CN117316830A - 一种半导体封装系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提出一种半导体封装系统及控制方法，半导体封装系统包括上位机、接驳台、隧道炉、托盘、第一信号采集单元以及第二信号采集单元，接驳台的轨道中心点与隧道炉的轨道中心点对齐，托盘用于放置待封装的半导体器件，托盘通过隧道炉的轨道和接驳台的轨道进行运输；第一信号采集单元设置于隧道炉靠近接驳台的尾端，第二信号采集单元设置于接驳台靠近隧道炉的首端，第一信号采集单元与第二信号采集单元之间的间隔距离等于托盘的长度；上位机分别与接驳台、隧道炉、第一信号采集单元以及第二信号采集单元通信连接，通过形成速度差，拉开接口前后的两个托盘之间的距离，从而避免碰撞。

Description

一种半导体封装系统及控制方法
技术领域
本申请涉及半导体领域，具体而言，涉及一种半导体封装系统及控制方法。
背景技术
绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)是第三代电力电子器件中最具先进性的功率半导体器件，具有高频率、高电压、大电流等优点，是柔性交直流输电、新能源发电、电能质量治理等领域的核心器件，目前已在相关行业得到广泛应用。在现有的IGBT模块封装过程中，密封胶固化与硅凝胶的固化工艺需要使用隧道炉设备。隧道炉设备可制定炉内温度，通过设置链条的运动速率为密封胶的固化、硅凝胶的固化提供相应工艺条件，但经常会出现托盘卡板的情况，造成原材料报废、产品成本提高。
发明内容
本申请的目的在于提供一种半导体封装系统及控制方法，以至少部分改善上述问题。
为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供一种半导体封装系统，所述半导体封装系统包括上位机、接驳台、隧道炉、托盘、第一信号采集单元以及第二信号采集单元，所述接驳台的轨道中心点与所述隧道炉的轨道中心点对齐，所述托盘用于放置待封装的半导体器件，所述托盘通过所述隧道炉的轨道和所述接驳台的轨道进行运输；
所述第一信号采集单元设置于所述隧道炉靠近所述接驳台的尾端，所述第二信号采集单元设置于所述接驳台靠近所述隧道炉的首端，所述第一信号采集单元与所述第二信号采集单元之间的间隔距离等于所述托盘的长度；
所述上位机分别与所述接驳台、所述隧道炉、所述第一信号采集单元以及所述第二信号采集单元通信连接。
第二方面，本申请实施例提供一种半导体封装系统控制方法，应用于上述的半导体封装系统，所述半导体封装系统控制方法包括：
所述第一信号采集单元监测所述托盘是否遮挡住第一目标点位，并基于监测结果生成第一类监测信号，并将所述第一类监测信号发送给所述上位机；
所述第二信号采集单元监测所述托盘是否遮挡住第二目标点位，并基于监测结果生成第二类监测信号，并将所述第二类监测信号发送给所述上位机；
所述上位机基于接收到的所述第一类监测信号和所述第二类监测信号控制所述隧道炉的轨道的前进速度和所述接驳台的轨道的前进速度。
相对于现有技术，本申请实施例所提供的一种半导体封装系统及控制方法，半导体封装系统包括上位机、接驳台、隧道炉、托盘、第一信号采集单元以及第二信号采集单元，接驳台的轨道中心点与隧道炉的轨道中心点对齐，托盘用于放置待封装的半导体器件，托盘通过隧道炉的轨道和接驳台的轨道进行运输；第一信号采集单元设置于隧道炉靠近接驳台的尾端，第二信号采集单元设置于接驳台靠近隧道炉的首端，第一信号采集单元与第二信号采集单元之间的间隔距离等于托盘的长度；上位机分别与接驳台、隧道炉、第一信号采集单元以及第二信号采集单元通信连接，通过形成速度差，拉开接口前后的两个托盘之间的距离，从而避免碰撞。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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它相关的附图。
图1为本申请实施例提供的半导体封装系统的连接示意图；
图2为本申请实施例提供的托盘位置示意图之一；
