CN115430664B - 等离子清洗机用防漏清洗装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种等离子清洗机用防漏清洗装置及其控制方法，该装置包括设置于机台上的阻挡气缸及与阻挡气缸电性连接的控制盒；控制盒内设有变压器、电磁阀、PLC控制器及语音控制板，控制盒盒体上还设有启闭开关、扬声器、信号灯及复位开关；控制盒电路与清洗机电路联通，包括与清洗机机台交流电供电端子连接的变压器；直流电源与PLC及语音控制板连接；机台气体阀门控制信号端与PLC连接，另端与直流电源连接，机台腔门控制信号端与PLC连接，另端与直流电源连接。本方案可以很好的解决使用人员因操作疏忽导致的生产产品未经过机台等离子体清洗而流入后续制程环节的现象，以较低的成本避免了此类重大品质异常事件的发生，提升企业生产效率和客户满意度。

Description

等离子清洗机用防漏清洗装置及其控制方法

技术领域

本发明属于一种半导体封装技术领域，具体涉及一种等离子清洗机用防漏清洗装置及其控制方法。

背景技术

现代智能设备小到手机、电脑、家电，大到汽车、飞机、基站、火箭等，都离不开芯片，所谓芯片就是一个个采用先进工艺将微小化的晶体管、电阻、电容等元器件和布线集成互连在一起的集成电路结构，因为绝大多数集成电路都以半导体材料硅为基材制作成，因此芯片行业又称为半导体行业。

因芯片的体积小，引脚数多，可靠性差，抗干扰能力低等特性，自然需要对芯片进行物理上的保护以及电子电路的拓宽延展，从而就需要用到半导体封装技术。半导体封装技术赋予了芯片与外界电路连接的能力，同时提供了芯片的结构支撑、外在保护和热量传导，大大提升了芯片的可靠性，延长了芯片寿命。

在半导体芯片封装生产工艺中，由于各种外界因素(自然氧化、生产制剂、人为接触、交叉污染)会在半导体芯片和原材料上产生包括有机物、环氧树脂、焊料、金属盐等各种成分的污染物。而等离子体这种特殊的物质形态正被大量运用于半导体封装领域中的污染去除。

等离子体是不同于固体、液体和气体的物质第四态。物质由分子构成，分子由原子构成，原子由带正电的原子核和围绕它的带负电的电子构成。当气体被加热到足够温度或被施以电磁场等外界原因，电子摆脱原子核的束缚成为自由电子，这时物质变为正电的原子核和负电的自由电子组成的一团均匀的“浆糊”，即为等离子体。基于等离子体的物理活性(粒子的自由移动碰撞)和化学特性（如氢气，氧气离子的氧化还原反应），等离子体经常被用于上述半导体封装领域的污染清洗，以提升制程能力。

等离子体清洗机则是基于上述原理工作的机器设备，其主要结构为工作腔体，电磁波发生器，真空泵，充气泵。当关闭腔体外门，点击启动后，真空泵开始工作，直至腔体内气压达到设定值后停止，随后充气泵开放，将纯氧以固定流量充入腔体，与此同时电磁波发生器开始工作，将腔体内的纯氧以高频率的电磁波(2.45GHz)电离为等离子体。此时等离子体中，原先的氧原子得到离子团中的自由电子，变成带负电荷的氧离子。氧离子一方面与封装材料基板上的碳(C)，氢(H)等元素结合，带走污染物的同时增加了表面粗糙度，一方面与基板表面的有机分子结合形成亲水官能基，这样在后续的液态树脂填充制程中，液态树脂在基板的表面流性变好，不容易产生树脂内气洞，且树脂中的碳(C)易与基板表面的官能基形成键合，产生强度较高的键结力，极大程度提升了树脂与基板的接合界面强度，降低了可靠性验证中的界面分层风险。

