CN113714057A - 一种半导体芯片元件对准焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种半导体芯片元件对准焊接工艺，在半导体芯片的正面和背面涂覆上焊膏，使半导体芯片的表面不易氧化，确保其表面的致密性，同时焊膏涂覆设备内通过可旋转的限位机构的设置，保证对半导体芯片正面、反面涂覆焊膏以及抹匀焊膏过程，同时可以满足对不同宽度的半导体芯片的水平移动以及限位，涂抹带对半导体芯片另一个表面涂抹焊膏，该焊膏涂覆设备可以对半导体芯片一面涂抹焊膏的同时对已经涂抹过焊膏的另一面进行抹匀处理，提高半导体芯片的涂覆效率，通过打开开关门，侧移电机输出轴带动第二丝杠转动，第二丝杠带动侧移板水平移动，侧移板带动升降架从涂覆室内移出，即可对涂抹带进行清理，也可以向膏槽内添加焊膏。

Description

一种半导体芯片元件对准焊接工艺
技术领域
本发明涉及半导体芯片加工技术领域，具体涉及一种半导体芯片元件对准焊接工艺。
背景技术
半导体芯片是在半导体片材上进行浸蚀，布线，制成的能实现某种功能的半导体器件。不只是硅芯片，常见的还包括砷化镓，锗等半导体材料。现有的半导体芯片在焊接工艺中直接焊接的话表面容易氧化，现有的焊膏涂覆设备无法满足在对半导体芯片涂抹焊膏时只能满足单面涂抹，同时对半导体芯片涂抹焊膏后，需要操作人员将半导体芯片取下手动抹匀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体芯片元件对准焊接工艺，解决以下技术问题：(1)解决现有技术中半导体芯片焊接后半导体芯片表面易氧化，焊膏涂覆设备在对半导体芯片涂抹焊膏时只能满足单面涂抹的技术问题；(2)解决现有技术中半导体芯片焊接工艺中焊膏涂覆设备对半导体芯片涂抹焊膏后，需要人工进行抹匀处理，自动化程度不高的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种半导体芯片元件对准焊接工艺，包括如下步骤：
步骤一：取半导体芯片，在半导体芯片放入焊膏涂覆设备，焊膏涂覆设备对半导体芯片的正面和背面涂覆上焊膏；
步骤二：将双面涂覆焊膏的半导体芯片放入高温焊接炉，使半导体芯片两侧表面形成焊接层；
步骤三：使用划片机将半导体芯片的正面和背面刻划光刻凹槽形成图形；
步骤四：将半导体芯片对准并置于两个衬底之间，使用激光设备对焊接层与衬底之间进行焊接。
进一步的，步骤一中在涂覆前将半导体芯片正反两面覆盖钢网，在涂覆后将半导体芯片放入红外线烘箱烘烤，待焊膏硬化后取出。
进一步的，步骤二中半导体芯片在高温焊接炉内放置20-25min。
进一步的，激光设备的激光功率2000-3000W、脉宽5-9ms。
进一步的，焊膏涂覆设备的工作过程如下：将半导体芯片从开口放入，半导体芯片进入两个限位机构之间，驱动电机输出轴带动第一丝杠转动，第一丝杠带动两个安装套相向移动，进而四个旋转杆带动限位壳水平移动，两个限位壳上的两个输送皮带对半导体芯片两侧进行夹持，升降气缸活塞杆推动升降架下降，进而涂抹带与半导体芯片上表面相接触，输送电机输出轴带动皮带轮转动，若干皮带轮带动输送皮带转动，输送皮带带动半导体芯片水平移动，半导体芯片带动涂抹带转动，抹膏辊将膏槽内的焊膏涂抹至涂抹带表面，涂抹带将焊膏涂抹至半导体芯片上表面，涂抹完成后升降架上升至顶部，旋转电机输出轴带动限位机构转动，限位机构带动半导体芯片翻转180°，侧推气缸活塞杆推动侧推板水平移动，侧推板上的抹匀辊将半导体芯片上的焊膏抹匀，刮片将抹匀辊上的焊膏刮除，刮除的焊膏落入回收盒内收集，重复之前操作，涂抹带对半导体芯片另一个表面涂抹焊膏。
进一步的，焊膏涂覆设备包括涂覆室，所述涂覆室两侧内壁转动设置有两个限位机构，所述涂覆室一侧固定安装有侧室体，所述涂覆室与侧室体相连通，所述侧室体外侧壁固定安装有侧推气缸，所述侧推气缸活塞杆端部安装有侧推板，所述侧推板上转动安装有抹匀辊，所述抹匀辊下方设置有回收盒，所述回收盒上安装有刮片，所述刮片用于刮除抹匀辊上的焊膏，所述回收盒固定安装于侧推板上，所述涂覆室顶部内壁滑动安装有侧移板，所述侧移板底部安装有升降气缸，所述升降气缸活塞杆端部安装有升降架，所述升降架上固定安装有膏槽，所述升降架上转动安装有抹膏辊，所述抹膏辊设置于膏槽上方，所述升降架上转动安装有两个传动辊，两个传动辊之间通过涂抹带传动连接，所述涂抹带与抹膏辊相接触，所述涂覆室一侧转动安装有开关门，所述涂覆室一侧开设有开口，所述涂覆室两侧外壁对称安装有两个旋转电机，所述旋转电机输出轴连接限位机构。
