專利名稱：銀漿固化烘箱內(nèi)氣體壓力控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及微電子裝配行業(yè)的膠接裝置及其烘箱內(nèi)部氣體壓力的控制方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體封裝工藝過程中，芯片與引線框架的連接(鍵合)采用金線、銀線或銅線焊接或者膠接連接，連接時(shí)一般需要在N2保護(hù)的烘箱中進(jìn)行焊接點(diǎn)或膠接層的固化。其中的N2 (氮?dú)?的流量視烘箱大小進(jìn)行設(shè)定控制，固化溫度和固化時(shí)間由焊接或膠接的品種和用量確定。對(duì)固化工序的要求為充分固化，確保芯片和框架連接強(qiáng)度、減小連接層電阻；防止框架、芯片的表面氧化、膠揮發(fā)物沾污，既確保連接強(qiáng)度，提高焊點(diǎn)可靠性，又要防止揮發(fā)物沾污劈刀后降低劈刀使用壽命。但是，如何解決好焊接或交接材料揮發(fā)物沾污和氧化問題，一直是行業(yè)內(nèi)的一道難題。專利申請(qǐng)?zhí)枮?0213603. I的說明書中公開的一種“固化烘箱”，包括箱體、鼓風(fēng)機(jī)、加熱器、進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，其箱體的頂部設(shè)有強(qiáng)排風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)的出口朝向加熱器，加熱器的另一側(cè)通向箱體一側(cè)的進(jìn)風(fēng)道，進(jìn)風(fēng)道通過其上的進(jìn)風(fēng)口與工作室相通，工作室的另一側(cè)通過排風(fēng)口與回風(fēng)道相通，回風(fēng)道通向鼓風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)口，回風(fēng)道的下端與一敞開給排風(fēng)道連通。該設(shè)備對(duì)溫度、氣壓、時(shí)間等缺少具體要求和有效控制手段，尤其缺少自動(dòng)控制手段，技術(shù)比較落后，效率低下。專利申請(qǐng)?zhí)枮?01010222897. 4的說明書中公開的一種“用于涂層織物固化烘燥的智能烘箱”，包括烘箱本體，在烘箱本體的兩側(cè)設(shè)有涂層織物通入孔，涂層織物通入孔上下兩側(cè)裝有拉布輥，烘箱本體底部裝有可調(diào)流量風(fēng)道，可調(diào)流量風(fēng)道上裝有調(diào)節(jié)閥，在烘箱本體內(nèi)，位于兩側(cè)涂層織物通入孔所在直線的上方裝有溫度傳感器。本實(shí)用新型智能烘箱用于涂層織物漿料涂刮后的固化烘燥，烘箱內(nèi)部聯(lián)通大氣，非密閉環(huán)境，內(nèi)部設(shè)備易于氧化腐蝕，膠接強(qiáng)度較低，不適合電子產(chǎn)品等精密器件的膠接固化使用。
發(fā)明內(nèi)容實(shí)用新型目的本實(shí)用新型提供一種帶有自動(dòng)風(fēng)門的烘箱，能夠根據(jù)烘箱溫度自動(dòng)打開或關(guān)閉風(fēng)門，而且烘箱內(nèi)氣體的負(fù)壓、正壓可以調(diào)節(jié)，能有效解決焊接或者膠接固化過程中框架、芯片等表面易于沾污和氧化之間的矛盾。技術(shù)方案本實(shí)用新型的銀漿固化烘箱內(nèi)氣體壓力控制裝置，含有主抽風(fēng)管道、付抽風(fēng)管道、微壓測(cè)量表、N2保護(hù)的烘箱、溫度傳感器，還含有下列組成部件氣動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門、手動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)閥、手動(dòng)正壓調(diào)節(jié)閥、微壓測(cè)量表、自控裝置。烘箱內(nèi)部放置芯片、框架、焊接或者膠接用銀漿(包括銀漿、錫膏、高分子膠、無機(jī)膠等膠粘劑)，烘箱連接N2氣源作為烘箱中的保護(hù)性惰性氣體，烘箱還連接主抽風(fēng)管道入風(fēng)口。