[发明专利]银浆固化烘箱内气体压力控制装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子装配行业的胶接装置及其烘箱内部气体压力的控制方法。

背景技术

在半导体封装工艺过程中，芯片与引线框架的连接（键合）采用金线、银线或铜线焊接或者胶接连接，连接时一般需要在N2保护的烘箱中进行焊接点或胶接层的固化。其中的N2（氮气）的流量视烘箱大小进行设定控制，固化温度和固化时间由焊接或胶接的品种和用量确定。对固化工序的要求为：充分固化，确保芯片和框架连接强度、减小连接层电阻；防止框架、芯片的表面氧化、胶挥发物沾污，既确保连接强度，提高焊点可靠性，又要防止挥发物沾污劈刀后降低劈刀使用寿命。

但是，如何解决好焊接或交接材料挥发物沾污和氧化问题，一直是行业内的一道难题。

专利申请号为00213603.1的说明书中公开的一种“固化烘箱”， 包括箱体、鼓风机、加热器、进风口和出风口，其箱体的顶部设有强排风机和鼓风机，鼓风机的出口朝向加热器，加热器的另一侧通向箱体一侧的进风道，进风道通过其上的进风口与工作室相通，工作室的另一侧通过排风口与回风道相通，回风道通向鼓风机的吸风口，回风道的下端与一敞开给排风道连通。该设备对温度、气压、时间等缺少具体要求和有效控制手段，尤其缺少自动控制手段，技术比较落后，效率低下。

专利申请号为201010222897.4的说明书中公开的一种“用于涂层织物固化烘燥的智能烘箱”， 包括烘箱本体，在烘箱本体的两侧设有涂层织物通入孔，涂层织物通入孔上下两侧装有拉布辊，烘箱本体底部装有可调流量风道，可调流量风道上装有调节阀，在烘箱本体内，位于两侧涂层织物通入孔所在直线的上方装有温度传感器。本发明智能烘箱用于涂层织物浆料涂刮后的固化烘燥，烘箱内部联通大气，非密闭环境，内部设备易于氧化腐蚀，胶接强度较低，不适合电子产品等精密器件的胶接固化使用。

发明内容

发明目的：本发明提供一种带有自动风门的烘箱，能够根据烘箱温度自动打开或关闭风门，而且烘箱内气体的负压、正压可以调节，能有效解决焊接或者胶接固化过程中框架、芯片等表面易于沾污和氧化之间的矛盾。

技术方案：本发明的银浆固化烘箱内气体压力控制装置，含有主抽风管道、付抽风管道、微压测量表、N2保护的烘箱、温度传感器，还含有下列组成部件：气动式自动风门、手动负压调节阀、手动正压调节阀、微压测量表、自控装置。

烘箱内部放置芯片、框架、焊接或者胶接用银浆（包括银浆、锡膏、高分子胶、无机胶等胶粘剂），烘箱连接N2气源作为烘箱中的保护性惰性气体，烘箱还连接主抽风管道入风口。主抽风管道出风口连接有抽风机；主抽风管道上连接付抽风管道入风口、付抽风管道出风口；主抽风管道中，在付抽风管道入风口与付抽风管道出风口之间设置有气动式自动风门，能够根据烘箱中气体的温度自动控制器风门的开关；在付抽风管道出风口与主抽风管道出风口之间设置有手动正压调节阀，能够根据微压测量表显示的气体压力手动控制其风门的开关；付抽风管道中设置有手动负压调节阀，能够根据微压测量表显示的气体压力手动控制其风门的开关。

理论上讲，由于框架、芯片表面氧化和胶挥发物沾污与烘箱中气体的温度和压力有较大关系。固化烘箱排风量越大，胶固化过程中挥发物对框架表面的沾污越轻；但大风量排风使烘箱内部呈负压状态，而由于烘箱非完全密封，负压时空气中的氧气会进入烘箱内。当达到一定温度时框架表面开始氧化，温度越高氧化越严重，因此要求烘箱在框架发生氧化前大风量排风转换为小风量排风，利用烘箱充N2作用使烘箱内部呈正压状态，阻止空气中的氧气进入烘箱，避免高温下框架氧化。

在本发明中，温度传感器连接在所述的烘箱上，用于感知或测得其内部气体的温度，温度传感器测得的温度数据通过自控装置连接控制上述的气动式自动风门。温度高于某个数值时，自动风门关闭，温度低于某个数值时，自动风门打开排风。

所述的微压测量表可以连接在主抽风管道上或者烘箱上；优选连接于主抽风管道上，在主抽风管道入风口与付抽风管道入风口之间。

所述的手动正压调节阀和手动负压调节阀均可以带有锁紧装置，以维持需要的开关状态。

所述的付抽风管道的管径优选为主抽风管道管径的1/10-1/2。

所述的微压测量表优选选用零位在中间的正负压表，使用一个表既能够测量正压又能够测量负压。

所述的烘箱上还可以设置有温度报警器，温度高于某数值时，发出报警提示声。

第二发明目的：提供一种如上所述的银浆固化烘箱内气体压力控制装置的控制方法。

第二技术方案：所述的银浆固化烘箱内气体压力控制装置的控制方法中，含有下述控制工艺步骤：