图3为本申请实施例提供的托盘位置示意图之二；
图4为本申请实施例提供的托盘位置示意图之三；
图5为本申请实施例提供的托盘位置示意图之四；
图6为本申请实施例提供的托盘位置示意图之五；
图7为本申请实施例提供的半导体封装系统控制方法的流程示意图。
图中：101-上位机；102-接驳台；103-隧道炉； 104-第一信号采集单元；105-第二信号采集单元；106-托盘；107-阻挡件。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
进行半导体封装时，隧道炉与接驳台进行连接，固化后的半导体器件或产品从隧道炉中出来经过接驳台传输至下台设备的接口中或进过接驳台后产品下机。接驳台的作用是连接两台设备之间的产品输送、或对产品起到缓存便于人工作业，方便产品批量性生产。
在一些可能的场景中，接驳台上有一个信号源，当有回流托盘从上方通过后，信号被切断，数据传回上位机或主设备，便于设备计数和工作人员了解该位置有产品到达。
但该实现方式在产品加工过程中还存在以下缺点：
（1）当后续设备异常停机以及人工未将接驳台上滞留的产品拿走，隧道炉的托盘还是会随着轨道的运行前进，造成托盘堆叠。
（2）接驳台与隧道炉是独立的两台设备，两台设备轨道中心点对齐后进行联机，但设备连接处还是会存在微小的间隙。当托盘运行至连接接口时托盘会出现一定的抖动导致托盘运行发生轻微的延迟，但后面的托盘还是以设备轨道运行速率向接驳台运动，前面托盘的尾还未彻底离开隧道炉，后面托盘的头已经到达前托盘尾处，严重时会导致后面托盘的头部重叠在前面托盘的尾部上，最后出现卡板的现象，造成产品报废。隧道炉运行速率越快，该情况更严重。
（3）一旦设备出现问题，产线不得不停机进行设备维护，投入更多的时间成本和人力成本。
为了解决了隧道炉在设备运行过程中托盘堆叠的问题，改善设备的运行，提高生产效率，降低物料的浪费，本申请实施例提供了一种半导体封装系统。请参考图1和图2，图1为本申请实施例提供的半导体封装系统的连接示意图，图2为本申请实施例提供的托盘位置示意图之一。
如图1和图2所示，导体封装系统包括上位机101、接驳台102、隧道炉103、托盘106、第一信号采集单元104以及第二信号采集单元105，接驳台102的轨道中心点与隧道炉103的轨道中心点对齐，托盘106用于放置待封装的半导体器件，托盘106通过隧道炉103的轨道和接驳台102的轨道进行运输。
其中，待封装的半导体器件可以但不限定为绝缘栅双极型晶体管(insulatedgate bipolar transistor，IGBT)。
如图2所示，托盘106放置与隧道炉103的轨道上面，随隧道炉103的轨道运动到，直至到达隧道炉103的轨道和接驳台102的轨道的接口处，托盘106转移到接驳台102的轨道随接驳台102的轨道运动。
第一信号采集单元104设置于隧道炉103靠近接驳台102的尾端，第二信号采集单元105设置于接驳台102靠近隧道炉103的首端。
可选地，第一信号采集单元104与第二信号采集单元105之间的间隔距离等于托盘106的长度。
上位机101分别与接驳台102、隧道炉103、第一信号采集单元104以及第二信号采集单元105通信连接。
在一种可选的实施方式中，第一信号采集单元104用于监测托盘106是否遮挡住第一目标点位，并基于监测结果生成第一类监测信号，并将第一类监测信号发送给上位机101。
可选地，当第一类监测信号为0或断开时，表示托盘106遮挡住第一目标点位，当第二类监测信号为0或断开时，表示托盘106遮挡住第二目标点位。第一目标点位在隧道炉103的轨道的尾部，第二目标点位在接驳台102的轨道的前端，第一目标点位和第二目标点位之间的距离可以等于托盘106的长度。
第二信号采集单元105用于监测托盘106是否遮挡住第二目标点位，并基于监测结果生成第二类监测信号，并将第二类监测信号发送给上位机101。
上位机101用于基于接收到的第一类监测信号和第二类监测信号控制隧道炉103的轨道的前进速度和接驳台102的轨道的前进速度。
