一种半导体封装基板清洁装置及方法与流程

本发明涉及半导体封装设备，具体涉及一种半导体封装基板清洁装置及方法。

背景技术：

1、在半导体封装领域中，基板是承托芯片以及与外部电路连接的载体。基板在整个半导体封装制程中，经过芯片粘接(die bond)和引线键合(wire bond)等制程有大量物质及基板的磨损颗粒粘附在基板上,会采用接触式的清理方式，接触式会造成基板的下压变形，导致芯片与基板的线路连接问题，在芯片粘接过程中，使用流动性的焊料来固定芯片，焊料被施加到基板上的焊盘或芯片的引脚上，芯片被放置在基板上，并通过加热使焊料熔化，从而将芯片固定在正确位置，焊料在冷却后固化，形成坚固的机械和电气连接，由于使用的粘合剂是流动性的，在涂抹焊料的过程中，空气会被卷入其中，在后续的加热过程中会熔化，形成液态，被困在焊料中的空气会形成气泡，不仅会影响其粘接力，还会因为形成的气泡，导致电路开路或高电阻，影响半导体器件的性能，后期清理也不方便，为此，我们提出一种半导体封装基板清洁装置及方法。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种半导体封装基板清洁装置及方法，克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，解决了背景技术中提出的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、一种半导体封装基板清洁装置，包括底座、载台、基板平台，包括驱动单元和夹持单元，驱动单元驱动夹持单元夹持基板并带动基板平台的抬升与抖动，层叠设置的载台和基板平台由载台上连接的引导杆对其方向引导，驱动单元连接的顶升板驱动基板平台沿引导杆的方向升降式运动，所述引导杆分布于载台的转角处，相对设置的引导杆上连接的若干个凸缘交错设置，且凸缘位于引导杆的中上部，在载台和基板平台之间还连接收缩弹簧，还包括沿基板的方向滑移的具有超声波震荡的清洁头以保证基板上的洁净度。

6、优选的，夹持单元包括安装在转轴上的多个抓手，抓手之间还连接有同一个挡板，挡板包围基板防止焊料从基板上流出。

7、优选的，夹持单元还包括连接在转轴上的第一联动杆和第二联动杆，第一联动杆和第二联动杆铰接。

8、优选的，驱动单元包括驱动气缸，驱动气缸的输出端设有驱动杆，驱动杆上铰接有一对传动杆，远离驱动杆的传动杆侧端连接有与转轴连接的连接块。

9、优选的，基板平台上开设有平台横槽用于供第一联动杆和第二联动杆经过，载台上开设的载台切槽用于供驱动单元连接配合。

10、优选的，底座上还设有移动气缸，移动气缸通过滑轨滑块驱动清洁头滑移，且清洁头上还连接有真空管。

11、优选的，清洁头包括内部通过隔板分隔为三个两侧空气进入通道和中间真空排出通道，由安装在空气进入通道处设置超声波振荡器，真空排出通道处设置锥形吸附通道。

12、优选的，包括以下步骤：

13、s1、芯片放置：首先，操作人员或自动化设备将芯片精确地放置在基板的预定位置上，确保其对齐准确。

14、s2、基板固定：接着，抓手或夹具将基板稳固地固定在适当的位置，以防止在后续步骤中移动。

15、s3、基板移动：然后，通过精确的驱动系统控制基板向芯片靠近，并将其放置于芯片上，确保两者之间的相对位置准确无误。

16、s4、焊料应用：在芯片和基板之间施加焊料，这通常是通过焊膏印刷或预置焊球的方式完成，以确保焊料的均匀分布。

17、s5、加热：对基板和芯片进行加热，使焊料达到熔点并熔化成液态，以便于形成良好的焊点。

18、s6、轻微晃动：在焊料处于液态时，通过驱动气缸31继续顶升使得基板平台4与引导杆5上的凸缘51相互抵持，并配合收缩弹簧使得基板6轻微晃动，这样做的目的是帮助气泡从焊料中逸出，确保芯片与基板之间形成良好的接触。

19、s7、冷却和固化：在气泡逸出后，停止晃动基板，并让焊料冷却和固化。固化后的焊料形成坚固的焊点，将芯片牢固地固定在基板上。

20、s8、基板清洁：最后，清洁头通过气缸做往复动作，同时产生超声波振荡，对基板上的微小颗粒进行分离，真空泵产生真空，将分离出的颗粒排除，确保基板表面清洁无污染。

