CN112086387B - 一种芯片清洗装置及清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种芯片清洗装置，包括：承载部，其具有多个相互分隔的清洗单元，所述清洗单元用于放置芯片；手持部，其连接在所述承载部上，用于使位于承载部上的芯片浸没于溶剂中或从溶剂中提出，所述溶剂用于清洗芯片；搅拌器，其用于使溶剂流动，以对芯片进行清洗。通过在清洗过程中将芯片放置在承载部上，并且通过手持部将承载部以及芯片浸没于溶剂中，或者从溶剂中提出，无需手动夹持芯片，减少了其在溶剂中清洗时受到的损伤；通过将承载部分隔成多个相互分隔的清洗单元，能够在一次清洗过程处理多个芯片，提高了清洗效率；通过搅拌器使溶剂流动，替代手动在溶剂中的晃动涮洗，有效实现了芯片的半自动清洗。

Description

一种芯片清洗装置及清洗方法
技术领域
本发明涉及光电器件技术领域，尤其涉及一种芯片清洗装置及清洗方法。
背景技术
倒装互连技术是一种高精度，高可靠性的技术，广泛应用于光电器件的封装，可实现光电子器件的小型化和批量化生产。用于倒装互连的光电器件，其表面制备了若干用于电学连通的金属凸点阵列，该凸点尺寸很小，直径在5um—100um之间；凸点通常以矩阵的形式出现，数量少则数千个，多则上百万个。为了保证倒装互连的质量，器件在互连之前必须清洗干净。
现有芯片清洗过程是：操作人员用镊子夹持待清洗芯片，将其放置到装有丙酮或无水乙醇等溶剂的容器中晃动涮洗，利用液体流动的冲击力去除芯片表面异物，达到清洗的目的。
由于芯片表面凸点数量多、尺寸小，且由质地柔软的金属制成，因此在清洗过程中极易被镊子刮擦而受损；光电器件芯片通常是由一些比较脆的材料制成，极易因夹持力过大而受到损伤，导致芯片报废。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种芯片清洗装置，替代纯手工的清洗方式，减少了因镊子夹持对芯片及芯片表面上金属凸点的损坏。
本发明还提供了一种采用上述清洗装置进行的清洗方法，有效提高了成品率及清洗效率。
本发明提供的芯片清洗装置，包括：
承载部，其具有多个相互分隔的清洗单元，所述清洗单元用于放置芯片；
手持部，其连接在所述承载部上，用于使位于承载部上的芯片浸没于溶剂中或从溶剂中提出，所述溶剂用于清洗芯片；
搅拌器，其用于使溶剂流动，以对芯片进行清洗。
进一步，还包括隔离部，相邻的所述清洗单元由隔离部分隔而成，所述隔离部包括设置在所述承载部上的隔离带，所述隔离带呈发散状分布。
进一步，所述隔离带上开设有使溶剂在所述清洗单元之间流通的导流槽。
进一步，所述承载部为镂空结构，使溶剂在承载部的上下流通。
进一步，所述芯片与所述清洗单元一一对应。
进一步，所述承载部包括承载盘，所述承载盘上均布有多个通孔，且在承载盘的中心开设有导流孔。
进一步，还包括用于支撑所述承载盘且与其可拆卸连接的支架，所述支架与所述承载盘之间设置有相互配合的定位销及定位槽。
进一步，所述承载盘上设置有隔离环，所述隔离环将承载盘分隔为沿径向分布的多层所述清洗单元。
进一步，所述搅拌器包括磁力搅拌器、机械搅拌器或超声波搅拌器。
一种采用上述芯片清洗装置实施的清洗方法，包括以下步骤：
1)将待清洗芯片分放在承载部上；
2)将芯片浸没于第一溶剂中，设定搅拌参数后开启搅拌器，完成清洗后将承载部从第一溶剂中提出；
3)将芯片浸没于第二溶剂中，设定搅拌参数后开启搅拌器，完成清洗后将承载部从第二溶剂中提出；
4)将芯片浸没于第三溶剂中，设定搅拌参数后开启搅拌器，完成清洗后将承载部从第三溶剂中提出，清洗完毕。
本发明提供的一种芯片清洗装置，通过在清洗过程中将芯片放置在承载部上，并且通过手持部将承载部以及芯片浸没于溶剂中，或者从溶剂中提出，无需手动夹持芯片，减少了其在溶剂中清洗时受到的损伤；通过将承载部分隔成多个相互分隔的清洗单元，能够在一次清洗过程处理多个芯片，提高了清洗效率；通过搅拌器使溶剂流动，替代手动在溶剂中的晃动涮洗，有效实现了芯片的半自动清洗。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1为本发明中承载部的结构示意图；
