CN209626186U - 去除封装结构散热盖的装置 - Google Patents

Abstract

一种去除封装结构散热盖的装置，去除封装结构散热盖的装置包括：承载平台，所述承载平台内具有凹槽；刀片机构，所述刀片机构包括刀片和控制单元，所述刀片位于承载平台表面，所述刀片与控制单元连接，控制单元控制所述刀片沿平行于承载平台表面方向朝向凹槽或远离凹槽可动。将封装结构放入凹槽后，刀片机构提供切割力，分离封装结构的散热盖。采用去除封装结构散热盖的装置机械化分离散热盖与基板，省时省力，且安全性高。

Description

去除封装结构散热盖的装置

技术领域

本实用新型涉及封装领域，尤其涉及一种去除封装结构散热盖的装置。

背景技术

倒装芯片工艺既是一种芯片互联技术，又是一种理想的芯片粘结技术。早在50余年前IBM(国际商业机器公司)已研发使用了这项技术。但是直到近几年来，倒装芯片封装结构才成为高端器件及高密度封装领域中经常采用的封装形式。目前，倒装芯片封装技术的应用范围日益广泛，封装形式更趋于多样化，对倒装芯片封装结构的要求也随之提高。

倒装芯片封装技术中，散热盖与半导体芯片通过导热层连接，散热盖与基板相连，能够采用散热盖将半导体芯片的热量导出。然而，在半导体失效分析过程中，对封装结构的开封是一个重要过程，如需要对封装结构内的半导体芯片的集成电路进行分析，或者对半导体芯片与基板上的焊接导通结构的电路进行分析时，需要去除散热盖。

然而，现有的去除封装结构散热盖的方法中，安全性低，良率较低。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种去除封装结构散热盖的装置，所述装置能提高去除封装结构散热盖时的安全性，提高良率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种去除封装结构散热盖的装置，包括：承载平台，所述承载平台内具有凹槽；刀片机构，所述刀片机构包括刀片和控制单元，所述刀片位于承载平台表面，所述刀片与控制单元连接，控制单元控制所述刀片沿平行于承载平台表面方向朝向凹槽或远离凹槽可动。

可选的，所述刀片机构还包括：加热单元，所述加热单元与刀片电连接，所述加热单元控制刀片的温度。

可选的，还包括：加热机构，所述加热机构位于承载平台内，凹槽底部暴露出加热机构表面。

可选的，还包括：可盖合于承载平台表面的密封盖，当所述密封盖盖合于所述承载平台表面时，所述密封盖与所述凹槽构成密封腔。

可选的，还包括：所述加热机构固定于所述密封盖顶部的内表面，且所述加热机构朝向承载平台。

可选的，还包括：位于密封盖侧壁的抽气机构，用于抽取所述密封腔内的气体。

可选的，还包括：位于承载平台内的升降机构，所述升降机构位于加热机构底部，所述升降机构带动所述加热机构沿垂直于承载平台所在的方向运动。

可选的，所述承载平台包括：位于所述凹槽底部的底板以及位于底板表面的移动侧板，所述移动侧板可沿平行于底板表面的方向移动。

可选的，所述升降机构还包括：位于升降机构内的旋转单元，所述旋转单元位于加热机构底部，所述旋转单元带动所述加热机构沿平行于承载平台表面的方向运动。

可选的，所述刀片的厚度为0.2mm～0.4mm。

与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有以下有益效果：

本实用新型技术方案提供的去除封装结构散热盖的装置中，所述刀片沿平行于承载平台表面方向朝向凹槽或远离凹槽可动，则刀片能提供平行于承载平台表面的切割力。将封装结构放置在凹槽内后，刀片机构提供平行于承载平台表面且朝向凹槽的切割力分离封装结构的散热盖与基板，刀片的移动距离、速度可通过控制单元调节，能在保证封装结构性能的情况下，分离散热盖与基板。去除散热盖的过程通过机械化完成，省时省力，且安全性高。

