一种芯片封装热压缩键合真空管清洗装置的制作方法

1.本实用新型涉及封装设备的真空管清洗设备技术领域，尤其涉及一种芯片封装热压缩键合真空管清洗装置。


背景技术：

2.在芯片封装件的装配过程中的焊料回流被广泛地采用在电子封装工业中。芯片的硅晶粒互连通常是由面阵布置形式的焊球或凸点制作而成。晶粒被对齐定位和精确地放置在衬底如印刷线路板上，以便于焊球降落于衬底的焊盘上，从此处晶粒互连被连接于衬底的电气回路。该焊盘包括铜引线电路(厚度大约为18微米)，其镀覆有镍(厚度大约为6微米)和金(厚度小于0.1微米)。在晶粒放置处理以前，合适数量的助焊剂将会施加在焊接表面。助焊剂的应用能够促进回流处理过程中焊球和衬底的焊盘之间的润湿。回流炉提供了良好可控的加热和冷却曲线，以便于确保在回流和焊点的固化过程中焊点可靠地形成。焊料回流的自我定位特性使得更少精确的和更快速的拾取和放置机器能够被使用于装配处理中。
3.助焊剂会在芯片封装设备中需要在比较高的温度下融化后才能作用在焊接表面，但助焊剂在超过165℃温度时就会蒸发，蒸发后的助焊剂长期在设备中累积后，达到一定的浓度就容易在设备中的被截留并冷凝到键合区域的真空通道中，而整个需要清洗的芯片封装热压缩键合真空管为多层结构，每层之间的真空管道由u型密封圈确保密封，中间形成若干条通道，如果由下而上注水、然后用压缩空气吹的这种清洁方式会导致助焊剂的冷凝物堵塞而使得u型密封圈变形，从而清洗用水就会从通道泄漏到夹层之中，甚至通过夹层缝隙流到机器里面的电子元器件部分(包括检测真空大小的传感器及其他)，从而导致电子元器件损坏、导致真空传感器不报警、以及焊料凸点桥或非接触开路的潜在质量风险。因此，为了确保设备的正常运转，就需要及时和定期清洗芯片封装设备中键合区域的真空通道。
4.现有技术中，对专用的芯片封装设备中键合阶段的真空通道清洁方式为“自下而上”模式逐根进行的，然后用无油空气(ofa)对真空通道进行吹扫。这种清洗方式，清洗过真空通道的废水容易聚集在键合区域中；由于没有专门用于收集废水或者供废水排出的出口，还会有键合区域漏水的情况发生，导致芯片封装设备中的直接驱动(ddr)电机、真空传感器和u形密封件等关键部件发生可能的浸水损坏；同时，由于键合区域的真空通道一般都隐藏在封装设备内部，操作员通过手动方式清洁真空通道时不符合人体工程学，操作繁琐；并且手动清洗空间有限，每次只能对一根管路进行清洁，整个清洗时间很长，极大地影响设备的使用效率。


技术实现要素：

5.为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本技术提供了一种特殊设计的热压缩键合真空管清洗装置，可以方便对芯片封装设备中键合区域的真空管进行定位快速的、一次性完成的清洗，保证密封、回收清洗废水，极大提高清洗效率和效果。
6.为了解决上述现有技术中存在的问题，本技术是通过下述技术方案实现的：
7.一种芯片封装热压缩键合真空管清洗装置，包括底部带有滚轮的推车车体，通过车体可以及时将清洗装置移动至需要进行芯片封装热压缩键合真空管相应模块清洗操作的工位，推车车体内设置有底部带有废水排水口、罐体上连接有若干回水管的真空罐，以及带有供水管路的去离子水水罐，和用于提供清洁干燥气体的清洁气罐，即真空罐体用于提供对清扫用去离子水和清洁干燥气体的导向吸力以及清扫后用于存放废水并排除气体，而去离子水罐则用于存放清扫用的去离子水，必要时可以设置泵