CN109860082A - 去除封装结构散热盖的装置 - Google Patents

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Abstract

一种去除封装结构散热盖的装置，去除封装结构散热盖的装置包括：承载平台，所述承载平台内具有凹槽；横向推动机构，所述横向推动机构位于承载平台表面，所述横向推动机构沿平行于承载平台表面方向朝向凹槽或远离凹槽可动。横向推动机构沿平行于承载平台表面方向朝向凹槽运动，提供平行于承载平台表面方向的推力。将封装结构放入凹槽后，横向推动结构提供推力，分离封装结构的散热盖。采用去除封装结构散热盖的装置机械化分离散热盖与基板，省时省力，且安全性高。

Description

去除封装结构散热盖的装置
技术领域
本发明涉及封装领域，尤其涉及一种去除封装结构散热盖的装置。
背景技术
倒装芯片工艺既是一种芯片互联技术，又是一种理想的芯片粘结技术。早在50余年前IBM(国际商业机器公司)已研发使用了这项技术。但是直到近几年来，倒装芯片封装结构才成为高端器件及高密度封装领域中经常采用的封装形式。目前，倒装芯片封装技术的应用范围日益广泛，封装形式更趋于多样化，对倒装芯片封装结构的要求也随之提高。
倒装芯片封装技术中，散热盖与半导体芯片通过导热层连接，散热盖与基板相连，能够采用散热盖将半导体芯片的热量导出。然而，在半导体失效分析过程中，对封装结构的开封是一个重要过程，如需要对封装结构内的半导体芯片的集成电路进行分析，或者对半导体芯片与基板上的焊接导通结构的电路进行分析时，需要去除散热盖。
然而，现有的去除封装结构散热盖的方法中，安全性低，良率较低。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种去除封装结构散热盖的装置，所述装置能提高去除封装结构散热盖时的安全性，提高良率。
为解决上述技术问题，本发明提供一种去除封装结构散热盖的装置，包括：承载平台，所述承载平台内具有凹槽；横向推动机构，所述横向推动机构位于承载平台表面，所述横向推动机构沿平行于承载平台表面方向朝向凹槽或远离凹槽可动。
可选的，还包括：加热机构，用于提供热能。
可选的，所述加热机构位于承载平台内，凹槽底部暴露出加热机构表面。
可选的，还包括：可盖合于承载平台表面的密封盖，当所述密封盖盖合于所述承载平台表面时，所述密封盖与所述凹槽构成密封腔。
可选的，还包括：所述加热机构固定于所述密封盖顶部的内表面，且所述加热机构朝向承载平台。
可选的，还包括：位于密封盖侧壁的抽气机构，用于抽取所述密封腔内的气体。
可选的，还包括：保护层，所述保护层位于所述横向推动结构朝向凹槽的部分的表面。
可选的，所述保护层的材料为弹性材料，所述弹性材料包括橡胶。
可选的，还包括：位于承载平台内的升降机构，所述升降机构位于加热机构底部，所述升降机构带动所述加热机构沿垂直于承载平台所在的方向运动。
可选的，所述承载平台包括：位于所述凹槽底部的底板以及位于底板表面的移动侧板，所述移动侧板可沿平行于底板表面的方向移动。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明技术方案提供的去除封装结构散热盖的装置中，所述横向推动机构沿平行于承载平台表面方向朝向凹槽或远离凹槽可动，则横向推动机构能提供平行于承载平台表面的推力。将封装结构放置在凹槽内后，横向推动机构提供平行于承载平台表面且朝向凹槽的推力分离封装结构的散热盖与基板，横向推动机构的移动距离、速度可控制，能在保证封装结构性能的情况下，分离散热盖与基板。去除散热盖的过程通过机械化完成，省时省力，且安全性高。
进一步，抽气机构将密封盖和承载平台形成的空间内的有害气体实时抽离，减少对操作人员造成安全隐患。
附图说明
图1至图3是一种去除封装结构散热盖的过程的结构示意图；
图4是本发明一实施例中去除封装结构散热盖的装置的结构示意图；
图5是本发明另一实施例中去除封装结构散热盖的装置的结构示意图；
图6是一种封装结构的结构示意图；
图7是本发明一实施例中去除封装结构散热盖的装置的工作方法的流程图；
图8至图11是本发明一实施例中去除封装结构散热盖的装置的工作过程的结构示意图；
