CN112670204B - 散热片压合工艺的温度控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种散热片压合工艺的温度控制方法及装置，包括：提供一加热器，设于一待压合物的一侧；提供一第一感温器，设于该待压合物的一侧；提供一第二感温器，设于该待压合物的另一侧；提供一控制单元，电性连结该加热器、该第一感温器与该第二感温器；以该第一感温器与该第二感温器分别感测该待压合物两侧的温度，并使该控制单元依感测的温度控制该加热器的加热温度。
Description
技术领域
本发明有关于一种温度控制方法及装置，尤指一种在散热片压合工艺中用来掌握压合温度的散热片压合工艺的温度控制方法及装置。
背景技术
一般半导体封装工艺中，对于需要进行散热片封装的半导体，通常会在已置放一晶片的一基板上侧周缘与该晶片上侧先分别施加粘性材料与导热材料，然后再将一散热片置放于粘性材料与导热材料上，接着进行加压与加热的压合工艺使该散热片因粘性材料固化而固定于该基板上。
在压合工艺中，该散热片、该晶片与该基板所组成的待压合物将以矩阵排列方式对应放置于一载盘的多个矩阵排列的镂空区间上，该载盘可经一流道输送至位于该流道上、下两侧的一上压模与一下压模之间，并由该上压模与该下压模夹压该载盘上的待压合物一预设时间；在夹压过程中，该下压模内的加热器将输出热能，使待压合物可在夹压的过程中受到加热，以利粘性材料固化；为了可监控夹压过程中的加热温度，该下压模内另设有感温器可感测该下压模的温度，该感温器的温度讯息可传输至控制单元，该控制单元可依感温器所测得的温度自动或由操作人员手动控制各加热器输出的热能。
发明内容
已知散热片压合工艺在实际使用上，因为下压模由下方朝待压合物传递热能，待压合物内部的温度是缓慢地上升，而控制单元仅可得知当前下压模的温度，并无法得知待压合物当前的温度；假设待压合物内的粘性材料可固化的工艺条件为需在温度145～147度下压合100秒，操作人员或控制单元需先控制加热器输出的热能使下压模到达约146度的温度，但实际上因热能传递时会被消耗，故待压合物实际的温度可能仅136度，温度过低没有达到工艺条件所需，导致不良品的产生；若考虑热能消耗的问题而先调高加热器输出的热能使下压模到达约156度的温度，但下压模的温度实际上并非与待压合物的温度存在固定的消长关系，故待压合物实际的温度可能是150度，温度过高将造成待压合物损坏，同样导致不良品的产生。
因此，本发明的目的，在于提供一种在散热片压合工艺中可掌握待压合物的温度的散热片压合工艺的温度控制方法。
本发明的另一目的，在于提供一种在散热片压合工艺中可掌握待压合物的温度的散热片压合工艺的温度控制装置。
本发明的又一目的，在于提供一种用以执行如所述温度控制方法的装置。
依据本发明目的的散热片压合工艺的温度控制方法，包括：提供一加热器，设于一待压合物的一侧；提供一第一感温器，设于该待压合物的一侧；提供一第二感温器，设于该待压合物的另一侧；提供一控制单元，电性连结该加热器、该第一感温器与该第二感温器；以该第一感温器与该第二感温器分别感测该待压合物两侧的温度，并使该控制单元依感测的温度控制该加热器的加热温度。
依据本发明另一目的的散热片压合工艺的温度控制装置，包括：一第一压模，设有一支撑体、一加热器与一第一感温器；一第二压模，设有一压体与一第二感温器；一控制单元，电性连结该加热器、该第一感温器与该第二感温器；该第一压模与该第二压模设于于一待压合物的两侧，分别以该支撑体与该压体夹压该待压合物；该第一感温器与该第二感温器可分别感测该待压合物两侧的温度，并以该控制单元控制该加热器的加热温度。
依据本发明又一目的的散热片压合工艺的温度控制装置，包括：用以执行如所述散热片压合工艺的温度控制方法的装置。
本发明实施例的散热片压合工艺的温度控制方法及装置，该第二感温器可在该待压合物一侧感测该待压合物另一侧的该加热器传递至该待压合物的温度，使该控制单元可评估该待压合物两侧的温度判断该待压合物内部的温度，以控制该加热器的温度达到符合压合工艺条件所需。
附图说明
图1是本发明实施例中待压合物的立体示意图。
图2是本发明实施例中基板、晶片与散热片的立体分解示意图。
图3是本发明实施例中待压合物放置于载盘上的立体示意图。
图4是本发明实施例中执行散热片压合的装置的立体示意图。
图5是本发明实施例中执行散热片压合的装置的侧面示意图。
图6是本发明实施例中载盘置放于第一压模上的示意图。
图7是本发明实施例中待压合物夹压于第一压模与第二压模之间的示意图。
图8是本发明实施例中第一感温器与第二感温器所感测的温度变化的示意图。
图9是本发明实施例中待压合物内设置第三感温器的示意图。
图10是本发明实施例中第一感温器、第二感温器与第三感温器所感测的温度变化的示意图。
【符号说明】
