CN114999956A - 包含清洗功能的包封设备 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种包含清洗功能的包封设备，所述包封设备包括：包封装置，包括多个模具，多个模具之间构成包封腔体，所述包封腔体用于容置待包封产品；清洗装置，包括可移动的清洗机构，所述清洗机构可移动至所述包封腔体内，对所述待包封产品进行清洗，可避免型腔抽尘过程中导致产品落尘沾污，清洗完毕后将清洗机构移出，包封装置对待包封产品进行包封操作，实现最接近产品包封前零间隔时效的在线清洗，最大程度地减少产品氧化和沾污风险。

Description

包含清洗功能的包封设备

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种包含清洗功能的包封设备。

背景技术

常规半导体封装在组装结束后，产品转入包封工序，使用环氧热固树脂将芯片、装片胶、金属线、引线框架内引脚等易受损的部分封装起来。从组装到包封，洁净等级也由1万级变到10万级，产品所处环境的外来颗粒物也随之增加，再加上引线框架和焊线表面氧化，这使得产品在包封时很容易发生分层及其它可靠性问题。为了防止这种情况发生，现有做法是在包封之前进行等离子清洗，再通过人工把料盒搬运到包封设备上，再通过上料机构将料盒中的多条产品平铺放置在预热平台区进行预热，最后通过移载小车将预热好的产品输送到包封模具内进行包封。为进一步避免产品运输过程中的再次氧化，中国专利号CN201910265937.4公开一种具有等离子清洗功能的包封预热台，其对待包封产品的预热和清洗是同时进行的，预热清洗完的产品再输出到包封模具中进行包封。

但是，上述方案中清洗后的产品在预热台和包封模具之间的运输过程中还存在短时间的氧化风险，仍达不到理想状态；同时，清洗后的产品在预热台和包封模具之间的运输过程中路过抽风吸尘区域，存在沾污风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种包含清洗功能的包封设备，用以实现在包封设备内实施清洗，最大程度地减少产品氧化和沾污风险。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种包含清洗功能的包封设备，所述包封设备包括：

包封装置，包括多个模具，多个模具之间构成包封腔体，所述包封腔体用于容置待包封产品；

清洗装置，包括可移动的清洗机构，所述清洗机构可移动至所述包封腔体内，对所述待包封产品进行清洗。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述模具包括上模具和下模具，所述下模具用于承载放置所述待包封产品，所述上模具和所述下模具之间能够相对运动，形成开模状态和闭模状态。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述清洗装置为等离子清洗装置，其还包括等离子发生装置、气源装置、抽真空装置、抽真空管道和气体输入管道，所述等离子发生装置设置于所述清洗机构内，所述抽真空管道连接所述抽真空装置和清洗机构，所述气体输入管道连接所述气源装置和清洗机构。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述包封设备包括多个包封装置，所述清洗装置包括第一轨道，所述第一轨道包括第一进出轨道和第一装置间轨道，所述清洗机构沿所述第一装置间轨道在所述多个包封装置之间移动，所述清洗机构沿第一进出轨道往复运动而进出所述包封腔体。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述清洗机构包括清洗部和第一驱动部，所述第一驱动部在所述第一轨道上运动，所述清洗部受所述第一驱动部驱动往复运动而进出所述包封腔体，其与所述下模具形成闭合清洗腔体。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述清洗部底部向内凹陷形成一凹槽区，所述清洗部内设置有弹性装置，用于将所述凹槽区朝下模具移动，当所述清洗部与所述下模具贴合时，所述凹槽与所述下模具围设形成所述闭合清洗腔体。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述凹槽区上表面形成有多个通孔，用于连接所述等离子体发生装置、抽真空管道和气体输入管道。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述包封设备还包括送料装置，用于将所述待包封产品送入所述包封腔体内，所述送料装置和清洗装置分别设置于所述包封装置两侧，所述送料装置包括第二轨道，所述第二轨道包括第二进出轨道和第二装置间轨道，所述送料装置沿所述第二装置间轨道在多个所述包封装置之间移动，所述送料装置沿所述第二进出轨道往复运动而进出所述包封腔体。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述送料装置包括送料部和第二驱动部，所述第二驱动部在所述第二轨道上运动，所述送料部受所述第二驱动部驱动往复运动而进出所述包封腔体。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述气源装置是提供氢氮混合气、氩氢混合气或者其他同时具有保护和氧化还原的混合气体的装置

