CN114453697A - 一种箱体可控气氛共晶装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体封装技术领域，具体的说是一种箱体可控气氛共晶装置，包括装置主体，所述装置主体顶部固定连接有氮气接口和第二真空设备管道接口；所述氮气接口与第二真空设备管道接口之间设置有显微镜支架结构，所述显微镜支架结构前端设置有显微镜；所述装置主体两侧相对称活动连接有预留窗门；所述装置主体前端活动连接有喂料窗；利用抽取箱内空气以及充入氮气的方法，避免箱内因为存在空气导致焊接的原料发生氧化，同时在箱体外部已氧化的焊料也可以通过充入混合气体中存在的氢气进行还原，使得在这种环境下共晶的芯片产品空洞率极低，焊料润湿性好，色泽光亮，无污染，大大提升了成品质量。

Description

一种箱体可控气氛共晶装置及使用方法

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，具体说是一种箱体可控气氛共晶装置及使用方法。

背景技术

在半导体电子封装及微波通信行业里，在基于砷化镓与氮化镓技技术应用背景下，特别是在高频率大功率产品中，核心器件芯片的组装工艺方式质量尤为重要，金锡共晶焊工艺技术，因其金锡合金可焊性好、无污染、高热导率等特点，该工艺技术被广泛用于功率器件的共晶焊接。在现有共晶焊技术中，主要有全自动动共晶机、真空共晶炉、半自动环氧共晶机等设备方式来实现芯片共晶焊。

现有的箱体可控气氛共晶装置主要存在以下缺点：现有的装置对于中小型企业而言的利用率低，且箱体中无法对气体进行有效的控制，会使得焊接过程中材料发生氧化，无法确保产品的共晶质量。

发明内容

针对现有技术中箱体内无法对气体采取有效的控制手段而导致焊接过程材料可能发生氧化的问题，本发明提供了一种箱体可控气氛共晶装置及使用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种箱体可控气氛共晶装置，包括装置主体，所述装置主体后侧设置有电源插口；

所述装置主体顶部固定连接有氮气接口和第二真空设备管道接口；

所述氮气接口与第二真空设备管道接口之间设置有显微镜支架结构，所述显微镜支架结构前端设置有显微镜；

所述装置主体两侧相对称活动连接有预留窗门；

所述装置主体前端活动连接有喂料窗；

所述装置主体前端且位于喂料窗底部依次设置有电源开关、热台温控按钮、热台设置温度显示屏、热台实际温度显示屏、箱内气压显示表和电源指示灯；

所述装置主体内侧设置有热台。

具体的，所述氮气接口及第二真空设备管道接口与装置主体之间贯通连接。

具体的，所述显微镜支架结构包括无杆气缸，所述无杆气缸外侧活动连接有滑块，所述滑块顶部外壁固定安装有立杆，所述立杆外侧壁固定套接有连接块，所述连接块内侧与立杆相对应位置螺纹连接有调节螺栓，所述连接块一侧外壁固定连接有固定块，所述固定块内侧活动连接有滑杆。

具体的，所述固定块内侧与滑杆相对应位置开设有滑槽。

具体的，所述无杆气缸通过螺钉固定安装于所述装置主体顶部外壁，所述显微镜固定安装于所述滑杆前端。

具体的，所述预留窗门一侧外壁及喂料窗前端外壁均固定连接有握把。

具体的，所述装置主体内侧还设置有操作手套，所述操作手套位于热台顶部，且装置主体前端与操作手套相对应位置开设有密封手套操作口。

一种箱体可控气氛供晶装置的使用方法，包括

S1.开启热台并调节好温度，开启显微镜2的光源，调节好焦躁；

S2.将待作业物料、焊片、工具镊子从喂料窗中放入，并关闭好窗门；

S3.将真空设备及氮气充入装置分别与氮气接口和第二真空设备管道接口进行固定连接，并确保密封性；

S3.开启抽真空设备，待真空抽到设定气压时开启气体充入工作时可一边抽真空一边充氮气，通过箱内气压显示表来确保气压平衡，抽真空后充入惰性氢氮混合气体，能很好的确保箱内焊料不被氧化，在外面被氧化的物料、焊料也可通过所含有氢气还原；

