CN114643180B - 一种光刻胶固化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光刻胶固化装置，包括固化炉以及用于承载涂覆的光刻胶层并转移到固化炉中的载板，设置在固化炉内并与固化炉相对静止的磁力装置；载板包括基板及固定在基板上的磁性板；磁力装置用于对放置到固化炉内的磁性板提供与重力方向相反的非接触式作用力。在固化炉内设置磁力装置，采用带有磁性板的载板，当载板承载着光刻胶层转移到固化炉中后，磁力装置能够对磁性板提供与重力方向相反的非接触式作用力，避免基板的中心区域因重力原因而出现凹陷，从而解决光刻胶层的凹陷问题，将光刻胶层的平整度控制在满足需求的范围内，保障后续的光刻和电镀工艺；此外，由于是非接触式作用力，因此载板下方留有一定空间供机械传送手进行操作。

Description

一种光刻胶固化装置
技术领域
本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种光刻胶固化装置。
背景技术
在高密度扇出封装结构中，通常是在12寸载板上旋涂具有一定厚度的光刻胶层，而旋涂的光刻胶液体需要在后续固化工艺过程中进行2个小时的固化处理，当旋涂有光刻胶液体的载板放在固化炉中经历长时间的固化工艺时，通过在固化炉内侧壁上的机械凸部来实现对载板的边缘部位的支持，从而实现对整个载板的支持。
但载板的中心区域是没有机械凸部为其提供机械支持的，导致载板的中心区域在重力的作用下会形成微小的塌陷，尤其是当为提高生产效率时采用尺寸更大的载板时，这种因重力作用在载板中心区域会形成更大的塌陷，因此，旋涂的光刻胶层也会在载板的中心区域形成凹陷(如图1和图2所示，旋涂在载板上的光刻胶层10包括相对的光刻面10a和附着面10b，附着面10b与载板接触；其中，光刻面10a明显出现凹陷)，而放入固化炉但还未完成固化的光刻胶液体的粘度通常较低，尤其是适用于制备窄线宽和窄线距的金属布线层时，采用的光刻胶液体的粘度更低(比如一种由10-40wt％的硅氧烷聚合物和60-90wt％的2-甲氧基-1-乙酸乙酯组成的光阻薄膜(光刻胶的一种)，其未固化时的粘度非常低，能够制备极薄的光阻薄膜，而光阻薄膜的厚度与制备得到的金属传输线的线宽和线距成正线性相关性，即，光阻薄膜的厚度越小，制备得到的金属传输线的线宽和线距也越小，从而提高电源和信号传输线的走线密度，适用于芯片引脚较多的高速芯片的封装)，由于中心区域的凹陷，还会导致光刻胶液体流向中心区域，并且，光刻胶液体的粘度越低，在中心区域聚集的光刻胶液体也越多，最终降低了固化得到的光刻胶层的平整度，从而影响后续的光刻和电镀工艺的精度，尤其是在采用光刻和电镀工艺制备多层极窄线宽和线距的金属布线层时，对光刻胶层的平整度要求极为苛刻，高密度扇出封装结构中的光刻胶固化层的平整度通常控制≤1um的范围内，导致上述固化得到的光刻胶层无法满足要求。
如果将机械凸部设置成能承载载板整个平面的机械部件，则无法通过机械传送手托起载板的非光刻胶面传输到固化炉中。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供一种光刻胶固化装置。
在一个实施例中，本发明提供一种光刻胶固化装置，包括固化炉以及用于承载涂覆的光刻胶层并转移到固化炉中的载板，还包括：
设置在固化炉内并与固化炉相对静止的磁力装置；载板包括基板以及固定在基板上的磁性板；
磁力装置用于对放置到固化炉内的磁性板提供与重力方向相反的非接触式作用力。
在一个实施例中，磁力装置包括：
固定托板、分别固定在固定托板上的若干个绕制有线圈的铁芯、设置在固定托板内部的磁力控制器，磁力控制器分别与若干个线圈连接。
在一个实施例中，磁力控制器包括：
开关控制电路和电流控制电路；
开关控制电路用于控制线圈的通电和断电；
电流控制电路用于控制线圈的通电电流的大小。
在一个实施例中，磁性板包括：
分别固定在基板上的若干个磁铁、包封在若干个磁铁上的包封层。
在一个实施例中，铁芯设有多个且分别固定在固定托板上。
在一个实施例中，磁铁设有多个且分别固定在基板上。
在一个实施例中，上述光刻胶固化装置还包括：
设置在固化炉内侧壁上的多个凸部；
凸部用于承载载板。
在一个实施例中，磁力装置设置在凸部的下方；
磁力装置用于对放置到固化炉内的载板的磁性板提供与重力方向相反的非接触式支撑力。
在一个实施例中，上述光刻胶固化装置还包括：
设置在固化炉内侧壁上的承载圈，凸部设置在承载圈的上表面上。
在一个实施例中，基板包括玻璃基板、硅基板或不锈钢基板。