进一步，加热单元加热刀片，使得刀片在切割时受到的阻力减少，减少对封装结构的影响。

进一步，抽气机构将密封盖和承载平台形成的空间内的有害气体实时抽离，减少对操作人员造成安全隐患。

附图说明

图1至图3是一种去除封装结构散热盖的过程的结构示意图；

图4和图5是本实用新型一实施例中去除封装结构散热盖的装置的结构示意图；

图6是图4中刀片机构的结构示意图；

图7和图8是本实用新型另一实施例中去除封装结构散热盖的装置的结构示意图；

图9和图10是本实用新型又一实施例中去除封装结构散热盖的装置的结构示意图；

图11是一种封装结构的结构示意图；

图12是本实用新型一实施例中去除封装结构散热盖的装置的工作过程的结构示意图；

图13是本实用新型另一实施例中去除封装结构散热盖的装置的工作过程的结构示意图；

图14是本实用新型又一实施例中去除封装结构散热盖的装置的工作过程的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述，现有技术的去除封装结构散热盖的方法安全性较差。

图1至图3是一种去除封装结构散热盖的过程的结构示意图。

参考图1和图2，图1是一种封装结构的俯视图，图2是图1中沿切割线A-A1的截面图，提供封装结构，所述封装结构包括：衬底100、半导体芯片101、第二芯片103和散热盖120，所述半导体芯片101和第二芯片103固定连接在衬底100上，所述散热盖120包括顶面和侧板，散热盖120顶面与半导体芯片101顶部通过导热层102连接，所述衬底100与散热盖120侧板通过连接层110相连接，且所述散热盖120侧板包围半导体芯片101；提供刀片130；将刀片130插入连接层110中。

参考图3，提供加热机构140；使得封装结构的散热盖120与加热机构140相接触；开启加热机构，使得导热层102熔化，将散热盖120与衬底100分离。

电性失效分析过程中，需要分离封装结构的散热盖120与衬底100。上述去除封装结构散热盖的方法中，将刀片130插入连接层110中的过程需要人工完成，这个过程费时费力，操作人员容易割伤手，且需要控制刀片130的插入深度，避免损伤封装结构内元件，影响后续电性失效分析。同时，插入刀片130过程中，导热层102没有熔化，半导体芯片101的材料包括硅片，半导体芯片101的硅片和散热盖120通过导热层102连接，插入刀片130时施加的力会使得半导体芯片101的硅片受到机械应力，容易造成半导体芯片101的硅片发生脆性碎裂，从而导致封装结构的性能较差。

本实用新型提供的去除封装结构散热盖的装置中，所述刀片沿平行于承载平台表面方向朝向凹槽或远离凹槽可动，提供平行于承载平台表面的切割力，分离散热盖与基板，刀片的移动距离、速度可通过控制单元调节，能在保证封装结构性能完好的情况下，分离散热盖与基板。去除散热盖的过程通过机械化完成，省时省力，且安全性高。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

图4和图5是本实用新型一实施例中去除封装结构散热盖的装置的结构示意图。

一种去除封装结构散热盖的装置，参考图4和图5，图5是沿图4中切割面a1的剖面示意图，包括：承载平台300，所述承载平台300内具有凹槽301；刀片机构320，所述刀片机构320包括刀片321和控制单元322，所述刀片321位于承载平台300表面，所述刀片321与控制单元322连接，控制单元322控制所述刀片321沿平行于承载平台300表面方向朝向凹槽301或远离凹槽301可动。

所述承载平台300用于提供工作平台。

所述凹槽301用于承载封装结构，所述凹槽301用于承载封装结构且部分封装结构突出于所述承载平台300表面，所述封装结构包括基板和固定于所述基板上的散热盖，基板与散热盖之间通过连接层固定连接。

