CN108682644A - 一种半导体无人工全自动流水线作业生产方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于半导体封装领域，其公开了一种半导体无人工全自动流水线作业生产方法，所述的方法包括如下步骤：步骤1：通过固晶机将固晶胶布施到LED半导体产品上；步骤2：通过暂存机将步骤1得到LED半导体中不合格品予以缓存，合格品输送到第一加热设备；步骤3：第一加热设备通过逐片加热的方式对固晶胶进行加热；步骤4：步骤3处理后的LED半导体经过检测后进行通过点胶机或molding设备进行点胶或molding操作；步骤5：将点胶或molding操作后的LED半导体经过缓存机缓存一段时间后进行步骤6；步骤6：将LED半导体逐片输入到第二加热设备中进行加热固化。本发明的目的在于提供一种加工速度快、产品合格率高的半导体封装生产方法，同时还提供适用于该方法的系统。
Description
技术领域
本发明涉及半导体加工领域，具体为半导体无人工全自动流水线作业生产方法和系统。
背景技术
LED封装产品基本上都是由固晶、焊线、点胶、烘烤(固化)、分光等主要制程来完成。传统的封装设备多人工、低效率已越来越满足不了封装企业的要求，而封装设备的自动化、智能化、多样性、高效率才是产品竞争力、差异化封装企业追求的目标。
这就需要我们在生产工艺流程进行不断创新，在传统LED封装工艺的基础上，需要对产品的机器设备、原材料供应、生产流程工艺等方面进行了多项创新，建立运作高效、工艺领先的全自动化生产线，有效提高设备利用率，实现生产资源的有效整合和利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加工速度快、产品合格率高的半导体无人工全自动流水线作业方法，同时还提供适用于该方法的系统。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种半导体无人工全自动流水线作业生产方法，所述的方法包括固晶工序以及在固晶工序之后的点胶或molding工序，所述的方法包括如下步骤：
步骤1：通过固晶机自动将固晶胶布施到LED半导体上；
步骤2：自动出料后通过暂存机将步骤1得到LED半导体中不合格品予以缓存，合格品自动输送到第一加热设备通过固晶机将固晶胶布施到LED半导体上；
步骤3：第一加热设备通过逐片加热的方式对固晶胶进行加热；
步骤4：步骤3处理后的LED半导体经过检测后进行通过点胶机或molding设备进行点胶或molding操作；
步骤5：将点胶或molding操作后的LED半导体经过缓存机缓存一段时间后进行步骤6；
步骤6：将LED半导体逐片输入到第二加热设备中进行加热固化。
在上述的半导体无人工全自动流水线作业生产方法中，步骤1中的固晶胶为道康宁OE8002，粘度10000-12000cP；
从前至后，其温度分布为75-85℃、80-90℃、90-130℃、110-155℃、150-175℃、150-175℃、170-185℃、180-190℃、180-190℃、160-170℃、130-150℃、110-120℃。
在上述的半导体无人工全自动流水线作业生产方法中，步骤1中的固晶胶为信越SMP2820银胶，粘度18000-22000cP；
从前至后，其温度分布为75-85℃、80-90℃、80-100℃、100-135℃、125-140℃、150-175℃、170-185℃、180-190℃、180-190℃、160-180℃、150-160℃、130-140℃。
在上述的半导体无人工全自动流水线作业生产方法中，所述的步骤3中，LED半导体在固化炉中的传输速度为600-1200mm/min。
在上述的半导体无人工全自动流水线作业生产方法中，所述的第二加热设备包括预热段和加热段；
所述的LED半导体在预热段中的加热温度为60-130℃；时间为5-10min；
所述的LED半导体在加热段中的加热峰值温度为180-200℃；加热段中的温度先升高后降低或先升高后恒温，时间为10-25min。
在上述的半导体无人工全自动流水线作业生产方法中，所述的步骤5中的缓存时间为2-10min。
在上述的半导体无人工全自动流水线作业生产方法中，所述的步骤6中，所述的预热段分为6-8温区，所述的加热段分为12-14温区；所述的预热段中温度逐渐升高，起始温度为70-80℃，结束温度为90-110℃；所述的加热段分为12个等长温区，峰值温度为180-190℃。
同时，本发明还公开了一种半导体生产系统，包括依次设置的固晶机、暂存机、第一加热设备、点胶机或molding设备、缓存机、第二加热设备，其中所述的暂存机用于将不合格的LED半导体暂存合格的半导体直接输入到第一加热设备，所述的缓存机用于逐一对所有的LED半导体进行缓存；
