CN202539739U - 超声波去气机 - Google Patents

Abstract

一种超声波去气机，由工作台(1)、托盆(2)、超声波发生器(3)、加热台支架(4)、加热台(5)、体视显微镜(6)、电源及温度控制器(7)、计算机组成；其中，工作台(1)上方放置体视显微镜(6)和显示器(9)，板中央开有一孔，孔中安置托盆(2)，托盆(2)上放置超声波发生器(3)，超声波发生器(3)中又放置加热台支架(4)和加热台(5)；反面还安装有电源及温度控制器(7)；计算机主机(8)放置在工作台(1)台板底下；电源及温度控制器(7)通过导线与加热台(1)、超声波发生器(3)、体视显微镜(6)、计算机主机(8)连接。本实用新型烧焊的集成电路芯片剪切强度均匀，解决了空洞面积过大的问题，能克服芯片易炸裂、表面易受污染和后续工序清洗难。结构简单、使用方便。适用于半导体集成电路芯片的制造。

Description

超声波去气机

技术领域

本实用新型涉及集成电路，进一步来说，涉及半导体集成电路芯片封装，尤其涉及半导体集成电路芯片的粘接。 

背景技术

半导体集成电路芯片粘接除确保键合工序能够正常键合外，最主要的是考虑芯片粘接（合金焊）后的剪切强度和空洞。芯片粘接质量将直接影响芯片剪切强度，以及器件的耐机械冲击、耐振动、耐离心加速度的能力。若空洞面积大（50%以上），附着力低，在进行上述试验时导致芯片脱落，造成器件致命性失效；空洞过大将造成键合时芯片破裂，合格率低，特别是在芯片面积大于3×3mm²时。 

原有的合金焊工艺是将银锡焊片浸润助焊剂后放入管座内，再放入需合金焊的芯片，并调整其位置，再将已放入银锡焊片和芯片的管座移到加热台中烧焊（合金焊），待银锡焊片完全熔化后在芯片四周能观察到银锡浆料，并用镊子轻压芯片，让银锡浆料溢满芯片四周，将管座移出加热台，合金焊过程完成。 

原有工艺技术存在以下缺陷：①合金焊后芯片剪切强度不均匀；②空洞面积大（大于50%）；③镊子压芯片易造成芯片炸裂；④芯片表面易受镊子上的助焊剂和焊料（银锡）污染；⑤助焊剂和焊料（银锡）在后续工序清洗时困难，不易去除。 

经检索，尚无涉及超声波去气机的中国专利申请件。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种超声波去气机，以解决芯片剪切强 度、空洞面积、芯片易炸裂、芯片表面易受污染和后续工序清洗的种种缺陷。 

设计人提供的超声波去气机，由工作台、托盆、超声波发生器、加热台支架、加热台、体视显微镜、电源及温度控制器、计算机组成，其中，工作台台板上方放置体视显微镜和计算机的显示器，台板中央开有一个长方形孔，孔中安置托盆，托盆上放置超声波发生器，超声波发生器中又放置换能器支架，加热台放置于换能器支架上；台板的反面还安装有电源及温度控制器；计算机主机放置在工作台台板底下；电源及温度控制器通过导线与加热台、超声波发生器、体视显微镜、计算机主机连接，计算机主机与显示器有数据线连接。 

上述托盆用螺丝钉固定在台板的底面、中央开孔的下方。 

上述电源及温度控制器有电源开关、指示灯和温度控制旋钮。 

上述体视显微镜的镜头对准加热台，便于观察合金焊。 

超声波去气机的使用方法是：准备管座、芯片；开启超声波去气机电源及温度控制器和计算机电源；之后设置银锡焊片所需要的温度值，并恒温；将管座放在加热台上，把银锡焊片放在管座的中间烧熔；涂除氧化剂（助焊剂），并把芯片放在银锡焊片中间，校正位置；启动超声波发生器，进行芯片烧焊。 

本实用新型的工作原理是：利用芯片的自身质量向下产生的重力和超声波振荡产生的摩擦运动，在超声波和芯片所产生的重力的作用下，以及焊料中金属离子的相互作用，去除合金焊时产生的气体，并通过计算机与视频显微镜连接对合金焊过程中产生的气泡溢出的现象进行时时监控，达到增加芯片的附着力和去除空洞的目的。 

