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一種用于銅線鍵合加工的保護(hù)氣體監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:9578810閱讀:564來源:國知局
一種用于銅線鍵合加工的保護(hù)氣體監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種用于銅線鍵合加工的保護(hù)氣體監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來,在半導(dǎo)體封裝中,因銅線工藝較金線工藝在成本上有很大的優(yōu)勢,因此,銅線工藝就目前來講是一種趨勢。除了成本較低之外,銅的電導(dǎo)率比金的電導(dǎo)率高,銅的熱導(dǎo)率也高于金,因此在直徑相同的條件下,銅線可以承載更大的電流,使得銅引線不僅可用于功率器件中,也可以用于需要采集更小直徑引線以適應(yīng)高密度集成電路的封裝中;銅的機(jī)械強(qiáng)度高于金,使其更適合細(xì)小引線的鍵合。雖然銅線成本低、優(yōu)勢明顯,但銅線鍵合仍面臨一些難題,最主要的是:銅線在高溫?zé)Y(jié)時容易氧化(2CU+02 = 2Cuo),生成氧化銅,而氧化銅的硬度比純銅的硬度更高,這樣使得焊接點容易脆裂、焊球氧化或球形不良,且在高溫鍵合時可能出現(xiàn)焊接點和引線框架之間的界面間強(qiáng)度減弱,很容易打穿芯片的鋁層,導(dǎo)致廣品品質(zhì)不穩(wěn)定、良品率低。
[0003]為克服上述銅線氧化難題,目前,在半導(dǎo)體行業(yè)通常采用的方法是:在燒球過程和鍵合過程中加入一定比例的還原性保護(hù)氣體,目的是將氧化的銅瞬間還原,得到純銅,以達(dá)到最好的焊接效果。該還原性保護(hù)氣體一般是氫氣和氦氣,兩者混合的比例根據(jù)使用時的實際而有所不同。但是,因氮氫保護(hù)氣屬于高危氣體,基本上都是從車間外圍供給。由于沒有專門的監(jiān)測系統(tǒng),在實際的操作中對保護(hù)氣體提供的壓力、流量以及混合比例容易出現(xiàn)偏差,使得加入的保護(hù)氣體不能準(zhǔn)確地滿足銅線鍵合時的封裝工作,影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述的不足,本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供用于銅線鍵合加工的保護(hù)氣體監(jiān)測系統(tǒng),它能實時監(jiān)測和控制銅線鍵合時提供的保護(hù)氣體的氣壓、流量和配比情況,反應(yīng)靈敏、響應(yīng)速度快且智能化監(jiān)測。
[0005]為解決上述問題,本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]—種用于銅線鍵合加工的保護(hù)氣體監(jiān)測系統(tǒng),包括混合罐、氫氣儲罐和氮氣儲罐,氫氣儲罐和氮氣儲罐均通過輸送管與混合罐的入口連接,混合罐的出口連接有氮氫保護(hù)氣輸出管,還包括DCS控制系統(tǒng)和氫氣分析儀,在各輸送管上依次設(shè)有壓力傳感器、調(diào)壓閥、流量調(diào)節(jié)閥、流量傳感器和流量計,所述壓力傳感器和流量傳感器與DCS控制系統(tǒng)的信號輸入端連接,調(diào)壓閥、流量調(diào)節(jié)閥和流量計與DCS控制系統(tǒng)的信號輸出端連接;所述氫氣分析儀的采集端與混合罐連接、其輸出端與DCS控制系統(tǒng)的信號輸入端連接。
[0007]上述方案中,為實現(xiàn)自動監(jiān)測報警功能,所述DCS控制系統(tǒng)上還連接有一報警裝置。
[0008]上述方案中,在各輸送管上還安裝有一壓力表,所述壓力表與調(diào)壓閥連接,以實時顯示對應(yīng)輸送管內(nèi)的壓力值。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:
[0010]本發(fā)明通過分別在氫氣和氮氣的輸送管上設(shè)置壓力傳感器、調(diào)壓閥、流量調(diào)節(jié)閥、流量傳感器和流量計,并結(jié)合DCS控制系統(tǒng)及氫氣分析儀來達(dá)到自動檢測和控制氫氣、氮氣在輸送過程的壓力、流量及配比參數(shù)情況,當(dāng)監(jiān)測參數(shù)出現(xiàn)異常時快速地發(fā)出報警信號,具有檢測精確、控制響應(yīng)速度快,反應(yīng)靈敏的特點,能準(zhǔn)確地監(jiān)測銅線鍵合時所需的氮氫保護(hù)氣體,從而有效地提尚廣品的良品率。
【附圖說明】
[0011]圖1為本用于銅線鍵合加工的保護(hù)氣體監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中標(biāo)號為:1、氫氣儲罐;2、氮氣儲罐;3、輸送管;4、壓力傳感器;5、調(diào)壓閥;6、壓力表;7、流量調(diào)節(jié)閥;8、流量傳感器;9、混合罐;10、氫氣分析儀;11、DCS控制系統(tǒng);12、報警裝置;13、流量計;14、氮氫保護(hù)氣輸出管。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋說明。
