CN220514629U - 一种全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置，属于半导体芯片注胶技术领域，包括工作台；下模具，下模具安装在工作台上，用于放置芯片，下模具的两侧还分别设有用于供胶液进入的进胶系统和用于供胶液排出的出胶系统；上模具，上模具可升降的安装在工作台上，上模具位于下模具的正上方；本实用新型可以适应于不同规格的半导体芯片台面硅橡胶保护工艺，本实用新型目前可应用于各种规格芯片上，可以完全解决以前半自动涂覆胶液不均匀、台面保护精度不够的问题，在很大程度上提高了芯片成品后的阻断电压，提高产品的使用可靠性，适应批量化工艺生产，使用效果良好，此装置还可应用于其他电力半导体器件注胶保护工艺上。

Description

一种全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置

技术领域

本实用新型涉及半导体芯片注胶技术领域，具体涉及一种全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置。

背景技术

目前国内市场大功率半导体芯片在工艺生产过程中都需要用硅橡胶进行台面保护。目前工艺上使用的注胶设备未能实现全自动化，它的主要工作方式是芯片放在载片盘内自动旋转，操作人员手持硅橡胶注胶喷头对准芯片台面完成注胶。首先，这种传统的注胶设备，对操作人员要求较高，操作人员很难达到一致性、重复性，工艺合格率低、返工率高，不适应批量生产。其次，目前在对半导体芯片注胶时，还存在胶内气孔、及硅胶未注满的情况，影响芯片台面的绝缘能力。

实用新型内容

本实用新型提供一种全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置，以解决现有技术中半导体芯片注胶存在胶内气孔、硅胶未注满的情况，进而影响芯片台面的绝缘能力的技术问题。

为解决上述问题，本实用新型提供的全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置采用如下技术方案：包括工作台；下模具，下模具安装在工作台上，用于放置芯片，下模具的两侧还分别设有用于供胶液进入的进胶系统和用于供胶液排出的出胶系统；

上模具，上模具可升降的安装在工作台上，上模具位于下模具的正上方；上模具在其升降行程上具有取料位和工作位，处于工作位的上模具与下模具贴合，形成注胶腔并对芯片固定，使胶液从进胶系统进入注胶腔，并在填充满注胶腔后从出胶系统排出，完成注胶；处于取料位的上模具与下模具分离，以便取出注胶后的芯片。

作为进一步地改进，所述下模具可拆卸连接有下加热机构，所述上模具可拆卸连接有上加热机构，上加热机构和下加热机构用于对硅胶加热固化。

作为进一步地改进，所述下加热机构连接有安装在工作台上的下冷却机构，所述上加热机构连接有上冷却机构，以避免高温传递至工作台而烫伤操作人员。

作为进一步地改进，所述工作上安装有支撑机构，支撑机构上安装有升降机构，所述升降机构与上冷却机构连接以驱动上模具升降。

作为进一步地改进，所述上冷却机构连接有沿竖直方向设置的导向柱，所述支撑机构上开设有与导向柱配合的导向孔，以防止上模具偏移；

所述上模具的圆心还安装有红外线灯，所述下模具的圆心设有十字标记，以便判断上模具与下模具是否对齐。

作为进一步地改进，所述进胶系统通过管道与储胶罐连接，储胶罐的排胶口设置在储胶罐下方，避免大量胶液低于排胶口，有利于胶液的排出。

作为进一步地改进，所述储胶罐上方设有罐盖，罐盖上设有氮气阀和真空阀；真空阀开启时，氮气阀关闭，通过抽真空将胶液内的空气排出；氮气阀开启时，真空阀关闭，对储胶罐加压以便芯片注胶。

作为进一步地改进，所述罐盖与储胶罐之间设有密封圈，以提高储胶罐的密闭性。

作为进一步地改进，所述工作台上安装有回收罐，回收罐与所述出胶系统连接，以便回收多余胶液，避免造成浪费。

作为进一步地改进，所述储胶罐底部设有电子秤，通过监测储胶罐重量以判断剩余胶液。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

1、储胶罐的罐盖上设有氮气阀和真空阀，通过抽真空的方式，排出胶液中的空气，以防止出现胶内气孔，影响芯片台面的绝缘能力。

2、为了确保硅胶注满注胶腔，胶液从出胶系统流出三秒后，才会关闭控制胶液流通的气动阀，因此本实用新型还设置了用于收集多余硅胶的回收罐。从而实现了既能确保硅胶注满，确保产品质量，同时又能避免产生浪费，节省用料。

3、本实用新型可以适应于不同规格的半导体芯片台面硅橡胶保护工艺，本实用新型目前可应用于各种规格芯片上，可以完全解决以前半自动涂覆胶液不均匀、台面保护精度不够的问题，在很大程度上提高了芯片成品后的阻断电压，提高产品的使用可靠性，适应批量化工艺生产，使用效果良好，此装置还可应用于其他电力半导体器件注胶保护工艺上。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1为本实用新型全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置的结构示意图；