进一步的，所述涂覆室同侧外壁固定安装有两个驱动电机，两个驱动电机与两个第一丝杠一一对应，所述驱动电机输出轴连接第一丝杠，所述第一丝杠两端螺纹面沿中部呈对称设置，所述第一丝杠两端螺纹连接两个安装套，所述安装套上转动安装有两个旋转杆，四个旋转杆均转动连接限位壳，所述限位壳上转动安装有若干皮带轮，若干皮带轮之间通过输送皮带传动连接，所述限位壳上固定安装有输送电机，所述输送电机输出轴连接其中一个皮带轮。
进一步的，所述涂覆室内腔顶部转动安装有第二丝杠，所述第二丝杠螺纹连接侧移板，所述涂覆室外侧壁固定安装有侧移电机，所述侧移电机输出轴连接第二丝杠。
本发明的有益效果：
(1)本发明的一种半导体芯片元件对准焊接工艺，在整个焊接工艺中在半导体芯片的正面和背面涂覆上焊膏，使半导体芯片的表面不易氧化，确保其表面的致密性，同时焊膏涂覆设备内通过可旋转的限位机构的设置，保证对半导体芯片正面、反面涂覆焊膏以及抹匀焊膏过程，同时可以满足对不同宽度的半导体芯片的水平移动以及限位；
(2)通过旋转电机输出轴带动限位机构转动，限位机构带动半导体芯片翻转180°，侧推气缸活塞杆推动侧推板水平移动，侧推板上的抹匀辊将半导体芯片上的焊膏抹匀，刮片将抹匀辊上的焊膏刮除，刮除的焊膏落入回收盒内收集，重复之前操作，涂抹带对半导体芯片另一个表面涂抹焊膏，该焊膏涂覆设备可以对半导体芯片一面涂抹焊膏的同时对已经涂抹过焊膏的另一面进行抹匀处理，提高半导体芯片的涂覆效率，通过打开开关门，侧移电机输出轴带动第二丝杠转动，第二丝杠带动侧移板水平移动，侧移板带动升降架从涂覆室内移出，即可对涂抹带进行清理，也可以向膏槽内添加焊膏。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明焊膏涂覆设备的结构示意图；
图3是本发明涂覆室的内部结构图；
图4是本发明升降架的内部结构图；
图5是本发明固定壳的内部结构图；
图6是本发明侧推板的安装视图；
图7是本发明回收盒的剖视图。
图中100、涂覆室；101、开关门；102、开口；103、旋转电机；200、侧室体；201、侧推气缸；202、侧推板；203、抹匀辊；204、回收盒；205、刮片；300、限位机构；301、固定壳；302、驱动电机；303、第一丝杠；304、安装套；305、旋转杆；306、限位壳；307、输送电机；400、第二丝杠；401、侧移电机；402、侧移板；403、升降气缸；404、升降架；405、抹膏辊；406、膏槽；407、传动辊；408、涂抹带。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7所示，本发明为一种半导体芯片元件对准焊接工艺，包括如下步骤：
步骤一：取半导体芯片，在半导体芯片放入焊膏涂覆设备，焊膏涂覆设备对半导体芯片的正面和背面涂覆上焊膏；
步骤二：将双面涂覆焊膏的半导体芯片放入高温焊接炉，使半导体芯片两侧表面形成焊接层；
步骤三：使用划片机将半导体芯片的正面和背面刻划光刻凹槽形成图形；
步骤四：将半导体芯片从开口102放入，半导体芯片进入两个限位机构300之间，驱动电机302输出轴带动第一丝杠303转动，第一丝杠303带动两个安装套304相向移动，进而四个旋转杆305带动限位壳306水平移动，两个限位壳306上的两个输送皮带对半导体芯片两侧进行夹持，升降气缸403活塞杆推动升降架404下降，进而涂抹带408与半导体芯片上表面相接触，输送电机307输出轴带动皮带轮转动，若干皮带轮带动输送皮带转动，输送皮带带动半导体芯片水平移动，半导体芯片带动涂抹带408转动，抹膏辊405将膏槽406内的焊膏涂抹至涂抹带408表面，涂抹带408将焊膏涂抹至半导体芯片上表面，涂抹完成后升降架404上升至顶部，旋转电机103输出轴带动限位机构300转动，限位机构300带动半导体芯片翻转180°，侧推气缸201活塞杆推动侧推板202水平移动，侧推板202上的抹匀辊203将半导体芯片上的焊膏抹匀，刮片205将抹匀辊203上的焊膏刮除，刮除的焊膏落入回收盒204内收集，重复之前操作，涂抹带408对半导体芯片另一个表面涂抹焊膏。
具体的，步骤一中在涂覆前将半导体芯片正反两面覆盖钢网，在涂覆后将半导体芯片放入红外线烘箱烘烤，待焊膏硬化后取出。
步骤二中半导体芯片在高温焊接炉内放置20-25min。
激光设备的激光功率2000-3000W、脉宽5-9ms。