所述的第二加热设备包括依次布置的预热段和加热段；
所述的固晶胶和暂存机之间设有AOI检测设备，所述的第一加热设备和点胶机或molding设备之间设有CT-AOI检测设备，所述的缓存机和第二加热设备之间设有光电检测设备。
本方案的有益效果在于：
一、本发明实现了产品的充分快速固化，一种较高效率的实施方法；
二、本发明将固晶加热过程和点胶加热过程采用单片加热的方式，通过流水线式的加热操作，使每片LED半导体均表现出非常快速的固晶效果；在点胶加热前进行缓存，可以控制胶体中粉体相同的沉降，以及胶水消泡流平减少内应力的效果，提高产品的一致性和更高的合格率。
附图说明
图1为本发明的实施例1的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
实施例1
请参阅图1，一种半导体生产系统，包括依次设置的固晶机1、暂存机2、第一加热设备3、点胶机4或molding设备、缓存机5、第二加热设备6，其中所述的暂存机2用于将不合格的LED半导体暂存合格的半导体直接输入到第一加热设备3，所述的缓存机5用于逐一对所有的LED半导体进行缓存；
所述的第二加热设备6包括依次布置的预热段62和加热段61；
所述的固晶胶和暂存机2之间设有AOI检测设备7，所述的第一加热设备3和点胶机4或molding设备之间设有CT-AOI检测设备8，所述的缓存机5和第二加热设备6之间设有光电检测设备9。
实施例2
采用实施例1的系统，半导体生产的方法为：
所述的方法包括固晶工序以及在固晶工序之后的点胶或molding工序，所述的方法包括如下步骤：
步骤1：通过固晶机1将固晶胶布施到LED半导体上；
步骤2：通过暂存机2将步骤1得到LED半导体中不合格品予以缓存，合格品输送到第一加热设备3；
步骤3：第一加热设备3通过逐片加热的方式对固晶胶进行加热；第一加热设备3为隧道式的固化炉，分为12个温度段，所述的LED半导体在第一加热设备3中加热温度从70-85℃逐渐升温至180-190℃，然后再降温至110-140℃；
在步骤3结束后，对产品进行检测，产品采用了2批次的固晶胶，具体如下：
案例1：以0816芯片固晶产品为例，其固晶胶为道康宁OE8002，粘度10000-12000cP，产品推拉力测试标准要求大于70g；
从前至后，加热设备温度分布为75-85℃、80-90℃、90-130℃、110-155℃、150-175℃、150-175℃、170-185℃、180-190℃、180-190℃、160-170℃、130-150℃、110-120℃
通过该方法，可以将固晶速度控制在5-10min/片；LED半导体在固化炉中的传输速度为600-1200mm/min，优选为800mm/min。
下述表1为采用本实施例的方法镀银支架和镜面铝基板的测试结果。其采用的固晶胶为道康宁OE8002，粘度10000-12000cP，产品推拉力测试标准要求大于70g。
表1
案例2
产品为3535芯片固晶产品，其固晶胶为信越SMP2820银胶，粘度18000-22000cP，产品推拉力测试标准要求大于1000g。
其加热温度设定为：
75-85℃、80-90℃、80-100℃、100-135℃、125-140℃、150-175℃、170-185℃、180-190℃、180-190℃、160-180℃、150-160℃、130-140℃。
其性能测试结果如下：
通过阶段性的测试，可以看出固晶胶采用本实施例的方法以及实施例1的系统，可以达到非常好的推拉力结果，并且加工时间非常短。
步骤4：步骤3处理后的LED半导体经过检测后进行通过点胶机4进行点胶操作；
步骤5：将点胶操作后的LED半导体经过缓存机5缓存2-10min后进行步骤6；
步骤6：将LED半导体逐片输入到第二加热设备6中进行加热固化。第二加热设备6包括预热段62和加热段61；所述的LED半导体在预热段62中的加热温度为60-130℃；时间为5-10min；所述的LED半导体在加热段61中的加热峰值温度为180-200℃；加热段61中的温度先升高后降低或先升高后恒温，时间为10-25min。
下面以荧光胶的固化过程为例进行相关说明，参考下表3。
表3FCP倒装产品测试
表3中所述的前段固化炉即本实施例所述的预热段62，后段固化炉即本实施例所述的加热段61。
作为对比试验，第一组、第二组、第三组采用不同的温度控制策略，其中第一组预热段62温度一直较高，第二组预热段62温度逐渐升高至120℃；第三组加热段61温度较低。
作为本实施例的具体例子，第四组和第五组采用了本发明的温度控制策略。
