傳感器監測到的壓值高于設定值時，壓力預警保護裝置發出警報。
37.所述溫度控制機構5包括感溫線51，加熱機構52、水冷機構53和溫度控制裝置，所述加熱機構52安裝于所述箱體1內部并位于所述處理室11遠離所述機械式密封門的一側，所述水冷機構53安裝于所述箱體1內部并位于所述處理室11兩側，所述感溫線51設置于所述處理室11內，所述溫度控制裝置安裝于所述箱體1內并分別與所述感溫線51、所述加熱機構52和所述水冷機構53電連接，感溫線用于監測處理室11內溫度并將檢測到的溫度信號傳輸至溫度控制裝置。
38.所述加熱機構52包括加熱器521、驅動電機522和風輪523，所述驅動電機522安裝于所述箱體1內并位于所述處理室11遠離所述機械式密封門的一側，所述風輪523連接于所述驅動電機522動力輸出端，所述加熱器521安裝于所述箱體1內并與所述風輪523配合設置，所述溫度控制裝置分別與所述加熱器521和所述驅動電機522電連接；本實施例中所述加熱器521采用覆套式電熱器，所述風輪523采用強力型不銹鋼風輪，所述驅動電機522采用熱風烤箱專用的長軸馬達，當需要加熱時，加熱器通電加熱，驅動電機帶動風輪轉動將加熱器周圍的熱空氣吹至處理室內進行加熱，加熱效果均勻且迅速。
39.所述水冷機構53包括水冷管531和循環水路，所述水冷管531纏繞于所述處理室11外側，所述循環水路一端與所述水冷管531連接，另一端與外部水源連接，通過水泵將循環水路的循環水通入水冷管，所述溫度控制裝置與水泵電連接，配合感溫線智能對箱體內部進行冷卻。
40.所述電氣控制柜4包括泄真空控制器41和充氮控制器42，所述泄真空控制器41與所述抽氣機構2電連接，所述泄真空控制器41用于控制箱體1的泄真空作業，所述充氮控制器42與所述加壓充氣機構3電連接，所述充氮控制器42用于控制箱體1內的充氮作業；本實施例中所述泄真空控制器包括手動泄真空旋鈕411和自動泄真空旋鈕412，分別實現泄真空的手動操作和自動操作；所述手動泄真空旋鈕411和所述自動泄真空旋鈕412均與所述真空泵電連接。
41.所述箱體1一側設置有控制面板6，所述控制面板6分別與所述抽氣機構2、加壓充氣機構3和溫度控制機構5電連接，分別用于控制各個階段的作業。
42.所述箱體1頂端設置有三色燈7，所示三色燈7與所述控制面板6電連接，所述三色燈7用于展示裝置的工作狀態，當三色燈顯示紅色時，處于工作狀態，表示可以不能開啟機械式密封門，當顯示綠色時，說明裝置處于靜止狀態，可以打開箱門，當顯示黃色時，說明裝置正處于泄壓狀態。
43.作為優化，本實施例中所述箱體內部采用sus304型5.0mm厚的不銹鋼板制作附凹形鐵補強，箱體外部采用sus41型冷軋鋼板制作，外壁設置防靜電粉體烤漆，保護箱體。
44.作為優化，所述箱體內部還設置有保溫結構(圖中未示出)，所述保溫結構包括保溫棉和隔熱板，所述保溫棉設置于所述箱體內壁上，所述隔熱板設置于所述保溫棉靠近所述箱體內壁的一側并通過耐高溫矽膠固定在箱體內部，所述保溫棉的厚度為90mm。
45.本實施例所述的一種正負壓力固晶爐正常工作時，將半導體芯片以及半導體片材放入處理室內，控制面板控制真空泵工作，在緩沖罐的穩流作用下對處理室制造真空環境，真空環境可避免半導體芯片被氧化，隨后控制空壓機工作，控制面板控制空壓機和氮氣機工作，并控制電控三通閥將氮氣機與空壓機相連通，空壓機向箱體內部充氮氣，控制充氮氣的體積為箱體體積的60％～70％；再控制加熱器加熱使內部環境溫度為80℃，驅動電機動力輸出端帶動風輪轉動將加熱器周圍的熱氣吹至半導體芯片上，防止將半導體芯片以及半導體片材粘結的銀膠固化；隨后再次控制空壓機工作將高壓氮氣通入箱體內，高壓氮氣將銀膠內的氣泡壓除清理，完成氣泡的清除工作；帶銀膠固化后在將內部環境加熱至150℃，保持2h的時間，使得銀膠的粘結更加穩定，半導體芯片的質量更好；最后通過水冷機構將箱體內部的溫度降至60℃，泄壓后完成工作。
46.本發明提供的一種正負壓力固晶爐在對半導體芯片的處理過程有效防止其氧化，并且在封裝過程中通過加壓充氣機構將銀膠內的氣泡壓除，避免氣泡的產生，使得半導體芯片與半導體片材在后續的回焊過程中不會受到較大的應力，避免芯片及片材損壞，提高半導體芯片的質量。
47.對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對上述實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。