超聲波去氣機的製作方法

2023-12-06 14:41:41

專利名稱：超聲波去氣機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及集成電路，進一步來說，涉及半導體集成電路晶片封裝，尤其涉及半導體集成電路晶片的粘接。
背景技術：
半導體集成電路晶片粘接除確保鍵合工序能夠正常鍵合外，最主要的是考慮晶片粘接(合金焊)後的剪切強度和空洞。晶片粘接質量將直接影響晶片剪切強度，以及器件的耐機械衝擊、耐振動、耐離心加速度的能力。若空洞面積大(50%以上)，附著力低，在進行上述試驗時導致晶片脫落，造成器件致命性失效；空洞過大將造成鍵合時晶片破裂，合格率低，特別是在晶片面積大於3X3mm2時。原有的合金焊工藝是將銀錫焊片浸潤助焊劑後放入管座內，再放入需合金焊的芯 片，並調整其位置，再將已放入銀錫焊片和晶片的管座移到加熱臺中燒焊(合金焊)，待銀錫焊片完全熔化後在晶片四周能觀察到銀錫漿料，並用鑷子輕壓晶片，讓銀錫漿料溢滿晶片四周，將管座移出加熱臺，合金焊過程完成。原有工藝技術存在以下缺陷①合金焊後晶片剪切強度不均勻；②空洞面積大(大於50%) 鑷子壓晶片易造成晶片炸裂；④晶片表面易受鑷子上的助焊劑和焊料(銀錫)汙染；⑤助焊劑和焊料(銀錫)在後續工序清洗時困難，不易去除。經檢索，尚無涉及超聲波去氣機的中國專利申請件。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種超聲波去氣機，以解決晶片剪切強度、空洞面積、晶片易炸裂、晶片表面易受汙染和後續工序清洗的種種缺陷。設計人提供的超聲波去氣機，由工作檯、託盆、超聲波發生器、加熱臺支架、加熱臺、體視顯微鏡、電源及溫度控制器、計算機組成，其中，工作檯臺板上方放置體視顯微鏡和計算機的顯示器，臺板中央開有一個長方形孔，孔中安置託盆，託盆上放置超聲波發生器，超聲波發生器中又放置換能器支架，加熱臺放置於換能器支架上；臺板的反面還安裝有電源及溫度控制器；計算機主機放置在工作檯臺板底下；電源及溫度控制器通過導線與加熱臺、超聲波發生器、體視顯微鏡、計算機主機連接，計算機主機與顯示器有數據線連接。上述託盆用螺絲釘固定在臺板的底面、中央開孔的下方。上述電源及溫度控制器有電源開關、指示燈和溫度控制旋鈕。上述體視顯微鏡的鏡頭對準加熱臺，便於觀察合金焊。超聲波去氣機的使用方法是準備管座、晶片；開啟超聲波去氣機電源及溫度控制器和計算機電源；之後設置銀錫焊片所需要的溫度值，並恆溫；將管座放在加熱臺上，把銀錫焊片放在管座的中間燒熔；塗除氧化劑(助焊劑)，並把晶片放在銀錫焊片中間，校正位置；啟動超聲波發生器，進行晶片燒焊。本實用新型的工作原理是利用晶片的自身質量向下產生的重力和超聲波振蕩產生的摩擦運動，在超聲波和晶片所產生的重力的作用下，以及焊料中金屬離子的相互作用，去除合金焊時產生的氣體，並通過計算機與視頻顯微鏡連接對合金焊過程中產生的氣泡溢出的現象進行時時監控，達到增加晶片的附著力和去除空洞的目的。用本實用新型的超聲波去氣機燒焊的集成電路晶片剪切強度均勻，解決了空洞面積過大的問題，而且能克服晶片易炸裂、表面易受汙染和後續工序清洗難的問題，同時方便地觀察合金焊過程中產生的氣泡溢出的現象，對合金焊過程中產生的氣泡溢出進行實時監控。本實用新型結構簡單、使用方便。適用於半導體集成電路晶片的封裝。