图12至图13是本发明另一实施例中去除封装结构散热盖的装置的工作过程的结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述，现有技术的去除封装结构散热盖的方法安全性较差。
图1至图3是一种去除封装结构散热盖的过程的结构示意图。
参考图1和图2，图1是一种封装结构的俯视图，图2是图1中沿切割线A-A1的截面图，提供封装结构，所述封装结构包括：衬底100、半导体芯片101、第二芯片103和散热盖120，所述半导体芯片101和第二芯片103固定连接在衬底100上，所述散热盖120包括顶面和侧板，散热盖120顶面与半导体芯片101顶部通过导热层102连接，所述衬底100与散热盖120侧板通过连接层110相连接，且所述散热盖120侧板包围半导体芯片101；提供刀片130；将刀片130插入连接层110中。
参考图3，提供加热机构140；使得封装结构的散热盖120与加热机构140相接触；开启加热机构，使得导热层102熔化，将散热盖120与衬底100分离。
电性失效分析过程中，需要分离封装结构的散热盖120与衬底100。上述去除封装结构散热盖的方法中，将刀片130插入连接层110中的过程需要人工完成，这个过程费时费力，操作人员容易割伤手，且需要控制刀片130的插入深度，避免损伤封装结构内元件，影响后续电性失效分析。同时，插入刀片130过程中，导热层102没有熔化，半导体芯片101的材料包括硅片，半导体芯片101的硅片和散热盖120通过导热层102连接，插入刀片130时施加的力会使得半导体芯片101的硅片受到机械应力，容易造成半导体芯片101的硅片发生脆性碎裂，从而导致封装结构的性能较差。
本发明提供的去除封装结构散热盖的装置中，所述横向推动机构沿平行于承载平台表面方向朝向凹槽或远离凹槽可动，提供平行于承载平台表面的推力，分离散热盖与基板，横向推动机构的移动距离、速度可控制，能在保证封装结构性能完好的情况下，分离散热盖与基板。去除散热盖的过程通过机械化完成，省时省力，且安全性高。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图4是本发明一实施例中去除封装结构散热盖的装置的结构示意图。
一种去除封装结构散热盖的装置，参考图4，包括：承载平台300，所述承载平台300内具有凹槽301；横向推动机构320，所述横向推动机构320位于承载平台300表面，所述横向推动机构320沿平行于承载平台300表面方向朝向凹槽301或远离凹槽301可动。
所述承载平台300用于提供工作平台。
所述凹槽301用于承载封装结构，所述凹槽301用于承载封装结构且部分封装结构突出于所述承载平台300表面，所述封装结构包括基板和固定于所述基板上的散热盖。
沿平行于承载平台300表面的方向上，所述凹槽的尺寸大于等于所述封装结构的尺寸。
所述凹槽301的深度小于封装结构的厚度，保证承载平台暴露出部分封装结构。
所述凹槽301用于固定封装结构，所述沿承载平台300表面方向凹槽301的尺寸大于等于所述封装结构的尺寸，以便容纳封装结构，为后续横向推动机构作用提供稳定的环境。
当所述基板朝向所述凹槽301放置时，至少所述散热盖出于所述承载平台300表面；当所述散热盖朝向所述凹槽301放置时，至少所述基板突出于所述承载平台300表面。
所述横向推动机构320可沿承载平台300表面向凹槽301移动，可以提供平行于承载平台300表面的推力。
所述横向推动机构320对凸出于承载平台300表面的部分封装结构施加平行于承载平台300表面的推力，使散热盖与基板相互分离。
在一实施例中，所述承载平台300位于所述凹槽底部的底板以及位于底板表面的移动侧板，所述移动侧板可沿平行于底板表面的方向移动。
所述侧板可移动，改变侧板在底板表面的位置改变凹槽301的尺寸，以便适用于各种不同尺寸的封装结构。
本实施例中，去除封装结构散热盖的装置还包括：加热机构310，用于提供热能。
所述加热机构用于加热散热盖。
在一实施例中，去除封装结构散热盖的装置不包括加热机构。
在一实施例中，所述加热机构310位于承载平台300内，凹槽301底部暴露出加热机构310表面。
去除封装结构散热盖的装置还包括：可盖合于承载平台300表面的密封盖330，当所述密封盖330盖合于所述承载平台300表面时，所述密封盖330与所述凹槽301构成密封腔。
去除封装结构散热盖的装置还包括：位于密封盖330侧壁的抽气机构340，用于抽取所述密封腔内的气体。