焊膏涂覆设备包括涂覆室100，涂覆室100两侧内壁转动设置有两个限位机构300，涂覆室100一侧固定安装有侧室体200，涂覆室100与侧室体200相连通，侧室体200外侧壁固定安装有侧推气缸201，侧推气缸201活塞杆端部安装有侧推板202，侧推板202上转动安装有抹匀辊203，抹匀辊203下方设置有回收盒204，回收盒204上安装有刮片205，刮片205用于刮除抹匀辊203上的焊膏，回收盒204固定安装于侧推板202上，涂覆室100顶部内壁滑动安装有侧移板402，侧移板402底部安装有升降气缸403，升降气缸403活塞杆端部安装有升降架404，升降架404上固定安装有膏槽406，升降架404上转动安装有抹膏辊405，抹膏辊405设置于膏槽406上方，升降架404上转动安装有两个传动辊407，两个传动辊407之间通过涂抹带408传动连接，涂抹带408与抹膏辊405相接触，涂覆室100一侧转动安装有开关门101，涂覆室100一侧开设有开口102，涂覆室100两侧外壁对称安装有两个旋转电机103，旋转电机103输出轴连接限位机构300，限位机构300包括固定壳301，固定壳301内转动安装有第一丝杠303，涂覆室100同侧外壁固定安装有两个驱动电机302，两个驱动电机302与两个第一丝杠303一一对应，驱动电机302输出轴连接第一丝杠303，第一丝杠303两端螺纹面沿中部呈对称设置，第一丝杠303两端螺纹连接两个安装套304，安装套304上转动安装有两个旋转杆305，四个旋转杆305均转动连接限位壳306，限位壳306上转动安装有若干皮带轮，若干皮带轮之间通过输送皮带传动连接，限位壳306上固定安装有输送电机307，输送电机307输出轴连接其中一个皮带轮。通过可旋转的限位机构300的设置，保证对半导体芯片正面、反面涂覆焊膏以及抹匀焊膏过程，同时可以满足对不同宽度的半导体芯片的水平移动以及限位。
涂覆室100内腔顶部转动安装有第二丝杠400，第二丝杠400螺纹连接侧移板402，涂覆室100外侧壁固定安装有侧移电机401，侧移电机401输出轴连接第二丝杠400，通过以上结构设置，可以对半导体芯片一面涂抹焊膏的同时对已经涂抹过焊膏的另一面进行抹匀处理，提高半导体芯片的涂覆效率。
打开开关门101，侧移电机401输出轴带动第二丝杠400转动，第二丝杠400带动侧移板402水平移动，侧移板402带动升降架404从涂覆室100内移出，即可对涂抹带408进行清理，也可以向膏槽406内添加焊膏。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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、以及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，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种半导体芯片元件对准焊接工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：取半导体芯片，在半导体芯片放入焊膏涂覆设备，焊膏涂覆设备对半导体芯片的正面和背面涂覆上焊膏；
步骤二：将双面涂覆焊膏的半导体芯片放入高温焊接炉，使半导体芯片两侧表面形成焊接层；
步骤三：使用划片机将半导体芯片的正面和背面光刻凹槽形成图形；
步骤四：将半导体芯片对准并置于两个衬底之间，使用激光设备对焊接层与衬底之间进行焊接。
2.根据权利要求1所述的一种半导体芯片元件对准焊接工艺，其特征在于，步骤一中在涂覆焊膏前将半导体芯片正反两面覆盖钢网，在涂覆焊膏后将半导体芯片放入红外线烘箱烘烤，待焊膏硬化后取出。
3.根据权利要求1所述的一种半导体芯片元件对准焊接工艺，其特征在于，步骤二中半导体芯片在高温焊接炉内放置20-25min。
4.根据权利要求1所述的一种半导体芯片元件对准焊接工艺，其特征在于，步骤四中激光设备的激光功率2000-3000W，脉宽5-9ms。
5.根据权利要求1所述的一种半导体芯片元件对准焊接工艺，其特征在于，焊膏涂覆设备的工作过程如下：
将半导体芯片从开口(102)放入，半导体芯片进入两个限位机构(300)之间，两个限位壳(306)上的两个输送皮带对半导体芯片两侧进行夹持，升降气缸(403)活塞杆推动升降架(404)下降，进而涂抹带(408)与半导体芯片上表面相接触，输送皮带带动半导体芯片水平移动，半导体芯片带动涂抹带(408)转动，抹膏辊(405)将膏槽(406)内的焊膏涂抹至涂抹带(408)表面，涂抹带(408)将焊膏涂抹至半导体芯片上表面，涂抹完成后升降架(404)上升至顶部，限位机构(300)带动半导体芯片翻转180°，侧推气缸(201)活塞杆推动侧推板(202)水平移动，侧推板(202)上的抹匀辊(203)将半导体芯片上的焊膏抹匀，刮片(205)将抹匀辊(203)上的焊膏刮除，刮除的焊膏落入回收盒(204)内收集，重复之前操作，涂抹带(408)对半导体芯片另一个表面涂抹焊膏。
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