CN209000881U - 一种钝化前Si基HgCdTe芯片清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种钝化前Si基HgCdTe芯片清洗装置。该装置包括二氧化碳储罐（1），二氧化碳储罐（1）通过冷却器（2）、输送泵（3）和热转换器（4）连接到清洁室（5）；清洁室（5）中含有活动式喷嘴（6）、芯片架（7）、压力控制器（8）、光强检测机构（10）；光强检测机构（10）连接一处理器（15）；清洁室（5）的出口连接通过二氧化碳分离槽（12）连接二氧化碳储罐（1）。本实用新型能够克服传统手工清理钝化前Si基HgCdTe芯片工艺的不足，缩短清洗时间，避免有毒有害有机溶剂的使用，降低了对操作人员的技术要求，使得对芯片的清洁转向自动化，同时还充分发挥了超临界二氧化碳高扩散性、高溶解性和绿色环保的特点。
Description
技术领域
本实用新型是涉及一种芯片清洗装置，具体地说是涉及一种钝化前Si基HgCdTe芯片清洗装置。
背景技术
钝化前的Si基HgCdTe芯片表面常残留的污染有：蜡、水印、油污和落渣等。目前传统的Si基HgCdTe芯片表面钝化清洗工艺主要依靠手工完成，擦拭过程中易引入划道，造成碲镉汞材料永久性损伤形成盲元；同时，手工擦拭工艺重复性差，存在芯片表面粘污去除不彻底和残留水印的情况；且该清洗工艺周期长，大大降低了生产的效率。另外，传统工艺在清洗过程中需要用到大量有毒有害的有机溶液，废液处理成本高，且对环境不友好的一面不利于长远发展。因此急需进行工艺优化，消除手工擦拭对芯片表面的影响。
二氧化碳在7.39MPa，31℃时可达到超临界态，其具有密度大，溶解能力强，传质速率高的特点。同时还具有储量丰富、便宜易得、无毒、惰性以及容易回收和循环利用等特点。超临界二氧化碳的溶解度随着压力和温度的变化而变化，在临界点附近，适当地调节压力和温度，其溶解度可在102~103 范围内变化。超临界二氧化碳作为弱极性溶剂，对非极性有机化合物有极强的溶解能力，能有效清除精微器件表面上的弱极性有机污染物，如硅酮、碳氢化合物和油脂等；对那些难溶的机型分子可添加改性剂，提高污染物在超临界二氧化碳的溶解度。水、有机胺、酸类、芳香族化合物等都能作为改性剂。
因此，开发超临界二氧化碳自动清洗工艺，不仅能减少有害化学溶剂使用，克服传统工艺的问题，也符合绿色清洁生产技术的条件。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种绿色环保的干式自动清洗Si基HgCdTe芯片装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现：
一种钝化前Si基HgCdTe芯片清洗装置，包括二氧化碳储罐，二氧化碳储罐顺次通过冷却器连接到输送泵，输送泵通过热转换器连接到清洗室，清洗室的出口顺次通过减压阀连接到二氧化碳分离槽的入口，二氧化碳分离槽的气体出口经冷凝器连接到二氧化碳储罐，所述二氧化碳储罐的上方具有压力控制器。
清洗室内顶壁上设置有活动式喷嘴，喷嘴下方设置芯片架，清洗室内顶壁上还设置有光源和光强检测机构，清洗室内侧壁上设置有压力控制器，所述光强检测机构与处理器相连。
作为优选技术方案，所述输送泵是压力泵浦，所述冷却器的温度控制在0~5℃，所述热转换器的温度控制在40~50℃，所述压力控制器的压力范围控制在8~10MPa，所述光强检测机构包括光敏电阻；所述光敏电阻检测光强度输出相应的电流；所述处理器将所述电流与内部设定值比较。
作为优选，所述光敏电阻数量若干，并联后与所述处理器电性连接。
待清洗的芯片将放置在芯片架上；光源与光强检测及机构可分别全面覆盖芯片架上的芯片；处理器用于实时分析光强检测机构的数据并控制该装置的运行状态；活动式喷嘴、芯片架、光源以及光强检测机构置于清洗室内，压力控制器用于检测清洗室内压强，压力控制器用于检测二氧化碳储罐内压强；活动式喷嘴在清洗时作周期运动，可以将超临界二氧化碳喷射到各个待洗芯片上；冷却器顺次通过输送泵、活动式喷嘴的入口，清洗室的出口通过二氧化碳分离槽连接二氧化碳储罐；热转换器与压力控制器在工作时需要分别稳定在40~50℃，8~9MPa。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