A 座架 A1 底座
A2 顶座 A3 枢杆
A4 枢座 A5 第一驱动器
A6 操作区间 B 支撑机构
B1 第一压模 B11 支撑体
B111 第一传热面 B112 支撑面
B12 第一压模座 B13 加热器
B14 第一感温器 C 加压机构
C1 第二压模 C11 压体
C111 第二传热面 C112 压面
C12 第二压模座 C13 第二感温器
C2 加压动力源 C21 第二驱动器
D 控制单元 T 载盘
T1 镂空区间 T2 限位销
TC1 第一温度变化曲线 TC2 第二温度变化曲线
TC3 第三温度变化曲线 TC3' 第三温度变化曲线
W 待压合物 W1 基板
W2 晶片 W3 散热片
W31 框缘 W32 中央隆设面
W4 黏胶 W5 导热胶
W6 第三感温器
具体实施方式
请参阅图1、2，本发明实施例散热片压合工艺的温度控制方法及装置，可使用如图所示的待压合物W为例作说明，该待压合物W由一基板W1、一晶片W2与一散热片W3所组成，该晶片W2设于该基板W1与该散热片W3之间，该基板W1上四角落处分别各涂覆∟型朝中央框设状的粘胶W4，以供该散热片W3周缘低阶的一框缘W31贴覆粘设，另需在该晶片W2上表面涂覆呈交叉状的导热胶W5(或贴附导热胶片)，以供该散热片W3的一中央隆设面W32内缘贴覆粘设。
请参阅图3，在散热片压合工艺中，该待压合物W可以矩阵排列方式对应放置于一载盘T的多个矩阵排列的镂空区间T1上进行操作，并使该待压合物W受该镂空区间T1周缘支撑可保持于该载盘T上不至于坠落，并受该镂空区间T1周缘的多个限位销T2限制水平位移。
请参阅图4、5，本发明实施例散热片压合工艺的温度控制方法可以如图中所示装置为例作说明，其设有：
一座架A，包括一底座A1及一顶座A2，其间以多个枢杆A3形成支撑，并于该底座A1及该顶座A2间设一枢座A4，其可受该顶座A2上一例如汽压缸所构成的第一驱动器A5驱动，而在各枢杆A3间进行大行程的上、下位移；该枢座A4下方与该底座A1上方间形成一操作区间A6；
一支撑机构B，设于该座架A的该操作区间A6中，该支撑机构B下方设于该底座A1上方；该支撑机构B设有一第一压模B1，其凸设有多个矩阵排列的支撑体B11于一第一压模座B12上；
一加压机构C，设于该座架A的该操作区间A6中，该加压机构C上方设于该枢座A4下方并与其连动地可作上、下位移；该加压机构C设有一第二压模C1与一加压动力源C2，该第二压模C1上凸设有多个矩阵排列的压体C11于一第二压模座C12下方，该加压动力源C2内设有多个矩阵排列对应该压体C11例如气压缸所构成的第二驱动器C21，可各别驱动对应的压体C11相对该第二压模座C12进行小行程的上、下位移；
一控制单元D，设于该顶座A2上方，可用以执行数据运算并进行装置上各功能控制。
请参阅图5、6，各支撑体B11皆设有一第一传热面B111与一支撑面B112，该第一传热面B111上设有一加热器B13，该第一传热面B111与该支撑面B112之间设有一第一感温器B14，该第一感温器B14设于该加热器B13上侧，可感测该加热器B13输出热能后该支撑体B11靠近该待压合物W一侧的温度；各压体C11皆设有一第二传热面C111与一压面C112，该第二传热面C111上设有一第二感温器C13，可感测该加热器B13传递经该支撑体B11、该待压合物W后的温度；各支撑体B11与各压体C11上的各加热器B13、各第一感温器B14与各第二感温器C13分别电性连结该控制单元D，该控制单元D可依感测的温度控制各加热器B13的加热温度。
请参阅图5、6、7，在进行散热片压合工艺时，承载该待压合物W的该载盘T可经一搬送机构(图未示)水平搬送至该第一压模B1与该第二压模C1之间，并将该载盘T置放于该第一压模B1上；当该载盘T置放于该第一压模B1上时，该支撑体B11穿经该载盘T的镂空区间T11，以该支撑面B112支撑该待压合物W的该基板W1，使该待压合物W与该载盘T分离；
接着该第二压模C1受驱动进行大行程的向下位移，使该第二压模C1上的压体C11靠近但不碰触该待压合物W，然后该加压动力源C2的第二驱动器C21再驱动该压体C11相对该第二压模座C12进行小行程的向下位移，使该压体C11的压面C112碰触该待压合物W，并由上侧对该待压合物W的该散热片W3施加压力；
当该第一压模B1与该第二压模C1夹压该待压合物W时，该加热器B13输出的热能可先传递至该支撑体B11，再传递至该待压合物W，使该待压合物W内的粘胶W4可因热而固化。