图2为本实用新型图1的结构示意图；

图3为本实用新型全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置的储胶罐的结构示意图。

附图标记说明：

1、支撑机构；2、导向柱；3、上冷却机构；4、上加热机构；5、上模具；6、下模具；7、进胶系统；8、回收罐；9、下冷却机构；10、下加热机构；11、出胶系统；12、人机操作界面；13、升降机构；14、电气控制系统；15、工作台；16、真空阀；17、储胶罐；18、胶液；19、排胶口；20、氮气阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本领域技术人员应知，下面所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

现有技术中，传统的注胶设备，对操作人员要求较高，操作人员很难达到一致性、重复性，工艺合格率低、返工率高，不适应批量生产；其次，目前在对半导体芯片注胶时，还存在胶内气孔、及硅胶未注满的情况，影响芯片台面的绝缘能力。

针对上述问题，本实用新型设计了自动化涂胶的设备，并针对胶内气孔的问题，在储胶罐设置了真空阀，对储胶罐抽真空以除去胶液中的空气。为确保胶液注满，胶液从出胶系统流出三秒后，才会关闭控制胶液流通的气动阀，同时还设置了用于收集多余硅胶的回收罐。从而实现了既能确保硅胶注满，确保产品质量，同时又能避免产生浪费，节省用料。

工艺开始前，打开储胶罐的罐盖，加入三分之二的胶液，检查密封圈后盖好罐盖，关闭氮气阀门，打开真空阀，给储胶罐抽30分钟真空，确保胶液内的空气都被抽走。再关闭真空阀，打开氮气阀，罐内氮气压力达到0.6MP。将要参与工艺所对应的上、下模具安装就位，此时工艺前准备工作结束，待上、下模具温度升至工艺要求的温度时，再开始工艺。

被注胶芯片通过工装夹具放置下模具内（下模具固定不动），上模具在升降机构的作用向下运动与下模具咬合，且夹住芯片，再通过注胶系统从下模具旁的进胶系统处注胶，待胶量饱满且残余的胶液从出胶系统流出三秒后，进胶系统和出胶系统的气动阀关闭，此时上、下模具在加热机构的作用下对硅胶进行固化，待固化结束后上模具自动抬起，注胶结束，用真空吸笔将芯片从下模具内取出。整个过程全部通过电气控制系统来发号指令，由PLC控制各个气路阀的开关，自动完成。

在介绍了本实用新型的基本原理之后，下面具体介绍本实用新型的各种非限制性实施方式。附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。

下面参考本实用新型的若干代表性实施方式，详细阐释本实用新型的原理和精神。

本实用新型所提供的全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置的实施例1：

如图1至图3所示，包括工作台15，工作台15上安装有下冷却机构9，下冷却机构9上安装有下加热机构10，下加热机构10上安装有下模具6。下冷却机构9为水冷盘，水冷盘主要用于隔热，避免下加热机构10的热量传递至工作台15，防止烫伤工作人员；下加热机构10用于加热下模具6，加速胶液固化；下模具6用于放置芯片，下模具6的两侧还分别设有用于供胶液进入的进胶系统7和用于供胶液排出的出胶系统11，进胶系统7包括进胶口和气动阀，气动阀用于控制进胶口的启闭，出胶系统11的结构与进胶系统7相同。

如图1和图2所示，工作台15上安装有L形的支撑机构1，支撑机构1上安装有升降机构13，本实施例中，升降机构13为升降气缸，升降气缸底部的伸缩轴上连接有上冷却机构3，上冷却机构3同样为冷却盘，上冷却机构3的底部安装有上加热机构4，上加热机构4的底部安装有上模具5。上冷却机构3、上加热机构4的作用与下冷却机构9、下加热机构10的作用相同，上模具5与下模具6配合，上、下模具6咬合后可对芯片进行固定，上、下模具6咬合后，形成注胶腔，胶液从进胶系统7进入注胶腔，并在填充满注胶腔后从出胶系统11排出。

如图2所示，上冷却机构3上还安装有竖直设置的导向柱2，支撑机构1上开设有与导向柱2配合的导向孔，防止在升降过程中，上模具5偏移。

如图1和图3所示，进胶系统7通过管道连接有储胶罐17，储胶罐17的排胶口19设置在储胶罐17下方，避免大量胶液低于排胶口19，有利于胶液的排出。储胶罐17上方设有罐盖，罐盖与储胶罐17之间设有密封圈，以提高储胶罐17的密闭性。罐盖上设有氮气阀20和真空阀16；真空阀16开启时，氮气阀20关闭，通过抽真空将胶液内的空气排出；氮气阀20开启时，真空阀16关闭，对储胶罐17加压以便芯片注胶。

