CN204999994U - 一种半导体玻璃钝化电泳装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及功率半导体芯片PN结保护技术领域，尤其涉及一种半导体玻璃钝化电泳装置。包括用于盛放电泳液进行电泳反应的电泳槽、废液收集池。其特征在于：所述电泳槽和所述废液收集池之间设置精馏装置，所述精馏装置与所述电泳槽之间设置回收液存储罐；所述精馏装置精馏提纯来自电泳槽的所述电泳液，所述回收液存储罐用于存储由所述精馏装置精馏所述电泳液而提纯的回收液。所述废液收集池承接由所述精馏装置产生的废液，所述回收液存储罐与所述电泳槽相连接。实现电泳液成分的回收利用，大幅度减少诸如丙酮等化学品的使用。经过提纯后的所述电泳液中的化学品浓度大大降低，降低化学品的环保处理成本，具有重大的济效益和社会效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及功率半导体芯片PN结保护技术领域，尤其涉及一种半导体玻璃钝化电泳装置。
背景技术
半导体PN结终端保护是功率半导体芯片领域广泛采用的技术。在硅整流器件领域，工业界广泛采用玻璃钝化PN结终端保护技术。通常采用的工艺有刀刮法、光阻玻璃法或光刻法以及电泳法。刀刮法工艺相对简单，成本也较低，但是玻璃钝化层的膜厚均匀性不易控制。光阻玻璃法需要采用价格较贵的光刻胶，工艺复杂及成本较高。电泳法则具有工艺相对简单、可靠性好等优点。
带电颗粒在电场作用下，向着与其电性相反的电极移动，称为电泳(electrophoresis,EP)。利用带电粒子在电场中移动速度不同而达到分离的技术称为电泳技术。1807年，由俄国莫斯科大学的斐迪南·弗雷德里克·罗伊斯（FerdinandFredericReuss）最早发现。目前电泳技术已经广泛的应用于分析化学、生物化学、临床化学、毒剂学、药理学、免疫学、微生物学、食品化学、汽车底漆、日用五金的表面处理、军工等各个领域。
电泳技术应用于半导体芯片的结终端保护已经存在许多年。已公开的技术均采用了异丙醇、二元醇-环氧乙烷聚合物、乙酸乙酯，硝酸、高纯丙酮、酸性界面活性剂等有机、无机化学品配成电泳液，再加入玻璃粉，在电泳设备中进行电泳工艺。大量化学品的采用不仅成本较高，而且作为化学品必须进行环保处理才能达标排放。其中，丙酮化学性质较活泼易燃、易挥发，属于受国家控制的易制毒危险化学品，必须进行有效管控。
如图1所示，为现有电泳工艺装置示意图。配置好的电泳液12(如丙酮+硝酸+玻璃粉，按照具体工艺要求的配方)被盛入电泳槽11内。在负极板13和正极板14之间，通过电泳电源15加电，则在所述正极板和负极板之间建立起了直流电场。悬浮在电泳液12中的玻璃粒子离子在电场的作用下，按照异性相吸、同性相斥的原理，向正负极板运动，并被吸附在正负极板上。示例中，玻璃粒子带负电荷，则向正极板14运动，此时将需要电泳的硅片充当正极板14，则玻璃粒子被吸附在硅片上形成一层玻璃膜。正极板14、负极板13被固定在托架16上。通常一槽配制好的的电泳液12，将被用来电泳一定工艺定额的硅片(如800片/槽)。随着电泳片数的增加，电泳液内的玻璃粉成分会减少，到了规定的工艺定额，该槽电泳液12通过废液排放阀17进行排放至废液收集池19进行环保处理达标后排放。
因此现有的电泳设备技术，将消耗大量的危险化学品，不能循环使用。同时排放大量的化学品，需要相应的环保处理能力，带来处理成本和环境危害风险的攀升。
实用新型内容
针对上述技术的不足，本实用新型提供一种半导体玻璃钝化电泳装置，包括用于盛放电泳液进行电泳反应的电泳槽、废液收集池。其特征在于：所述电泳槽和所述废液收集池之间设置精馏装置，所述精馏装置与所述电泳槽之间设置回收液存储罐。所述精馏装置用于精馏提纯来自电泳槽的所述电泳液，所述回收液存储罐用于存储由所述精馏装置精馏所述电泳液而提纯的回收液，所述废液池承接由所述精馏装置产生的废液，所述回收液存储罐与所述电泳槽相连接。到了规定工艺定额的所述电泳液被排放至所述精馏装置进行精馏提纯，根据所述电泳液中不同化学成分的沸点不同，分别在不同的温度下将所述电泳液的某些成分提取出来并存入所述回收液存储罐。经过提纯后的废液再排入所述废液收集池处理排放。