在一实施例中，所述去除封装结构散热盖的装置还包括：位于承载平台300内的升降机构，所述升降机构位于加热机构310底部，所述升降机构带动所述加热机构310沿垂直于承载平台300所在的方向运动。
所述升降机构用于改变凹槽301的深度，以便适用于各种不同厚度的封装结构。
去除封装结构散热盖的过程中，所述封装结构的散热盖位于凹槽301内，所述散热盖与加热机构相接触；所述横向推动结构320与基板侧壁相接触。
在一实施例中，所述去除封装结构散热盖的装置还包括：保护层，所述保护层位于所述横向推动结构320朝向凹槽的部分的表面。
具体的，所述保护层位于所述横向推动机构320与封装结构相接触的部分表面。
所述保护层的材料为弹性材料，所述弹性材料包括橡胶。
请参考图5，图5是本发明另一实施例中去除封装结构散热盖的装置的结构示意图，图5中去除封装结构散热盖的装置与图4中去除封装结构散热盖的装置的区别在于加热机构的位置。
图5中，所述加热机构410固定于所述密封盖330顶部的内表面，且所述加热机构410朝向承载平台300。
去除封装结构散热盖的过程中，所述封装结构的基板位于凹槽301内，所述散热盖与加热机构410相接触，所述横向推动结构320与散热盖板相接触。
所述横向推动机构320提供沿平行于承载平台300表面方向的推力，分离散热盖和基板，横向推动机构320的移动距离、速度可控制，能在保证封装结构性能完好的情况下，分离散热盖与基板，去除散热盖的过程通过机械化完成，省时省力，且安全性高。
抽气机构340将密封腔内的气体实时抽离，减少对操作人员造成安全隐患。
请参考图6，一种封装结构，所述封装结构包括相互连接的散热盖220和基板200。
所述基板200和所述散热盖220内呈空腔；所述封装结构还包括位于所述空腔内的半导体芯片201，所述半导体芯片201固定于所述基板200上，所述散热盖220包括顶板和与顶板边缘连接的侧板，散热盖220顶板与半导体芯片201顶部表面通过导热层202连接，所述散热盖220侧板通过连接层210与基板200表面相连接，且所述散热盖220的侧板包围所述半导体芯片201。
所述基底200包括器件区和非器件区，所述非器件区包围所述器件区。
将所述半导体芯片201固定连接到基底200器件区。
本实施例中，所述基底200以基板(substrate)作为示例，所述基板例如为PCB板或BT板。
在其它实施例中，所述基底为引线框架(lead frame)。
所述散热盖220的材料为金属材料，所述金属材料包括：铜或铝。
本实施例中，所述散热盖220的材料为铜。
所述散热盖220为金属材料，则所述散热盖220的高温高压等环境不易发生变形，稳定性好。
所述散热盖220侧板的厚度为第一厚度。
所述散热盖220侧板的厚度根据封装结构的设计要求设定。
本实施例中，还包括提供若干第二芯片203，所述第二芯片203包括电容，电阻，电感等元件。
半导体芯片201、第二芯片203以及基板内的集成电路共同作用，实现封装结构的功能。
所述连接层210位于基板200的非器件区。
所述连接层210的材料包括：绝缘胶，例如硅橡胶。
本实施例中，所述连接层210的材料为硅橡胶。
所述导热层202用于将半导体芯片201的热量通过散热盖220传导出去。
在一实施例中，所述导热层202的材料为有机材料，所述导热层的材料包括：导热胶或者导热膏。
所述导热层202的材料为热相变材料，所述导热层202的材料包括：铟、铟合金、锡、锡银合金、锡银铜合金或锡铅合金。
本实施例中，所述导热层202的材料为铟。
所述导热层202的材料为铟，铟具有一定的毒性，加热至熔融时，会有部分铟离子扩散到空气中，因此需要收集有害气体，避免对操作人员造成不利。
相应的，本实施例还提供上述一种去除封装结构散热盖的装置的工作方法，参考图7，包括：
S11：提供上述任意一种去除封装结构散热盖的装置；
S12：提供封装结构，所述封装结构包括基板和固定于所述基板上的散热盖；
S13：将所述封装结构放入凹槽内，部分封装结构突出于所述承载平台表面；
S14：沿平行于承载平台表面所在方向移动横向推动机构，使得横向推动机构与凸出于承载平台表面的部分封装结构相接触，且横向推动机构对凸出于承载平台表面的部分封装结构施加平行于承载平台表面的推力，使得散热盖和基板相互分离。
所述去除封装结构散热盖的装置如图4所示，且如上述实施例所述，在此不做赘述。
