CN115463458B - 一种气泡去除装置及气泡去除方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种气泡去除装置及气泡去除方法，用以处理电子器件，电子器件包括固体平面介质和粘接胶材，粘接胶材粘接在固体平面介质上，气泡去除装置包括：第一腔体、第二腔体、负压装置、加压装置及加热装置；电子器件容置在第一腔体中，加热装置设置于第一腔体中，负压装置、加压装置分别与第一腔体连接，第一腔体容置在第二腔体中；其中，加热装置用于调节第一腔体的温度，负压装置和加压装置用于调节第一腔体的压力。采用本发明，实现连续、多段加热、加压、抽真空可调节的复合功能，以消除粘接胶材与固体平面介质之间或粘接胶材内部的气泡。

Description

一种气泡去除装置及气泡去除方法

技术领域

本发明涉及封装技术领域，特别是涉及一种气泡去除装置及气泡去除方法。

背景技术

在半导体行业中，常常会涉及到粘接胶材与固体平面介质间的贴合，由于胶材本身的特性及空气中的分子的影响，贴合面极容易产生气泡，气泡会影响到产品的外观甚至很可能大大降低产品性能，尤其是针对光学器件，贴合后需要进行去泡后再转序。

常见的固体平面去泡的方式主要是通过在贴合的设备中辅助以加热和加压工艺，然而对于专用贴合设备而言，加热和加压工艺可调节范围有限，很多时候并不能有效去泡。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种气泡去除装置及气泡去除方法，能够实现连续、多段加热、加压、抽真空可调节的复合功能，以消除粘接胶材与固体平面介质之间或粘接胶材内部的气泡。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种气泡去除装置，用以处理电子器件，电子器件包括固体平面介质和粘接胶材，所述粘接胶材粘接在所述固体平面介质上，其特征在于，包括：第一腔体、第二腔体、负压装置、加压装置及加热装置；

所述电子器件容置在所述第一腔体中，所述加热装置设置于所述第一腔体中，所述负压装置、所述加压装置分别与所述第一腔体连接，所述第一腔体容置在所述第二腔体中；

其中，所述加热装置用于调节所述第一腔体的温度，所述负压装置和所述加压装置用于调节所述第一腔体的压力，以消除所述粘接胶材与所述固体平面介质之间或所述粘接胶材内部的气泡。

在一个可行的实现方式中，所述气泡去除装置还包括气流循环装置，所述气流循环装置的进气端连接所述第一腔体，所述气流循环装置的出气端连接所述第一腔体，其中所述气流循环装置用于将所述第一腔体的气流经过吸附过滤、降温处理后再次进入所述第一腔体。

在一个可行的实现方式中，所述气流循环装置包括换热器和循环马达风扇，气流从所述第一腔体流出，依次经所述换热器和所述循环马达风扇再进入所述第一腔体中；

其中，所述换热器包括第一过滤网和循环水冷系统。

在一个可行的实现方式中，所述负压装置为真空泵，用以使所述第一腔体为真空环境，使气泡因真空低压环境逸出于所述粘接胶材。

在一个可行的实现方式中，所述加热装置为加热垫盘，所述加压装置为增压缸。

在一个可行的实现方式中，所述第一腔体包括第二过滤网、风扇及加热垫盘，所述加热垫盘产生热流，进入热流集合区后，所述风扇通过主马达驱动将热流从所述热流集合区排入所述电子器件放置的所述第一腔体内，并在所述第一腔体内循环均匀传热。

在一个可行的实现方式中，所述热流集合区呈圆台状。

在一个可行的实现方式中，所述气泡去除装置还包括排气装置，所述排气装置包括泄压阀，所述泄压阀与所述第一腔体连接，用以将所述第一腔体中的气流排出，降低所述第一腔体的压力。

在一个可行的实现方式中，所述第二腔体还包括至少第一外膛风扇、第二外膛风扇，所述第一外膛风扇、所述第二外膛风扇设置在所述第二腔体的外侧，外界气流从所述第一外膛风扇进入所述第二腔体，所述第二腔体中的外界气流从所述第二外膛风扇排出。