所述凹槽301沿承载平台300所在表面的截面形状根据封装结构的形状决定。

所述凹槽301沿承载平台300所在表面的截面形状可以为长方形，正方形，圆形，六边形等任意形状。

本实施例中，所述凹槽301沿承载平台300所在表面的截面形状为正方形。

沿平行于承载平台300表面的方向上，所述凹槽301的尺寸大于等于所述封装结构的尺寸。

所述凹槽301的深度小于封装结构的厚度，保证承载平台暴露出部分封装结构。

所述凹槽301用于固定封装结构，所述沿承载平台300表面方向凹槽301的尺寸大于等于所述封装结构的尺寸，以便容纳封装结构，为后续刀片机构作用提供稳定的环境。

当所述基板朝向所述凹槽301放置时，至少所述散热盖和连接层突出于所述承载平台300表面；当所述散热盖朝向所述凹槽301放置时，至少所述基板和连接层突出于所述承载平台300表面。

本实施例中，去除封装结构散热盖的装置还包括：加热机构310，用于提供热能。

所述加热机构用于加热散热盖。

在一实施例中，去除封装结构散热盖的装置不包括加热机构。

在一实施例中，所述加热机构310位于承载平台300内，凹槽301底部暴露出加热机构310表面。

去除封装结构散热盖的装置还包括：可盖合于承载平台300表面的密封盖330，当所述密封盖330盖合于所述承载平台300表面时，所述密封盖330与所述凹槽301构成密封腔。

去除封装结构散热盖的装置还包括：位于密封盖330侧壁的抽气机构340，用于抽取所述密封腔内的气体。

本实施例中，去除封装结构散热盖的过程中，所述封装结构的散热盖位于凹槽301内，所述基板和连接层突出于所述承载平台300表面，所述散热盖与加热机构相接触。

所述刀片机构320的刀片321与连接层相接触，刀片机构320提供平行于承载平台300表面且朝向凹槽301的切割力分离封装结构的散热盖与基板，刀321片的移动距离、速度可通过控制单元322调节，能在保证封装结构性能的情况下，分离散热盖与基板。去除散热盖的过程通过机械化完成，省时省力，且安全性高。

抽气机构340将密封盖330和承载平台300形成的空间内的有害气体实时抽离，减少对操作人员造成安全隐患。

参考图6，图6为图4中刀片机构320的结构示意图。

所述刀片机构320包括刀片321和控制单元322。

所述刀片321的材料包括：铁、或者不锈钢。

本实施例中，所述刀片321的厚度为0.2mm～0.4mm。

所述刀片321的厚度小于连接层的厚度。

所述控制单元322为刀片321提供沿承载平台300表面的推力，使得所述刀片321可沿承载平台300表面向凹槽301移动，可以提供平行于承载平台300表面的切割力。

所述刀片321对凸出于承载平台300表面的连接层施加平行于承载平台300表面的切割力，使散热盖与基板相互分离。

本实施例中，所述刀片机构320还包括：加热单元323，用于对刀片321加热，所述加热单元323与刀片321电连接，所述加热单元323控制刀片321的温度。

加热单元323将刀片321加热后，后续刀片321与连接层接触时，刀片321的热能使得连接层熔化，使得刀片321易于切开连接层，从而减少切割连接层时的应力，减小对封装结构的影响，从而提高去除封装结构散热盖时的可靠性。

本实施例中，所述加热单元323为电源。

刀片321本身具有电阻，加热单元323提供电流后，刀片321会发热，从而使得刀片321的温度升高。

加热单元323加热刀片321，使得刀片321在切割连接层时受到的阻力减少，减少对封装结构的影响。

在一实施例中，所述加热单元323与控制单元322电连接，所述控制单元322通过加热单元323控制刀片321的温度。

所述刀片321可以位于凹槽301的一个侧面或者多个侧面。

本实施例中，所述刀片321位于凹槽301的一个侧面。

在一实施例中，所述刀片位于凹槽的两个相对的侧面。

在另一实施例中，所述刀片位于凹槽的所有侧面。

本实用新型另一实施例中去除封装结构散热盖的装置的结构示意图，参考图7和图8，图8是沿图7中切割面a2的剖面示意图；图8中去除封装结构散热盖的装置与图4中去除封装结构散热盖的装置的区别在于升降机构。

