CN208322371U - 快速冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种快速冷却系统，包括：处理设备、冷却装置、侦测装置及控制装置。处理设备包括处理腔室、用于承载制品的制品承载台和加热板；其中，制品承载台和加热板均位于处理腔室内；冷却装置包括气体源、气体管路和阀门，气体管路一端与气体源相连接，另一端延伸至处理腔室内；阀门设置于气体管路上；侦测装置侦测处理设备的工作状态；控制装置，与侦测装置及阀门相连接，用于根据侦测装置反馈的信号控制阀门开启或关闭。通过本实用新型的快速冷却系统，在处理设备发生故障停机时，使用非活性的冷却气体直接对高温区内的制品进行快速冷却，从而避免了制品在高温区停留过长时间导致的制品报废，提高了制品良品率。

Description

快速冷却系统

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，特别是涉及一种快速冷却系统。

背景技术

回流焊是半导体凸块封装技术中的一道重要工艺。在回流焊工艺中，回流焊机台高温区的设定温度超过焊球的熔点，制品以设定的工艺时间在高温区停留，使制品上的焊球熔融并完成设定的工艺过程。当回流焊机台出现异常停机等故障时，需要等待机台高温区的温度自然冷却到焊球熔点以下后方能取出异常批次制品，该自然冷却时间一般远超设定的工艺时间。因此，在现有技术中，机台异常会导致制品在高温区的停留时间过长，造成焊球融化并流动浸润制品表面的其他区域，进而导致制品报废。

因此，有必要提出一种快速冷却系统，用于在回流焊机台发生异常时，对高温区制品进行快速冷却，防止制品报废，解决上述问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种快速冷却系统，用于解决在回流焊机台发生异常时，制品在高温区停留时间过长，导致制品报废的问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本实用新型提供一种快速冷却系统，所述快速冷却系统包括处理设备、冷却装置、侦测装置及控制装置。

所述处理设备包括处理腔室、用于承载制品的制品承载台和加热板；其中，所述制品承载台和所述加热板均位于所述处理腔室内。

所述冷却装置包括气体源、气体管路和阀门，所述气体管路一端与所述气体源相连接，另一端延伸至所述处理腔室内；所述阀门设置于所述气体管路上。

所述侦测装置侦测所述处理设备的工作状态。

所述控制装置，与所述侦测装置及所述阀门相连接，用于根据所述侦测装置反馈的信号控制所述阀门开启或关闭。

作为本实用新型的一种优选方案，所述气体源至少包括氮气和惰性气体。

作为本实用新型的一种优选方案，所述冷却装置还包括出气口，所述出气口位于所述处理腔室内，所述出气口与所述气体管路延伸至所述处理腔室内的一端相连接，并延伸至所述制品背面。

作为本实用新型的一种优选方案，所述出气口的数量为多个，多个所述出气口均匀分布于所述制品承载台上。

作为本实用新型的一种优选方案，所述加热板设置于所述制品承载平台上，且位于所述制品的下方，所述加热板用于在处理过程中对所述制品进行加热。

作为本实用新型的一种优选方案，所述加热板设置于所述处理腔室的侧壁或顶部，用于在处理过程中对所述制品进行加热。

作为本实用新型的一种优选方案，所述处理设备包括回流焊设备。

作为本实用新型的一种优选方案，所述处理腔室包括高温区，所述制品承载台和所述加热板均位于所述高温区内。

作为本实用新型的一种优选方案，所述阀门为三通阀门，所述快速冷却系统还包括真空装置和第二连通管路；所述气体管路包括供气管路及第一连通管路，所述供气管路一端与所述气体源相连接，另一端与所述三通阀门相连接，所述第一连通管路一端与所述三通阀相连接，另一端延伸至所述处理腔室内；所述第二连通管路一端与所述三通阀相连接，另一端与所述真空装置相连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述侦测装置包括：

侦测模块，用于侦测所述处理设备的工作状态；

反馈模块，与所述侦测模块及所述控制装置相连接，用于在所述侦测模块侦测到所述处理设备的工作状态为正常状态时向所述控制模块反馈阀门关闭信号，由所述控制装置控制所述三通阀门将所述第一连通管路与所述第二连通管路相连通，且所述第一连通管路与所述供气管路相隔断；并在所述侦测模块侦测到所述处理设备的工作状态为异常状态或紧急停机状态时向所述控制装置反馈阀门开启信号，由所述控制装置控制所述三通阀门将所述第一连通管路与所述供气管路相连通，且所述第一连通管路与所述第二连通管路相隔断。