可选地，在在第一类监测信号表示托盘106遮挡住第一目标点位，且第二类监测信号表示托盘106遮挡住第二目标点位的情况下，接驳台102的轨道的前进速度大于隧道炉103的轨道的前进速度。
请参考图3和图4，图3为本申请实施例提供的托盘位置示意图之二，图4为本申请实施例提供的托盘位置示意图之三。托盘106会随着轨道运动，从隧道炉103的轨道转移到接驳台102的轨道。
在一种可选的实施方式中，上位机101用于在第一类监测信号表示托盘106遮挡住第一目标点位，且第二类监测信号表示托盘106遮挡住第二目标点位的情况下，控制隧道炉103的轨道的前进速度保持第一速度，控制接驳台102的轨道的前进速度由第一速度增加至第二速度。
首先针对托盘106卡料的原因，主要是隧道炉103与接驳台102间的间隙导致托盘106运动至该位置处时发生一定的停顿。可选地，托盘106包括托盘A、托盘B以及托盘C，当然地还可以包括更多的托盘。托盘A、托盘B以及托盘C依次排列。当前面的托盘A运动至隧道炉103与接驳台102间的间隙时，可能发生停顿，托盘A的运动轨迹出现轻微的延迟，而托盘B的运动还是按照规定的速度在进行，在相同的位置会同时出现两个托盘106，造成前面的托盘A的尾与后面的托盘B的头重叠，出现卡料的现象。本申请方案中，在隧道炉103的尾部、接驳台102的前端各安装一个信号源（分别为第一信号采集单元104和第二信号采集单元105），并且两个信号源的距离调整为一个托盘106的长度。托盘106正常通过隧道尾时隧道炉103尾处信号处于断开状态，当托盘106运动至接驳台102信号源上方时，该处的信号也处于断开的情况，上位机101将会得到两个信号源同时断开的数据，下一步接驳台102的轨道运行速度加速，这样接驳台102上的托盘106加速运动，后面隧道炉103上的托盘106还是按照隧道炉103的速度运行，两个托盘106之间的距离会增加，从而避免碰撞。
在一种可选的实施方式中，上位机101用于在第一类监测信号表示托盘106遮挡住第一目标点位，且第二类监测信号表示托盘106遮挡住第二目标点位的情况下，控制隧道炉103的轨道的前进速度由第一速度降低至第三速度，控制接驳台102的轨道的前进速度由第一速度增加至第二速度。
本申请方案中通过形成速度差，拉开接口前后的两个托盘106之间的距离，从而避免碰撞。
在一种可选的实施方式中，上位机101用于在第一类监测信号表示托盘106遮挡住第一目标点位，且第二类监测信号表示托盘106遮挡住第二目标点位的情况下，控制隧道炉103的轨道的前进速度由第一速度降低至第三速度，控制接驳台102的轨道的前进速度保持第一速度不变。
本申请方案中通过形成速度差，拉开接口前后的两个托盘106之间的距离，从而避免碰撞。
在一种可选的实施方式中，上位机101还用于在第一类监测信号表示托盘106未遮挡住第一目标点位，且第二类监测信号表示托盘106未遮挡住第二目标点位的情况下，控制隧道炉103的轨道的前进速度和接驳台102的轨道的前进速度保持第一速度。
请参考图5和图6，图5为本申请实施例提供的托盘位置示意图之四，图6为本申请实施例提供的托盘位置示意图之五。
在一种可选的实施方式中，在隧道炉103的第一目标点位设置有阻挡件107，上位机101与阻挡件107通信连接，可选地，上位机101与阻挡件107中的驱动部分通信连接，上位机101可以向该驱动部分发送指令，以切换阻挡件107的状态。
上位机101还用于在第一类监测信号表示托盘106未遮挡住第一目标点位，且第二类监测信号表示托盘106遮挡住第二目标点位的情况下，控制阻挡件107切换为第一状态，以阻挡后续的托盘106前进。
可选地，接驳台102上的信号源（第二信号采集单元105）被断开，而隧道炉103的尾部的信号源（第一信号采集单元104）又重新连接，若上位机101得到第一信号采集单元104传输的信号，隧道炉103的尾部的阻挡件107会抬起，托盘B向前运行会受到阻碍处于待定的状态，直到托盘A通过接驳台102前的信号源使得两处的信号都处于连接的状态，阻挡件107才会放下，托盘B才能向前移动。从而彻底解决托盘堆叠以及卡料的问题，改善生产效率，降低物料报废。