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述包封装置内还设置有预热装置。

本发明的有益效果在于：本发明提供一种包含清洗功能的包封设备，包括包封装置和清洗装置，所述清洗装置包括可移动的清洗机构，可移动至包封装置内部对待包装产品进行清洗，可避免型腔抽尘过程中导致产品落尘沾污；清洗完毕后将清洗机构移出，包封装置对待包封产品进行包封操作，实现最接近产品包封前零间隔时效的在线清洗，最大程度地减少产品氧化和沾污风险。

附图说明

图1为本发明一实施方式中的包含清洗功能的包封设备结构示意图。

图2为本发明一实施方式中的当清洗装置进入包封装置内部时的包封设备结构示意图。

图3为本发明一实施方式中的当清洗装置与下模具形成闭合清洗腔体时的包封设备结构示意图。

图4为本发明另一实施方式中的当清洗装置与下模具形成闭合清洗腔体时的包封设备结构示意图。

图5为本发明一实施方式中的清洗完成后包封装置对待包封产品进行包封时的包封设备结构示意图。

图6-9为本发明一实施方式中的送料装置将待包封产品送入包封装置内的过程结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施方式及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。

下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

为方便说明，本文使用表示空间相对位置的术语来进行描述，例如“上”、“下”、“后”、“前”等，用来描述附图中所示的一个单元或者特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的装置翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“上方”的单元将位于其他单元或特征“下方”或“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括下方和上方这两种空间方位。

如图1所示，本实施方式提供一种包含清洗功能的包封设备，包括包封装置1和清洗装置2。

包封装置1包括多个模具，多个模具之间构成包封腔体11，用于容置待包封产品3。

具体的，所述模具包括上模具12和下模具13，下模具13用于承载放置待包封产品3，上模具12和下模具13之间能够相对运动，形成开模和闭模状态。在本发明一实施方式中，下模具13可朝上模具12方向移动，当下模具13远离上模具时形成开模状态；当下模具13靠近上模具12，与上模具12接触时形成闭模状态。

在本发明的其他实施方式中，根据包封产品的具体结构差异，模具之间还可能包括其他配合关系，并且也可设置三个或更多数量的模具，本发明对此不作具体限制。

在本实施方式中，待包封产品3为设置有芯片等电子器件的引线框架，其通过本发明所提供的包封设备进行整体或部分包封。

清洗装置2包括可移动的清洗机构21，其可移动至包封腔体11内，对待包封产品3进行清洗，具体的，清洗装置2为等离子清洗装置，其还包括等离子发生装置22、气源装置、抽真空装置、抽真空管道23和气体输入管道24，等离子发生装置22设置于清洗机构21内，抽真空管道23连接抽真空装置和清洗机构21，气体输入管道24连接气源装置和清洗机构21。

所述等离子清洗为在清洗机构内部空间内形成高频交变电场，其周围空间内气体在交变电场的激荡下形成等离子体，活性等离子对被清洗物品表面进行物理轰击与化学反应双重作用，使被清洗物品表面物质变成粒子和气态物质，经抽真空排出，而达到清洗目的。

具体的，气源装置提供氢氮混合气体，气体输入管道24为氢氮混合气体输入管道，氢氮混合气体中，氮气是保护气体，氢气是氧化还原气体。在本发明其他实施方式中，气源装置也可以是提供氢氮混合气、氩氢混合气或者其他同时具有保护和氧化还原的混合气体的装置，气体输入管道24也可为氢氮混合气、氩氢混合气或者其他同时具有保护和氧化还原的混合气体的输入管道，用于对清洗机构中清洗待包封产品3空间进行保护和氧化还原的气体的加热和填充；等离子发生装置22用于在清洗机构内部空间内形成高频交变电场，其周围空间内气体在交变电场的激荡下形成等离子体，使被清洗物品表面物质变成粒子和气态物质；抽真空管道23用于将被清洗物品表面产生的粒子和气态物质排出。