通过上述光刻胶固化装置，在固化炉内设置磁力装置，并采用带有磁性板的载板，当载板承载着光刻胶层转移到固化炉中后，磁力装置能够对磁性板提供与重力方向相反的非接触式作用力，避免基板的中心区域因重力原因而出现凹陷，从而解决光刻胶层的凹陷问题，将光刻胶层的平整度控制在满足需求的范围内，保障后续的光刻和电镀工艺；此外，由于是非接触式作用力，因此载板下方留有一定空间供机械传送手进行操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1为光刻胶层中间区域出现凹陷的示意图；
图2为图1中A-A的纵向剖面示意图；
图3为本发明一个实施例中光刻胶固化装置的结构示意图；
图4为本发明一个实施例中磁力装置的结构示意图；
图5为本发明一个实施例中磁力装置的剖面示意图；
图6为本发明一个实施例中磁性板的结构示意图；
图7为本发明另一个实施例中磁性板的结构示意图。
上述附图中：1、固化炉；21、基板；22、磁性板；221、磁铁；222、包封层；3、磁力装置；31、固定托板；32、铁芯；33、线圈；34、磁力控制器；41、凸部；42、承载圈；10、光刻胶层；10a、光刻面；10b、附着面。
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。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图3所示，在一个实施例中，本发明提供一种光刻胶固化装置，包括固化炉1以及用于承载涂覆的光刻胶层10并转移到固化炉1中的载板，还包括：
设置在固化炉1内并与固化炉1相对静止的磁力装置3；载板包括基板21以及固定在基板21上的磁性板22；
磁力装置3用于对放置到固化炉1内的磁性板22提供与重力方向相反的非接触式作用力。
其中，根据磁力装置3和磁性板22在固化炉1中的相对位置，磁力装置3和磁性板22之间的作用力可以是吸引力也可以是排斥力，目的都在于抵消载板的重力分量。
其中，基板21用于提供机械支撑，而磁性板22则用于在磁力装置3的作用下对基板21提供与重力方向相反的非接触式作用力。
其中，磁力装置3与固化炉1相对静止包括两种情形：一种是磁力装置3直接与固化炉1固定连接(磁力装置3位于磁性板22上方，并对磁性板22提供吸引力)，另一种则是磁力装置3不与固化炉1连接(磁力装置3放置在固化炉1的底部，位于磁性板22下方，并对磁性板22提供排斥力)，当然在其他实施例中，还可以包含其他未提及的情形。
通过上述光刻胶固化装置，在固化炉1内设置磁力装置3，并采用带有磁性板22的载板，当载板承载着光刻胶层10转移到固化炉1中后，磁力装置3能够对磁性板22提供与重力方向相反的非接触式作用力，避免基板21的中心区域因重力原因而出现凹陷，从而解决光刻胶层10的凹陷问题，将光刻胶层10的平整度控制在满足需求的范围内，保障后续的光刻和电镀工艺；此外，由于是非接触式作用力，因此载板下方留有一定空间供机械传送手进行操作。
如图4和图5所示，在一个实施例中，磁力装置3包括：
固定托板31、分别固定在固定托板31上的若干个绕制有线圈33的铁芯32、设置在固定托板31内部的磁力控制器34，磁力控制器34分别与若干个线圈33连接。
其中，当磁力装置3没有内置电池时，磁力控制器34可以与外部电源连接实现供电；当磁力装置3没有内置电池时，磁力控制器34也可以与电池连接实现供电。
其中，磁力装置3基于电磁原理利用通电的线圈33产生磁场，从而实现对磁性板22提供与重力方向相反的非接触式作用力。
基于电磁原理产生磁场，相对于磁铁，稳定性和灵活性更好。
在一个实施例中，磁力控制器包括：
开关控制电路和电流控制电路；
开关控制电路用于控制线圈的通电和断电；
电流控制电路用于控制线圈的通电电流的大小。
通过开关控制电路能够避免线圈持续通电，节省能耗，提高安全性；通过电流控制电路能够调节产生的磁场对应的磁场强度，从而适应各种重量的载板，应用场景更加广泛。
如图6或图7所示，在一个实施例中，磁性板22包括：
分别固定在基板21上的若干个磁铁221、包封在若干个磁铁221上的包封层222。
其中，在基板21上制备磁性板22时，可通过具有特定厚度的胶膜将若干个磁铁221黏贴到基板21的表面，并根据胶膜的交联固化条件构建包封层222，从而将磁铁221埋嵌在包封层222中。
直接采用磁铁221作为磁性板22的核心部件，相对于基于电磁原理产生磁场的线圈，其结构更加简便，能够更好的跟随基板21进行转移，灵活性更好。
如图6所示，在一个实施例中，磁性板22和光刻胶层10分设在基板21的两侧，由于光刻胶层10直接与基板21接触，而基板21通常具备平整度较高的基面，因此无需再进行相应的研磨处理。