图7中，所述去除封装结构散热盖的装置还包括：位于承载平台300内的升降机构350，所述升降机构350位于加热机构310底部，所述升降机构350带动所述加热机构310沿垂直于承载平台300所在的方向运动。

所述升降机构350用于改变凹槽301的深度，以便适用于各种不同厚度的封装结构。

所述承载平台300包括：位于所述凹槽底部的底板以及位于底板表面的移动侧板，所述移动侧板可沿平行于底板表面的方向移动。

改变所述移动侧板在底板表面的位置改变凹槽301的尺寸，以便适用于各种不同尺寸的封装结构。

在一实施例中，所述升降机构350还包括：位于升降机构350内的旋转单元，所述旋转单元位于加热机构310底部，所述旋转单元带动所述加热机构310沿平行于承载平台300表面的方向运动。

本实施例中，去除封装结构散热盖的过程中，所述封装结构的散热盖位于凹槽301内，所述基板和连接层突出于所述承载平台300表面，所述散热盖与加热机构相接触。

本实施例中，所述刀片机构320位于凹槽301的一个侧面。

本实用新型又一实施例中去除封装结构散热盖的装置的结构示意图，参考图9和图10，图10是沿图9中切割面a3的剖面示意图。

图9中去除封装结构散热盖的装置与图4中去除封装结构散热盖的装置的区别在于加热机构的位置。

图9中，所述加热机构410固定于所述密封盖330顶部的内表面，且所述加热机构410朝向承载平台300。

去除封装结构散热盖的过程中，所述封装结构的基板位于凹槽301内，所述散热盖和连接层突出于所述承载平台300表面，所述散热盖与加热机构410相接触，所述刀片321与散热盖相接触。

所述刀片机构320提供沿平行于承载平台300表面方向的切割力，分离散热盖和基板，刀片机构320的移动距离、速度可控制，能在保证封装结构性能完好的情况下，分离散热盖与基板，去除散热盖的过程通过机械化完成，省时省力，且安全性高。

抽气机构340将密封腔内的气体实时抽离，减少对操作人员造成安全隐患。

请参考图11，一种封装结构，所述封装结构包括相互连接的散热盖220和基板200。

所述基板200和所述散热盖220内呈空腔；所述封装结构还包括位于所述空腔内的半导体芯片201，所述半导体芯片201固定于所述基板200上，所述散热盖220包括顶板和与顶板边缘连接的侧板，散热盖220顶板与半导体芯片201顶部表面通过导热层202连接，所述散热盖220侧板通过连接层210与基板200表面相连接，且所述散热盖220的侧板包围所述半导体芯片201。