在本发明一实施方式中，所述包封设备包括多个包封装置1，可用于同时包封多个产品。该实施方式中，清洗装置2还包括第一轨道25，第一轨道25包括第一进出轨道251和第一装置间轨道(图中未示出)，清洗机构21可沿第一装置间轨道在多个包封装置1之间移动，也可沿第一进出轨道251往复运动而进出包封装置内包封腔体11。利用一个清洗机构借助第一轨道可依次为多个包封装置内待包封产品进行清洗，降低了设备成本的同时，提高了清洗效率。

示例性的，在本实施方式中，多个包封装置1依次并列设计，第一装置间轨道呈直线沿包封装置1排列方向延伸，多个第一进出轨道251分别设置在多个包封装置1处，与第一装置间轨道间互呈直角分布，延伸至包封腔体11处。清洗结构21沿第一进出轨道251和第一装置间轨道横向或纵向运动，从而进入各包封腔体11内对待包封产品3进行清洗。

在本发明的其他实施方式中，根据包封装置1的不同分布方式，第一装置间轨道和第一进出轨道251的具体排布方式可进行具体调整，本发明对此不作具体限制。

清洗机构21包括清洗部211和第一驱动部212，第一驱动部212可在第一轨道22上运动，清洗部211受第一驱动部212驱动可沿第一进出轨道251往复运动而进出包封腔体11，当其进入包封腔体11时，其与下模具13之间可形成闭合腔体，在所述闭合腔体内对待包封产品进行清洗。

具体的，清洗部211底部向内凹陷形成一凹槽区2111，清洗部211内还设置有一弹性装置，用于将凹槽区2111朝向下模具13表面移动。进一步的，凹槽区2111上表面形成有多个通孔，用于连接等离子体发生装置22、抽真空管道23和气体输入管道24。

如图2和3所示，当清洗部211受第一驱动部212驱动沿第一进出轨道251运动进入到包封腔体11内部时，控制清洗部211内弹性装置使凹槽区2111朝向下模具13移动，当清洗部211与下模具13贴合时，凹槽区2111内壁面与下模具13上表面围设形成闭合清洗腔体4，此时放置于下模具13上方的待包封产品3处于闭合清洗腔体4内部。

在本发明的其他实施方式中，所述清洗部211的结构也可基于待包封产品3的结构而进行具体调整，其只要能够和模具表面形成闭合腔体以对其内的待包封产品3进行等离子清洗即可，本发明对此不作具体限制。

具体的，等离子发生装置22可装置于清洗部211下表面通孔处，抽真空管道23和气体输入管道24与闭合清洗腔体4连通，其管道为可伸缩材料，可随着凹槽区2111上下移动时伸缩。气源装置通过气体输入管道24向闭合清洗腔体4内部输入氢氮混合气体，等离子发生装置22工作使闭合清洗腔体4内部气体在交变电场的激荡下形成等离子体，对待包封产品3进行等离子清洗，然后抽真空装置工作，通过抽真空管道23将被清洗的待包封产品3表面产生的粒子和气态物质排出。

如图4所示，在本发明的另一种实施方式中，当清洗部211受第一驱动部212驱动沿第一进出轨道251运动进入到包封腔体11内部时，可保持清洗部211不动，控制下模具13朝上方移动直至与清洗部211接触形成闭合清洗腔体4，对待包封产品3进行等离子清洗。

清洗完成后，控制第一驱动部212驱动清洗部211沿第一装置间轨道移动至下一个包封装置内的包封腔体，对下一个待包封产品进行等离子清洗；或是控制第一驱动部212驱动清洗部211沿第一进出轨道251朝远离包封腔体11的方向移动，退出包封腔体11。如图5所示，控制下模具13朝向上模具12的方向运动，完成待包封产品3的包封操作。