21、(三)有益效果

22、本发明实施例提供了一种半导体封装基板清洁装置及方法。具备以下有益效果：

23、1、传统的清洁装置是接触式清除微小颗粒。但是接触式会造成基板的下压变形，采用超声波震荡的方式将基板上的颗粒吸取可以避免上述问题。

24、2、减少芯片处理：芯片通常比基板小得多，也更脆弱。采用基板移动而芯片保持固定，可以减少对芯片的机械应力，降低芯片损坏的风险。

25、3、适应不同的芯片尺寸：在生产过程中需要处理不同尺寸或形状的芯片，保持芯片固定而移动基板更容易适应这种变化。

26、4、便于自动化：在自动化系统中，更容易设计一个移动基板的机械臂或传送系统，尤其是当芯片被放置在固定的托盘或载体上时。

27、5、焊料气泡处理：在芯片粘接过程中，通过驱动气缸继续顶升使得基板平台与引导杆上的凸缘相互抵持，并配合收缩弹簧使得基板轻微晃动，以帮助气泡逸出，晃动基板可以打破气泡的表面张力，使其更容易逸出，同时，晃动基板可以利用重力帮助气泡向上移动并离开焊料。

技术特征：

1.一种半导体封装基板清洁装置，包括底座(1)、载台(2)、基板平台(4)，其特征在于：包括驱动单元(3)和夹持单元，驱动单元(3)驱动夹持单元夹持基板(6)并带动基板平台(4)的抬升与抖动；

2.如权利要求1所述的一种半导体封装基板清洁装置，其特征在于：所述夹持单元包括安装在转轴(41)上的多个抓手(42)，抓手(42)之间还连接有同一个挡板，挡板包围基板(6)防止焊料从基板(6)上流出。

3.如权利要求1所述的一种半导体封装基板清洁装置，其特征在于：所述夹持单元还包括连接在转轴(41)上的第一联动杆(43)和第二联动杆(44)，第一联动杆(43)和第二联动杆(44)铰接。

4.如权利要求2-3任一项所述的一种半导体封装基板清洁装置，其特征在于：所述驱动单元(3)包括驱动气缸(31)，驱动气缸(31)的输出端设有驱动杆(32)，驱动杆(32)上铰接有一对传动杆(33)，远离驱动杆(32)的传动杆(33)侧端连接有与转轴(41)连接的连接块(34)。

5.如权利要求1所述的一种半导体封装基板清洁装置，其特征在于：所述基板平台(4)上开设有平台横槽(45)用于供第一联动杆(43)和第二联动杆(44)经过，载台(2)上开设的载台切槽(21)用于供驱动单元(3)连接配合。

6.如权利要求1所述的一种半导体封装基板清洁装置，其特征在于：所述底座(1)上还设有移动气缸(13)，移动气缸(13)通过滑轨滑块驱动清洁头(11)滑移，且清洁头(11)上还连接有真空管(12)。

7.如权利要求1所述的一种半导体封装基板清洁装置，其特征在于：所述清洁头(11)包括内部通过隔板分隔为三个两侧空气进入通道和中间真空排出通道，由安装在空气进入通道处设置超声波振荡器，真空排出通道处设置锥形吸附通道。

8.一种基于半导体封装基板清洁装置的清洁方法：其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及半导体封装设备技术领域，提供了一种半导体封装基板清洁装置及方法，驱动单元驱动夹持单元夹持基板并带动基板平台的抬升与抖动，层叠设置的载台和基板平台由载台上连接的引导杆对其方向引导，驱动单元连接的顶升板驱动基板平台沿引导杆的方向升降式运动，所述引导杆分布于载台的转角处，相对设置的引导杆上连接的若干个凸缘交错设置，且凸缘位于引导杆的中上部，在载台和基板平台之间还连接收缩弹簧。在芯片粘接过程中，通过驱动气缸继续顶升使得基板平台与引导杆上的凸缘相互抵持，并配合收缩弹簧使得基板轻微晃动，以帮助气泡逸出，晃动基板可以利用重力帮助气泡向上移动并离开焊料。

技术研发人员：葛春华,田杰锋
受保护的技术使用者：幂帆科技（南通）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/14