相应地，本发明还提供了一种气泡去除方法，利用上述气泡去除装置进行，包括以下步骤：

步骤一：将所述电子器件放入所述第一腔体中；

步骤二：将所述第一腔体通过所述加热装置升高温度至第一温度预设阀值同时通过所述加压装置升高压力以达到第一压力预设阀值使气泡溶于所述粘接胶材中；或

将所述第一腔体通过所述加热装置升高温度至温度预设阀值后，再通过所述加压装置升高压力以达到第一压力预设阀值使气泡溶于所述粘接胶材中；

步骤三：将所述第一腔体中的气流排出，降低所述第一腔体的压力至第二压力预设阈值，进而减小所述负压装置工作的负载；

步骤四：将所述第一腔体通过所述负压装置抽真空至第三压力预设阈值，使气泡因真空低压环境逸出于所述粘接胶材中；

步骤五：重复步骤二至步骤四，将气泡从所述粘接胶材中去除。

在一个可行的实现方式中，所述第一腔体内温度预设阈值范围为0-400℃，所述第一腔体内第一压力预设阈值和第二压力预设阈值的范围为0-2MPa，所述第一腔体内第三压力预设阈值的范围为0-0.1MPa。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明提供一种气泡去除装置及气泡去除方法，气泡去除装置包括第一腔体、第二腔体、负压装置、加压装置及加热装置；电子器件容置在第一腔体中，加热装置设置于第一腔体中，负压装置、加压装置分别与第一腔体连接，第一腔体容置在第二腔体中；

其中，加热装置用于调节第一腔体的温度，负压装置和加压装置用于调节第一腔体的压力，通过负压装置、加压装置及加热装置，实现连续、多段加热、加压、抽真空可调节的复合功能，以消除粘接胶材与固体平面介质之间或粘接胶材内部的气泡，从而提高粘接胶材的密封性，提升电子器件的产品性能。

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，示出了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，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明气泡去除装置中腔体的结构示意图；

图2是本发明气泡去除装置的结构示意图；

图3是本发明气泡去除装置中换热器的结构示意图。

图中的附图标记：

1-第一腔体，11-第二过滤网，12-加热垫盘，13-热气流集合区，14-风扇，141-主马达；

2-第二腔体，21-第一外膛风扇，22-第二外膛风扇；

31-换热器，311-第一过滤网，312-循环水冷系统，32-循环马达风扇；

4-增压缸；

5-真空泵；

6-泄压阀；

7-管路。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-2所示，本实施例提供了一种气泡去除装置，用以处理电子器件，电子器件包括固体平面介质和粘接胶材，粘接胶材粘接在固体平面介质上，在粘接过程中，由于胶材本身的特性及空气中分子的影响，胶材贴合界面或胶材内部极容易产生气泡，气泡会影响到产品的外观甚至很可能大大降低产品性能，故通过气泡去除装置，有效去除粘接胶材与固体平面介质之间或粘接胶材内部的气泡。

具体地：

气泡去除装置包括第一腔体1、第二腔体2、负压装置、加压装置及加热装置；电子器件容置在第一腔体1中，加热装置设置于第一腔体1中，负压装置、加压装置分别与第一腔体1连接，这里所说的连接是指负压装置、加压装置分别与第一腔体1通过管路7连接，供气流流动。此外，第一腔体1容置在第二腔体2中，以使热流在循环传热过程中，第二腔体2起到保温作用，提升热利用率。另外，第一腔体1和第二腔体2可以采用金属材质，也能起到很好的保温作用。

其中，加热装置用于调节第一腔体1的温度，负压装置和加压装置分别用于调节第一腔体1的压力，三者分开单独控制，互不影响，故能通过连续、多段加热、加压、抽真空的调节，以消除粘接胶材与固体平面介质之间或粘接胶材内部的气泡。

在一种可能实现的方式下，气泡去除装置还包括气流循环装置，气流循环装置的进气端连接第一腔体1，气流循环装置的出气端连接第一腔体1，其中气流循环装置用于将第一腔体1的气流经过吸附过滤、降温处理后再次进入第一腔体1。这里所说的连接也是通过管路7进行连接，供气流流动。另外，如图2所示，图中的箭头为气体流动方向，通过增加气流循环装置，将第一腔体1中的部分气体通过吸附过滤、降温处理后再次进入第一腔体1，进行重复利用，可以降低使用成本，减少通过加压装置输入更多的厂务气流。

具体地，气流循环装置包括换热器31和循环马达风扇32，气流从第一腔体1流出，依次经换热器31和循环马达风扇32进入第一腔体1中；其中，如图3所示，换热器31包括第一过滤网311和循环水冷系统312，通过第一过滤网311对气体中挥发的杂质进行过滤，同时这里所说的循环水冷系统312是指水管，经第一过滤网311过滤后的气体与水管壁接触，降低温度。

在一种可能实现的方式下，负压装置为真空泵5，用以使第一腔体1为真空环境，使气泡因真空低压环境逸出于粘接胶材，通过真空泵5可以使第一腔体1内的第三预设阈值的范围为0-0.1MPa。