可选地，上位机101还用于在第一类监测信号表示托盘106未遮挡住第一目标点位，且第二类监测信号表示托盘106未遮挡住第二目标点位的情况下，控制阻挡件107切换为第二状态，以避免阻挡后续的托盘106前进。
可选地，阻挡件107为档杆，第一状态表示档杆抬起，第二状态表示档杆放下。
在一种可选的实施方式中，如果阻挡件107处于第一状态的持续时间大于第一预设时间阈值，需要控制隧道炉103的中轨道停止前进，第一预设时间阈值可以为托盘之间的间隔与第一速度的商。
可选地，第一信号采集单元104和/或第二信号采集单元105采用红外传感器。
上述的上位机101可以是通用处理器，包括中央处理器（Central ProcessingUnit，简称CPU）、网络处理器（Network Processor，简称NP）等；还可以是数字信号处理器（Digital Signal Processor，简称DSP）、专用集成电路（Application SpecificIntegrated Circuit ，简称ASIC）、现场可编程门阵列（Field－Programmable GateArray，简称FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
应当理解的是，以上所示的结构仅为半导体封装系统的部分的结构示意图，半导体封装系统还可包括更多或者更少的组件，或者具有与以上所示不同的配置。以上中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
本申请实施例提供的一种半导体封装系统控制方法，可以但不限于应用于上述的半导体封装系统，具体的流程，请参考图7，半导体封装系统控制方法包括：S11、S12以及S13，具体阐述如下。
S11，第一信号采集单元监测托盘是否遮挡住第一目标点位，并基于监测结果生成第一类监测信号，并将第一类监测信号发送给上位机。
S12，第二信号采集单元监测托盘是否遮挡住第二目标点位，并基于监测结果生成第二类监测信号，并将第二类监测信号发送给上位机。
S13，上位机基于接收到的第一类监测信号和第二类监测信号控制隧道炉的轨道的前进速度和接驳台的轨道的前进速度。
可选地，在隧道炉的第一目标点位设置有阻挡件107，上位机与阻挡件107通信连接，半导体封装系统控制方法还包括：S14，具体阐述如下。
S14，上位机在第一类监测信号表示托盘未遮挡住第一目标点位，且第二类监测信号表示托盘遮挡住第二目标点位的情况下，控制阻挡件切换为第一状态，以阻挡后续的托盘前进。
需要说明的是，本实施例所提供的半导体封装系统控制方法，其可以执行上述半导体封装系统实施例所示的功能用途，以实现对应的技术效果。为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。
综上所述，本申请实施例提供了一种半导体封装系统及控制方法，半导体封装系统包括上位机、接驳台、隧道炉、托盘、第一信号采集单元以及第二信号采集单元，接驳台的轨道中心点与隧道炉的轨道中心点对齐，托盘用于放置待封装的半导体器件，托盘通过隧道炉的轨道和接驳台的轨道进行运输；第一信号采集单元设置于隧道炉靠近接驳台的尾端，第二信号采集单元设置于接驳台靠近隧道炉的首端，第一信号采集单元与第二信号采集单元之间的间隔距离等于托盘的长度；上位机分别与接驳台、隧道炉、第一信号采集单元以及第二信号采集单元通信连接，通过形成速度差，拉开接口前后的两个托盘之间的距离，从而避免碰撞。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。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，本申请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申请内。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。