关于将待包封产品3放置于下模具13上方的方式可以采用人工送料的方式或是机器送料的方式，为提高包封设备的工作效率，如图6所示，本发明提出的包含清洗功能的包封设备还包括送料装置5，用于将待包封产品3送入包封腔体11内，具体将待包封产品3放置于下模具13上方。

在本发明的一实施方式中，送料装置5和清洗装置2分别设置于包封装置1两侧，具体的，送料装置5包括第二轨道51，第二轨道51具体包括第二进出轨道511和第二装置间轨道(图中未示出)，送料装置5可沿第二装置间轨道在多个包封装置1之间移动，也可沿第二进出轨道511往复运动而进出包封腔体11。充分利用多个包封装置1前后工位布局设置，送料装置5可通过第一装置间轨道在多个包封装置1之间移动，可在多个包封装置内放置待包封产品，送料装置和清洗装置构成流水线式工作布局，提高工作效率。

进一步的，送料装置5还包括送料部52和第二驱动部53，第二驱动部53在第二轨道51上运动，送料部52可受第二驱动部53驱动往复运动而进出包封腔体11，也可受第二驱动部53驱动在多个包封装置中移动。

示例性的，在本实施方式中，多个包封装置1依次并列设计，第二装置间轨道呈直线沿包封装置1排列方向延伸，多个第二进出轨道511分别设置在多个包封装置1处，与第二装置间轨道间互呈直角分布，延伸至包封腔体11处。送料部52沿第二进出轨道511和第二装置间轨道横向或纵向运动，从而进入各包封腔体11内放置待包封产品3。

在本发明的其他实施方式中，根据包封装置1的不同分布方式，第二装置间轨道和第二进出轨道511的具体排布方式可进行具体调整，本发明对此不作具体限制。

如图6-9所示，为本发明一实施方式中送料装置5将待包封产品放置于下模具13上方的过程示意图，具体的，在送料之前，待包封产品3通过一夹持装置54固定于送料部52的下表面，送料部52内设置有弹性装置，可控制送料部52下表面朝下方运动。

在本发明具体实施方式中，当送料部52受第二驱动部53沿第二进出轨道511移动至包封腔体11内时，控制送料部52内弹性装置使得待包封产品3朝向下模具13方向运动，当待包封产品3移动至距离下模具2～3cm距离时，控制夹持装置54释放待包封产品3，将其放置于下模具13上表面后，控制弹性装置恢复至原始位置，控制第二驱动部53驱动送料部52沿第二装置间轨道移动至下一个包封腔体内送料，或是控制第二驱动部53驱动送料部52沿第二进出轨道511朝远离包封腔体11的方向移动退出。

在本发明的其他实施方式中，当送料部52受第二驱动部53沿第二进出轨道511移动至包封腔体11内时，也可控制下模具13朝上方运动至距离待包封产品2～3cm处，再控制夹持装置54释放待包封产品3，将其放置于下模具13上表面。