用本实用新型的超声波去气机烧焊的集成电路芯片剪切强度均匀，解决了空洞面积过大的问题，而且能克服芯片易炸裂、表面易受污染和后续 工序清洗难的问题，同时方便地观察合金焊过程中产生的气泡溢出的现象，对合金焊过程中产生的气泡溢出进行实时监控。本实用新型结构简单、使用方便。适用于半导体集成电路芯片的封装。 

附图说明

图1为超声波去气机结构示意图。图中：1为工作台，2为托盆，3为超声波发生器，4为加热台支架，5为加热台，6为体视显微镜，7为电源及温度控制器，8为计算机主机，9为显视器。 

具体实施方式

实施例： 

一台超声波去气机，如附图所示，由工作台1、托盆2、超声波发生器3、加热台支架4、加热台5、体视显微镜6、电源及温度控制器7、计算机组成，其中，工作台1台板上方放置体视显微镜6和计算机的显示器9，台板中央开有一个长方形孔，孔中安置托盆2，托盆2上放置超声波发生器3，超声波发生器3中又放置加热台支架4，加热台5放置于该支架4上；台板的反面还安装有电源及温度控制器7；计算机主机8放置在工作台1台板底下；电源及温度控制器7通过导线与加热台1、超声波发生器3、体视显微镜6、计算机主机8连接，计算机主机8与显示器9有数据线连接。托盆2安装在台板的反面；电源及温度控制器7有电源开关、指示灯和温度控制旋钮；体视显微镜6的镜头对准加热台5。 

贵州振华风光半导体有限公司生产的FX2003（D16S2封装）高压达林顿晶体管阵列集成电路，利用超声波去气机合金焊后的器件，按产品《详细规范》进行筛选，随机抽取筛选后的器件进行X射线照相和剪切强度试验，剪切强度试验后芯片残留，面积均大于85%以上，器件空洞面积过大的问题得到解决，且剪切强度最大值和最小值之比小于3，产品达到GJB548B-2005微电子器件试验方法和程序中规定的S1级以上质量水平和用户的使用要 求。 

其工艺过程如下： 

1.D16S2管座、FX2003芯片准备； 

2.开启超声波去气机电源及温控器7和计算机8电源； 

3.设置银锡焊片所需要的温度值，并恒温； 

4.将D16S2管座放在加热台5上，把银锡焊片放在D16S2的中间烧熔； 

5.涂除氧化剂（助焊剂），并把芯片放在银锡焊片中间，校正位置； 

6.启动超声波发生器3,并计时30秒，取下即完成烧焊。 

结果：彻底解决了芯片剪切强度、空洞面积、芯片易炸裂、芯片表面易受污染和后续工序清洗困难的种种不足，工艺过程简单。 

Claims (4)

1. 一种超声波去气机，其特征在于它由工作台(1)、托盆(2)、超声波发生器(3)、加热台支架(4)、加热台(5)、体视显微镜(6)、电源及温度控制器(7)、计算机组成；其中，工作台(1)台板上方放置体视显微镜(6)和计算机的显示器(9)，台板中央开有一个长方形孔，孔中安置托盆(2)，托盆(2)上放置超声波发生器(3)，超声波发生器(3)中又放置加热台支架(4)，加热台(5)放置于该支架(4)上；台板的反面还安装有电源及温度控制器(7)；计算机主机(8)放置在工作台(1)台板底下；电源及温度控制器(7)通过导线与加热台(1)、超声波发生器(3)、体视显微镜(6)、计算机主机(8)连接，计算机主机(8)与显示器(9)有数据线连接。

2.  按照权利要求1所述的超声波去气机，其特征在于所述托盆(2)用螺丝钉固定在台板的底面、中央开孔的下方。

3.  按照权利要求1所述的超声波去气机，其特征在于所述电源及温度控制器(7)有电源开关、指示灯和温度控制旋钮。

4. 按照权利要求1所述的超声波去气机，其特征在于所述体视显微镜(6)的镜头对准加热台(5)。

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