通过实验可以得知，本发明的温度控制策略可以有效的提高产品的质量。
究其原因来说，首先缓存机519可以提高胶水的流平时间，可以有效降低胶水中的气泡。然后经过预热段62的持续流平和预加热可以提高平整度以及进一步降低胶水中的气泡。最后通过加热段61加速固化，可以得到合格率高的产品。
在本实施例中，采用预热段62和加热段61分离设计还有利于工厂内有限空间的布局，可以使预热段62和加热段61采用U型或L型布局。
综合来说，采用本发明的温度分布和相应的设备的布置，可以有效的降低加热时间，同时，可以让固晶胶以及点胶工序中的荧光胶表现出超出其本身性能的结果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种半导体无人工全自动流水线作业生产方法，所述的方法包括固晶工序以及在固晶工序之后的点胶或molding工序，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：
步骤1：通过固晶机自动将固晶胶布施到LED半导体上；
步骤2：自动出料后通过暂存机将步骤1得到LED半导体中不合格品予以缓存，合格品自动输送到第一加热设备；
步骤3：第一加热设备通过逐片加热的方式对固晶胶进行加热；
步骤4：步骤3处理后的LED半导体经过检测后进行通过点胶机或molding设备进行点胶或molding操作；
步骤5：将点胶或molding操作后的LED半导体经过缓存机缓存一段时间后进行步骤6；
步骤6：将LED半导体逐片输入到第二加热设备中进行加热固化。
2.根据权利要求1所述的半导体无人工全自动流水线作业生产方法，其特征在于，所述的步骤3中第一加热设备为隧道式的固化炉或者垂直循环固化机，所述的LED半导体在第一加热设备中加热温度从70-85℃逐渐升温至180-190℃，然后再降温至110-140℃。
3.根据权利要求2所述的半导体无人工全自动流水线作业生产方法，其特征在于，所述的第一加热设备为隧道式的固化炉，所述的第一加热设备分为8-12个温度段。
4.根据权利要求3所述的半导体无人工全自动流水线作业生产方法，其特征在于，步骤1中的固晶胶为道康宁OE8002，粘度10000-12000cP；
从前至后，其温度分布为75-85℃、80-90℃、90-130℃、110-155℃、150-175℃、150-175℃、170-185℃、180-190℃、180-190℃、160-170℃、130-150℃、110-120℃。
5.根据权利要求3所述的半导体无人工全自动流水线作业生产方法，其特征在于，步骤1中的固晶胶为信越SMP2820银胶，粘度18000-22000cP；
从前至后，其温度分布为75-85℃、80-90℃、80-100℃、100-135℃、125-140℃、150-175℃、170-185℃、180-190℃、180-190℃、160-180℃、150-160℃、130-140℃。
6.根据权利要求4或5所述的半导体无人工全自动流水线作业生产方法，其特征在于，所述的步骤3中，LED半导体在固化炉中的传输速度为600-1200mm/min。
7.根据权利要求1所述的半导体无人工全自动流水线作业生产方法，其特征在于，所述的第二加热设备包括预热段和加热段；
所述的LED半导体在预热段中的加热温度为60-130℃；时间为5-10min；
所述的LED半导体在加热段中的加热峰值温度为180-200℃；加热段中的温度先升高后降低或先升高后恒温，时间为10-25min。
8.根据权利要求7所述的半导体无人工全自动流水线作业生产方法，其特征在于，所述的步骤5中的缓存时间为2-10min。
9.根据权利要求8所述的半导体无人工全自动流水线作业生产方法，其特征在于，所述的步骤6中，所述的预热段分为6-8温区，所述的加热段分为12-14温区；所述的预热段中温度逐渐升高，起始温度为70-80℃，结束温度为90-110℃；所述的加热段分为12个等长温区，峰值温度为180-190℃。
10.一种半导体生产系统，其特征在于，包括依次设置的固晶机、暂存机、第一加热设备、点胶机或molding设备、缓存机、第二加热设备，其中所述的暂存机用于将不合格的LED半导体暂存合格的半导体直接输入到第一加热设备，所述的缓存机用于逐一对所有的LED半导体进行缓存；
所述的第二加热设备包括依次布置的预热段和加热段；
所述的固晶胶和暂存机之间设有AOI检测设备，所述的第一加热设备和点胶机或molding设备之间设有CT-AOI检测设备，所述的缓存机和第二加热设备之间设有光电检测设备。
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