主抽風(fēng)管道出風(fēng)口連接有抽風(fēng)機(jī)；主抽風(fēng)管道上連接付抽風(fēng)管道入風(fēng)口、付抽風(fēng)管道出風(fēng)口 ；主抽風(fēng)管道中，在付抽風(fēng)管道入風(fēng)口與付抽風(fēng)管道出風(fēng)口之間設(shè)置有氣動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門，能夠根據(jù)烘箱中氣體的溫度自動(dòng)控制器風(fēng)門的開關(guān)；在付抽風(fēng)管道出風(fēng)口與主抽風(fēng)管道出風(fēng)口之間設(shè)置有手動(dòng)正壓調(diào)節(jié)閥，能夠根據(jù)微壓測(cè)量表顯示的氣體壓力手動(dòng)控制其風(fēng)門的開關(guān)；付抽風(fēng)管道中設(shè)置有手動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)閥，能夠根據(jù)微壓測(cè)量表顯示的氣體壓力手動(dòng)控制其風(fēng)門的開關(guān)。理論上講，由于框架、芯片表面氧化和膠揮發(fā)物沾污與烘箱中氣體的溫度和壓力有較大關(guān)系。固化烘箱排風(fēng)量越大，膠固化過程中揮發(fā)物對(duì)框架表面的沾污越輕；但大風(fēng)量排風(fēng)使烘箱內(nèi)部呈負(fù)壓狀態(tài)，而由于烘箱非完全密封，負(fù)壓時(shí)空氣中的氧氣會(huì)進(jìn)入烘箱內(nèi)。當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)框架表面開始氧化，溫度越高氧化越嚴(yán)重，因此要求烘箱在框架發(fā)生氧化前大風(fēng)量排風(fēng)轉(zhuǎn)換為小風(fēng)量排風(fēng)，利用烘箱充N2作用使烘箱內(nèi)部呈正壓狀態(tài)，阻止空氣中的氧氣進(jìn)入烘箱，避免高溫下框架氧化。在本實(shí)用新型中，溫度傳感器連接在所述的烘箱上，用于感知或測(cè)得其內(nèi)部氣體的溫度，溫度傳感器測(cè)得的溫度數(shù)據(jù)通過自控裝置連接控制上述的氣動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門。溫度
高于某個(gè)數(shù)值時(shí)，自動(dòng)風(fēng)門關(guān)閉，溫度低于某個(gè)數(shù)值時(shí)，自動(dòng)風(fēng)門打開排風(fēng)。所述的微壓測(cè)量表可以連接在主抽風(fēng)管道上或者烘箱上；優(yōu)選連接于主抽風(fēng)管道上，在主抽風(fēng)管道入風(fēng)口與付抽風(fēng)管道入風(fēng)口之間。所述的手動(dòng)正壓調(diào)節(jié)閥和手動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)閥均可以帶有鎖緊裝置，以維持需要的開關(guān)狀態(tài)。所述的付抽風(fēng)管道的管徑優(yōu)選為主抽風(fēng)管道管徑的1/10-1/2。所述的微壓測(cè)量表優(yōu)選選用零位在中間的正負(fù)壓表，使用一個(gè)表既能夠測(cè)量正壓又能夠測(cè)量負(fù)壓。所述的烘箱上還可以設(shè)置有溫度報(bào)警器，溫度高于某數(shù)值時(shí)，發(fā)出報(bào)警提示聲。如上所述的銀漿固化烘箱內(nèi)氣體壓力控制裝置的控制方法，含有下述控制工藝步驟A.根據(jù)銀漿的品種及其固化溫度要求，設(shè)定溫度傳感器感知并通過自控裝置發(fā)出動(dòng)作指令的下限溫度為x°c ；B.當(dāng)烘箱溫度小于X°C時(shí)，溫度傳感器通過自控裝置自動(dòng)控制氣動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門完全打開，烘箱內(nèi)大部分膠揮發(fā)物通過氣動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門一主抽風(fēng)管道一手動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)閥主抽風(fēng)管道出風(fēng)口，進(jìn)入外置的排風(fēng)總管；C、當(dāng)排風(fēng)量大于烘箱中N2供給量，烘箱內(nèi)處于負(fù)壓時(shí)，由手動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)負(fù)壓量，負(fù)壓大小顯示在微壓測(cè)量表上；D、當(dāng)烘箱溫度大于X°C時