作为优选，所述回收液存储罐连接补液罐。所述补液罐与所述回收液存储罐内存储相同的化学品。考虑到本实用新型所述精馏回收、循环使用过程中的必不可少的损耗，做不到无限循环利用，当所述回收液存储罐内的化学品份量不足时，由所述补液罐进行化学品补充。
作为优选，所述电泳槽和所述精馏装置之间设置沉淀池，所述沉淀池分别连接所述电泳槽和所述精馏装置。所述电泳槽排放的所述电泳液先经所述沉淀池沉淀再进入所述精馏装置精馏提纯。所述沉淀池对所述电泳液中的固体颗粒进行沉淀。
作为优选，所述沉淀池和所述精馏装置之间设置过滤器，所述过滤器分别连接所述电泳槽和所述精馏装置。所述过滤器进一步过滤经所述沉淀池沉淀后的所述电泳液，减少所述电泳液中的固体颗粒的量。
作为优选，所述电泳槽设置排液口，所述排液口设置阀门。所述阀门在电泳过程中关闭，在需要更换所述电泳液时开启以将所述电泳液排放出所述电泳槽。
作为优选，所述精馏提纯装置设置抽液泵，所述抽液泵将所述电泳液抽入所述精馏装置。
作为优选，所述回收液存储罐设置抽液泵将所述回收液存储罐中的液体抽入所述电泳槽中。
作为优选，所述补液罐设置抽液泵将所述补液罐中的补充液体抽入所述抽液泵中。
本实用新型具有如下有益效果：通过所述精馏装置将所述电泳液中的各有效成分分离并暂存，可以实现电泳液有效成分的回收利用，大幅度减少诸如丙酮等化学品的使用，既减少了浪费又降低了环境污染风险。同时，经过提纯后的所述电泳液中的化学品浓度大大降低，也降低了化学品的环保处理成本。本实用新型具有重大的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是现有电泳工艺装置示意图；
图2是本实用新型一种半导体玻璃钝化电泳装置示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的实施方式进行详细描述。
如图2所示，一种半导体玻璃钝化电泳装置，包括用于盛放电泳液进行电泳反应的电泳槽21、废液收集池22。配置好的电泳液（如丙酮+硝酸+玻璃粉）按照具体工艺要求的配方盛放在电泳槽21内。在负极板和正极板之间，通过电泳电源加电建立直流电场。悬浮在电泳液中的带电粒子在电场作用下，按照异性相吸、同性相斥的原理分别向正负极板运动，并吸附在正负极板上。本实施例中的玻璃粒子带负电荷，将需要电泳的硅片作为正极板，则玻璃粒子在电场作用下吸附在硅片表面形成一层玻璃膜。
电泳槽21和废液收集池22之间设置精馏装置23，精馏装置23与电泳槽21之间设置回收液存储罐24。通常一槽配置好的电泳液将被用来电泳一定工艺定额的硅片（如800片/槽）。随着电泳片数的增加，电泳液内的玻璃粒子成分会减少。为了避免浪费，到了规定的工艺定额，电泳槽21排放的电泳液进入精馏装置23。精馏装置23用于精馏提纯来自电泳槽21的电泳液。回收液存储罐24用于存储由精馏装置23精馏电泳液而提纯的回收液。精馏装置23的废液排放至废液收集池22，废液收集池22承接由精馏装置23产生的废液。精馏装置23根据电泳液中各成分的不同沸点，可以提取其中一种或者多种成分分别暂存入回收液存储罐24中。本实施例中以只提取一种成分丙酮为例，设置一个回收液存储罐24存储经过精馏提纯的丙酮液体。回收液存储罐24设置管道接入电泳槽21，实现回收液存储罐24内的回收液进入电泳槽21中再次利用。
电泳液回收，进行精馏提纯再利用过程中，会有必不可少的损耗，为达到整个电泳系统自动循环的目的，需要进行化学品补充。补液罐25内盛放与其对应的回收液存储罐24相同成分的化学品，补液罐25和回收液存储罐24之间设置连接管使得回收液存储罐24连接补液罐25。当回收液存储罐24中的化学品不足时对其进行及时补充。
