一种正负压力固晶炉的制作方法

1.本发明涉及半导体芯片制造处理技术领域，特别涉及一种正负压力固晶炉。


背景技术：

2.半导体芯片是一种在半导体片材上进行浸蚀，布线，制成的能实现某种功能的半导体器件。
3.在半导体芯片的封装过程中会使用封胶材料(银胶)，封胶材料会吸收水汽或产生挥发物质，极易在半导体芯片的封装制程中产生空腔(气泡)；并且在回焊制程中，受热后水汽与空腔会因发生突沸导致体积瞬间膨胀，导致半导体芯片及封装体本身受到极大的应力，较大的应力会影响产品的质量，严重时甚至造成ic元件失效。
4.因此有必要提供一种避免气泡产生，提高半导体芯片封装质量的正负压力固晶炉。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：
6.一种正负压力固晶炉，包括：
7.箱体，所述箱体内部设置有处理室，所述箱体一侧铰接有机械式密封门；
8.抽气机构，所述抽气机构安装于所述箱体内部并与所述处理室内部相连通；
9.加压充气机构，所述加压充气机构设置于所述箱体一侧，所述加压充气机构与所述处理室内部相连通；
10.电气控制柜，所述电气控制柜设置于所述箱体一侧，所述电气控制柜分别与所述抽气机构和所述加压充气机构电连接；
11.温度控制机构，所述温度控制机构设置于所述箱体内部，所述温度控制机构用于控制处理室的温度。
12.进一步地，所述抽气机构包括真空泵和缓冲罐，所述真空泵和所述缓冲罐安装于所述箱体内部，所述真空泵依次与所述缓冲罐和处理室内部管路连接。
13.进一步地，所述加压充气机构包括空压机、氮气机和压力调节阀，所述空压机安装于所述箱体内部，所述氮气机设置于所述箱体一侧，所述空压机的进气口连接有电控三通阀，所述电控三通阀的一个通口与所述氮气机管路连接，另一个通口与所述外接环境相连通，所述压力调节阀一端与所述空压机的出气口管路连接，另一端与所述处理室内部相连通。
14.进一步地，所述温度控制机构包括感温线，加热机构、水冷机构和温度控制装置，所述加热机构安装于所述箱体内部并位于所述处理室远离所述机械式密封门的一侧，所述水冷机构安装于所述箱体内部并位于所述处理室两侧，所述感温线设置于所述处理室内，感温线用于监测处理室内温度，所述温度控制装置安装于所述箱体内并分别与所述感温线、所述加热机构和所述水冷机构电连接。
15.进一步地，所述加热机构包括加热器、驱动电机和风轮，所述驱动电机安装于所述箱体内并位于所述处理室远离所述机械式密封门的一侧，所述风轮连接于所述驱动电机动力输出端，所述加热器安装于所述箱体内并与所述风轮配合设置，所述加热器和所述驱动电机分别与所述温度控制装置电连接。
16.进一步地，所述水冷机构包括水冷管和循环水路，所述水冷管缠绕于所述处理室外侧，所述循环水路一端与所述水冷管连接，另一端与外部水源连接。
17.进一步地，所述电气控制柜包括泄真空控制器和充氮控制器，所述泄真空控制器与所述抽气机构电连接，所述泄真空控制器用于控制箱体的泄真空作业，所述充氮控制器与所述加压充气机构电连接，所述充氮控制器用于控制箱体内的充氮作业。
18.进一步地，所述箱体一侧设置有控制面板，所述控制面板分别与所述抽气机构、加压充气机构和温度控制机构电连接。
19.进一步地，所述箱体顶端设置有三色灯，所示三色灯与所述控制面板电连接，所述三色灯用于展示装置的工作状态。
20.进一步地，所述箱体底部设置有搬运轮。
21.本发明的有益效果在于：
22.本发明提供的一种正负压力固晶炉在对半导体芯片的处理过程中有效防止芯片氧化，并且在封装过程中通过加压充气机构将银胶内的气泡压除，避免气泡的产生，使得半导体芯片与半导体片材在后续的回焊过程中不会受到较大的应力，避免芯片及片材损坏，提高半导体芯片的质量。