(shí)，溫度傳感器通過自控裝置自動(dòng)控制氣動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門完全關(guān)閉；由于付抽風(fēng)管道直徑小，烘箱在N2氣體壓力的作用下，內(nèi)部呈正壓狀態(tài)，阻止空氣中氧氣的進(jìn)入，使框架在高溫下不發(fā)生表面氧化，同時(shí)殘余的膠揮發(fā)物通過付抽風(fēng)管道一手動(dòng)正壓調(diào)節(jié)閥一主抽風(fēng)管道出風(fēng)口，再進(jìn)入排風(fēng)總管；E、由手動(dòng)正壓調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)正壓量，正壓大小顯示在微壓測(cè)量表上。上述技術(shù)方案中，當(dāng)所述的烘箱溫度達(dá)到X°C時(shí)，溫度報(bào)警器可以有報(bào)警。X°C根據(jù)銀漿的品種優(yōu)選為60V 150°C。所述的步驟B中的微壓測(cè)量表顯示的負(fù)壓范圍優(yōu)選為25 Pa 125Pa ;步驟C中的微壓測(cè)量表顯示的正壓范圍優(yōu)選為-10 Pa -100 Pa。[0024]有益效果本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)I、解決了長(zhǎng)期以來膠粘劑固化過程中存在的框架、芯片表面氧化和膠接材料沾污的問題，減少膠揮發(fā)物對(duì)鍵合絲劈刀(比如陶瓷劈刀)的沾污，使劈刀使用壽命提高一倍以上。2、在本行業(yè)內(nèi)首次采用微壓表對(duì)膠固化烘箱內(nèi)部工作壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，方便工藝調(diào)整和控制。3、為提高鍵合焊點(diǎn)拉力一致性、焊點(diǎn)可靠性、提高鍵合強(qiáng)度提供了必要的保障條件；比如能夠提高銅線鍵合產(chǎn)品TC試驗(yàn)壽命周期一倍以上。4、本實(shí)用新型能廣泛應(yīng)用于電子器件封裝行業(yè)的金線、銀線、銅線產(chǎn)品焊接或者膠接固化工序。
圖I是本實(shí)用新型的一個(gè)烘箱內(nèi)氣體壓力控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1、N2氣源；2、烘箱；3、溫度傳感器；4、自控裝置；5、氣動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門；6、主抽風(fēng)管道；7、主抽風(fēng)管道出風(fēng)口 ；8、手動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)閥；9、付抽風(fēng)管道出風(fēng)口 ；10、手動(dòng)正壓調(diào)節(jié)閥；11、付抽風(fēng)管道；12、付抽風(fēng)管道入風(fēng)口 ；13、微壓測(cè)量表；14主抽風(fēng)管道入風(fēng)口。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例如圖I所示的銀漿固化烘箱內(nèi)氣體壓力控制裝置，由主抽風(fēng)管道6、付抽風(fēng)管道
11、微壓測(cè)量表13、烘箱2、氣動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門5、手動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)閥8、手動(dòng)正壓調(diào)節(jié)閥10、微壓測(cè)量表13、溫度傳感器3、自控裝置4等部件組成。主抽風(fēng)管道出風(fēng)口 7連接有抽風(fēng)機(jī)，烘箱2連接有N2氣源I作為烘箱2中的惰性保護(hù)氣體，烘箱2連接著主抽風(fēng)管道入風(fēng)口 14，主抽風(fēng)管道6上連接付抽風(fēng)管道入風(fēng)口 12、付抽風(fēng)管道出風(fēng)口 9。在付抽風(fēng)管道入風(fēng)口 12與付抽風(fēng)管道出風(fēng)口 9之間的主抽風(fēng)管道6中設(shè)置有氣動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門5，在付抽風(fēng)管道出風(fēng)口 9與主抽風(fēng)管道出風(fēng)口 7之間設(shè)置有手動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)閥8，在付抽風(fēng)管道11中設(shè)置有手動(dòng)正壓調(diào)節(jié)閥10。