图2为本发明中支架的结构示意图；
图3为承载部与支架之间的配合关系图；
图4为另外一种承载部的结构示意图；
图5a为本发明中芯片在第一溶剂中清洗时的状态图；
图5b为芯片在第二溶剂中清洗时的状态图；
图5c为芯片在第三溶剂中清洗时的状态图。
图中：1-手持部，2-芯片，3-清洗单元，4-通孔，5-定位槽，6-隔离带，7-导流槽，8-导流孔，9-定位销，10-支架，11-磁子，12-烧杯，13-隔离环，14-承载盘；15-导流孔凸台；16-承载盘凸台，17-第一溶剂，18-第二溶剂，19-第三溶剂。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
为清楚说明本发明的发明构思，下面结合实施例对本发明进行说明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，本发明提供的一种芯片清洗装置，包括承载部，手持部1以及搅拌器；承载部具有多个相互分隔的清洗单元3，清洗单元3用于放置芯片2；在承载部上连接有手持部1，用于使位于承载部上的芯片2在清洗时浸没于溶剂中，或者完成清洗后从溶剂中提出，通过溶剂对芯片2进行清洗；搅拌器用于使溶剂流动从而对芯片2进行清洗。
通过将芯片2放置在承载部上的相互分隔的清洗单元3中，并采用手持部1对承载部进行转移，间接实现位于清洗单元3上的芯片2在溶剂中的浸没及提取，避免了在清洗过程中对芯片2的手动夹持，减少了因镊子夹持对芯片2及芯片2表面上金属凸点的损坏；相互分隔的清洗单元3能够降低不同芯片2在清洗时的相互干扰，避免了其发生碰撞对芯片及金属凸点造成的伤害。
在承载部上设置有隔离部，相邻的清洗单元由隔离部分隔而成，构成了承载部上的芯片2的多个清洗单元3，在一次清洗过程中可同时对多个芯片2进行清洗，有效提高了清洗效率。
通过采用搅拌器使溶剂流动，替代了人为在溶剂中的晃动，实现了芯片在溶剂中的半自动清洗。现有人工手动晃动的清洗方式，每一次清洗时摆动的幅度，摇晃的速度都会有差别，导致清洗效果存在明显的差异，很难保证工艺的一致性，通过采用搅拌器能够对每次清洗过程的搅拌参数进行设定，有效保证清洗效果的一致性。
本发明中的隔离部包括设置在承载部上的隔离带6，并且隔离带6呈发散状的分布方式，构成了在承载部上均布的芯片2清洗单元3，通过该种设置方式，能够提高芯片2在承载部上分布的均匀度，有效改善芯片2的清洗环境，使芯片具有良好的清洗效果。
为了使承载部顺利地浸没于溶剂中，减小在浸没时其与溶剂液体产生的阻力，同时便于承载部上下方的溶剂能够快速流通，本发明中的承载部采用镂空结构，使芯片2能够快速地浸没于溶剂中。
在隔离带6上均开设有导流槽7，导流槽7能够使不同清洗单元3之间的溶剂相互流通，同时可有效减少隔离带6对溶剂流动时造成的阻力，提高溶剂对芯片2上杂质的冲刷效果。为了避免不同芯片2在清洗时相互碰撞，导致的对芯片2以及芯片2上金属凸点造成的损坏，每个清洗单元3中对应放置一个芯片2，即芯片2与清洗单元3为一一对应的关系，通过该种设置方式，可有效避免芯片2在清洗中出现的碰撞破损情况，极大降低了芯片2的破损率。
实施例1
参见图1，本实施例中的承载部为承载盘14，在承载盘14的底壁上均布有多个使溶剂上下流通的圆形通孔4，在承载盘14的中心开设有导流孔8，导流孔8的外缘设置有高出承载盘14底壁的导流孔凸台15，在承载盘14的外缘设置有承载盘凸台16。其中，隔离部包括在承载盘14上设置的四条隔离带6，每条隔离带6的一端与导流孔凸台15相接，另一端延伸至承载盘14的外缘。四条隔离带6呈发散状分布在承载盘14上，将承载盘14分隔成四个扇形结构的清洗单元3。通过将每个芯片2放置在独立的由导流孔凸台15、承载盘凸台16以及隔离带6围成的清洗单元3中，能够减少在清洗时芯片2之间的相互碰撞，进一步保护了芯片2以及在芯片2上设置的金属凸点。