首先，本实用新型中采用光强检测结构接收芯片反射的光源，当芯片存在污物而令光强分布不均时，向处理器发送信号， 保持装置的运行，直到检测结构接收到分布均匀的反射光强时，处理器停止装置的运行；这有效地控制了最佳的清洗时间，避免了能源的浪费，节约清洗成本。
其次，本实用新型中采用二氧化碳作为清洗剂，其低表面张力、高扩散性以及其对有机物优良的溶解能力提高了对污染物的清洗效率并缩短清洗时间，同时也不引入有毒有害的有机溶剂，十分绿色环保。
最后，本实用新型中采用自动化清洗方式，替代了人工清洗方式，工人只需要将待洗芯片依次放入芯片架即可，降低了对操作人员手工要求，避免了因人工清洗带来的失误和浪费。
附图说明
图1是钝化前Si基HgCdTe芯片清洗装置。
图2是清洗室内部图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
图1所示，一种钝化前Si基HgCdTe芯片清洗装置，二氧化碳储罐1顺次通过冷却器2连接到输送泵3，输送泵3通过热转换器4连接到清洗室5，清洗室5的出口顺次通过减压阀11连接到二氧化碳分离槽12的入口，二氧化碳分离槽12的气体出口经冷凝器13连接到二氧化碳储罐1，所述二氧化碳储罐1的上方具有压力控制器14。
如图2所示，清洗室5内顶壁上设置有活动式喷嘴6，喷嘴下方设置芯片架7，清洗室5内顶壁上还设置有光源9和光强检测机构10，清洗室内侧壁上设置有压力控制器8，所述光强检测机构10与处理器15相连。
清洁处理的过程如下：
步骤一：二氧化碳储罐1中的二氧化碳首先通过冷却器2冷却到约为5℃，通过输送泵3加压，使压力约为9MPa,再通过热转换器4将温度升高至40至50℃。使二氧化碳到达超临界状态。
步骤二：超临界二氧化碳通入清洗室5内的活动式喷嘴6中，对芯片架7上的芯片进行冲洗，使芯片表面上的蜡、水印、油污和落渣溶解在超临界二氧化碳中。芯片将光源9的光反射到光强检测机构10中，光强检测机构10连接到处理器15上，若检测到的光强均匀，则表明芯片表面已清洗干净，处理器15将会自动停止装置的运行。清洗室上方具有压力控制器8。
步骤三：将冲洗后的含污染物的超临界二氧化碳通过减压阀11进行降压，使压力降到约4MPa。降压后二氧化碳变为气态，将其通入到二氧化碳分离槽12中，其中溶解的污染物会析出而呈液态或固态，留在二氧化碳分离槽12的底部。二氧化碳气体在二氧化碳分离槽12的上层进入到冷凝器13，使温度冷却到约5℃，将二氧化碳通入二氧化碳储罐1作第二个循环清洁，形成一种可循环清洁过程。
本实用新型中涉及的未说明部份与现有技术相同或采用现有技术加以实现。
Claims (8)
1.一种钝化前Si基HgCdTe芯片清洗装置，包括二氧化碳储罐，二氧化碳储罐顺次通过冷却器连接到输送泵，输送泵通过热转换器连接到清洗室，清洗室的出口顺次通过减压阀连接到二氧化碳分离槽的入口，二氧化碳分离槽的气体出口经冷凝器连接到二氧化碳储罐，所述二氧化碳储罐的上方具有压力控制器。
2.根据权利要求1所述的一种钝化前Si基HgCdTe芯片清洗装置，其特征是:所述输送泵是压力泵浦。
3.根据权利要求1所述的一种钝化前Si基HgCdTe芯片清洗装置，其特征是:所述冷却器的温度控制在0~5℃。
4.根据权利要求1所述的一种钝化前Si基HgCdTe芯片清洗装置，其特征是:所述热转换器的温度控制在40~50℃。
5.根据权利要求1所述的一种钝化前Si基HgCdTe芯片清洗装置，其特征是:清洗室内顶壁上活动式设置有喷嘴，喷嘴下方设置芯片架，清洗室内顶壁上还设置有光源和光强检测机构，清洗室内侧壁上设置有压力控制器，所述光强检测机构与处理器相连。
6.根据权利要求5所述的一种钝化前Si基HgCdTe芯片清洗装置，其特征是:所述光强检测机构包括光敏电阻；所述光敏电阻检测光强度输出相应的电流；所述处理器将所述电流与内部设定值比较。
7.根据权利要求6所述的一种钝化前Si基HgCdTe芯片清洗装置，其特征是:所述光敏电阻数量若干，并联后与所述处理器电性连接。
8.根据权利要求5所述的一种钝化前Si基HgCdTe芯片清洗装置，其特征是:所述压力控制器的压力范围控制在8~10 MPa。
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