CN114429927A - 一种半导体芯片用自动共晶机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及共晶机技术领域,具体是一种半导体芯片用自动共晶机,包括设备机台,设备机台上设置有:作业载台,架设于设备机台的载面上,作业载台上设置有共晶内框;调节机架,安装于设备机台的载面上并且设置于作业载台的外围,调节机架上设置有位移模组,位移模组上安装有共晶器件,共晶器件上设置有可伸缩的共晶枪;共晶载架,设置于共晶内框的内腔,共晶载架设置于共晶内框的内腔,共晶载架包括支撑载板,以及分别于支撑载板相对接的升温机件和供气机件,芯片装载于支撑载板上,升温机件的加热端位于芯片的共晶区域,供气机件用以提供惰性气体。本发明能够实现灵活而且稳定的温度控制,并且在共晶过程中作防氧化保护,达到高良品率产品要求。
Description
技术领域
本发明涉及共晶机技术领域,具体是一种半导体芯片用自动共晶机。
背景技术
共晶是指在相对较低的温度下共晶焊料发生共晶物熔合的现象,共晶合金直接从固态变到液态,而不经过塑性阶段,是一个液态同时生成两个固态的平衡反应。其熔化温度称共晶温度,考虑共晶固晶机台时,除高位置精度外,要达至高精度的固晶,有赖于严谨的机械设计及高精度的马达运动,才能令焊头运动和焊力控制恰到好处之余,亦无损高产能及高良品率的要求。
现有的半导体制造用共晶机,拥有在共晶机在对半导体进行共晶时半导体的放置在共晶台上的芯片支架上,通过加热和温度控制对放置在芯片支架上的芯片进行共晶固晶作业处理,但是现有技术存在一定的缺陷,半导体芯片受到在从共晶固晶的过程中,由于共晶合金存在状态变换,其环境影响对固晶后产物的影响较大,故而单一的通过芯片支架对半导体进行保护,难以有效的达至高精度的固晶。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体芯片用自动共晶机,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种半导体芯片用自动共晶机,包括设备机台,所述设备机台上设置有:
作业载台,架设于设备机台的载面上,所述作业载台上设置有共晶内框;
调节机架,安装于设备机台的载面上并且设置于作业载台的外围,所述调节机架上设置有位移模组,所述位移模组上安装有共晶器件,所述共晶器件沿着位移模组运动,共晶器件上设置有可伸缩的共晶枪;
共晶载架,设置于共晶内框的内腔,所述共晶载架设置于共晶内框的内腔,所述共晶载架包括支撑载板,以及分别于支撑载板相对接的升温机件和供气机件,芯片装载于支撑载板上,升温机件的加热端位于芯片的共晶区域,供气机件用以提供惰性气体,并且惰性气体由下而上充盈于共晶内框的内腔。
作为本发明进一步的方案:所述共晶内框包括装载基板,以及设置于装载基板上的限制盒,所述装载基板的底部设置有安装空腔,所述限制盒内设置有共晶内腔,所述共晶内腔的顶部设置有开口;所述共晶载架安装于安装空腔中,并且其支撑载板位于共晶内腔的区间内。
作为本发明进一步的方案:所述共晶载架包括支撑框架,以及架设于支撑框架上的固定支板,所述固定支板上若干定位套,所述供气机件设置有若干道并且沿着共晶载架的侧沿排布,所述供气机件包括安装于支撑框架上的输气机筒、安装于输气机筒上的输气支管、以及安装于输气支管上的导气直管,所述导气直管穿设于相应的定位套中,所述导气直管的管端均安装有输气头。
作为本发明进一步的方案:所述支撑载板设置有两层,分别包括对接底板,以及设置于对接底板上方的载面基板,所述对接底板与载面基板之间设置有若干输气斗,所述输气斗与相应的输气头相连接,所述载面基板上设置有若干出气孔,出气孔位于相应的输气斗的上沿区域。
作为本发明进一步的方案:所述升温机件包括安装于支撑框架上的支撑底杆,以及安装于支撑底杆上的加热器,所述对接底板与载面基板之间设置有导热片,所述导热片与加热器相匹配。
作为本发明进一步的方案:所述支撑底杆与固定支板的交接处设置有支撑块,所述支撑块上设置有抵触支撑端,所述抵触支撑端上安装有活动抵触杆,所述活动抵触杆的杆端设置有隔热片,所述加热器通过隔热片安装于活动抵触杆的杆端,活动抵触杆缠绕有支撑弹簧,支撑弹簧挤压支撑于隔热片与抵触支撑端之间。
作为本发明进一步的方案:所述位移模组包括水平机架、安装于水平机架上的位移轨道、以及架设于位移轨道上的安装基板,所述共晶器件通过锁合片安装于安装基板上,所述共晶器件上通过电控伸缩杆安装有共晶枪。