但长期量产的过程中，很容易由于操作人员的失误导致漏制程的现象：例如操作人员关闭腔体外门后，由于失误或外因导致未及时点击机台启动按钮离开，再回归机台时，很容易产生默认为封装原料已经经过等离子体清洗制程（然而原料并未经过等离子体清洗，仅被放入腔体内），便打开腔门取出原料，送往下一制程。

因等离子体清洗制程的重要性，此问题的发生往往导致产品的重大品质异常。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提出一种等离子清洗机用防漏清洗装置及其控制方法。

本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：

一种等离子清洗机用防漏清洗装置，该装置包括设置于等离子清洗机机台上的阻挡气缸及与所述阻挡气缸电性连接的控制盒；所述控制盒内设置有电性连接的变压器、电磁阀、PLC控制器及语音控制板，所述控制盒的盒体上还设置有启闭开关、扬声器、信号灯及复位开关；所述控制盒内的电路与清洗机电路联通，其包括：与清洗机机台220V交流电供电端子连接的变压器，所述变压器将220V交流电变压输出24V直流电源；所述直流电源与PLC控制器及语音控制板连接；所述清洗机的机台气体阀门控制信号一端与PLC控制器连接，另一端与直流电源连接，所述清洗机的机台腔门控制信号一端与PLC控制器连接，另一端与直流电源连接。

进一步的，所述交流电与变压器之间还设置有用于短路防护的保险丝，所述保险丝为带指示灯保险丝。

进一步的，所述直流电源正极输出端子与PLC控制器的Y2端子及语音控制板的Y2端子连接，所述直流电源负极输出端子与PLC控制器的Y1端子及语音控制板的Y1端子连接。

进一步的，所述清洗机的机台气体阀门控制信号一端与PLC控制器X1端子连接，另一端与直流电源负极连接，所述清洗机的机台腔门控制信号一端与PLC控制器X0端子连接，另一端与直流电源负极连接。

进一步的，所述PLC控制器Y6端子与语音控制板Y6端子连接，所述PLC控制器Y5端子与语音控制板Y5端子连接。

进一步的，所述语音控制板Y3端子和Y4端子和扬声器连接，所述PLC控制器与语音控制板通过串口相接。

进一步的，所述控制盒的复位按钮信号端与PLC控制器的X4信号端连接，所述阻挡气缸的上限位信号端与PLC控制器的X3信号端连接，所述阻挡气缸的下限位信号端与PLC控制器的X2信号端连接，所述信号灯的红灯信号端与PLC控制器的Y4信号端连接，所述信号灯的绿灯信号端与PLC控制器的Y3信号端连接，所述电磁阀信号端与PLC控制器的Y0信号端连接。

优选地，以上任一所述的一种等离子清洗机用防漏清洗装置控制方法，包括如下步骤：

S1、操作人员关闭清洗机腔门，触发机台腔门控制信号，PLC控制器X0端子收到电信号，给予Y0端子、Y4端子和Y5端子电信号，Y0端子信号触发阻挡气缸，使其阻挡块弹出，阻挡机台腔门并触发气缸上限位传感器感应，气缸上限位传感器连接的X3信号端收到电信号后通过PLC控制器触发Y0电磁阀关闭阻挡气缸；Y4信号端的信号触发红灯闪烁；Y5端子信号触发语音控制板Y5端子信号，语音控制板Y5端子信号触发后，扬声器播报相应提示；

S2、操作人员点击机台启动按钮，机台气体阀门控制信号触发，释放气体纯氧进入机台内电磁场环境，触发PLC控制器X1端子，通过控制器给予Y3端子、Y5端子电信号，Y3端子信号触发绿灯闪烁；Y5端子信号触发语音控制板Y5端子信号，语音控制板Y5端子收到信号，扬声器停止播报；

S3、机台工作结束后，机台气体阀门控制信号停止，机台关闭气体纯氧接口，X1端子失去电信号，PLC控制器给予Y3端子和Y6端子电信号，Y3端子信号触发绿灯常亮，Y6端子信号触发语音控制板Y6端子信号，扬声器播报相应提示；