[0014]如圖1所示,一種用于銅線鍵合加工的保護(hù)氣體監(jiān)測系統(tǒng),包括混合罐9、氫氣儲罐1和氮氣儲罐2,氫氣儲罐1和氮氣儲罐2均通過輸送管3與混合罐9的入口連接,混合罐9的出口連接有氮氫保護(hù)氣輸出管14,還包括DCS控制系統(tǒng)11和氫氣分析儀10,在各輸送管3上依次設(shè)有壓力傳感器4、調(diào)壓閥5、流量調(diào)節(jié)閥7、流量傳感器8和流量計13。所述DCS控制系統(tǒng)11上還連接有一報警裝置12。
[0015]所述壓力傳感器4和流量傳感器8與DCS控制系統(tǒng)11的信號輸入端連接,調(diào)壓閥5、流量調(diào)節(jié)閥7和流量計13與DCS控制系統(tǒng)11的信號輸出端連接。其中壓力傳感器4用于采集輸送管3內(nèi)的氣體的壓力值,并發(fā)送給DCS控制系統(tǒng)11 ;流量傳感器8用于采集輸送管3內(nèi)的氣體的流量值,并發(fā)送給DCS控制系統(tǒng)11。
[0016]所述氫氣分析儀10的采集端與混合罐9連接、其輸出端與DCS控制系統(tǒng)11的信號輸入端連接,用于檢測混合罐9內(nèi)的氫氣含量,并發(fā)送給DCS控制系統(tǒng)11,通過氫氣和氮氣的混合比例要求,當(dāng)知道氫氣的實際值后即可推算出氮氣的實際值。當(dāng)氫氣與氮氣的配比比例不在設(shè)定的范圍時,DCS控制系統(tǒng)11通過控制流量計13來進(jìn)行調(diào)整。
[0017]在各輸送管3上還安裝有一壓力表6,所述壓力表6與調(diào)壓閥5連接,以實時顯示對應(yīng)輸送管3內(nèi)的壓力值。
[0018]本發(fā)明工作時,壓力傳感器4和流量傳感器8采集分別采集各輸送管3內(nèi)的壓力值及氣體的流量值,并將采集到的數(shù)值發(fā)送給DCS控制系統(tǒng)11,DCS控制系統(tǒng)11將接收到飛壓力值和值分別與系統(tǒng)內(nèi)的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較,然后向調(diào)壓閥5及流量控制閥7發(fā)出控制信號,以調(diào)節(jié)輸送管3的壓力值和流量值;氫氣分析儀10實時采集檢測混合罐9內(nèi)的氫氣含量、并發(fā)送給DCS控制系統(tǒng)11,DCS控制系統(tǒng)11接收后通過自帶的計算功能計算出此時的氫氣與氮氣的配比值,當(dāng)該配比值不在預(yù)設(shè)配比值范圍時,發(fā)出報警,同時DCS控制系統(tǒng)11向流量計13發(fā)出控制信號,以實現(xiàn)氮氫保護(hù)氣體配比量的控制。
[0019]以上僅為說明本發(fā)明的實施方式,并不用于限制本發(fā)明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于銅線鍵合加工的保護(hù)氣體監(jiān)測系統(tǒng),包括混合罐(9)、氫氣儲罐(1)和氮氣儲罐(2),氫氣儲罐(1)和氮氣儲罐(2)均通過輸送管(3)與混合罐(9)的入口連接,混合罐(9)的出口連接有氮氫保護(hù)氣輸出管(14),其特征在于:還包括DCS控制系統(tǒng)(11)和氫氣分析儀(10),在各輸送管(3)上依次設(shè)有壓力傳感器(4)、調(diào)壓閥(5)、流量調(diào)節(jié)閥(7)、流量傳感器(8)和流量計(13),所述壓力傳感器(4)和流量傳感器(8)與DCS控制系統(tǒng)(11)的信號輸入端連接,調(diào)壓閥(5)、流量調(diào)節(jié)閥(7)及流量計(13)與DCS控制系統(tǒng)(11)的信號輸出端連接;所述氫氣分析儀(10)的采集端與混合罐(9)連接、其輸出端與DCS控制系統(tǒng)(11)的信號輸入端連接。2.如權(quán)利要求1所述的用于銅線鍵合加工的保護(hù)氣體監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于:所述DCS控制系統(tǒng)(11)上還連接有一報警裝置(12)。3.如權(quán)利要求1或2所述的用于銅線鍵合加工的保護(hù)氣體監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于:在各輸送管(3)上還安裝有一壓力表¢),所述壓力表(6)與調(diào)壓閥(5)連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于銅線鍵合加工的保護(hù)氣體監(jiān)測系統(tǒng),包括混合罐、氫氣儲罐和氮氣儲罐,氫氣儲罐和氮氣儲罐均通過輸送管與混合罐的入口連接,還包括DCS控制系統(tǒng)和氫氣分析儀,在各輸送管上依次設(shè)有壓力傳感器、調(diào)壓閥、流量調(diào)節(jié)閥、流量傳感器和流量計,所述壓力傳感器和流量傳感器與DCS控制系統(tǒng)的信號輸入端連接,調(diào)壓閥、流量調(diào)節(jié)閥和流量計與DCS控制系統(tǒng)的信號輸出端連接;所述氫氣分析儀的采集端與混合罐連接、其輸出端與DCS控制系統(tǒng)的信號輸入端連接。本發(fā)明能準(zhǔn)確地監(jiān)控銅線鍵合時所需的氮氫保護(hù)氣體的壓力、流量及配比值,有效地提高產(chǎn)品的良品率,具有檢測精確、控制響應(yīng)速度快,反應(yīng)靈敏的特點。
【IPC分類】G05D11/13
【公開號】CN105334879
【申請?zhí)枴緾N201510855275
【發(fā)明人】鄒波, 李勇昌, 鄒鋒, 蔣振榮, 朱金華
【申請人】桂林斯壯微電子有限責(zé)任公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年11月30日
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