在隔离带6上，沿水平方向间隔开设有使溶剂能够在清洗单元3之间流通的导流槽7，导流槽7的高度与隔离带6的厚度相同，导流槽7与导流孔8相互配合，能够减小溶剂在流动时的阻力，提高溶剂在导流槽7中的流通率，有效提高清洗效率。需要指出，为了防止芯片2在清洗时从导流孔8中掉落，导流孔凸台15的顶面应与隔离带6的顶面齐平，在不影响溶剂流动状态的前提下，使芯片2在流动溶剂中的移动范围限制在清洗单元3内部。
参见图2，结合图1，本发明中的芯片清洗装置还包括用于支撑承载盘14的支架10，承载盘14可拆卸地连接在支架10上，同时为了避免承载盘14在清洗过程中出现旋转、移动，在承载盘14与支架10之间设置有相互配合的定位销9及定位槽5。本实施例中在支架10的上方设置有4个定位销9，在承载盘14的外缘设置有与定位销9相配合的4个定位槽5，通过定位销9和定位槽5的配合，能够将承载盘14稳定地固定在支架10上，同时使承载盘14在支架10上的拆装更加方便快捷，承载盘14与支架10的配合关系图参见图3。
参见图4，在承载部的另一种结构中，承载盘14上还包括与导流孔8同心设置的隔离环13，通过隔离环13的设置，能够将承载盘14分隔为沿其径向分布的多层清洗单元3，有效提高了承载盘14对芯片2的承载数量，在一次清洗过程中能够处理更多的芯片2，极大提高了清洗效率。
需要指出，承载盘上的导流孔以及支架的设置是与搅拌器的选用形式相关联的，本实施例中的搅拌器为磁力搅拌器，在磁力搅拌器的使用过程中，首先需要将溶剂倒入容器中，然后把旋转磁子放置在容器中，最后再放入支架以及载有芯片的承载盘。流体的旋转流动状态是通过旋转磁子由下向上逐渐蔓延的，为了不影响流体的流动状态，需要设置支架构成位于承载盘下部的流体旋转空间；同时为了使位于承载盘上方的流体保持良好的旋转流动状态，需要通过在承载盘上开设导流孔的形式将大部分流体从承载盘由下向上导出，满足流动流体对芯片的冲刷效果。
实施例2
本实施例中芯片清洗装置的结构与实施例1中基本相同，不同之处在于本实施例中的搅拌器为设置在承载盘上方的带有搅拌桨的机械搅拌器，流体在搅拌桨的作用下，旋转流动进行由上向下的传导，可不在承载盘上开设导流孔，同时还可不设支架，直接将承载盘放置在盛有溶剂的容器底部，满足旋转流动状态的溶剂对芯片杂质的冲刷清洗的技术要求。
本发明还提供了一种采用上述芯片清洗装置实施的对芯片进行清洗的方法，具体以实施例1中的磁力搅拌器的形式对芯片的清洗进行展开说明：
参见图5a-图5c，并结合图1，首先将支架10和旋转磁子11放置在盛有新鲜的第一溶剂17的烧杯12中，将待清洗的芯片2依次放在承载盘14的清洗单元3上，每个清洗单元3放置一个芯片2。捏着手持部1把承载盘14轻轻放到支架10上，把定位槽5卡在支架10的定位销9上，需要注意的是烧杯12中溶剂液面应高于芯片2的上表面。
将烧杯12放置到磁力搅拌器(图中未示出)上，打开磁力搅拌器电源开关，设定转速，旋转磁子11开始旋转，带动烧杯12中的第一溶剂17旋转，旋转的溶剂流经芯片2，将芯片2表面的异物带走。由于隔离带6的阻挡，芯片2会被限定在清洗单元3内，无法随液体旋转移动。
达到工艺需求的时间后，关闭磁力搅拌器，将承载盘14从第一溶剂17中提出，放置到第二个装有支架10和旋转磁子11，并盛有新鲜的第二溶剂18的烧杯12中，进行芯片在第二溶剂18中的清洗。将烧杯12放置到磁力搅拌器上，打开磁力搅拌器电源开关，设定转速，旋转磁子11开始旋转，带动第二个烧杯12中的第二溶剂18旋转，旋转的溶剂流经芯片2，将芯片2表面的异物带走。
达到工艺需求的时间后，关闭磁力搅拌器，将承载盘14从第二溶剂18中提出，放置到第三个装有支架10和旋转磁子11，并盛有新鲜的第三溶剂19的烧杯12中，进行芯片在第三溶剂19中的清洗。将烧杯12放置到磁力搅拌器上，打开磁力搅拌器电源开关，设定转速，旋转磁子11开始旋转，带动第三个烧杯12中的第三溶剂19旋转，旋转的溶剂流经芯片2，将芯片2表面的异物带走。