Claims (10)

1.一种半导体封装系统，其特征在于，所述半导体封装系统包括上位机、接驳台、隧道炉、托盘、第一信号采集单元以及第二信号采集单元，所述接驳台的轨道中心点与所述隧道炉的轨道中心点对齐，所述托盘用于放置待封装的半导体器件，所述托盘通过所述隧道炉的轨道和所述接驳台的轨道进行运输；
所述第一信号采集单元设置于所述隧道炉靠近所述接驳台的尾端，所述第二信号采集单元设置于所述接驳台靠近所述隧道炉的首端，所述第一信号采集单元与所述第二信号采集单元之间的间隔距离等于所述托盘的长度；
所述上位机分别与所述接驳台、所述隧道炉、所述第一信号采集单元以及所述第二信号采集单元通信连接。
2.如权利要求1所述的半导体封装系统，其特征在于，
所述第一信号采集单元用于监测所述托盘是否遮挡住第一目标点位，并基于监测结果生成第一类监测信号，并将所述第一类监测信号发送给所述上位机；
所述第二信号采集单元用于监测所述托盘是否遮挡住第二目标点位，并基于监测结果生成第二类监测信号，并将所述第二类监测信号发送给所述上位机；
所述上位机用于基于接收到的所述第一类监测信号和所述第二类监测信号控制所述隧道炉的轨道的前进速度和所述接驳台的轨道的前进速度。
3.如权利要求2所述的半导体封装系统，其特征在于，
所述上位机用于在所述第一类监测信号表示所述托盘遮挡住所述第一目标点位，且所述第二类监测信号表示所述托盘遮挡住所述第二目标点位的情况下，控制所述隧道炉的轨道的前进速度保持第一速度，控制所述接驳台的轨道的前进速度由所述第一速度增加至第二速度。
4.如权利要求3所述的半导体封装系统，其特征在于，
所述上位机还用于在所述第一类监测信号表示所述托盘未遮挡住所述第一目标点位，且所述第二类监测信号表示所述托盘未遮挡住所述第二目标点位的情况下，控制所述隧道炉的轨道的前进速度和所述接驳台的轨道的前进速度保持所述第一速度。
5.如权利要求2所述的半导体封装系统，其特征在于，在所述隧道炉的所述第一目标点位设置有阻挡件，所述上位机与所述阻挡件通信连接；
所述上位机还用于在所述第一类监测信号表示所述托盘未遮挡住所述第一目标点位，且所述第二类监测信号表示所述托盘遮挡住所述第二目标点位的情况下，控制所述阻挡件切换为第一状态，以阻挡后续的所述托盘前进。
6.如权利要求5所述的半导体封装系统，其特征在于，
所述上位机还用于在所述第一类监测信号表示所述托盘未遮挡住所述第一目标点位，且所述第二类监测信号表示所述托盘未遮挡住所述第二目标点位的情况下，控制所述阻挡件切换为第二状态，以避免阻挡后续的所述托盘前进。
7.如权利要求5所述的半导体封装系统，其特征在于，所述阻挡件为档杆，所述第一状态表示所述档杆抬起，所述第二状态表示所述档杆放下。
8.如权利要求1所述的半导体封装系统，其特征在于，所述第一信号采集单元和/或所述第二信号采集单元采用红外传感器。
9.一种半导体封装系统控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-8中任一项所述的半导体封装系统，所述半导体封装系统控制方法包括：
所述第一信号采集单元监测所述托盘是否遮挡住第一目标点位，并基于监测结果生成第一类监测信号，并将所述第一类监测信号发送给所述上位机；
所述第二信号采集单元监测所述托盘是否遮挡住第二目标点位，并基于监测结果生成第二类监测信号，并将所述第二类监测信号发送给所述上位机；
所述上位机基于接收到的所述第一类监测信号和所述第二类监测信号控制所述隧道炉的轨道的前进速度和所述接驳台的轨道的前进速度。
10.如权利要求9所述的半导体封装系统控制方法，其特征在于，在所述隧道炉的所述第一目标点位设置有阻挡件，所述上位机与所述阻挡件通信连接，所述半导体封装系统控制方法还包括：
所述上位机在所述第一类监测信号表示所述托盘未遮挡住所述第一目标点位，且所述第二类监测信号表示所述托盘遮挡住所述第二目标点位的情况下，控制所述阻挡件切换为第一状态，以阻挡后续的所述托盘前进。
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