和管阀等部件用于配合实现自动化操作；所述真空罐罐体上通过带有管阀的管路连接有真空发生装置，用于及时抽吸真空保持罐内负压，以便去离子水和干燥气体能够随着负压方向及时回流回收避免在模块中残留，并且按照布置方位，负压吸力与重力方向一致并且符合模块中u型密封圈的外缘倾角，相比与现有技术中直接从下至上灌水清洗然后利用重力回流的方式，明显本方案具有更佳的清洗效果并且不易堵塞、残留，罐体上的回水管均通过独立控制的开闭阀连接在罐体上，罐体底部的废水排水口也设置有开闭阀，开闭阀独立控制配合罐内的负压产生和使用；所述去离子水水罐的供水管路为带有管阀和水泵的伸缩管，伸缩管可以调整适配不同的安装工位，并且可以通过管阀及时控制通断，水泵也能及时增加水压供水加强清洗效果；所述清洁气罐为带有供气管路与管阀的压力罐，同样的，管阀控制开闭，以便使供气管路同时或与供水管路分时向模块中灌入干燥气体进行吹扫；推车车体内还设置有用于对芯片封装热压缩键合真空管模块进行清洗的清洗腔，清洗腔中设置有用于从所述模块上方向模块中灌入去离子水和清洁干燥气体的夹头，所述伸缩管和供气管路的头端均与所述夹头连接，即，用于清洗的去离子水和用于吹扫的干燥气体都通过特制专用的夹头供入待清洗的芯片封装热压缩键合真空管模块中，统一制式、快速拆装使用，具有极佳的便利性。
8.进一步的，所述夹头在夹持芯片封装热压缩键合真空管模块顶部到位时，夹头内部顶壁与芯片封装热压缩键合真空管模块的顶部之间留有间隙，间隙留给去离子水和干燥气体进行充分的扩散以便进入每一个通道中进行清扫和干燥，且所述去离子水和清洁干燥气体均从所述夹头中间位置向间隙中灌入，中间灌入后根据流体力学特征，可以实现最佳效果的正态分布式的分流，保证每一根通道都能有去离子水和干燥气体流过。
9.优选地，所述若干回水管分别与芯片封装热压缩键合真空管模块的底部的每一个通道对应连接，每根通道单独回收废水废气，均衡回收负压压力，确保每根通道都能得到清洗和干燥。
10.更为优选地，所述推车车体底部四角均设置有滚轮，滚轮中至少有一个带有驻车锁，且四个滚轮中至少有两个为万向轮，便于移动和转向，并且到位后由于要使用到压缩机和水泵等震动型器具，推车车体移动到位锁止后，可以避免清洗过程中的共振位移。
11.更为具体的，所述推车车体包括立方体框架以及盖板，立方体框架中划分出至少三个空间分别用于布置所述真空罐、去离子水水罐和芯片封装热压缩键合真空管模块，每个空间均带有可独立开闭的盖板，移动推车车体时和停放时可以关闭盖板以避免部件损伤以及灰尘累积。
12.进一步的，所述真空发生装置通过管路设置在真空罐的顶部，真空罐上还设置有真空压力表用于实时监测罐内负压值，真空罐的侧边还设置有用于连通真空罐罐体内部空间上部和下部的通压管，以便及时平衡罐内压力。
13.更为优选地，所述回水管为软质材料的伸缩管，方便调整位置适配有限的空间，并
且便于拆装，回水管一端与罐体上的开闭阀连接，回水管的另一端连接有用于适配片封装热压缩键合真空管模块的接口。
14.更为具体的，所述真空罐为中空的密闭圆柱形罐体，且罐体的中空腔体底部为向下的锥形，所述废水排水口设置在锥形的最底部。
15.优选地，所述去离子水水罐包括出水口和入水口处均设置有滤水器。