如上所述，本实用新型提供一种快速冷却系统，具有以下有益效果：

本实用新型通过引入快速冷却系统，在处理设备发生故障停机时，使用非活性的冷却气体直接对高温区内的制品进行快速冷却，从而避免了制品在高温区停留过长时间导致的制品报废，提高了制品良品率。

附图说明

图1至图3显示为本实用新型实施例一中提供的快速冷却系统示意图。

图4显示为本实用新型实施例二中提供的快速冷却系统示意图。

元件标号说明

10 处理设备

101 处理腔室

102 制品承载台

103 加热板

104 制品

11 冷却装置

111 气体源

112 气体管路

1121 供气管路

1122 第一连通管路

113 阀门

114 出气口

115 三通阀门

12 侦测装置

121 侦测模块

122 反馈模块

13 控制装置

14 真空装置

15 第二连通管路

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，虽图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

实施例一

请参阅图1，本实用新型提供了一种快速冷却系统，包括处理设备10、冷却装置11、侦测装置12及控制装置13；所述处理设备10包括处理腔室101、用于承载制品104的制品承载台102和加热板103；其中，所述制品承载台102和所述加热板103均位于所述处理腔室101内；所述冷却装置11包括气体源111、气体管路112和阀门113，所述气体管路112一端与所述气体源111相连接，另一端延伸至所述处理腔室101内；所述阀门113设置于所述气体管路112上；所述侦测装置12侦测所述处理设备10的工作状态；所述控制装置13，与所述侦测装置12及所述阀门113相连接，用于根据所述侦测装置12反馈的信号控制所述阀门113开启或关闭。在制品处理过程中，当所述侦测装置12侦测到所述处理设备10的工作状态正常时，所述侦测装置12向所述控制装置13反馈阀门关闭信号，所述控制装置13维持所述阀门113的状态为关闭；当所述侦测装置12侦测到所述处理设备10的工作状态出现异常时，所述侦测装置12向所述控制装置13反馈阀门开启信号，所述控制装置13开启所述阀门113，所述气体源111中的冷却气体通过气体管路112进入所述处理腔室101，对所述制品104进行冷却。

作为示例，所述气体源111至少包括氮气和惰性气体。由于在高温下，所述制品104极易和氧气等活性气体发生化学反应，进而导致制品报废。因此，通入所述处理腔室101的冷却气体必须是不会和所述制品104发生化学反应的气体，例如氮气或惰性气体等。作为本实用新型的优选方案，选择氮气作为气体源对所述制品104进行冷却。

作为示例，所述冷却装置11还包括出气口114，所述出气口114位于所述处理腔室101内，所述出气口114与所述气体管路112延伸至所述处理腔室101内的一端相连接，并延伸至所述制品104背面。所述冷却装置11通过所述出气口114将冷却气体直接吹扫所述制品104的背面，这不但能有效冷却所述制品104，也避免了直接吹扫所述制品104正面可能造成的焊球变形或颗粒污染等缺陷。

作为示例，所述出气口114的数量为多个，多个所述出气口114均匀分布于所述制品承载台102上。请参阅图2，在图2中，有多个所述出气口114均匀分布于所述制品承载台102上，当通入冷却气体时，相比单个所述出气口114的设置，多个所述出气口114将使所述制品104的冷却过程更为迅速且均匀。

作为示例，所述加热板103设置于所述制品承载平台102上，且位于所述制品104的下方，所述加热板103用于在处理过程中对所述制品104进行加热。如图1所示，当所述加热板103位于所述制品104的下方时，所述加热板103在处理过程中支撑所述制品104，并对所述制品104进行加热。所述出气口114穿过所述加热板103，在冷却过程中对所述制品104进行冷却。

作为示例，所述加热板103设置于所述处理腔室101的侧壁或顶部，用于在处理过程中对所述制品104进行加热。如图3所示，是所述加热板103设置于所述处理腔室101顶部的情况。根据所采用加热方式的差异，所述加热板103可以设置在所述处理腔室101内的不同位置，以取得最佳的加热效果。将所述出气口114与所述加热板103分开设置，可以使冷却气体远离加热源，从而产生更好的冷却效果。