所述基底200包括器件区和非器件区，所述非器件区包围所述器件区。

将所述半导体芯片201固定连接到基底200器件区。

本实施例中，所述基底200以基板(substrate)作为示例，所述基板例如为PCB板或BT板。

在其它实施例中，所述基底为引线框架(lead frame)。

所述散热盖220的材料为金属材料，所述金属材料包括：铜或铝。

本实施例中，所述散热盖220的材料为铜。

所述散热盖220为金属材料，则所述散热盖220的高温高压等环境不易发生变形，稳定性好。

所述散热盖220侧板的厚度为第一厚度。

所述散热盖220侧板的厚度根据封装结构的设计要求设定。

本实施例中，还包括提供若干第二芯片203，所述第二芯片203包括电容，电阻，电感等元件。

半导体芯片201、第二芯片203以及基板内的集成电路共同作用，实现封装结构的功能。

所述连接层210位于基板200的非器件区。

所述连接层210的材料包括：绝缘胶，例如硅橡胶。

本实施例中，所述连接层210的材料为硅橡胶。

所述导热层202用于将半导体芯片201的热量通过散热盖220传导出去。

在一实施例中，所述导热层202的材料为有机材料，所述导热层的材料包括：导热胶或者导热膏。

所述导热层202的材料为热相变材料，所述导热层202的材料包括：铟、铟合金、锡、锡银合金、锡银铜合金或锡铅合金。

本实施例中，所述导热层202的材料为铟。

所述导热层202的材料为铟，铟具有一定的毒性，加热至熔融时，会有部分铟离子扩散到空气中，因此需要收集有害气体，避免对操作人员造成不利。

本实施例还提供上述一种去除封装结构散热盖的装置的工作方法，包括：

S11：提供上述任意一种去除封装结构散热盖的装置；

S12：提供封装结构，所述封装结构包括基板和固定于所述基板上的散热盖，基板与散热盖之间通过连接层固定连接；

S13：将所述封装结构放入凹槽内，封装结构的连接层突出于所述承载平台表面；

S14：沿平行于承载平台表面所在方向移动刀片机构，使得刀片与凸出于承载平台表面的连接层相接触，且刀片机构对凸出于承载平台表面的连接层施加平行于承载平台表面的切割力，使得散热盖和基板相互分离。

所述去除封装结构散热盖的装置如图4、图7和图9所示，且如上述实施例所述，在此不做赘述。

所述封装结构如图11所示，且如上述实施例所述，在此不做赘述。

图12是本实用新型一实施例中去除封装结构散热盖的装置的工作过程的结构示意图。

图12是图4中去除封装结构散热盖的装置的工作过程的结构示意图。

请参考图12；将所述封装结构放入凹槽301内，连接层210突出于所述承载平台300表面。

所述散热盖220朝向所述凹槽301放置，所述基板200和连接层210突出于所述承载平台300表面。

在一实施例中，所述导热层的材料为有机材料，所述导热层的材料包括：导热胶或者导热膏。所述去除封装结构散热盖的装置不包括加热机构。

所述导热层的材料为导热胶或者导热膏，粘性较低，不需要加热机构加热，刀片机构的切割力可以将散热盖和半导体芯片分离。

所述散热盖220与加热机构310相接触。

将所述封装结构放入凹槽301内后，在刀片321与连接层相接触前，通过加热机构310对封装结构加热，加热到目标温度后，保持目标温度，直至导热层202熔化。

去除封装结构散热盖的装置的工作方法包括：打开密封盖330；打开密封盖330后，将所述封装结构放入凹槽301内；将所述封装结构放入凹槽301内后，关闭密封盖330；关闭密封盖330后，开启加热机构310对封装结构加热，使得导热层202熔化；关闭密封盖330后，开启抽气机构340，抽取密封腔内的气体。

加热机构310为封装结构提供热能，使得导热层202熔化，分离半导体芯片201和散热盖220时较为容易。

本实施例中，所述导热层202的材料为铟，所述导热层202加热至熔融状态，会产生有害气体，所述密封盖330用于形成密封腔，所述抽气机构340将密封腔内的有害气体实时抽离，减少对操作人员造成安全隐患。

接着，导热层202熔化后，开启加热单元323，加热刀片321，使得所述刀片321达到第一温度。

所述第一温度大于连接层材料的熔点，使得连接层呈熔融状态。加热单元323加热刀片321，使得刀片321在切割连接层时受到的阻力减少，减少对封装结构的影响。

本实施例中，所述第一温度的范围为300摄氏度～500摄氏度。

所述连接层的材料为硅橡胶，第一温度大于300摄氏度能使得硅橡胶呈熔融态，第一温度小于500摄氏度，是为了避免温度过高，热量通过散热盖传递到封装结构中，对封装结构造成不利影响。

所述刀片321达到第一温度后，沿平行于承载平台300表面所在方向移动刀片321，使得刀片321与凸出于承载平台300表面的连接层210相接触，且刀片321对凸出于承载平台300表面的连接层210施加平行于承载平台300表面的切割力，分离散热盖220和基板200。