在一种可能实现的方式下，加热装置为加热垫盘12，加热垫盘12通过通电方式工作，通过加热，可以提高胶材的热固性，因为在室温条件下，内应力较大，无论放置多长时间，胶材也只能是基本固化，因此胶层是不稳定的，导致不耐热、不耐老化、不能保证长期使用的稳定可靠。只有升高温度才能使固化反应继续进行，趋于完全固化。其中，加热装置的温度预设阈值的范围为0-400℃。

此外，加压装置为增压缸4，低压厂务气体经过特制快速增压缸4，可以迅速达到第一腔体1第一预设阈值压力，其中，第一腔体1内第一预设阈值的范围为0-2MPa。当然，加压装置除了可以是增压缸4，也可以是其他等效加压装置。

在一种可能实现的方式下，第一腔体1包括第二过滤网11、风扇14及加热垫盘12，加热垫盘12产生热流，进入热流集合区13后，风扇14通过主马达141驱动将热流从热流集合区13排入电子器件放置的第一腔体1内，并在第一腔体1内循环均匀传热。同时，第一腔体1中所产生的挥发性气体通过第二过滤网11将从胶材除泡中所产生的杂质过滤干净。

优选地，热流集合区13呈圆台状，相较于圆柱状，一方面可以减小风扇14的体积，节约成本，另一方面圆台的一端截面小，而热流的流速大小与截面大小成反比，故可以加快热流的流动。

在一种可能实现的方式下，气泡去除装置还包括排气装置，排气装置包括泄压阀6，泄压阀6与第一腔体1连接，用以将第一腔体1中的气流排出，降低第一腔体1压力，以使第一腔体1快速达到第二预设阈值压力，其中，第一腔体1内第二预设阈值的范围为0-2MPa。

进一步地，通过泄压阀6将第一腔体1中的气压下降至第二预设阈值压力，然后再通过真空泵5抽真空，如果直接抽真空，容易造成真空泵5负载增大，影响真空泵5的正常工作。

此外，第二腔体2还包括至少第一外膛风扇21、第二外膛风扇22，第一外膛风扇21、第二外膛风扇22设置在第二腔体2的外侧，外界气流从第一外膛风扇21进入第二腔体2，第二腔体2中的气流从第二外膛风扇22排出，进而辅助散热。当然，外界气流也可以从第二外膛风扇22进入第二腔体2，第二腔体2中的气流从第一外膛风扇21排出，进而辅助散热。此外，也可以增加第一外膛风扇21、第二外膛风扇22的数量，使散热效果更好。

通过上述提供的气泡去除装置，实现连续、多段加热、加压、抽真空可调节的复合功能。利用加热、加压及抽真空的程序搭配使用，以消除粘接胶材与芯片或元器件之间或粘接胶材内部的气泡。此外，为了方便控制以及节约成本，将真空泵5、增压缸4和泄压阀6通过一个管路7连接至第一腔体1内。

本实施例还提供一种气泡去除方法，具体地：

步骤一：将电子器件放入第一腔体中；

步骤二：将第一腔体通过加热装置升高温度至温度预设阀值同时通过加压装置升高压力以达到第一压力预设阀值使气泡溶于粘接胶材中；或

将第一腔体通过加热装置升高温度至温度预设阀值后，再通过加压装置升高压力以达到第一压力预设阀值使气泡溶于粘接胶材中；

步骤三：将第一腔体中的气流排出，降低第一腔体的压力至第二压力预设阈值，进而减小负压装置工作的负载；

步骤四：将第一腔体通过负压装置抽真空至第三压力预设阈值，使气泡因真空低压环境逸出于粘接胶材；

步骤五：重复步骤二至步骤四，将气泡从粘接胶材中去除。

这里需要说明的是，由于胶材的材质不同，所以需要根据胶材的特性调整加热的温度，加压的压强，泄压的大气压值等等，但必须在装置的合理范围内。其中，第一腔体1内温度预设阈值的范围为0-400℃，第一腔体1内第一预设阈值和第二预设阈值的范围为0-2MPa，第一腔体1内第三预设阈值的范围为0-0.1MPa。

具体地，如粘接胶为环氧树脂，在加热至80-120℃时，热固性最好，同时输入加压至0.1-1MPa左右的厂务气体，使气泡溶于粘接胶材中，接着慢慢放气，泄压至0.1-0.2MPa左右，然后真空泵5抽真空至0.003MPa左右，使气泡从粘接胶材表面被挤出。