S4、操作人员按下复位按键，PLC控制器的X4信号端收到信号后给予控制器Y0端子信号，Y0端子信号触发阻挡气缸，阻挡气缸的阻挡块退回，不再阻挡腔门，并触发气缸下限位传感器感应，气缸下限位传感器连接的X2信号端收到电信号后通过控制器触发Y0电磁阀关闭阻挡气缸。

本发明技术方案的优点主要体现在：解决了使用人员因操作疏忽导致的生产产品未经过机台等离子体清洗而流入后续制程环节的现象，相对针对等离子清洗机采用定制化解决方案而言，可以以较低的成本避免此类重大品质异常事件的发生，在有效的控制成本的情况下，极大的提升了企业的生产效率和客户满意度。

附图说明

图1为本发明的一种等离子清洗机用防呆装置电路连接示意图。

具体实施方式

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

本发明揭示了一种等离子清洗机用防漏清洗装置及其控制方法，该装置包括设置于等离子清洗机机台上的阻挡气缸及与所述阻挡气缸电性连接的控制盒；具体的，所述阻挡气缸置于机台上，其气缸轴上连接有阻挡块，气缸驱动阻挡块在机台腔门处通过伸缩对其进行选择性的阻挡。本实施例中，针对的等离子清洗机型号为Tepla GIGA400/GIGA690。

所述控制盒内设置有电性连接的变压器、电磁阀、PLC控制器及语音控制板，所述控制盒的盒体上还设置有启闭开关、扬声器、信号灯及复位开关。

所述控制盒内的电路与清洗机电路联通，结合图1所示，其包括：与清洗机机台220V交流电供电端子连接的变压器，所述变压器将220V交流电变压输出24V直流电源；所述交流电与变压器之间还设置有用于短路防护的带指示灯保险丝。

所述直流电源正极输出端子与PLC控制器的Y2端子及语音控制板的Y2端子连接，所述直流电源负极输出端子与PLC控制器的Y1端子及语音控制板的Y1端子连接。所述清洗机的机台气体阀门控制信号一端与PLC控制器X1端子连接，另一端与直流电源负极连接，所述清洗机的机台腔门控制信号一端与PLC控制器X0端子连接，另一端与直流电源负极连接。所述PLC控制器Y6端子与语音控制板Y6端子连接，所述PLC控制器Y5端子与语音控制板Y5端子连接。所述语音控制板Y3端子和Y4端子和扬声器连接，所述PLC控制器与语音控制板通过串口相接。所述控制盒的复位按钮信号端与PLC控制器的X4信号端连接，所述阻挡气缸的上限位信号端与PLC控制器的X3信号端连接，所述阻挡气缸的下限位信号端与PLC控制器的X2信号端连接，所述信号灯的红灯信号端与PLC控制器的Y4信号端连接，所述信号灯的绿灯信号端与PLC控制器的Y3信号端连接，所述电磁阀信号端与PLC控制器的Y0信号端连接。

为了更好的理解本技术方案，以下对本技术方案的具体工作原理作详细说明：

当操作人员关闭清洗机的腔门，机台腔门控制信号触发，PLC控制器X0端子收到电信号，通过PLC控制器给予Y0端子、Y4端子和Y5端子电信号，Y0端子信号触发电磁阀正向气缸打开，阻挡气缸组件中的阻挡块弹出，阻挡腔门并触发气缸上限位传感器感应，气缸上限位传感器连接的X3信号端收到电信号后通过PLC控制器触发Y0电磁阀关闭气缸；Y4信号端的信号触发红灯闪烁；Y5端子信号触发语音控制板Y5端子信号，语音控制板Y5端子信号触发后，扬声器播报“门已关闭请按启动按钮”。

当操作人员点击机台启动按钮，机台气体阀门控制信号触发，释放气体纯氧进入机台内电磁场环境，此时PLC控制器X1端子被触发，通过控制器给予Y3端子和Y5端子电信号，Y3端子信号触发绿灯闪烁；Y5端子信号触发语音控制板Y5端子信号，语音控制板Y5端子收到此信号，扬声器停止播报。