为了减少进入精馏装置中的电泳液中的固态颗粒的含量，可以在电泳槽21和精馏装置23之间设置沉淀池26，沉淀池26分别连接电泳槽21和精馏装置23。电泳槽21排放的电泳液先经沉淀池26沉淀再进入精馏装置23精馏提纯。电泳液中的固态物由于重力作用沉降到沉淀池26底部，沉淀池26的入口最好比出口高，便于将表面的经过澄清的电泳液排除，进入精馏装置23精馏提纯。
为了进一步过滤电泳液中的固态物质，沉淀池26和精馏装置23之间设置过滤器27，过滤器27分别连接沉淀池26和过滤器27。过滤器27进一步过滤经沉淀池26沉淀后的电泳液。
为了方便电泳液的更换，可以在电泳槽21设置排液口，排液口设置阀门211。
如果需要增加系统的自动化程度，降低人工操作难度。可以在各环节设置抽液泵控制液体的流向。以保证整个系统循环自动进行不间断的补充。精馏装置23设置抽液泵，抽液泵将电泳液抽入精馏装置23；回收液存储罐24设置抽液泵将回收液存储罐24中的液体抽入电泳槽21中；补液罐25设置抽液泵将补液罐25中的补充液体抽入回收液存储罐24中。
本实施例实现了丙酮的循环使用，达成丙酮的用量为现有技术的1/5。不但降低了丙酮的采购成本和环保处理成本，而且大大减少了污染环境的风险。如果设置多级精馏装置23，可对多种成分进行精馏提纯，则回收利用的效果更佳。
虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。
Claims (8)
1.一种半导体玻璃钝化电泳装置，包括用于盛放电泳液进行电泳反应的电泳槽（21）、废液收集池（22）；其特征在于：
所述电泳槽（21）和所述废液收集池（22）之间设置精馏装置（23），所述精馏装置（23）与所述电泳槽（21）之间设置回收液存储罐（24）；所述精馏装置（23）用于精馏提纯来自电泳槽（21）的所述电泳液，所述回收液存储罐（24）用于存储由所述精馏装置（23）精馏所述电泳液而提纯的回收液，所述废液收集池（22）承接由所述精馏装置（23）产生的废液，所述回收液存储罐（24）与所述电泳槽（21）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种半导体玻璃钝化电泳装置，其特征在于：所述回收液存储罐（24）连接补液罐（25）。
3.根据权利要求1或2所述的一种半导体玻璃钝化电泳装置，其特征在于：所述电泳槽（21）和所述精馏装置（23）之间设置沉淀池（26），所述沉淀池（26）分别连接所述电泳槽（21）和所述精馏装置（23）。
4.根据权利要求3所述的一种半导体玻璃钝化电泳装置，其特征在于：所述沉淀池（26）和所述精馏装置（23）之间设置过滤器（27），所述过滤器（27）分别连接所述沉淀池（26）和所述精馏装置（23）。
5.根据权利要求4所述的一种半导体玻璃钝化电泳装置，其特征在于：所述电泳槽（21）设置排液口，所述排液口设置阀门（211）。
6.根据权利要求5所述的一种半导体玻璃钝化电泳装置，其特征在于：所述精馏装置（23）设置抽液泵，所述抽液泵将所述电泳液抽入所述精馏装置（23）。
7.根据权利要求6所述的一种半导体玻璃钝化电泳装置，其特征在于：所述回收液存储罐（24）设置抽液泵将所述回收液存储罐（24）中的液体抽入所述电泳槽（21）中。
8.根据权利要求2所述的一种半导体玻璃钝化电泳装置，其特征在于：所述补液罐（25）设置抽液泵将所述补液罐（25）中的补充液体抽入所述回收液存储罐（24）中。
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Granted publication date: 20160127 |
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