16.与现有技术相比，本技术方案采用负压罐体结合专用夹具的方式，将清洗用的去离子水以及干燥用的气体从芯片封装热压缩键合真空管模块的顶部注入、顺着其内部通道完成清洗和干燥后从底部流出并集中回收处理，一方面克服了现有技术中从底部向上清洗容易残留堵塞和泄露的问题，另一方面也避免了污水和吹扫气体外泄对生产线造成其他影响。此外，本方案能够同时对多个真空管路进行清洗，相较于现有技术方案，本技术方案具有更优的清扫效率和清扫效果。
附图说明
17.图1为本实用新型立体结构示意图；
18.图2为本实用新型正面结构示意图；
19.图3为本实用新型芯片封装热压缩键合真空管模块的结构示意图；
20.图4为本实用新型清洗吹扫过程中流体方向示意图；
21.图5为本实用新型清洗部分整体构成结构示意图；
22.附图标记：
23.1、推车车体；2、滚轮；3、真空罐；4、盖板；5、清洗腔；6、夹头；7、芯片封装热压缩键合真空管模块；8、回水管；9、真空发生装置。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
25.实施例1
26.本实施例具体公开了一种芯片封装热压缩键合真空管清洗装置，如图1和2，包括底部带有滚轮2的推车车体1，通过车体可以及时将清洗装置移动至需要进行芯片封装热压缩键合真空管相应模块清洗操作的工位，推车车体1内设置有底部带有废水排水口、罐体上连接有若干回水管8的真空罐3，以及带有供水管路的去离子水水罐，和用于提供清洁干燥气体的清洁气罐，即真空罐3体用于提供对清扫用去离子水和清洁干燥气体的导向吸力以及清扫后用于存放废水并排除气体，而去离子水罐则用于存放清扫用的去离子水，必要时可以设置泵和管阀等部件用于配合实现自动化操作。
27.如图5，所述真空罐3罐体上通过带有管阀的管路连接有真空发生装置9，用于及时抽吸真空保持罐内负压，以便去离子水和干燥气体能够随着负压方向及时回流回收避免在模块中残留，并且如图3所示，按照布置方位，负压吸力与重力方向一致，并且如图4符合模块中u型密封圈的外缘倾角，相比与现有技术中直接从下至上灌水清洗然后利用重力回流的方式，明显本方案具有更佳的清洗效果并且不易堵塞、残留，罐体上的回水管8均通过独立控制的开闭阀连接在罐体上，罐体底部的废水排水口也设置有开闭阀，开闭阀独立控制配合罐内的负压产生和使用。
28.所述去离子水水罐的供水管路为带有管阀和水泵的伸缩管，伸缩管可以调整适配不同的安装工位，并且可以通过管阀及时控制通断，水泵也能及时增加水压供水加强清洗效果；所述清洁气罐为带有供气管路与管阀的压力罐，同样的，管阀控制开闭，以便使供气管路同时或与供水管路分时向模块中灌入干燥气体进行吹扫；推车车体1内还设置有用于对芯片封装热压缩键合真空管模块7进行清洗的清洗腔5，清洗腔5中设置有用于从所述模块上方向模块中灌入去离子水和清洁干燥气体的夹头6，所述伸缩管和供气管路的头端均与所述夹头6连接，即，用于清洗的去离子水和用于吹扫的干燥气体都通过特制专用的夹头6供入待清洗的芯片封装热压缩键合真空管模块7中，统一制式、快速拆装使用，具有极佳的便利性。
29.实施例2
30.在前述实施例1技术方案的基础上，本实施例进一步公开了在所述夹头6在夹持芯片封装热压缩键合真空管模块7顶部到位时，夹头6内部顶壁与芯片封装热压缩键合真空管模块7的顶部之间留有间隙，间隙留给去离子水和干燥气体进行充分的扩散以便进入每一个通道中进行清扫和干燥，且所述去离子水和清洁干燥气体均从所述夹头6中间位置向间隙中灌入，中间灌入后根据流体力学特征，可以实现最佳效果的正态分布式的分流，保证每一根通道都能有去离子水和干燥气体流过。