附图说明
23.图1为本发明一种正负压力固晶炉内部结构示意图。
24.图2为本发明一种正负压力固晶炉立体示意图。
25.图3为本发明一种正负压力固晶炉主视图。
26.图4为本发明一种正负压力固晶炉侧视图。
27.其中，图中：
28.1-箱体；11-处理室；12-机械式密封门；2-抽气机构；21-真空泵；22-缓冲罐；3-加压充气机构；31-空压机；4-电气控制柜；41-泄真空控制器；411-手动泄真空旋钮；412-自动泄真空旋钮；42-充氮控制器；5-温度控制机构；51-感温线；52-加热机构；521-加热器；522-驱动电机；523-风轮；53-水冷机构；531-水冷管；6-控制面板；7-三色灯；8-重型铰链。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图1-4，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.实施例
31.结合图1-4本实施例提供了一种正负压力固晶炉，包括箱体1、抽气机构2、加压充气机构3、电气控制柜4和温度控制机构5，所述箱体1内部设置有处理室11，所述抽气机构2
安装于所述箱体1内部并与所述处理室11内部相连通，所述加压充气机构3设置于所述箱体1一侧，所述加压充气机构3与所述处理室11内部相连通，所述电气控制柜4设置于所述箱体1一侧，所述电气控制柜4分别与所述抽气机构2和所述加压充气机构3电连接，所述温度控制机构5设置于所述箱体1内部，所述温度控制机构5用于控制处理室11的温度。
32.所述箱体1底部设置有搬运轮，方便将装置进行移动。
33.所述箱体1一侧通过重型铰链8铰接有机械式密封门12，所述机械式密封门12设置有手柄来辅助开闭，且机械式密封门设置有压力感应装置，若门未关紧无法加压，压力非常压时无法开门。
34.所述抽气机构2包括真空泵21和缓冲罐22，所述真空泵21和所述缓冲罐22安装于所述箱体1内部，所述真空泵21依次与所述缓冲罐22和处理室11内部管路连接；当需要对箱体内抽真空时，真空泵工作在缓冲罐的稳流作用下对处理室制造真空环境。
35.所述加压充气机构3包括空压机31、氮气机(图中未示出)和压力调节阀(图中未示出)，所述空压机31安装于所述箱体1内部，所述氮气机设置于所述箱体1一侧，所述空压机31的进气口连接有电控三通阀，所述电控三通阀的一个通口与所述氮气机管路连接，另一个通口与所述外接环境相连通，所述压力调节阀一端与所述空压机31的出气口管路连接，另一端与所述处理室11内部相连通；空压机用于对箱体内部加压，当空压机工作时通过电控三通阀将空气或者氮气吸入并吹入箱体内部，通过压力调节阀对压力值进行调整。
36.作为优化，所述加压充气机构还包括泄压阀、数显压力表和压力预警保护装置，所述泄压阀设置于所述压力调节阀与所述处理室连接的管路上，当箱体内压力达到设定值时泄压避免箱体内部压力过大；所述处理室内部设置有压力传感器，数显压力表对处理室内的压力实时监测显示，当压力传感器监测到的压值高于设定值时，压力预警保护装置发出警报。
37.所述温度控制机构5包括感温线51，加热机构52、水冷机构53和温度控制装置，所述加热机构52安装于所述箱体1内部并位于所述处理室11远离所述机械式密封门的一侧，所述水冷机构53安装于所述箱体1内部并位于所述处理室11两侧，所述感温线51设置于所述处理室11内，所述温度控制装置安装于所述箱体1内并分别与所述感温线51、所述加热机构52和所述水冷机构53电连接，感温线用于监测处理室11内温度并将检测到的温度信号传输至温度控制装置。