如图7所示，在一个实施例中，光刻胶层10直接与磁性板22接触，而磁性板22的包封层222是通过胶膜的交联固化条件所形成的，因此直接得到的表面的平整度可能较低，包封层222是具有一定杨氏模量的材料，可进一步对包封层222进行研磨处理来得到平整度较高的基面，作为光刻胶层10旋涂的基面。
其中，包封层222可选择具有一定硬度的EMC塑封料制备得到，并经CMP(ChemicalMechanical Polishing,化学机械抛光)的精细抛光处理制备得到平整度较高的基面。
其中，本实施例中的载板在经过多次使用后，包封层222提供的基面的平整度会降低，可通过再次涂覆EMC塑封料及后续的固化及CMP抛光处理，从而将包封层222提供的基面的平整度再次控制在工艺范围内。
如图4和图5所示，在一个实施例中，铁芯32设有多个且分别固定在固定托板31上。
其中，当铁芯32设有多个时，即可对磁性板的局部提供非接触式作用力，更加具有针对性，调整效果更好。
其中，多个铁芯32可均匀分布在固定托板31上。
具体的，可根据光刻胶层的监测结果来判断光刻胶层上的凹陷区域，进而通过磁力控制器34控制对应铁芯32上的线圈33的通电电流的开关状态来控制感应磁场的开关，以及控制线圈33中通电电流的大小来控制感应磁场的大小，从而对与凹陷区域对应的磁铁提供与重力方向相反的非接触式作用力，为与凹陷区域对应的基板提供支撑，解决因凹陷导致的平整问题。
如图6或图7所示，在一个实施例中，磁铁221设有多个且分别固定在基板21上。
其中，多个磁铁221可均匀分布在基板21上。
如图3所示，在一个实施例中，上述光刻胶固化装置还包括：
设置在固化炉1内侧壁上的多个凸部41；
凸部41用于承载载板。
其中，固化炉1内侧壁上的多个凸部41能够在载板的边缘提供一定的支撑力，进而对应的磁力装置3和磁性板22只需针对凹陷区域提供相应的作用力即可，使得控制更加简单。
如图3所示，在一个实施例中，磁力装置3设置在凸部41的下方；
磁力装置3用于对放置到固化炉1内的载板的磁性板22提供与重力方向相反的非接触式支撑力。
其中，当磁力装置3设置在凸部41的下方时，磁力装置3可以不与固化炉1固定连接，只需放置在固化炉1的底部即可，利用固化炉1底部提供的支持力对磁性板22提供与重力方向相反的非接触式支撑力，使得磁力装置3的安装环境更加简洁，也无需相应的安装配件，节省了安装成本。
如图3所示，在一个实施例中，上述光刻胶固化装置还包括：
设置在固化炉1内侧壁上的承载圈42，凸部41设置在承载圈42的上表面上。
其中，凸部41通过承载圈42固定在固化炉1的内侧壁上，相对于直接固定，增大了接触面积，提高了稳定性。
在一个实施例中，基板包括玻璃基板、硅基板或不锈钢基板。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种光刻胶固化装置，包括固化炉以及用于承载涂覆的光刻胶层并转移到所述固化炉中的载板，其特征在于，还包括：
设置在所述固化炉内并与所述固化炉相对静止的磁力装置，以及设置在所述固化炉内侧壁上用于承载所述载板的多个凸部；所述载板包括基板以及固定在所述基板上的磁性板；
所述磁力装置用于对放置到所述固化炉内的所述磁性板提供与重力方向相反的非接触式作用力；
其中，所述磁力装置位于磁性板下方，所述与重力方向相反的非接触式作用力为排斥力。
2.根据权利要求1所述的光刻胶固化装置，其特征在于，所述磁力装置包括：
固定托板、分别固定在所述固定托板上的若干个绕制有线圈的铁芯、设置在所述固定托板内部的磁力控制器，所述磁力控制器分别与若干个所述线圈连接。
3.根据权利要求2所述的光刻胶固化装置，其特征在于，所述磁力控制器包括：
开关控制电路和电流控制电路；
所述开关控制电路用于控制所述线圈的通电和断电；
所述电流控制电路用于控制所述线圈的通电电流的大小。
4.根据权利要求2所述的光刻胶固化装置，其特征在于，所述磁性板包括：
分别固定在所述基板上的若干个磁铁、包封在若干个所述磁铁上的包封层。
5.根据权利要求4所述的光刻胶固化装置，其特征在于，所述铁芯设有多个且分别固定在所述固定托板上。
6.根据权利要求5所述的光刻胶固化装置，其特征在于，所述磁铁设有多个且分别固定在所述基板上。
7.根据权利要求1所述的光刻胶固化装置，其特征在于，所述磁力装置设置在所述凸部的下方；
所述磁力装置用于对放置到所述固化炉内的所述载板的所述磁性板提供与重力方向相反的非接触式支撑力。
8.根据权利要求1所述的光刻胶固化装置，其特征在于，还包括：
设置在所述固化炉内侧壁上的承载圈，所述凸部设置在所述承载圈的上表面上。
9.根据权利要求1所述的光刻胶固化装置，其特征在于，所述基板包括玻璃基板、硅基板或不锈钢基板。
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