CN219260176U - 一种高效的半导体封装镀膜系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高效的半导体封装镀膜系统，属于真空镀膜设备技术领域。本实用新型包括装卸站、进出片室、搬送室、基片架、机械手、制程室以及阴极系统。其中，制程室圆筒状设计，制程室的中央安装有可旋转的伞架，制程室的壁上设有可旋转的阴极系统与深冷系统、ICP离子源、温度计、气体系统。本实用新型的制程室采用圆筒室设计，制程室内部设有快速旋转的伞架，制程室侧壁采用深冷系统有效地吸收溅射时的热量，解决了冷却与溅射连续性问题，提高镀膜效率；采用旋转式镀膜，有效节省靶材损耗；采用可旋转的阴极系统保证EMI元器件产品侧面与正面的膜厚均匀，膜厚均匀性在±3％，使得EMI屏蔽效率最优化。
Description
技术领域
本实用新型属于真空镀膜设备技术领域，尤其涉及一种高效的半导体封装镀膜系统。
背景技术
目前，Inline式镀膜机生产EMI屏蔽层采用通过式镀膜，溅射温度太高，采用多阴极多制程设备成本太高，不现实。为了低温镀膜，一般采用往返式镀膜，往返镀膜溅射与冷却轮换作业，可以实现低温镀膜，但设备成本和生产成本高，效率较低。往返式镀膜的制程温度控制60℃附近，考虑IC性能，制程温度进一步降低，成本压力加大。为此，提出一种高效的半导体封装镀膜系统，解决现有镀膜设备镀膜温度过高，冷却速度慢、体积过大以及能耗过高等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高效的半导体封装镀膜系统，旨在解决所述背景技术中现有镀膜设备镀膜温度过高，冷却速度慢、体积过大以及能耗过高等问题。为实现所述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种高效的半导体封装镀膜系统，包括装卸站、进出片室、搬送室、基片架、机械手、制程室以及阴极系统、真空系统、传感系统，其中，制程室圆筒状设计，制程室的中央安装有可旋转的伞架，制程室的壁上设有可旋转的阴极系统与深冷系统、ICP离子源、温度计、气体系统。该方案通过深冷系统对镀膜过程进行降温，采用可旋转的阴极系统保证EMI元器件产品侧面与正面的膜厚均匀，EMI屏蔽效率最优化，相比现有的双腔结构立式设计、偏向磁控旋转靶设计的镀膜方案，本方案结构更加紧凑，体积更小能耗更低，并且有效保证镀膜温度在50℃以下。
对前述方案的进一步描述，机械手安装在搬送室内，将基片治具在伞架与基片架之间交换，可同时将镀膜好的基片治具拆下，同时将未加工的基片治具搬运到伞架上，有效提高加工效率。
更优的是，搬送室两侧通过阀门与进出片室连接，两个进出片室与搬送室对接，进一步提高加工效率。进出片室通过阀门与装卸站连接。
对前述方案的进一步描述，进出片室、搬送室内均设有真空计、光电传感器，工作时真空计实时监测进出片室、搬送室的真空度，光电传感器监测基片治具架位置，真空系统与进出片室、搬送室连接，以抽取进出片室、搬送室的气体。
对前述方案的进一步描述，制程室内还设有真空计、电源、光电传感器，真空系统、传感系统与制程室连接，实时监测制程室内的温度、真空度、位置等，形成闭环设计。
更优的是，制程室的侧壁设有分子泵，提高制程室的真空度。
进一步的，深冷系统在制程室内布置深冷盘管，深冷盘管通过深冷泵冷媒在管道里循环使腔室的盆管快速降温，让在腔室里的水汽分子在低温盘管表面上凝结，从而达到捕集水汽、降低镀膜腔室温度的目的，保证腔室镀膜温度在50℃以下；
进一步的，ICP离子源使用RF电源与气体产生感应电感耦合等离子体，对EMI元器件产品表面进行能量清扫，以便镀膜时增加EMI元器件产品的附着性。
与现有技术相比：
1、本实用新型的制程室采用圆筒室设计，制程室内部设有快速旋转的伞架，基片通过基片治具安装在伞架上，伞架的快速旋转使得基片循环通过阴极时沉积膜层后冷却，采用深冷系统有效地吸收溅射时的热量，解决了冷却与溅射连续性问题，提高镀膜效率；
2、采用旋转式镀膜，靶材材料基本用到产品上，有效节省靶材损耗；
3、采用可旋转的阴极系统保证EMI元器件产品侧面与正面的膜厚均匀，膜厚均匀性在±3％，使得EMI屏蔽效率最优化。
本实用新型有效解决现有镀膜设备镀膜温度过高，冷却速度慢、体积过大以及能耗过高等问题，整体结构紧凑、生产成本低。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的原理示意图；
图2为本实用新型实施例提供的工作流程示意图。
其中，图中各附图标记：
1、装卸站；2、进出片室；21、阀门；3、搬送室；4、基片架；5、基片治具；6、机械手；7、制程室；8、伞架；9、阴极系统；10、深冷系统；11、分子泵；12、ICP离子源；13、温度计。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解得更加透彻全面。
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案做进一步详细的说明。