S4.操作员坐于箱体前，双手从密封手套操作口套入，双眼靠近显微镜2的目镜观察，进行芯片共晶操作，并将共好的芯片产品放于回形托台上；

S5.芯片共晶完毕，关闭抽真空设备，待箱体气压与外界相同时，打开喂料窗，把共晶好的半成品从窗口中取出；

S6.关闭氮气、热台、光源开关阀门。

具体的，所述惰性氢氮混合气体由3％氢气及97％氮气的组成。

本发明的有益效果：

(1)本发明所述的一种箱体可控气氛共晶装置及使用方法，利用抽取箱内空气以及充入氮气的方法，避免箱内因为存在空气导致焊接的原料发生氧化，同时在箱体外部已氧化的焊料也可以通过充入混合气体中存在的氢气进行还原，使得在这种环境下共晶的芯片产品空洞率极低，焊料润湿性好，色泽光亮，无污染，大大提升了成品质量。

(2)本发明所述的一种箱体可控气氛共晶装置及使用方法，通过设置操作手套，操作手套使得工作人员可以灵活操作，且较之传统的全自动动共晶机、真空共晶炉、半自动环氧共晶机等，成本更低，更适用于中小型企业。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明提供的一种箱体可控气氛共晶装置正视结构示意图；

图2为本发明提供的装置主体内部结构示意图；

图3为图2的立体结构示意图。

图中：1、装置主体；2、显微镜；3、氮气接口；4、密封手套操作口；5、预留窗门；6、喂料窗；7、电源开关；8、热台温控按钮；9、热台设置温度显示屏；10、热台实际温度显示屏；11、箱内气压显示表；12、电源指示灯；13、第二真空设备管道接口；14、显微镜支架结构；15、操作手套；16、回形托台；17、热台；18、电源插口；19、无杆气缸；20、滑块；21、立杆；22、连接块；23、固定块；24、滑杆。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1及图2，本发明的一种箱体可控气氛共晶装置，包括装置主体1，装置主体1后侧设置有电源插口18；装置主体1顶部固定连接有氮气接口3和第二真空设备管道接口13；氮气接口3与第二真空设备管道接口13之间设置有显微镜支架结构14，显微镜支架结构14前端设置有显微镜2；装置主体1两侧相对称活动连接有预留窗门5；装置主体1前端活动连接有喂料窗6；装置主体1前端且位于喂料窗6底部依次设置有电源开关7、热台温控按钮8、热台设置温度显示屏9、热台实际温度显示屏10、箱内气压显示表11和电源指示灯12；装置主体1内侧设置有热台17；将需要焊接的焊料通过喂料窗6放入装置主体1中，在焊接前通过对热台17预热，依靠显微镜2来对焊接进行操作，并且通过热台温控按钮8、热台设置温度显示屏9、热台实际温度显示屏10和箱内气压显示表11分别来调节热台17，依靠热台设置温度显示屏9和热台实际温度显示屏10来观察热台17的温度，箱内气压显示表11来了解箱内的气压平衡情况。

参照图3，氮气接口3及第二真空设备管道接口13与装置主体1之间贯通连接；显微镜支架结构14包括无杆气缸19，无杆气缸19外侧活动连接有滑块20，滑块20顶部外壁固定安装有立杆21，立杆21外侧壁固定套接有连接块22，连接块22内侧与立杆21相对应位置螺纹连接有调节螺栓，连接块22一侧外壁固定连接有固定块23，固定块23内侧活动连接有滑杆24；固定块23内侧与滑杆24相对应位置开设有滑槽；无杆气缸19通过螺钉固定安装于装置主体1顶部外壁，显微镜2固定安装于滑杆24前端；预留窗门5一侧外壁及喂料窗6前端外壁均固定连接有握把；焊接前还需要对显微镜2的位置进行调节，方便后续工作，通过滑块20在无杆气缸19上移动来调节显微镜的左右位置，由于连接块22在立杆21可以升降，将其调整至合适位置后，则通过调节螺栓来固定连接块22的位置，滑杆24与固定块23的配合则调节显微镜2的前后位置，将其调整至最合适的位置进行使用。

参照图2，装置主体1内侧还设置有操作手套15，操作手套15位于热台17顶部，且装置主体1前端与操作手套15相对应位置开设有密封手套操作口4；工作人员方便通过操作手套15更好的操作。

一种箱体可控气氛供晶装置的使用方法，包括

S1.开启热台17并调节好温度，开启显微镜2的光源，调节好焦躁；

S2.将待作业物料、焊片、工具镊子从喂料窗6中放入，并关闭好窗门；

S3.将真空设备及氮气充入装置分别与氮气接口3和第二真空设备管道接口13进行固定连接，并确保密封性；

S3.开启抽真空设备，待真空抽到设定气压时开启气体充入工作时可一边抽真空一边充氮气，通过箱内气压显示表11来确保气压平衡，抽真空后充入惰性氢氮混合气体，能很好的确保箱内焊料不被氧化；