当机台工作结束后，机台气体阀门控制信号停止，机台关闭气体纯氧的接口，此时X1端子失去电信号，通过控制器给予Y3端子和Y6端子电信号，Y3端子信号触发绿灯常亮，Y6端子信号触发语音控制板Y6端子信号，语音控制板Y6端子信号触发后，扬声器播报“清洗已完成请取料”；操作人员此时需按下复位按键，复位按键连接PLC控制器的X4信号端收到信号后给予控制器Y0端子信号，Y0端子信号触发电磁阀反向气缸打开，阻挡气缸组件中的阻挡金属块退回，不再阻挡腔门，并触发气缸下限位传感器感应，气缸下限位传感器连接的X2信号端收到电信号后通过控制器触发Y0电磁阀关闭气缸。

为避免机台工作状态，操作人员误触复位按键，控制器还作了如下设置：

当绿灯信号对应端子Y3不是“绿灯常亮”状态，即原料并未经过等离子体清洗时，复位按键X4端子的电信号不会触发电磁阀对应的Y0端子。

本实施例中，PLC控制器采用HT-20MR控制器，综上，本装置可实现以下工作：

当操作人员关闭腔门，阻挡气缸弹开，起到腔门阻挡作用；扬声器循环播报“门已关闭请按启动按钮”，信号灯亮红灯并闪烁；

当操作人员按下机台启动按钮，机台开始工作，扬声器停止播报语音，信号灯亮绿灯并闪烁；

当机台工作过程结束，扬声器循环播报“清洗已完成请取料”，同时信号灯常亮绿灯；

机台工作结束后，操作人员需手动按复位按键，阻挡气缸缩回（当机台处于工作状态，误触复位按键不会使阻挡气缸缩回）

通过以上对技术方案工作原理的叙述可见，操作人员在从等离子体清洗机取出原料之前，增加了一个复位按键的动作，人员在按下复位按键动作前，需确认技术方案中信号灯和扬声器的状态。

通常状态包括以下三种：

状态1：信号灯亮绿灯，扬声器播报“清洗已完成请取料”→原料已经经过清洗，人员可按复位按键并取出材料。

状态2：信号灯红灯闪烁，扬声器播报“门已关闭请按启动按钮”→关闭腔门后未点击机台启动开启清洗流程，需点击机台启动按钮，清洗原料。

状态3：信号灯灭，扬声器未播报→原料放入腔体后，未进行关门与启动清洗流程，需关闭腔门并点击机台启动按钮，清洗原料。上述3种状态中，仅状态1为正确且唯一的状态。

本发明所述的方案在以不改变Tepla GIGA400/GIGA690型号机台原有软件原理和硬件结构为基础，保证了机台原有功能不受到任何影响，直接避免了可能出现的一系列品质疑虑和客户抱怨声音。

同时，可以以较少的电路组件数量、电路组件需求和电路结构设计，实现了成本和功耗的极佳控制。由于设计与操作的简易性，其投入使用后不对人员增加负担，不对制程用时产生影响。由此，专利方案对封装工艺成本的影响可忽略不计(成本提升<0.1%)。

本技术方案在功能上，完全涵盖了生产制程中操作人员因各种原因可能出现的失误情境，通过信号灯和扬声器两种感官信号的提示，人员可快速判断腔内原料是否经过清洗制程，从而判断下一步需要进行的操作。可以很好的解决使用人员因操作疏忽导致的生产产品未经过机台等离子体清洗而流入后续制程环节的现象，以较低的成本避免了此类重大品质异常事件的发生，极大的提升企业的生产效率和客户满意度。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种等离子清洗机用防漏清洗装置，其特征在于：该装置包括设置于等离子清洗机机台上的阻挡气缸及与所述阻挡气缸电性连接的控制盒；所述控制盒内设置有电性连接的变压器、电磁阀、PLC控制器及语音控制板，所述控制盒的盒体上还设置有启闭开关、扬声器、信号灯及复位开关；所述控制盒内的电路与清洗机电路联通，其包括：与清洗机机台220V交流电供电端子连接的变压器，所述变压器将220V交流电变压输出24V直流电源；所述直流电源与PLC控制器及语音控制板连接；所述清洗机的机台气体阀门控制信号一端与PLC控制器连接，另一端与直流电源连接，所述清洗机的机台腔门控制信号一端与PLC控制器连接，另一端与直流电源连接，所述等离子清洗机用防漏清洗装置控制方法，包括如下步骤：