所述封装结构如图6所示，且如上述实施例所述，在此不做赘述。
图8至图11是本发明一实施例中去除封装结构散热盖的装置的工作过程的结构示意图。
请参考图8和图9，图9为沿图8中切割面S1的截面图；将所述封装结构放入凹槽301内，部分封装结构突出于所述承载平台300表面。
所述散热盖220朝向所述凹槽301放置，所述基板200突出于所述承载平台300表面。
在一实施例中，所述导热层的材料为有机材料，所述导热层的材料包括：导热胶或者导热膏。所述去除封装结构散热盖的装置不包括加热机构。
所述导热层的材料为导热胶或者导热膏，粘性较低，不需要加热机构加热，横向推动结构的推力可以将散热盖和半导体芯片分离。
本实施例中，所述去除封装结构散热盖的装置还包括：加热机构310，用于为封装结构提供热能；所述加热机构310位于承载平台300内，所述凹槽301暴露出加热机构310。所述散热盖220与加热机构310相接触。
将所述封装结构放入凹槽301内后，在横向推动机构320与基板200相接触前，通过加热机构310对封装结构加热，加热到目标温度后，保持目标温度，直至导热层202熔化。
所述去除封装结构散热盖的装置还包括：可盖合于承载平台300表面的密封盖330和位于密封盖330侧壁的抽气机构340，当所述密封盖330盖合于所述承载平台300表面时，所述密封盖330与所述凹槽301构成容纳所述封装结构的密封腔，所述抽气机构340用于抽取密封腔内的气体。
所述抽气机构340用于将导热层202熔融状态所产生的有毒气体抽走。
去除封装结构散热盖的装置的工作方法包括：打开密封盖330；打开密封盖330后，将所述封装结构放入凹槽301内；将所述封装结构放入凹槽301内后，关闭密封盖330；关闭密封盖330后，开启加热机构310对封装结构加热，使得导热层202熔化；关闭密封盖330后，开启抽气机构340，抽取密封腔内的气体。
加热机构310为封装结构提供热能，使得导热层202熔化，分离半导体芯片201和散热盖220时较为容易。
本实施例中，所述导热层202的材料为铟，所述导热层202加热至熔融状态，会产生有害气体，所述密封盖330用于形成密封腔，所述抽气机构340将密封腔内的有害气体实时抽离，减少对操作人员造成安全隐患。
请参考图10，图10与图9的剖面方向一致，沿平行于承载平台300表面所在方向移动横向推动机构320，使得横向推动机构320与凸出于承载平台表面的部分封装结构相接触，且横向推动机构320对凸出于承载平台表面的部分封装结构施加平行于承载平台300表面的推力，分离散热盖220和基板200。
具体的，导热层202熔化后，沿平行于承载平台300表面所在方向移动横向推动机构320，使得横向推动机构320与基板200相接触，且横向推动机构320对基板200施加平行于承载平台300表面的推力，分离散热盖220和基板200。
所述横向推动机构320推动的距离大于散热盖220侧板的厚度，使得散热盖220与基板200分离。
请参考图11，图11中本发明另一实施例中去除封装结构散热盖的装置的工作过程的结构示意图。
图11中去除封装结构散热盖的装置还包括：位于承载平台300内的升降机构350，所述升降机构350位于加热机构310底部，所述升降机构350带动所述加热机构310沿垂直于承载平台300所在的方向运动。
所述升降机构用于改变凹槽301的深度，以便适用于各种不同厚度的封装结构。
在一实施例中，所述承载平台300包括位于所述凹槽301底部的底板以及位于底板表面的移动侧板，所述移动侧板可沿平行于底板表面的方向移动。改变移动侧板在底板表面的位置改变凹槽301的尺寸，以便适用于各种不同尺寸的封装结构。
本发明还提供图5中去除封装结构散热盖的装置的工作过程的结构示意图。
所述去除封装结构散热盖的装置如图5所示，且如上述实施例所述，在此不做赘述。
所述封装结构如图6所示，且如上述实施例所述，在此不做赘述。
图12至图13是本发明另一实施例中去除封装结构散热盖的装置的工作过程的结构示意图。
请参考图12，将所述封装结构放入凹槽301内，部分封装结构突出于所述承载平台300表面。
所述基板200朝向所述凹槽301放置时，至少部分所述散热盖220突出于所述承载平台300表面。