作为本发明再进一步的方案:所述位移轨道的内沿设置有位移丝杠,所述安装基板通过内螺孔安装于位移丝杠上,所述水平机架的侧沿设置有调节电机,所述调节电机为位移丝杠的驱动端。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
一.本发明设计共晶固晶工序位于一个半闭合的空间内,对于升温机件的所提供的热能,能够充盈于共晶内框的内环境中,向外界扩散的速度减慢,即温度变化减缓,利于控制共晶固晶工序的作业环境;
二.为了提高温度调节的精密度,本实施例采用升温机件以及共晶枪两种温控方式,先采用升温机件将支撑载板的载面温度提升,加热至接近共晶物熔合的温度值,再通过共晶枪进行温度补充,从而利用共晶枪进行温度的微量调节,实现灵活而且稳定的温度控制。
三.在加工过程中,为了防止空气中气体物质,受加热环境影响,参加产生氧化反应;故而本实施例还设置有供气机件,用以提供惰性气体,并且惰性气体由下而上充盈于共晶内框的内腔,由下而上驱逐空气,有助于在共晶过程中作防氧化保护,达到高良品率产品要求。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,以示出符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。同时,这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
图1为本发明实施例提供的半导体芯片用自动共晶机的整体结构示意图。
图2为本发明实施例提供的共晶内框以及共晶载架的结构示意图。
图3为本发明实施例提供的供气机件的结构示意图。
图4为本发明实施例提供的升温机件的结构示意图。
图5为本发明图4中A区域的的结构示意图。
图6为本发明实施例提供的调节机架的结构示意图。
图中:1、设备机台;11、调节机架;12、位移模组;13、共晶器件;14、作业载台;15、共晶内框;16、共晶枪;17、共晶载架;18、支撑载板;19、升温机件;10、供气机件;21、装载基板;22、限制盒;23、共晶内腔;24、安装空腔;31、支撑框架;32、固定支板;33、定位套;41、对接底板;42、载面基板;43、出气孔;51、输气机筒;52、输气支管;53、导气直管;54、输气头;55、输气斗;61、支撑块;62、抵触支撑端;63、活动抵触杆;64、隔热片;65、支撑弹簧;71、水平机架;72、位移轨道;73、安装基板;74、锁合片;75、电控伸缩杆;76、位移丝杠;77、调节电机;81、支撑底杆;82、加热器;83、导热片;84、供电线。
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,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或同种要素。
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。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
在一个实施例中;
请参阅图1和图2,提供了一种半导体芯片用自动共晶机,包括设备机台1,所述设备机台1上设置有:
作业载台14,架设于设备机台1的载面上,所述作业载台14上设置有共晶内框15;
调节机架11,安装于设备机台1的载面上并且设置于作业载台14的外围,所述调节机架11上设置有位移模组12,所述位移模组12上安装有共晶器件13,所述共晶器件13沿着位移模组12运动,共晶器件13上设置有可伸缩的共晶枪16;
共晶载架17,设置于共晶内框15的内腔,所述共晶载架17设置于共晶内框15的内腔,所述共晶载架17包括支撑载板18,以及分别于支撑载板18相对接的升温机件19和供气机件10,芯片装载于支撑载板18上,升温机件19的加热端位于芯片的共晶区域,供气机件10用以提供惰性气体,并且惰性气体由下而上充盈于共晶内框15的内腔。
本实施例作业时,将半导体芯片放置于共晶载架17的支撑载板18上,位于共晶内框15的内腔,半导体芯片设置于共晶内框15的内环境中,共晶内框15上仅设置一个开口,从而使得共晶固晶工序位于一个半闭合的空间内,升温机件19用于对共晶固晶工序进行加热处理,提供共晶合金状态变换所需要的热能,而对于升温机件19的所提供的热能,能够充盈于共晶内框15的内环境中,向外界扩散的速度减慢,即温度变化减缓,利于控制共晶固晶工序的作业环境。