38.所述加热机构52包括加热器521、驱动电机522和风轮523，所述驱动电机522安装于所述箱体1内并位于所述处理室11远离所述机械式密封门的一侧，所述风轮523连接于所述驱动电机522动力输出端，所述加热器521安装于所述箱体1内并与所述风轮523配合设置，所述温度控制装置分别与所述加热器521和所述驱动电机522电连接；本实施例中所述加热器521采用覆套式电热器，所述风轮523采用强力型不锈钢风轮，所述驱动电机522采用热风烤箱专用的长轴马达，当需要加热时，加热器通电加热，驱动电机带动风轮转动将加热器周围的热空气吹至处理室内进行加热，加热效果均匀且迅速。
39.所述水冷机构53包括水冷管531和循环水路，所述水冷管531缠绕于所述处理室11外侧，所述循环水路一端与所述水冷管531连接，另一端与外部水源连接，通过水泵将循环水路的循环水通入水冷管，所述温度控制装置与水泵电连接，配合感温线智能对箱体内部进行冷却。
40.所述电气控制柜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与所述抽气机构2电连接，所述泄真空控制器41用于控制箱体1的泄真空作业，所述充氮控制器42与所述加压充气机构3电连接，所述充氮控制器42用于控制箱体1内的充氮作业；本实施例中所述泄真空控制器包括手动泄真空旋钮411和自动泄真空旋钮412，分别实现泄真空的手动操作和自动操作；所述手动泄真空旋钮411和所述自动泄真空旋钮412均与所述真空泵电连接。
41.所述箱体1一侧设置有控制面板6，所述控制面板6分别与所述抽气机构2、加压充气机构3和温度控制机构5电连接，分别用于控制各个阶段的作业。
42.所述箱体1顶端设置有三色灯7，所示三色灯7与所述控制面板6电连接，所述三色灯7用于展示装置的工作状态，当三色灯显示红色时，处于工作状态，表示可以不能开启机械式密封门，当显示绿色时，说明装置处于静止状态，可以打开箱门，当显示黄色时，说明装置正处于泄压状态。
43.作为优化，本实施例中所述箱体内部采用sus304型5.0mm厚的不锈钢板制作附凹形铁补强，箱体外部采用sus41型冷轧钢板制作，外壁设置防静电粉体烤漆，保护箱体。
44.作为优化，所述箱体内部还设置有保温结构(图中未示出)，所述保温结构包括保温棉和隔热板，所述保温棉设置于所述箱体内壁上，所述隔热板设置于所述保温棉靠近所述箱体内壁的一侧并通过耐高温矽胶固定在箱体内部，所述保温棉的厚度为90mm。
45.本实施例所述的一种正负压力固晶炉正常工作时，将半导体芯片以及半导体片材放入处理室内，控制面板控制真空泵工作，在缓冲罐的稳流作用下对处理室制造真空环境，真空环境可避免半导体芯片被氧化，随后控制空压机工作，控制面板控制空压机和氮气机工作，并控制电控三通阀将氮气机与空压机相连通，空压机向箱体内部充氮气，控制充氮气的体积为箱体体积的60％～70％；再控制加热器加热使内部环境温度为80℃，驱动电机动力输出端带动风轮转动将加热器周围的热气吹至半导体芯片上，防止将半导体芯片以及半导体片材粘结的银胶固化；随后再次控制空压机工作将高压氮气通入箱体内，高压氮气将银胶内的气泡压除清理，完成气泡的清除工作；带银胶固化后在将内部环境加热至150℃，保持2h的时间，使得银胶的粘结更加稳定，半导体芯片的质量更好；最后通过水冷机构将箱体内部的温度降至60℃，泄压后完成工作。
46.本发明提供的一种正负压力固晶炉在对半导体芯片的处理过程有效防止其氧化，并且在封装过程中通过加压充气机构将银胶内的气泡压除，避免气泡的产生，使得半导体芯片与半导体片材在后续的回焊过程中不会受到较大的应力，避免芯片及片材损坏，提高半导体芯片的质量。
47.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。