达到工艺需求的时间后，关闭磁力搅拌器，将承载盘14从第三溶剂19中提出，完成对芯片的清洗。
需要指出，第一溶剂、第二溶剂以及第三溶剂均为具有较高清洁度的丙酮或无水乙醇等溶剂，增强芯片在较高清洁度溶剂中的清洗效果。为了保证清洗效果的一致性，在所有清洗次序中的溶剂优选采用未对芯片进行清洗的丙酮或无水乙醇等纯溶剂，避免清洗效果受到清洗后的溶剂中杂质的影响。
当然，从经济性角度，还可根据芯片具体的情况进行调整，使用清洗次数较少的具有良好清洁度的溶剂对芯片进行清洗，需要满足对芯片表面异物有效去除的技术要求。
另外，该清洗方法还可适用于机械搅拌器，可将承载盘直接放置于盛有溶剂的烧杯中，并开启机械搅拌器的搅拌桨，使溶剂旋转流动，但还应在不同的具有较高清洁度的溶剂中多次清洗，达到工艺需求的清洗效果，这里不再展开说明。
需要重点强调的是，通过本发明中的芯片清洗装置以及清洗方法，能够在保证芯片以及金属凸点在清洗过程得到有效保护的前提下，极大提高了清洗效率，通过设定相同的搅拌参数，以及在具有相同清洁度的不同溶剂中多次清洗，能够使同一清洗批次的芯片在清洗后的清洗效果达到一致，实现产品质量的可控。
需要说明的有，清洗单元的形状以及数量还可根据芯片的实际尺寸进行具体调整；为了增强清洗效果，搅拌器还可选用超声波搅拌器的形式等等，这里不再赘述。
最后，可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种芯片清洗装置，其特征在于，包括：
承载部，其具有多个相互分隔的清洗单元，所述清洗单元用于放置芯片；
隔离部，相邻的所述清洗单元由隔离部分隔而成，所述隔离部包括设置在所述承载部上的隔离带，所述隔离带呈发散状分布；
手持部，其连接在所述承载部上，用于使位于承载部上的芯片浸没于溶剂中或从溶剂中提出，所述溶剂用于清洗芯片；
搅拌器，其用于使溶剂流动，以对芯片进行清洗；
所述承载部包括承载盘，所述承载盘上均布有多个通孔，在承载盘的中心开设有导流孔，所述导流孔的外缘设置有高出承载盘底壁的导流孔凸台，每条隔离带的一端与导流孔凸台相接，另一端延伸至承载盘的外缘，导流孔凸台的顶面与隔离带的顶面齐平；
所述隔离带上开设有使溶剂在所述清洗单元之间流通的导流槽，导流槽的高度与隔离带的厚度相同。
2.根据权利要求1所述的芯片清洗装置，其特征在于，所述承载部为镂空结构，使溶剂在承载部的上下流通。
3.根据权利要求1所述的芯片清洗装置，其特征在于，所述芯片与所述清洗单元一一对应。
4.根据权利要求1所述的芯片清洗装置，其特征在于，还包括用于支撑所述承载盘且与其可拆卸连接的支架，所述支架与所述承载盘之间设置有相互配合的定位销及定位槽。
5.根据权利要求1所述的芯片清洗装置，其特征在于，所述承载盘上设置有隔离环，所述隔离环将承载盘分隔为沿径向分布的多层所述清洗单元。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的芯片清洗装置，其特征在于，所述搅拌器包括磁力搅拌器、机械搅拌器或超声波搅拌器。
7.一种采用权利要求1-6中任一项所述芯片清洗装置实施的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将待清洗芯片分放在承载部上；
2)将芯片浸没于第一溶剂中，设定搅拌参数后开启搅拌器，完成清洗后将承载部从第一溶剂中提出；
3)将芯片浸没于第二溶剂中，设定搅拌参数后开启搅拌器，完成清洗后将承载部从第二溶剂中提出；
4)将芯片浸没于第三溶剂中，设定搅拌参数后开启搅拌器，完成清洗后将承载部从第三溶剂中提出，清洗完毕。
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