圖I為超聲波去氣機結構示意圖。圖中1為工作檯，2為託盆，3為超聲波發生器，4為加熱臺支架，5為加熱臺，6為體視顯微鏡，7為電源及溫度控制器，8為計算機主機，9為顯視器。
具體實施方式
實施例一臺超聲波去氣機，如附圖所示，由工作檯I、託盆2、超聲波發生器3、加熱臺支架4、加熱臺5、體視顯微鏡6、電源及溫度控制器7、計算機組成，其中，工作檯I臺板上方放置體視顯微鏡6和計算機的顯示器9，臺板中央開有一個長方形孔，孔中安置託盆2，託盆2上放置超聲波發生器3，超聲波發生器3中又放置加熱臺支架4，加熱臺5放置於該支架4上；臺板的反面還安裝有電源及溫度控制器7 ;計算機主機8放置在工作檯I臺板底下；電源及溫度控制器7通過導線與加熱臺I、超聲波發生器3、體視顯微鏡6、計算機主機8連接，計算機主機8與顯示器9有數據線連接。託盆2安裝在臺板的反面；電源及溫度控制器7有電源開關、指示燈和溫度控制旋鈕；體視顯微鏡6的鏡頭對準加熱臺5。貴州振華風光半導體有限公司生產的FX2003 (D16S2封裝)高壓達林頓電晶體陣列集成電路，利用超聲波去氣機合金焊後的器件，按產品《詳細規範》進行篩選，隨機抽取篩選後的器件進行X射線照相和剪切強度試驗，剪切強度試驗後晶片殘留，面積均大於85%以上，器件空洞面積過大的問題得到解決，且剪切強度最大值和最小值之比小於3，產品達到GJB548B-2005微電子器件試驗方法和程序中規定的SI級以上質量水平和用戶的使用要求。其工藝過程如下I. D16S2 管座、FX2003 晶片準備；2.開啟超聲波去氣機電源及溫控器7和計算機8電源；3.設置銀錫焊片所需要的溫度值，並恆溫；4.將D16S2管座放在加熱臺5上，把銀錫焊片放在D16S2的中間燒熔；5.塗除氧化劑(助焊劑)，並把晶片放在銀錫焊片中間，校正位置；6.啟動超聲波發生器3，並計時30秒，取下即完成燒焊。結果徹底解決了晶片剪切強度、空洞面積、晶片易炸裂、晶片表面易受汙染和後續工序清洗困難的種種不足，工藝過程簡單。
權利要求1.一種超聲波去氣機，其特徵在於它由工作檯(I)、託盆(2)、超聲波發生器(3)、加熱臺支架(4)、加熱臺(5)、體視顯微鏡(6)、電源及溫度控制器(7)、計算機組成；其中，工作檯(I)臺板上方放置體視顯微鏡(6)和計算機的顯示器(9)，臺板中央開有ー個長方形孔，孔中安置託盆(2)，託盆(2)上放置超聲波發生器(3)，超聲波發生器(3)中又放置加熱臺支架(4)，加熱臺(5)放置於該支架(4)上；臺板的反面還安裝有電源及溫度控制器(7);計算機主機(8)放置在工作檯(I)臺板底下；電源及溫度控制器(7)通過導線與加熱臺(I)、超聲波發生器(3)、體視顯微鏡￠)、計算機主機(8)連接，計算機主機(8)與顯示器(9)有數據線連接。
2.按照權利要求I所述的超聲波去氣機，其特徵在於所述託盆(2)用螺絲釘固定在臺板的底面、中央開孔的下方。
3.按照權利要求I所述的超聲波去氣機，其特徵在於所述電源及溫度控制器(7)有電 源開關、指示燈和溫度控制旋鈕。
4.按照權利要求I所述的超聲波去氣機，其特徵在於所述體視顯微鏡(6)的鏡頭對準加熱臺(5)。
專利摘要一種超聲波去氣機，由工作檯(1)、託盆(2)、超聲波發生器(3)、加熱臺支架(4)、加熱臺(5)、體視顯微鏡(6)、電源及溫度控制器(7)、計算機組成；其中，工作檯(1)上方放置體視顯微鏡(6)和顯示器(9)，板中央開有一孔，孔中安置託盆(2)，託盆(2)上放置超聲波發生器(3)，超聲波發生器(3)中又放置加熱臺支架(4)和加熱臺(5)；反面還安裝有電源及溫度控制器(7)；計算機主機(8)放置在工作檯(1)臺板底下；電源及溫度控制器(7)通過導線與加熱臺(1)、超聲波發生器(3)、體視顯微鏡(6)、計算機主機(8)連接。本實用新型燒焊的集成電路晶片剪切強度均勻，解決了空洞面積過大的問題，能克服晶片易炸裂、表面易受汙染和後續工序清洗難。結構簡單、使用方便。適用於半導體集成電路晶片的製造。
文檔編號B23K1/06GK202539739SQ20122012091
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月28日 優先權日2012年3月28日
發明者馮雲, 馮大發, 劉永鵬, 呂家權, 周恆 , 尹國平, 張玉剛, 楊成剛, 聶平建, 胡銳, 蘇貴東, 蔡景洋, 連雲剛, 高鵬, 黃成高 申請人:貴州振華風光半導體有限公司