当然，本发明所提出的包封设备中包封装置1内还设置有预热装置，在送料前对包封腔体11内部进行预热。

下面就待包封产品3在包封设备上的具体工作流程进行说明：

S1：控制送料装置5将待包封产品3送入包封腔体11内，放置于下模具13上表面。

S2：控制清洗部211进入包封腔体11内，与下模具13之间形成闭合清洗腔体4。

S2a：控制清洗部内弹性装置使凹槽区2111朝下模具13方向移动，当清洗部211与下模具13贴合时，凹槽区2111与下模具13围设形成闭合清洗腔体4。

S2b：控制下模具13朝向清洗部211方向移动，当清洗部211与下模具13贴合时，凹槽区2111与下模具13围设形成闭合清洗腔体4。

S3：控制等离子发生装置22、抽真空管道23和气体输入管道24工作，对闭合腔体内待包封产品3进行等离子清洗。

S4：控制下模具13朝向上模具12方向移动，完成产品包封。

综上所述，本发明提出的包含清洗功能的包封设备，能够对包封腔体内产品实施等离子清洗，避免型腔抽尘过程中导致产品的落尘沾污问题，实现最接近包封前零间隔时效的在线清洗效果，最大程度地减少产品氧化和沾污风险。同时，本发明提出的包封设备具体包含多个包封装置，送料装置和清洗装置都可沿装置间轨道在多个包封装置之间移动，为多个包封装置送料和对多个包封装置内待包封产品进行等离子清洗，提高其工作效率。

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，各实施方式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。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种包含清洗功能的包封设备，其特征在于，所述包封设备包括：

包封装置，包括多个模具，多个模具之间构成包封腔体，所述包封腔体用于容置待包封产品；

清洗装置，包括可移动的清洗机构，所述清洗机构可移动至所述包封腔体内，对所述待包封产品进行清洗。

2.根据权利要求1所述的包含清洗功能的包封设备，其特征在于，所述模具包括上模具和下模具，所述下模具用于承载放置所述待包封产品，所述上模具和所述下模具之间能够相对运动，形成开模状态和闭模状态。

3.根据权利要求2所述的包含清洗功能的包封设备，其特征在于，所述清洗装置为等离子清洗装置，其还包括等离子发生装置、气源装置、抽真空装置、抽真空管道和气体输入管道，所述等离子发生装置设置于所述清洗机构内，所述抽真空管道连接所述抽真空装置和清洗机构，所述气体输入管道连接所述气源装置和清洗机构。

4.根据权利要求3所述的包含清洗功能的包封设备，其特征在于，所述包封设备包括多个包封装置，所述清洗装置包括第一轨道，所述第一轨道包括第一进出轨道和第一装置间轨道，所述清洗机构沿所述第一装置间轨道在所述多个包封装置之间移动，所述清洗机构沿第一进出轨道往复运动而进出所述包封腔体。

5.根据权利要求4所述的包含清洗功能的包封设备，其特征在于，所述清洗机构包括清洗部和第一驱动部，所述第一驱动部在所述第一轨道上运动，所述清洗部受所述第一驱动部驱动往复运动而进出所述包封腔体，其与所述下模具形成闭合清洗腔体。

6.根据权利要求5所述的包含清洗功能的包封设备，其特征在于，所述清洗部底部向内凹陷形成一凹槽区，所述清洗部内设置有弹性装置，用于将所述凹槽区朝下模具移动，当所述清洗部与所述下模具贴合时，所述凹槽与所述下模具围设形成所述闭合清洗腔体。

7.根据权利要求6所述的包含清洗功能的包封设备，其特征在于，所述凹槽区上表面形成有多个通孔，用于连接所述等离子体发生装置、抽真空管道和气体输入管道。

8.根据权利要求3所述的包含清洗功能的包封设备，其特征在于，所述包封设备还包括送料装置，用于将所述待包封产品送入所述包封腔体内，所述送料装置和清洗装置分别设置于所述包封装置两侧，所述送料装置包括第二轨道，所述第二轨道包括第二进出轨道和第二装置间轨道，所述送料装置沿所述第二装置间轨道在多个所述包封装置之间移动，所述送料装置沿所述第二进出轨道往复运动而进出所述包封腔体。

9.根据权利要求8所述的包含清洗功能的包封设备，其特征在于，所述送料装置包括送料部和第二驱动部，所述第二驱动部在所述第二轨道上运动，所述送料部受所述第二驱动部驱动往复运动而进出所述包封腔体。

10.根据权利要求3所述的包含清洗功能的包封设备，其特征在于所述气源装置是提供氢氮混合气、氩氢混合气或者其他同时具有保护和氧化还原的混合气体的装置。

11.根据权利要求1所述的包含清洗功能的包封设备，其特征在于，所述包封装置内还设置有预热装置。

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