S1、操作人员关闭清洗机腔门，触发机台腔门控制信号，PLC控制器X0端子收到电信号，给予Y0端子、Y4端子和Y5端子电信号，Y0端子信号触发阻挡气缸，使其阻挡块弹出，阻挡机台腔门并触发气缸上限位传感器感应，气缸上限位传感器连接的X3信号端收到电信号后通过PLC控制器触发Y0电磁阀关闭阻挡气缸；Y4信号端的信号触发红灯闪烁；Y5端子信号触发语音控制板Y5端子信号，语音控制板Y5端子信号触发后，扬声器播报相应提示；

S2、操作人员点击机台启动按钮，机台气体阀门控制信号触发，释放气体纯氧进入机台内电磁场环境，触发PLC控制器X1端子，通过控制器给予Y3端子、Y5端子电信号，Y3端子信号触发绿灯闪烁；Y5端子信号触发语音控制板Y5端子信号，语音控制板Y5端子收到信号，扬声器停止播报；

S3、机台工作结束后，机台气体阀门控制信号停止，机台关闭气体纯氧接口，X1端子失去电信号，PLC控制器给予Y3端子和Y6端子电信号，Y3端子信号触发绿灯常亮，Y6端子信号触发语音控制板Y6端子信号，扬声器播报相应提示；

S4、操作人员按下复位按键，PLC控制器的X4信号端收到信号后给予控制器Y0端子信号，Y0端子信号触发阻挡气缸，阻挡气缸的阻挡块退回，不再阻挡腔门，并触发气缸下限位传感器感应，气缸下限位传感器连接的X2信号端收到电信号后通过控制器触发Y0电磁阀关闭阻挡气缸。

2.根据权利要求1所述的一种等离子清洗机用防漏清洗装置，其特征在于：所述交流电与变压器之间还设置有用于短路防护的保险丝，所述保险丝为带指示灯保险丝。

3.根据权利要求2所述的一种等离子清洗机用防漏清洗装置，其特征在于：所述直流电源正极输出端子与PLC控制器的Y2端子及语音控制板的Y2端子连接，所述直流电源负极输出端子与PLC控制器的Y1端子及语音控制板的Y1端子连接。

4.根据权利要求3所述的一种等离子清洗机用防漏清洗装置，其特征在于：所述清洗机的机台气体阀门控制信号一端与PLC控制器X1端子连接，另一端与直流电源负极连接，所述清洗机的机台腔门控制信号一端与PLC控制器X0端子连接，另一端与直流电源负极连接。

5.根据权利要求4所述的一种等离子清洗机用防漏清洗装置，其特征在于：所述PLC控制器Y6端子与语音控制板Y6端子连接，所述PLC控制器Y5端子与语音控制板Y5端子连接。

6.根据权利要求5所述的一种等离子清洗机用防漏清洗装置，其特征在于：所述语音控制板Y3端子和Y4端子和扬声器连接，所述PLC控制器与语音控制板通过串口相接。

7.根据权利要求6所述的一种等离子清洗机用防漏清洗装置，其特征在于：所述控制盒的复位按钮信号端与PLC控制器的X4信号端连接，所述阻挡气缸的上限位信号端与PLC控制器的X3信号端连接，所述阻挡气缸的下限位信号端与PLC控制器的X2信号端连接，所述信号灯的红灯信号端与PLC控制器的Y4信号端连接，所述信号灯的绿灯信号端与PLC控制器的Y3信号端连接，所述电磁阀信号端与PLC控制器的Y0信号端连接。