本发明实施例散热片压合工艺的温度控制方法在实施上，当该第一压模B1与该第二压模C1夹压该待压合物W时，该第一感温器B14与该第二感温器C13分别感测该待压合物W上下两侧的温度，并以该控制单元D纪录单位时间内温度的变化，该第一感温器B14感测该加热器B13欲对该待压合物W加热的一第一温度，该第二感温器C13感测该第一温度传递经该支撑体B11、该待压合物W后的一第二温度，因该待压合物W位于该第一感温器B14与该第二感温器C13之间，故在相同时间点该待压合物W的一第三温度最高不会高于该第一温度，最低不会低于该第二温度，使该控制单元D可借由如图8所示的一对应该第一温度的第一温度变化曲线TC1与一对应该第二温度的第二温度变化曲线TC2，模拟运算出该待压合物W的一可能对应该第三温度的第三温度变化曲线TC3(该第三温度变化曲线TC3的模拟运算方式可取相同时间点的该第一温度与该第二温度之中间值相连接而成)，且该控制单元D可依感测的温度变化控制该加热器B13的加热温度。
为了可以更明确得知该第三温度与该第一温度、该第二温度间的消长关系，如图9、10所示，待压合物W内可另埋设有一第三感温器W6于该散热片W3与该晶片W2之间并与该控制单元D电性连结，可直接感测该第一温度传递至该待压合物W内的该第三温度而获得一实际对应该第三温度的第三温度变化曲线TC3'，并提供给该控制单元D作为模拟运算该第三温度变化曲线TC3时的参考；其中，该第三感温器W6主要使用于调机校正时。
本发明实施例的散热片压合工艺的温度控制方法及装置，该第二感温器C13可在该待压合物W一侧感测该待压合物W另一侧的该加热器B13传递至该待压合物W的温度，使该控制单元D可评估该待压合物W两侧的温度判断该待压合物W内部的温度，以控制该加热器B13的加热温度使该待压合物W的温度达到符合压合工艺条件所需。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (12)
1.一种散热片压合工艺的温度控制方法，包括：
提供一第一压模，设于一待压合物的一侧并设有一加热器与一第一感温器；加热器仅设于该第一压模；
提供一第二压模，设于该待压合物的另一侧并设有一第二感温器；
提供一控制单元，电性连结该加热器、该第一感温器与该第二感温器；
当该第一压模与该第二压模夹压该待压合物时，该第一感温器感测该加热器欲对该待压合物加热的一第一温度，该第二感温器感测该第一温度传递经该待压合物后的一第二温度，使该控制单元可评估该待压合物两侧的温度判断该待压合物内部的温度，以控制该加热器的温度达到符合压合工艺条件所需。
2.如权利要求1所述的散热片压合工艺的温度控制方法，其中，该第一压模设于该待压合物的下侧，该第二压模设于该待压合物的上侧。
3.如权利要求2所述的散热片压合工艺的温度控制方法，其中，该第一感温器与该第二感温器分别感测该待压合物两侧的温度。
4.如权利要求3所述的散热片压合工艺的温度控制方法，其中，该待压合物受该第一压模支撑，该第二压模由上而下对该第一压模上的该待压合物施加压力。
5.如权利要求1所述的散热片压合工艺的温度控制方法，其中，该待压合物内设有一第三感温器与该控制单元电性连结，可感测该第一温度传递至该待压合物内的一第三温度。
6.如权利要求5所述的散热片压合工艺的温度控制方法，其中，该待压合物由一散热片、一晶片与一基板所组成，该晶片设于该散热片与该基板之间，该第三感温器设于该散热片与该晶片之间。
7.一种散热片压合工艺的温度控制装置，包括：
一第一压模，设有一支撑体、一加热器与一第一感温器；加热器仅设于该第一压模；
一第二压模，设有一压体与一第二感温器；
一控制单元，电性连结该加热器、该第一感温器与该第二感温器；
该第一压模与该第二压模设于一待压合物的两侧，分别以该支撑体与该压体夹压该待压合物；
该第一感温器感测该加热器欲对该待压合物加热的一第一温度，该第二感温器感测该第一温度传递经该待压合物后的一第二温度，使该控制单元可评估该待压合物两侧的温度判断该待压合物内部的温度，以控制该加热器的温度达到符合压合工艺条件所需。
8. 如权利要求7所述的散热片压合工艺的温度控制装置，其中， 该支撑体设有一第一传热面与一支撑面，该第一传热面上设有该加热器，该第一传热面与该支撑面之间设有该第一感温器；该压体设有一第二传热面与一压面，该第二传热面上设有该第二感温器。
9.如权利要求7所述的散热片压合工艺的温度控制装置，其中，该待压合物由一散热片、一晶片与一基板所组成；该支撑体在一侧支撑该待压合物的该基板，该压体由另一侧对该待压合物的该散热片施加压力。
10.如权利要求7所述的散热片压合工艺的温度控制装置，其中，该待压合物以矩阵排列方式对应放置于一载盘的多个矩阵排列的镂空区间上。
11.如权利要求10所述的散热片压合工艺的温度控制装置，其中，该载盘经一搬送机构搬送至该第一压模与该第二压模之间。
12.一种散热片压合工艺的温度控制装置，包括：用以执行如权利要求1至6中任一权利要求所述的散热片压合工艺的温度控制方法的装置。
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