为了提高温度调节的精密度,本实施例采用升温机件19以及共晶枪16两种温控方式,先采用升温机件19将支撑载板18的载面温度提升,加热至接近共晶物熔合的温度值,再通过共晶枪16进行温度补充,从而利用共晶枪16进行温度的微量调节,实现灵活而且稳定的温度控制,利于作业人员把握整个共晶固晶工序。
在加工过程中,为了防止空气中气体物质,受加热环境影响,参加产生氧化反应;故而本实施例还设置有供气机件10,用以提供惰性气体,并且惰性气体由下而上充盈于共晶内框15的内腔。惰性气体的密度大于空气的密度,进而能够由下而上驱逐空气,并且沉积于共晶内框15的内腔而不上浮,从而有助于在共晶过程中作防氧化保护,达到高良品率产品要求。
在一个实施例中;
对于共晶载架17的实施方式,本实施例设计如下:
请参阅图2,所述共晶内框15包括装载基板21,以及设置于装载基板21上的限制盒22,所述装载基板21的底部设置有安装空腔24,所述限制盒22内设置有共晶内腔23,所述共晶内腔23的顶部设置有开口;所述共晶载架17安装于安装空腔24中,并且其支撑载板18位于共晶内腔23的区间内。本实施设计共晶内腔23的顶部设置有开口,开口用于半导体芯片的放入和取出,以及共晶枪16的伸入;共晶载架17的底部固定安装于安装空腔24中,其顶部的支撑载板18位于共晶内腔23的内腔。
本实施例设计惰性气体的供气结构如下:
请参阅图3,所述共晶载架17包括支撑框架31,以及架设于支撑框架31上的固定支板32,所述固定支板32上若干定位套33,所述供气机件10设置有若干道并且沿着共晶载架17的侧沿排布,所述供气机件10包括安装于支撑框架31上的输气机筒51、安装于输气机筒51上的输气支管52、以及安装于输气支管52上的导气直管53,所述导气直管53穿设于相应的定位套33中,所述导气直管53的管端均安装有输气头54。
本实施例设计支撑框架31上设置有若干输气机筒51,外接供气泵,为惰性气体的输入端,导气直管53安装于相应的定位套33中,导气直管53即为惰性气体的输入端,也是支撑载板18的支撑结构,导气直管53的管端均安装有输气头54,用于惰性气体的输出。该设计结构,一方面能够精简设备结构,从减少共晶内腔23的区间内设备安装所需的空间,从而减少空间的体积,利于共晶物熔合的温度控制;另一方面使得气流呈竖向输出,达到由下而上驱逐空气的效果。
对于支撑载板18技术结构,本实施例设计如下:
请参阅图3,所述支撑载板18设置有两层,分别包括对接底板41,以及设置于对接底板41上方的载面基板42,所述对接底板41与载面基板42之间设置有若干输气斗55,所述输气斗55与相应的输气头54相连接,所述载面基板42上设置有若干出气孔43,出气孔43位于相应的输气斗55的上沿区域。
支撑载板18包括对接底板41以及载面基板42,对接底板41用于对接升温机件19和供气机件10,载面基板42用于承载半导体芯片,从而预留一定的缓冲间隙;同样,相应的输气头54的出气端于对接底板41与载面基板42之间设置有输气斗55,气流沿着载面基板42上的出气孔43排出,环绕于半导体芯片的周围,从而对半导体芯片形成一个保护“气笼”,在共晶过程中达到防氧化效果。
对于升温机件19的具体实施结构,本实施例设计如下:
请参阅图4,所述升温机件19包括安装于支撑框架31上的支撑底杆81,以及安装于支撑底杆81上的加热器82,所述对接底板41与载面基板42之间设置有导热片83,所述导热片83与加热器82相匹配,加热器82外接供电线84。加热器82为供热端,导热于导热片83位置,从而提升半导体芯片共晶温度,为共晶过程中达到供热效果。
虽然共晶合金的熔合温度相对不高,但是其加热时,加热器82的加热区域为热源,导致热气流围绕加热区域流动,惰性气流自下而上流动的过程中,存在带动支撑载板18会发生波动的趋势;在共晶过程中,共晶合金由固态向着液态转换时,支撑载板18的波动会影响后续共晶合金固晶的塑形效果;故而本申请还作如下设计:
请参阅图4和图5,所述支撑底杆81与固定支板32的交接处设置有支撑块61,所述支撑块61上设置有抵触支撑端62,所述抵触支撑端62上安装有活动抵触杆63,所述活动抵触杆63的杆端设置有隔热片64,所述加热器82通过隔热片64安装于活动抵触杆63的杆端,活动抵触杆63缠绕有支撑弹簧65,支撑弹簧65挤压支撑于隔热片64与抵触支撑端62之间。