31.并且，所述若干回水管8分别与芯片封装热压缩键合真空管模块7的底部的每一个通道对应连接，每根通道单独回收废水废气，均衡回收负压压力，确保每根通道都能得到清洗和干燥。所述真空发生装置9通过管路设置在真空罐3的顶部，真空罐3上还设置有真空压力表用于实时监测罐内负压值，真空罐3的侧边还设置有用于连通真空罐3罐体内部空间上部和下部的通压管，以便及时平衡罐内压力。
32.更为优选地，所述回水管8为软质材料的伸缩管，方便调整位置适配有限的空间，并且便于拆装，回水管8一端与罐体上的开闭阀连接，回水管8的另一端连接有用于适配片封装热压缩键合真空管模块的接口。
33.更为具体的，所述真空罐3为中空的密闭圆柱形罐体，且罐体的中空腔体底部为向下的锥形，所述废水排水口设置在锥形的最底部。
34.实施例3
35.本实施例具体公开了一种芯片封装热压缩键合真空管清洗装置，如图1和2，包括底部带有滚轮2的推车车体1，通过车体可以及时将清洗装置移动至需要进行芯片封装热压缩键合真空管相应模块清洗操作的工位。
36.更为具体的，如图2，所述推车车体1包括立方体框架以及盖板4，立方体框架中划分出至少三个空间分别用于布置所述真空罐3、去离子水水罐和芯片封装热压缩键合真空
管模块7，每个空间均带有可独立开闭的盖板4，移动推车车体1时和停放时可以关闭盖板4以避免部件损伤以及灰尘累积。
37.推车车体1内设置有底部带有废水排水口、罐体上连接有若干回水管8的真空罐3，以及带有供水管路的去离子水水罐，和用于提供清洁干燥气体的清洁气罐，即真空罐3体用于提供对清扫用去离子水和清洁干燥气体的导向吸力以及清扫后用于存放废水并排除气体，而去离子水罐则用于存放清扫用的去离子水，必要时可以设置泵和管阀等部件用于配合实现自动化操作。
38.如图5，所述真空罐3罐体上通过带有管阀的管路连接有真空发生装置9，用于及时抽吸真空保持罐内负压，以便去离子水和干燥气体能够随着负压方向及时回流回收避免在模块中残留，并且如图3所示，按照布置方位，负压吸力与重力方向一致，并且如图4符合模块中u型密封圈的外缘倾角，相比与现有技术中直接从下至上灌水清洗然后利用重力回流的方式，明显本方案具有更佳的清洗效果并且不易堵塞、残留，罐体上的回水管8均通过独立控制的开闭阀连接在罐体上，罐体底部的废水排水口也设置有开闭阀，开闭阀独立控制配合罐内的负压产生和使用。
39.所述去离子水水罐包括出水口和入水口处均设置有滤水器，且去离子水水罐的供水管路为带有管阀和水泵的伸缩管，伸缩管可以调整适配不同的安装工位，并且可以通过管阀及时控制通断，水泵也能及时增加水压供水加强清洗效果；所述清洁气罐为带有供气管路与管阀的压力罐，同样的，管阀控制开闭，以便使供气管路同时或与供水管路分时向模块中灌入干燥气体进行吹扫；推车车体1内还设置有用于对芯片封装热压缩键合真空管模块7进行清洗的清洗腔5，清洗腔5中设置有用于从所述模块上方向模块中灌入去离子水和清洁干燥气体的夹头6，所述伸缩管和供气管路的头端均与所述夹头6连接，即，用于清洗的去离子水和用于吹扫的干燥气体都通过特制专用的夹头6供入待清洗的芯片封装热压缩键合真空管模块7中，统一制式、快速拆装使用，具有极佳的便利性。
40.更为优选地，所述推车车体1底部四角均设置有滚轮2，滚轮2中至少有一个带有驻车锁，且四个滚轮2中至少有两个为万向轮，便于移动和转向，并且到位后由于要使用到压缩机和水泵等震动型器具，推车车体1移动到位锁止后，可以避免清洗过程中的共振位移。