最后重复下述操作，通过往第一腔体1中输入加压的厂务气流以达到0.1-1MPa左右，接着通过泄压阀6泄压以达到0.1-0.2MPa左右，然后真空泵5抽真空以达到0.003MPa左右。因为气泡在胶材中的位置不同，所以需要不断重复操作，即利用加热、加压及抽真空的程序搭配使用，将胶材中的气泡不断挤出，直至气泡全部去除。

通过上述提供的气泡去除方法，利用加热、加压及抽真空的程序搭配使用，以消除粘接胶材与芯片或元器件之间或粘接胶材内部的气泡，从而提高粘接胶材的密封性，提升电子器件的产品性能。

以上所述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发明专利范围的限制。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，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种气泡去除装置，用以处理电子器件，电子器件包括固体平面介质和粘接胶材，所述粘接胶材粘接在所述固体平面介质上，其特征在于，包括：第一腔体、第二腔体、负压装置、加压装置及加热装置；

所述电子器件容置在所述第一腔体中，所述加热装置设置于所述第一腔体中，所述负压装置、所述加压装置分别与所述第一腔体连接，所述第一腔体容置在所述第二腔体中；

其中，所述加热装置用于调节所述第一腔体的温度，所述加压装置用于升高所述第一腔体的压力以达到第一压力预设阀值使气泡溶于粘接胶材中，所述负压装置用于将所述第一腔体抽真空至第三压力预设阈值使气泡因真空低压环境逸出于粘接胶材，以消除所述粘接胶材与所述固体平面介质之间或所述粘接胶材内部的气泡；

所述气泡去除装置还包括气流循环装置，所述气流循环装置的进气端连接所述第一腔体，所述气流循环装置的出气端连接所述第一腔体，其中所述气流循环装置用于将所述第一腔体的气流经过吸附过滤、降温处理后再次进入所述第一腔体；

所述气流循环装置包括换热器和循环马达风扇，气流从所述第一腔体流出，依次经所述换热器和所述循环马达风扇再进入所述第一腔体中，其中，所述换热器包括第一过滤网和循环水冷系统；

所述第一腔体包括第二过滤网、风扇及加热垫盘，所述加热垫盘产生热流，进入热流集合区后，所述风扇通过主马达驱动将热流从所述热流集合区排入所述电子器件放置的所述第一腔体内，并在所述第一腔体内循环均匀传热。

2.根据权利要求1所述的气泡去除装置，其特征在于，所述负压装置为真空泵，用以使所述第一腔体为真空环境，使气泡因真空环境逸出于所述粘接胶材。

3.根据权利要求1所述的气泡去除装置，其特征在于，所述加热装置为加热垫盘，所述加压装置为增压缸。

4.根据权利要求1所述的气泡去除装置，其特征在于，所述气泡去除装置还包括排气装置，所述排气装置包括泄压阀，所述泄压阀与所述第一腔体连接，用以将所述第一腔体中的气流排出，降低所述第一腔体的压力。

5.根据权利要求1所述的气泡去除装置，其特征在于，所述第二腔体还包括至少第一外膛风扇、第二外膛风扇，所述第一外膛风扇、所述第二外膛风扇设置在所述第二腔体的外侧，外界气流从所述第一外膛风扇进入所述第二腔体，所述第二腔体中的外界气流从所述第二外膛风扇排出。

6.一种气泡去除方法，其特征在于，利用上述权利要求4所述的气泡去除装置，所述方法包括以下步骤：

步骤一：将所述电子器件放入所述第一腔体中；

步骤二：将所述第一腔体通过所述加热装置升高温度至温度预设阀值同时通过所述加压装置升高压力以达到第一压力预设阀值使气泡溶于所述粘接胶材中；或

将所述第一腔体通过所述加热装置升高温度至温度预设阀值后，再通过所述加压装置升高压力以达到第一压力预设阀值使气泡溶于所述粘接胶材中；

步骤三：将所述第一腔体中的气流排出，降低所述第一腔体的压力至第二压力预设阈值，进而减小所述负压装置工作的负载；

步骤四：将所述第一腔体通过所述负压装置抽真空至第三压力预设阈值，使气泡因真空低压环境逸出于所述粘接胶材；

步骤五：重复步骤二至步骤四，将气泡从所述粘接胶材中去除。

7.根据权利要求6所述的一种气泡去除方法，其特征在于，

所述第一腔体内温度预设阈值的范围为0-400℃，所述第一腔体内第一压力预设阈值和第二压力预设阈值的范围为0-2MPa，所述第一腔体内第三压力预设阈值的范围为0-0.1MPa。