作为示例，所述处理设备10包括回流焊设备。在现有的回流焊设备中，一旦发生异常停机等故障，只能等待机台温度自然冷却后，再取出设备中的异常制品。这会使停留在高温区的制品产生异常并报废。采用本实用新型的快速冷却系统可以有效改善回流焊设备在异常停机时产生废品的情况。

作为示例，所述处理腔室包括高温区，所述制品承载台和所述加热板均位于所述高温区内。所述处理腔室按照工艺流程的需要，一般可以配备升温区、保温区、高温区和冷却区，所述制品依次进入各个区域。各个区域具有不同的设定工艺温度，并对进入各个区域的所述制品104进行对应的工艺处理。在上述各区域中，只有高温区的温度会高于焊球的熔点，异常停机可能会导致焊球融化浸润。因此，在所述处理腔室的高温区内设置本实用新型所述的快速冷却系统可以对高温区的制品进行快速冷却，从而防止出现制品报废。

实施例二

请参阅图4，本实用新型还提供了所述快速清洗系统的另一种实施方案，相比实施例一有如下差异：所述阀门为三通阀门115，所述快速冷却系统还包括真空装置14和第二连通管路15；所述气体管路112包括供气管路1121及第一连通管路1122，所述供气管路1121一端与所述气体源111相连接，另一端与所述三通阀门115相连接，所述第一连通管路1122一端与所述三通阀115相连接，另一端延伸至所述处理腔室101内；所述第二连通管路15一端与所述三通阀115相连接，另一端与所述真空装置14相连接。

相比实施例一，在本实施例中将原阀门113换成了三通阀门115，并将所述三通阀门115多出的一端连接所述真空装置14。所述真空装置14通过所述第一连通管路1122和所述第二连通管路15向所述处理设备10提供真空负压。真空环境对于一些工艺处理过程至关重要，例如在回流焊工艺中，通过引入真空回流焊，可以有效减少焊片空洞率，提高制品可靠性；再如还可以在处理过程中，通过真空负压将所述制品104吸附固定在所述制品承载台102上。本实用新型通过引入所述三通阀门115，将两路管路集成到一路连通管路上，即第一连通管路1122，无需在机台上额外加装连通管路和出气口。该设计不但节约了设备成本，也节省了所述处理设备10的设计空间。

作为示例，所述侦测装置12包括：侦测模块121和反馈模块122；所述侦测模块121，用于侦测所述处理设备10的工作状态；所述反馈模块122，与所述侦测模块121及所述控制装置13相连接，用于在所述侦测模块121侦测到所述处理设备10的工作状态为正常状态时向所述控制模块13反馈阀门关闭信号，由所述控制装置13控制所述三通阀门115将所述第一连通管路1122与所述第二连通管路15相连通，且所述第一连通管路1122与所述供气管路1121相隔断；并在所述侦测模块121侦测到所述处理设备10的工作状态为异常状态或紧急停机状态时向所述控制装置13反馈阀门开启信号，由所述控制装置13控制所述三通阀门115将所述第一连通管路1122与所述供气管路1121相连通，且所述第一连通管路1122与所述第二连通管路15相隔断。

所述侦测模块121，连接所述处理设备10并侦测其工作状态。所述处理设备10的工作状态分为正常状态、异常停机状态或紧急停机状态。所述工作状态被所述侦测模块121实时侦测，并将工作状态信号传输至所述反馈模块122。所述正常状态即所述处理设备10无异常，所述制品104按照设定的工艺时间和温度正常进出所述处理腔室101。所述异常停机状态为所述侦测模块121侦测到所述制品104出现位置异常或传输异常及所述处理腔室101温度超出设定的温度范围，导致所述制品104无法按照设定的工艺时间和温度正常进出所述处理腔室101。所述紧急停机状态为现场人员根据判断按下EMO(EMERGENCY OFF)按钮时，所述处理设备10发生紧急停机时的状态。