所述的溫度傳感器3連接在烘箱2上，用于感知或測(cè)量其內(nèi)部氣體的溫度數(shù)據(jù)。所述的微壓測(cè)量表13連接在主抽風(fēng)管道6上，連接在主抽風(fēng)管道入風(fēng)口 14與付抽風(fēng)管道入風(fēng)口 12之間。所述的手動(dòng)正壓調(diào)節(jié)閥10和手動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)閥8均帶有鎖緊裝置，所述的付抽風(fēng)管道11的管徑是主抽風(fēng)管道6管徑的1/4，所述的微壓測(cè)量表13選用零位在中間的正負(fù)壓表。上述裝置在使用時(shí)，可以采用如下操作控制方法A、烘箱2內(nèi)部放置待膠接零件、膠接用銀漿，根據(jù)銀漿種類，設(shè)定溫度傳感器3感知并通過自控裝置4發(fā)出動(dòng)作指令的下限溫度為90°C ；B.當(dāng)烘箱2溫度小于90°C時(shí)，溫度傳感器3通過自控裝置4自動(dòng)控制氣動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門5完全打開，烘箱2內(nèi)大部分膠揮發(fā)物通過氣動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門5 —主抽風(fēng)管道6，進(jìn)入排風(fēng)總管；C、當(dāng)排風(fēng)量大于烘箱2中N2供給量，烘箱2內(nèi)處于負(fù)壓時(shí)，由手動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)閥8調(diào)節(jié)負(fù)壓量，負(fù)壓大小顯示在微壓測(cè)量表13上，負(fù)壓約為_50Pa ；D、當(dāng)烘箱2溫度大于90°C時(shí)，溫度傳感器3通過自控裝置4自動(dòng)控制氣動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門5完全關(guān)閉；殘余的膠揮發(fā)物通過付抽風(fēng)管道11 —手動(dòng)正壓調(diào)節(jié)閥10，進(jìn)入排風(fēng)總管；E、由手動(dòng)正壓調(diào)節(jié)閥10調(diào)節(jié)正壓量，正壓大小顯示在微壓測(cè)量表13上，約為50Pao經(jīng)過大量試驗(yàn)，證實(shí)上述控制裝置能夠比較圓滿地解決膠粘劑固化過程中存在的 框架、芯片表面氧化和沾污的問題，減少膠揮發(fā)物對(duì)鍵合絲劈刀等器件的沾污，劈刀使用壽命提高一倍以上，銅線鍵合產(chǎn)品TC試驗(yàn)壽命周期提高一倍以上。
權(quán)利要求1.一種銀漿固化烘箱內(nèi)氣體壓力控制裝置，含有主抽風(fēng)管道(6)、付抽風(fēng)管道(11)、微壓測(cè)量表(13)、烘箱(2)及其內(nèi)部能放置的待膠接零件、焊接或者膠接用銀漿，主抽風(fēng)管道出風(fēng)口(7)連接有抽風(fēng)機(jī)，烘箱(2)連接有N2氣源(I)作為烘箱(2)中的惰性保護(hù)氣體，其特征在于 還含有下列組成部件氣動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門(5)、手動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)閥(8)、手動(dòng)正壓調(diào)節(jié)閥(10)、微壓測(cè)量表(13)、溫度傳感器(3)、自控裝置(4)； 烘箱(2)連接著主抽風(fēng)管道入風(fēng)口(14);主抽風(fēng)管道(6)上連接付抽風(fēng)管道入風(fēng)口(12)、付抽風(fēng)管道出風(fēng)口(9)； 