所述去除封装结构散热盖的装置包括：加热机构410，用于为封装结构提供热能；所述加热机构410固定于所述密封盖330顶部的内表面，且所述加热机构410朝向承载平台300。
所述散热盖220与加热机构410相接触。
将所述封装结构放入凹槽301内后，通过横向推动机构320与凸出于承载平台表面的部分封装结构相接触前，通过加热机构410对封装结构加热，加热到目标温度后，保持目标温度，直至导热层202熔化。
去除封装结构散热盖的装置的工作方法包括：打开密封盖330；打开密封盖330后，将所述封装结构放入凹槽301内；将所述封装结构放入凹槽301内后，关闭密封盖330；关闭密封盖330后，开启加热机构410对封装结构加热，使得导热层202熔化；关闭密封盖330后，开启抽气机构340，抽取密封盖330和承载平台300所构成空间内的气体。
请参考图13，图13为沿图12中切割面S的截面图，沿平行于承载平台300表面所在方向移动横向推动机构320，使得横向推动机构320与凸出于承载平台表面的部分封装结构相接触，且横向推动机构320对凸出于承载平台表面的部分封装结构施加平行于承载平台300表面的推力，使得散热盖220和基板200相互分离。
具体的，导热层202熔化后，沿平行于承载平台300表面所在方向移动横向推动机构320，使得横向推动机构320与散热盖220相接触，且横向推动机构320对散热盖220施加平行于承载平台300表面的推力，使得散热盖220和基板200相互分离。
采用横向推动机构320机械化分离散热盖220与基板200，省时省力，且安全性高。
在导热层202熔融状态下施加平行于承载平台300表面的横向剪切力，可以减少对半导体芯片201造成应力，对半导体芯片201的损伤较小。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，包括：
承载平台，所述承载平台内具有凹槽；
横向推动机构，所述横向推动机构位于承载平台表面，所述横向推动机构沿平行于承载平台表面方向朝向凹槽或远离凹槽可动。
2.根据权利要求1所述的去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，还包括：加热机构，用于提供热能。
3.根据权利要求2所述的去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，所述加热机构位于承载平台内，凹槽底部暴露出加热机构表面。
4.根据权利要求2所述的去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，还包括：可盖合于承载平台表面的密封盖，当所述密封盖盖合于所述承载平台表面时，所述密封盖与所述凹槽构成密封腔。
5.根据权利要求5所述的去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，还包括：所述加热机构固定于所述密封盖顶部的内表面，且所述加热机构朝向承载平台。
6.根据权利要求5所述的去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，还包括：位于密封盖侧壁的抽气机构，用于抽取所述密封腔内的气体。
7.根据权利要求1所述的去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，还包括：保护层，所述保护层位于所述横向推动结构朝向凹槽的部分的表面。
8.根据权利要求8所述的去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，所述保护层的材料为弹性材料，所述弹性材料包括橡胶。
9.根据权利要求3所述的去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，还包括：位于承载平台内的升降机构，所述升降机构位于加热机构底部，所述升降机构带动所述加热机构沿垂直于承载平台所在的方向运动。
10.根据权利要求1或9所述的去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，所述承载平台包括：位于所述凹槽底部的底板以及位于底板表面的移动侧板，所述移动侧板可沿平行于底板表面的方向移动。
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