所述反馈模块122分别连接所述侦测模块121及所述控制装置13，当所述侦测模块121传输的信号为正常状态时，向所述控制模块13反馈阀门关闭信号，由所述控制装置13控制所述三通阀门115将所述第一连通管路1122与所述第二连通管路15相连通，且所述第一连通管路1122与所述供气管路1121相隔断。此时，所述真空装置14通过所述第一连通管路1122与所述第二连通管路15与所述处理腔室101相连接，并向所述处理腔室101提供真空负压。当所述侦测模块121传输的信号为异常状态或紧急停机状态时，向所述控制装置13反馈阀门开启信号，由所述控制装置13控制所述三通阀门115将所述第一连通管路1122与所述供气管路1121相连通，且所述第一连通管路1122与所述第二连通管路15相隔断。此时，所述三通阀门115切换为连通所述第一连通管路1122与所述供气管路1121，所述气体源111向所述处理腔室101内通入冷却气体，对所述制品114进行快速冷却。

综上所述，本实用新型提供了一种快速冷却系统。所述快速冷却系统包括：处理设备、冷却装置、侦测装置及控制装置。通过本实用新型的快速冷却系统，在处理设备发生故障停机时，使用非活性的冷却气体直接对高温区内的制品进行快速冷却，从而避免了制品在高温区停留过长时间导致的制品报废，提高了制品良品率。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种快速冷却系统，其特征在于，包括处理设备、冷却装置、侦测装置及控制装置；

所述处理设备包括处理腔室、用于承载制品的制品承载台和加热板；其中，所述制品承载台和所述加热板均位于所述处理腔室内；

所述冷却装置包括气体源、气体管路和阀门，所述气体管路一端与所述气体源相连接，另一端延伸至所述处理腔室内；所述阀门设置于所述气体管路上；

所述侦测装置侦测所述处理设备的工作状态；

所述控制装置，与所述侦测装置及所述阀门相连接，用于根据所述侦测装置反馈的信号控制所述阀门开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的快速冷却系统，其特征在于，所述气体源至少包括氮气和惰性气体。

3.根据权利要求1所述的快速冷却系统，其特征在于，所述冷却装置还包括出气口，所述出气口位于所述处理腔室内，所述出气口与所述气体管路延伸至所述处理腔室内的一端相连接，并延伸至所述制品背面。

4.根据权利要求3所述的快速冷却系统，其特征在于，所述出气口的数量为多个，多个所述出气口均匀分布于所述制品承载台上。

5.根据权利要求1所述的快速冷却系统，其特征在于，所述加热板设置于所述制品承载平台上，且位于所述制品的下方，所述加热板用于在处理过程中对所述制品进行加热。

6.根据权利要求1所述的快速冷却系统，其特征在于，所述加热板设置于所述处理腔室的侧壁或顶部，用于在处理过程中对所述制品进行加热。

7.根据权利要求1所述的快速冷却系统，其特征在于，所述处理设备包括回流焊设备。

8.根据权利要求1所述的快速冷却系统，其特征在于，所述处理腔室包括高温区，所述制品承载台和所述加热板均位于所述高温区内。

9.根据权利要求1所述的快速冷却系统，其特征在于，所述阀门为三通阀门，所述控制装置与所述三通阀门及所述侦测装置相连接，所述快速冷却系统还包括真空装置和第二连通管路；

所述气体管路包括供气管路及第一连通管路，所述供气管路一端与所述气体源相连接，另一端与所述三通阀门相连接，所述第一连通管路一端与所述三通阀相连接，另一端延伸至所述处理腔室内；

所述第二连通管路一端与所述三通阀相连接，另一端与所述真空装置相连接。

10.根据权利要求9所述的快速冷却系统，其特征在于，所述侦测装置包括：

侦测模块，用于侦测所述处理设备的工作状态；

反馈模块，与所述侦测模块及所述控制装置相连接，用于在所述侦测模块侦测到所述处理设备的工作状态为正常状态时向所述控制模块反馈阀门关闭信号，由所述控制装置控制所述三通阀门将所述第一连通管路与所述第二连通管路相连通，且所述第一连通管路与所述供气管路相隔断；并在所述侦测模块侦测到所述处理设备的工作状态为异常状态或紧急停机状态时向所述控制装置反馈阀门开启信号，由所述控制装置控制所述三通阀门将所述第一连通管路与所述供气管路相连通，且所述第一连通管路与所述第二连通管路相隔断。