在主抽風(fēng)管道(6)中，付抽風(fēng)管道入風(fēng)口(12)與付抽風(fēng)管道出風(fēng)口(9)之間設(shè)置有氣動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門(5)，能夠根據(jù)烘箱(2)中氣體的溫度控制氣動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門(5)的開關(guān)；付抽風(fēng)管道出風(fēng)口(9)與主抽風(fēng)管道出風(fēng)口(7)之間設(shè)置有手動(dòng)正壓調(diào)節(jié)閥(10)，能夠根據(jù)微壓測(cè)量表(13)顯示的氣體壓力手動(dòng)控制其風(fēng)門的開關(guān)； 在付抽風(fēng)管道(11)中，設(shè)置有手動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)閥(8)，能夠根據(jù)微壓測(cè)量表(13)顯示的氣體壓力手動(dòng)控制其風(fēng)門的開關(guān)； 溫度傳感器(3 )連接在烘箱(2 )上，溫度傳感器(3 )通過自控裝置(4 )連接控制氣動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銀漿固化烘箱內(nèi)氣體壓力控制裝置，其特征在于所述的微壓測(cè)量表(13)連接在主抽風(fēng)管道(6)上或者烘箱(2)上；連接于主抽風(fēng)管道(6)上時(shí)，連接在主抽風(fēng)管道入風(fēng)口( 14)與付抽風(fēng)管道入風(fēng)口( 12)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銀漿固化烘箱內(nèi)氣體壓力控制裝置，其特征在于所述的手動(dòng)正壓調(diào)節(jié)閥(10)或手動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)閥(8)帶有鎖緊裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銀漿固化烘箱內(nèi)氣體壓力控制裝置，其特征在于所述的付抽風(fēng)管道(11)的管徑是主抽風(fēng)管道(6)管徑的1/10-1/2。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的銀漿固化烘箱內(nèi)氣體壓力控制裝置，其特征在于所述的微壓測(cè)量表(13)選用零位在中間的正負(fù)壓表。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的銀漿固化烘箱內(nèi)氣體壓力控制裝置，其特征在于所述的烘箱(2)上設(shè)置有溫度報(bào)警器。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種銀漿固化烘箱內(nèi)氣體壓力控制裝置，具有氣動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門、手動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)閥、手動(dòng)正壓調(diào)節(jié)閥、主抽風(fēng)管道、付抽風(fēng)管道、烘箱、溫度傳感器等部件。烘箱連接主抽風(fēng)管道，主抽風(fēng)管道中段連接有付抽風(fēng)管道；主抽風(fēng)管道中設(shè)置有氣動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門和手動(dòng)負(fù)壓調(diào)節(jié)閥，付抽風(fēng)管道中設(shè)置有手動(dòng)正壓調(diào)節(jié)閥，溫度傳感器連接烘箱上，微壓測(cè)量表連接在主抽風(fēng)管道上。本實(shí)用新型使用時(shí)，當(dāng)烘箱溫度小于X℃，溫度傳感器通過自控裝置控制氣動(dòng)式自動(dòng)風(fēng)門打開；當(dāng)烘箱溫度大于X℃時(shí)，氣動(dòng)式風(fēng)門關(guān)閉。本實(shí)用新型解決了膠固化過程中器件氧化和沾污的問題，提高了鍵合質(zhì)量和器件的壽命，可廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品封裝行業(yè)。
文檔編號(hào)F26B21/10GK202734470SQ20122039598
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月11日
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