本实施例于加热器82的底部设置有抵触支撑端62,抵触支撑端62上设置有活动抵触杆63,用以对加热器82形成支撑,通过支撑弹簧65提高始终朝向竖直向的弹性支撑力,进而达到挤压支撑的效果,对上下向气流流动的影响进行缓冲,保持支撑载板18的稳定程度,进一步提高作业的精密度。
在一个实施例中,
对于共晶枪16的安装实施方式,本实施例设计如下:
请参阅图6,所述位移模组12包括水平机架71、安装于水平机架71上的位移轨道72、以及架设于位移轨道72上的安装基板73,所述共晶器件13通过锁合片74安装于安装基板73上,所述共晶器件13上通过电控伸缩杆75安装有共晶枪16。所述位移轨道72的内沿设置有位移丝杠76,所述安装基板73通过内螺孔安装于位移丝杠76上,所述水平机架71的侧沿设置有调节电机77,所述调节电机77为位移丝杠76的驱动端。
本实施例通过调节电机77带动位移丝杠76运动,从而带动共晶器件13沿着位移轨道72移动,调节共晶器件13的水平向位置,共晶器件13上通过电控伸缩杆75安装有共晶枪16,通过电控伸缩杆75推动共晶枪16下移,使得共晶枪16伸入至半导体芯片的位置。
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。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种半导体芯片用自动共晶机,包括设备机台,其特征在于,所述设备机台上设置有:
作业载台,架设于设备机台的载面上,所述作业载台上设置有共晶内框;
调节机架,安装于设备机台的载面上并且设置于作业载台的外围,所述调节机架上设置有位移模组,所述位移模组上安装有共晶器件,所述共晶器件沿着位移模组运动,共晶器件上设置有可伸缩的共晶枪;
共晶载架,设置于共晶内框的内腔,所述共晶载架设置于共晶内框的内腔,所述共晶载架包括支撑载板,以及分别于支撑载板相对接的升温机件和供气机件,芯片装载于支撑载板上,升温机件的加热端位于芯片的共晶区域,供气机件用以提供惰性气体,并且惰性气体由下而上充盈于共晶内框的内腔。
2.根据权利要求1所述的半导体芯片用自动共晶机,其特征在于,所述共晶内框包括装载基板,以及设置于装载基板上的限制盒,所述装载基板的底部设置有安装空腔,所述限制盒内设置有共晶内腔,所述共晶内腔的顶部设置有开口;所述共晶载架安装于安装空腔中,并且其支撑载板位于共晶内腔的区间内。
3.根据权利要求2所述的半导体芯片用自动共晶机,其特征在于,所述共晶载架包括支撑框架,以及架设于支撑框架上的固定支板,所述固定支板上若干定位套,所述供气机件设置有若干道并且沿着共晶载架的侧沿排布,所述供气机件包括安装于支撑框架上的输气机筒、安装于输气机筒上的输气支管、以及安装于输气支管上的导气直管,所述导气直管穿设于相应的定位套中,所述导气直管的管端均安装有输气头。
4.根据权利要求3所述的半导体芯片用自动共晶机,其特征在于,所述支撑载板设置有两层,分别包括对接底板,以及设置于对接底板上方的载面基板,所述对接底板与载面基板之间设置有若干输气斗,所述输气斗与相应的输气头相连接,所述载面基板上设置有若干出气孔,出气孔位于相应的输气斗的上沿区域。
5.根据权利要求4所述的半导体芯片用自动共晶机,其特征在于,所述升温机件包括安装于支撑框架上的支撑底杆,以及安装于支撑底杆上的加热器,所述对接底板与载面基板之间设置有导热片,所述导热片与加热器相匹配。
6.根据权利要求5所述的半导体芯片用自动共晶机,其特征在于,所述支撑底杆与固定支板的交接处设置有支撑块,所述支撑块上设置有抵触支撑端,所述抵触支撑端上安装有活动抵触杆,所述活动抵触杆的杆端设置有隔热片,所述加热器通过隔热片安装于活动抵触杆的杆端,活动抵触杆缠绕有支撑弹簧,支撑弹簧挤压支撑于隔热片与抵触支撑端之间。
7.根据权利要求1-6任一项所述的半导体芯片用自动共晶机,其特征在于,所述位移模组包括水平机架、安装于水平机架上的位移轨道、以及架设于位移轨道上的安装基板,所述共晶器件通过锁合片安装于安装基板上,所述共晶器件上通过电控伸缩杆安装有共晶枪。
8.根据权利要求7所述的半导体芯片用自动共晶机,其特征在于,所述位移轨道的内沿设置有位移丝杠,所述安装基板通过内螺孔安装于位移丝杠上,所述水平机架的侧沿设置有调节电机,所述调节电机为位移丝杠的驱动端。
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