S4.操作员坐于箱体前，双手从密封手套操作口4套入，双眼靠近显微镜2的目镜观察，进行芯片共晶操作，并将共好的芯片产品放于回形托台16上；

S5.芯片共晶完毕，关闭抽真空设备，待箱体气压与外界相同时，打开喂料窗6，把共晶好的半成品从窗口中取出；

S6.关闭氮气、热台17、光源开关阀门。

惰性氢氮混合气体由3％氢气及97％氮气的组成；惰性气体可以防止焊料在箱内被氧化，而通过其中含有的氢气则使得外部被氧化的焊料进行还原。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种箱体可控气氛共晶装置，其特征在于：包括装置主体(1)，所述装置主体(1)后侧设置有电源插口(18)；

所述装置主体(1)顶部固定连接有氮气接口(3)和第二真空设备管道接口(13)；

所述氮气接口(3)与第二真空设备管道接口(13)之间设置有显微镜支架结构(14)，所述显微镜支架结构(14)前端设置有显微镜(2)；

所述装置主体(1)两侧相对称活动连接有预留窗门(5)；

所述装置主体(1)前端活动连接有喂料窗(6)；

所述装置主体(1)前端且位于喂料窗(6)底部依次设置有电源开关(7)、热台温控按钮(8)、热台设置温度显示屏(9)、热台实际温度显示屏(10)、箱内气压显示表(11)和电源指示灯(12)；

所述装置主体(1)内侧设置有热台(17)。

2.根据权利要求1所述的一种箱体可控气氛共晶装置，其特征在于：所述氮气接口(3)及第二真空设备管道接口(13)与装置主体(1)之间贯通连接。

3.根据权利要求2所述的一种箱体可控气氛共晶装置，其特征在于：所述显微镜支架结构(14)包括无杆气缸(19)，所述无杆气缸(19)外侧活动连接有滑块(20)，所述滑块(20)顶部外壁固定安装有立杆(21)，所述立杆(21)外侧壁固定套接有连接块(22)，所述连接块(22)内侧与立杆(21)相对应位置螺纹连接有调节螺栓，所述连接块(22)一侧外壁固定连接有固定块(23)，所述固定块(23)内侧活动连接有滑杆(24)。

4.根据权利要求3所述的一种箱体可控气氛共晶装置，其特征在于：所述固定块(23)内侧与滑杆(24)相对应位置开设有滑槽。

5.根据权利要求1或3所述的一种箱体可控气氛共晶装置，其特征在于：所述无杆气缸(19)通过螺钉固定安装于所述装置主体(1)顶部外壁，所述显微镜(2)固定安装于所述滑杆(24)前端。

6.根据权利要求1所述的一种箱体可控气氛共晶装置，其特征在于：所述预留窗门(5)一侧外壁及喂料窗(6)前端外壁均固定连接有握把。

7.根据权利要求1所述的一种箱体可控气氛共晶装置，其特征在于：所述装置主体(1)内侧还设置有操作手套(15)，所述操作手套(15)位于热台(17)顶部，且装置主体(1)前端与操作手套(15)相对应位置开设有密封手套操作口。

8.一种箱体可控气氛供晶装置的使用方法，其特征在于：包括

S1.开启热台(17)并调节好温度，开启显微镜2的光源，调节好焦躁；

S2.将待作业物料、焊片、工具镊子从喂料窗(6)中放入，并关闭好窗门；

S3.将真空设备及氮气充入装置分别与氮气接口(3)和第二真空设备管道接口(13)进行固定连接，并确保密封性；

S3.开启抽真空设备，待真空抽到设定气压时开启气体充入工作时可一边抽真空一边充氮气，通过箱内气压显示表(11)来确保气压平衡，抽真空后充入惰性氢氮混合气体，能很好的确保箱内焊料不被氧化，在外面被氧化的物料、焊料也可通过所含有氢气还原，在这种环境下共晶的芯片产品空洞率极低，焊料润湿性好，色泽光亮，无污染，大大提升了成品质量；

S4.操作员坐于箱体前，双手从密封手套操作口(5)套入，双眼靠近显微镜2的目镜观察，进行芯片共晶操作，并将共好的芯片产品放于回形托台(16)上；

S5.芯片共晶完毕，关闭抽真空设备，待箱体气压与外界相同时，打开喂料窗(6)，把共晶好的半成品从窗口中取出；

S6.关闭氮气、热台(17)、光源开关阀门。

9.根据权利要求8所述的一种箱体可控气氛供晶装置的使用方法,其特征在于，惰性氢氮混合气体由3％氢气及97％氮气的组成。

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