本申请提供一种高效的半导体封装镀膜系统，如图1所示，其中，制程室7采用圆筒状设计，制程室7的中央安装有高速旋转的伞架8，制程室7的壁上设有可旋转的阴极系统9与深冷系统10、ICP离子源12、温度计13、气体系统。机械手6安装在搬送室3内，将基片治具5在伞架8与基片架4之间交换，可同时将镀膜好的基片治具5拆下，同时将未加工的基片治具5搬运到伞架8上。进出片室2、搬送室3内均设有真空计、光电传感器，工作时真空计实时监测进出片室2、搬送室3的真空度，光电传感器监测基片治具5架位置，真空系统与进出片室2、搬送室3连接，以抽取进出片室2、搬送室3的气体。制程室7内还设有真空计、电源、光电传感器，真空系统、传感系统与制程室7连接，实时监测制程室7内的温度、真空度、位置等，形成闭环设计。深冷系统10在制程室7内布置深冷盘管，深冷盘管通过深冷泵冷媒在管道里循环使腔室的盆管快速降温，让在腔室里的水汽分子在低温盘管表面上凝结，从而达到捕集水汽、降低镀膜腔室温度的目的，保证腔室镀膜温度在50℃以下。通过深冷系统10对镀膜过程进行降温，采用可旋转的阴极系统9保证EMI元器件产品侧面与正面的膜厚均匀，EMI屏蔽效率最优化。ICP离子源12使用RF电源与气体产生感应电感耦合等离子体，对EMI元器件产品表面进行能量清扫，以便镀膜时增加EMI元器件产品的附着性。
在本申请的另一实施例中，搬送室3的两侧通过阀门21与进出片室2连接，两个进出片室2与搬送室3对接，进一步提高加工效率。
在本申请的另一实施例中，制程室7的侧壁设有分子泵11，提高制程室7的真空度。
在本申请的另一实施例中，温度计13采用红外温度传感器，红外温度传感器不仅可以实时监视镀膜基片表面温度，还可以控制制程温度，当制程温度高于目标温度时制程镀膜停止进入冷却状态，当温度下降到目标温度以下，镀膜启动继续镀膜。
为了进一步了解本申请，下面对生产过程进一步描述。
如图2所示，在生产过程中，工人将基片安装在基片治具5上，然后将基片治具5安装在基片架4上，基片架4从装卸站1搬运进出片室2，阀门21关闭，真空系统对进出片室2进行抽气。进出片室2排气完成，基片架4进入搬送室3，机械手6将基片架4与伞架8进行基片治具5交换，将镀膜完成的基片连同基片治具5取下放到基片架4上，未镀膜的基片连同基片治具5挂到伞架8上。交换完成后制程腔室对基片进行膜层溅射镀膜，镀膜前ICP离子源12使用RF电源与气体产生感应电感耦合等离子体，对EMI元器件产品表面进行能量清扫，以便镀膜时增加EMI元器件产品的附着性。镀膜时，伞架8带动基片快速旋转，深冷系统10快速降温，且阴极系统9在溅射过程中旋转角度，保证EMI元器件产品侧面与正面的膜厚均匀。镀膜完成后，基片治具5依次搬出搬送室3、进出片室2，回到装卸站1进行镀膜基片交换。
综上所述，本实用新型的制程室7采用圆筒室设计，制程室7内部设有快速旋转的伞架8，基片通过基片治具5安装在伞架8上，伞架8的快速旋转使得基片循环通过阴极时沉积膜层后冷却，采用深冷系统10有效地吸收溅射时的热量，解决了冷却与溅射连续性问题，提高镀膜效率；旋转式镀膜，靶材材料基本用到产品上，有效节省靶材损耗；采用可旋转的阴极系统9保证EMI元器件产品侧面与正面的膜厚均匀，膜厚均匀性在±3％，使得EMI屏蔽效率最优化。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (8)
1.一种高效的半导体封装镀膜系统，包括装卸站(1)、进出片室(2)、搬送室(3)、基片架(4)、机械手(6)、制程室(7)以及阴极系统(9)、真空系统、传感系统，其特征在于：所述制程室(7)圆筒状设计，所述制程室(7)的中央安装有可旋转的伞架(8)，所述制程室(7)的壁上设有可旋转的阴极系统(9)与深冷系统(10)、ICP离子源(12)、温度计(13)、气体系统。
2.根据权利要求1所述的一种高效的半导体封装镀膜系统，其特征在于：所述机械手(6)安装在搬送室(3)内，将基片治具(5)在伞架(8)与基片架(4)之间交换。
3.根据权利要求2所述的一种高效的半导体封装镀膜系统，其特征在于：所述搬送室(3)两侧通过阀门(21)与进出片室(2)连接，所述进出片室(2)通过阀门(21)与装卸站(1)连接。
4.根据权利要求3所述的一种高效的半导体封装镀膜系统，其特征在于：所述进出片室(2)、搬送室(3)内均设有真空计、光电传感器，所述真空系统与进出片室(2)、搬送室(3)连接。
5.根据权利要求1所述的一种高效的半导体封装镀膜系统，其特征在于：所述制程室(7)内还设有真空计、电源、光电传感器，所述真空系统、传感系统与制程室(7)连接。
6.根据权利要求5所述的一种高效的半导体封装镀膜系统，其特征在于：所述制程室(7)的侧壁设有分子泵(11)。
7.根据权利要求1所述的一种高效的半导体封装镀膜系统，其特征在于：所述深冷系统(10)在制程室(7)内布置深冷盘管，所述深冷盘管通过深冷泵冷媒在管道里循环使腔室的盆管快速降温。
8.根据权利要求1所述的一种高效的半导体封装镀膜系统，其特征在于：所述ICP离子源(12)使用RF电源与气体产生感应电感耦合等离子体，对EMI元器件产品表面进行能量清扫。
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