如图1所示，在工作台15上还设置了回收罐8，回收罐8与出胶系统11连接，溢出的多余胶液流入回收罐8，可二次利用，避免产生胶液浪费的情况。

电气控制系统14、人机操作界面12等均为现有技术，在此不再赘述，本实施例中，人机操作界面12安装在支撑机构1上，方便操作。

本实用新型所提供的全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置的实施例2：

其与实施例1的区别主要在于：

在本实施例中，上模具的圆心还安装有红外线灯，下模具的圆心设有十字标记，红外线灯照在十字标记内，则视为上、下模具同心。

本实用新型所提供的全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置的实施例3：

其与实施例1的区别主要在于：

在本实施例中，储胶罐底部设有电子秤，通过监测储胶罐重量以判断剩余胶液。由于胶液粘稠，无法用传统的连通器观看罐内液位，因此将储胶罐放置在电子秤上，根据重量来判断胶液是否用完，何时加胶。

本实用新型所提供的全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置的实施例4：

其与实施例1的区别主要在于：

在本实施例中，上模具、下模具均是用过螺栓固定在对应的加热机构上，这样方便根据不同规格的芯片调整对应的模具。

本实用新型所提供的全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置的实施例5：

其与实施例1的区别主要在于：

在本实施例中，上、下模具内壁进行镀铬涂层处理，避免脱模时硅橡胶与模具粘连太紧而损坏已成型的胶圈。

虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求保护范围内的模块组成、等同或替代方案。

Claims (10)

1.一种全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置，其特征在于，包括：

工作台（15）；

下模具（6），下模具（6）安装在工作台（15）上，用于放置芯片，下模具（6）的两侧还分别设有用于供胶液进入的进胶系统（7）和用于供胶液排出的出胶系统（11）；

上模具（5），上模具（5）可升降的安装在工作台（15）上，上模具（5）位于下模具（6）的正上方；上模具（5）在其升降行程上具有取料位和工作位，处于工作位的上模具（5）与下模具（6）贴合，形成注胶腔并对芯片固定，使胶液从进胶系统（7）进入注胶腔，并在填充满注胶腔后从出胶系统（11）排出，完成注胶；处于取料位的上模具（5）与下模具（6）分离，以便取出注胶后的芯片。

2.根据权利要求1所述的全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置，其特征在于：所述下模具（6）可拆卸连接有下加热机构（10），所述上模具（5）可拆卸连接有上加热机构（4），上加热机构（4）和下加热机构（10）用于对硅胶加热固化。

3.根据权利要求2所述的全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置，其特征在于：所述下加热机构（10）连接有安装在工作台（15）上的下冷却机构（9），所述上加热机构（4）连接有上冷却机构（3），以避免高温传递至工作台（15）而烫伤操作人员。

4.根据权利要求3所述的全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置，其特征在于：所述工作上安装有支撑机构（1），支撑机构（1）上安装有升降机构（13），所述升降机构（13）与上冷却机构（3）连接以驱动上模具（5）升降。

5.根据权利要求4所述的全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置，其特征在于：所述上冷却机构（3）连接有沿竖直方向设置的导向柱（2），所述支撑机构（1）上开设有与导向柱（2）配合的导向孔，以防止上模具（5）偏移；

所述上模具（5）的圆心还安装有红外线灯，所述下模具（6）的圆心设有十字标记，以便判断上模具（5）与下模具（6）是否对齐。

6.根据权利要求1至5任一项所述的全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置，其特征在于：所述进胶系统（7）通过管道与储胶罐连接，储胶罐的排胶口（19）设置在储胶罐下方，避免大量胶液低于排胶口（19），有利于胶液的排出。

7.根据权利要求6所述的全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置，其特征在于：所述储胶罐上方设有罐盖，罐盖上设有氮气阀（20）和真空阀（16）；真空阀（16）开启时，氮气阀（20）关闭，通过抽真空将胶液内的空气排出；氮气阀（20）开启时，真空阀（16）关闭，对储胶罐（17）加压以便芯片注胶。

8.根据权利要求7所述的全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置，其特征在于：所述罐盖与储胶罐（17）之间设有密封圈，以提高储胶罐（17）的密闭性。

9.根据权利要求8所述的全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置，其特征在于：所述工作台（15）上安装有回收罐（8），回收罐（8）与所述出胶系统（11）连接，以便回收多余胶液，避免造成浪费。

10.根据权利要求9所述的全自动电力半导体芯片台面硅橡胶注胶装置，其特征在于：所述储胶罐（17）底部设有电子秤，通过监测储胶罐（17）重量以判断剩余胶液。