所述刀片321插入到封装结构内的距离大于连接层210沿承载平台300表面的厚度，使得散热盖220与基板200分离。

图13中本实用新型另一实施例中去除封装结构散热盖的装置的工作过程的结构示意图。

图13是图7中去除封装结构散热盖的装置的工作过程的结构示意图。

图13中去除封装结构散热盖的装置还包括：位于承载平台300内的升降机构350，所述升降机构350位于加热机构310底部，所述升降机构350带动所述加热机构310沿垂直于承载平台300所在的方向运动。

所述承载平台300包括位于所述凹槽301底部的底板以及位于底板表面的移动侧板，所述移动侧板可沿平行于底板表面的方向移动。

所述升降机构350还包括：位于升降机构350内的旋转单元，所述旋转单元位于加热机构310底部，所述旋转单元带动所述加热机构310沿平行于承载平台300表面的方向运动。

通过移动侧壁和旋转单元的配合，能够实现封装结构的旋转。

一种去除封装结构散热盖工作的过程为，通过刀片结构320分离封装结构的第一侧面的连接层后，通过所述旋转单元带动加热机构310表面的封装结构旋转，使得封装结构的第二侧面与刀片321的位置相对，移动刀片321，分立封装结构第二侧面的连接层；依次类推，分立封装结构所有侧面的连接层。

本实施例中，封装结构为正方形，具有四个侧面，因此通过旋转单元，转动封装结构，切断封装结构四个侧面的连接层。

图14是本实用新型另一实施例中去除封装结构散热盖的装置的工作过程的结构示意图。

图14是图9中去除封装结构散热盖的装置的工作过程的结构示意图。

请参考图14，将所述封装结构放入凹槽301内，部分封装结构突出于所述承载平台300表面。

所述基板200朝向所述凹槽301放置时，连接层210和散热盖220突出于所述承载平台300表面。

所述散热盖220与加热机构410相接触。

将所述封装结构放入凹槽301内后，通过刀片机构320与凸出于承载平台表面的连接层210相接触前，通过加热机构410对封装结构加热，加热到目标温度后，保持目标温度，直至导热层202熔化。

去除封装结构散热盖的装置的工作方法参考前述实施例所述，在此不做赘述。

采用刀片机构320机械化分离散热盖220与基板200，省时省力，且安全性高。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，包括：

承载平台，所述承载平台内具有凹槽；

刀片机构，所述刀片机构包括刀片和控制单元，所述刀片位于承载平台表面，所述刀片与控制单元连接，控制单元控制所述刀片沿平行于承载平台表面方向朝向凹槽或远离凹槽可动。

2.根据权利要求1所述的去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，所述刀片机构还包括：加热单元，所述加热单元与刀片电连接，所述加热单元控制刀片的温度。

3.根据权利要求1或2所述的去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，还包括：加热机构，所述加热机构位于承载平台内，凹槽底部暴露出加热机构表面。

4.根据权利要求1或2所述的去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，还包括：可盖合于承载平台表面的密封盖，当所述密封盖盖合于所述承载平台表面时，所述密封盖与所述凹槽构成密封腔。

5.根据权利要求4所述的去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，还包括：

加热机构，所述加热机构固定于所述密封盖顶部的内表面，且所述加热机构朝向承载平台。

6.根据权利要求5所述的去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，还包括：

位于密封盖侧壁的抽气机构，用于抽取所述密封腔内的气体。

7.根据权利要求4所述的去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，还包括：

位于承载平台内的升降机构，所述升降机构位于加热机构底部，所述升降机构带动所述加热机构沿垂直于承载平台所在的方向运动。

8.根据权利要求7所述的去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，所述承载平台包括：位于所述凹槽底部的底板以及位于底板表面的移动侧板，所述移动侧板可沿平行于底板表面的方向移动。

9.根据权利要求8所述的去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，所述升降机构还包括：位于升降机构内的旋转单元，所述旋转单元位于加热机构底部，所述旋转单元带动所述加热机构沿平行于承载平台表面的方向运动。

10.根据权利要求1所述的去除封装结构散热盖的装置，其特征在于，所述刀片的厚度为0.2mm～0.4mm。