TWM450049U - 具有延伸連通腔道結構之半導體封裝載熱裝置 - Google Patents

Description

具有延伸連通腔道結構之半導體封裝載熱裝置

本創作係關於一種應用於半導體晶片封裝過程之載熱裝置之設計，特別是關於一種具有延伸連通腔道結構之半導體封裝載熱裝置。

在習知之半導體晶片封裝過程中，必須先從晶圓切割出適當大小之晶片，再將其黏附於一載板上(載板可為一基板或可為一導線架等各種可以承載晶片用以聯繫外部電子訊號用之承載物)。在黏附之過程中，膠著材料中會產生許多氣泡，造成老化後之膠著材料中會有空腔而影響產品的可靠性、品質。

傳統之方法有利用模壓膠體成型過程中短暫的高溫高壓條件，使膠著材料之膠層氣泡排出。或是藉由真空方式使氣泡由膠著材料之膠層中排除。或是藉由調整上晶片機之製程參數及製具使晶片與膠著材料界面間達到無氣泡。

如中華民國公告號第257314號，其係揭露一種工業用恆溫高壓鍋裝置，其特徵在於壓力鍋內密閉端上，有一以數支固定柱固定之電熱裝置，用以供應鍋體內熱能；前述電熱裝置中央，設有攪拌裝置之風扇，該風扇之驅動軸經結合於鍋體外緣軸承座，伸出鍋體外以皮帶與驅動馬達相連接。

藉由該鍋體外之驅動馬達，驅動前述電熱裝置中央之風扇旋轉，用以攪拌鍋體內受熱之高壓氣體，以達鍋體內高壓 氣體恆溫精度在3℃以內者。此工業用恆溫高壓鍋裝置即是在半導體晶片封裝過程中，用以去除氣泡之一種裝置。

然而在習知技術中，為使加熱效果均勻，其在鍋體內裝置有一渦輪風扇，並結合一驅動軸且穿置於鍋體，在穿置部份結合有一軸封單元用以有效阻隔鍋體內外高壓差的問題。

而此軸封單元由於同時接觸該鍋體內部之高溫、高壓環境，且同時接觸外面常溫、常壓之環境，在長時間承受極大溫差與壓差之狀態下，造成該軸封單元易於損壞，在短時間內即需要更新之問題。此種問題會造成零組件花費成本大、頻繁更換耗費人力及停機造成產能降低等缺點。

緣此，本創作之主要目的即是提供一種具有延伸連通腔道結構之半導體封裝載熱裝置，利用其驅動馬達在結構上之設計以避免軸封之使用，故無前述之缺點。

本創作之另一目的是提供一種可應用於半導體封裝加工時均勻加熱之載熱裝置，藉由連接一加壓控制組件，使載熱裝置可維持一預定之壓力，並在載熱裝置中裝置有一渦輪風扇轉動，並以馬達驅動渦輪風扇轉動，以使載熱裝置中之高溫氣體流動，使置於載熱裝置之半導體材料可均勻地受熱。

本創作為解決習知技術之問題所採用之技術手段係主要在一具有延伸連通腔道結構之半導體封裝載熱裝置之設計上，腔體之延伸連通腔道結合端結合有一具有預定延伸長度及縮小口徑供容置傳動軸通過之延伸連通腔道。

在延伸連通腔道中配置有至少一用以支持傳動軸之軸承單元，再於延伸連通腔道結合一用以容置驅動馬達之馬達承置腔室，馬達承置腔室由延伸連通腔道與腔體保持一等壓腔室壓力，以使該驅動馬達處於一等壓之環境，且可避免使用軸封單元之使用。

經由本創作所採用之技術手段，可以避免習知技術之軸封單元因長時間承受鍋體內之高壓與高溫，而導致頻繁更換零組件及人力之浪費，亦可避免因停機影響產能。

此外，在延伸連通腔道之外環面設有一冷卻裝置，可使馬達承置腔室與腔體形成一溫度差，增加馬達之工作壽命。

再者，延伸連通腔道係藉由至少一法蘭單元及至少一固定元件結合於腔體，而馬達承置腔室係藉由至少一固定元件結合於延伸連通腔道，可使馬達及渦輪風扇便於拆卸，減少驅動馬達及渦輪風扇維修保養或替換之工作時間及人力成本。

本創作所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。

參閱第1圖及第2圖，其中第1圖係顯示本創作第一實施例之部分分解示意圖，第2圖係顯示本創作第一實施例之組合示意圖。如圖所示，本創作之載熱裝置100，包括有一腔體1、一門體2、一延伸連通腔道3及一馬達承置腔室4。其中門體2係可活動地結合於腔體1前端。

腔體1內部形成一容置空間10以及定義有一延伸連通腔道結合端15，容置空間10裝置有一托置承架11及至少一加熱裝置12。托置承架11可放置一待加熱標的物，該待加熱標的物可以是一半導體晶片。

加熱裝置12包括有一加熱承座121與一加熱管122，其中加熱承座121係位於容置空間10中之一預定位置，而加熱管122係環設於加熱承座121外，具有在容置空間10中加熱之作用，以加熱容置空間10及一預定升溫速率。

此外，腔體1之容置空間10中設有一渦輪風扇43，並經由凸伸出腔體1之延伸連通腔道結合端15之一傳動軸42連結有一驅動馬達41。渦輪風扇43係位於加熱承座121之內部，並透過驅動馬達41驅動渦輪風扇43轉動，使腔體1之容置空間10之氣體流動。

腔體1之延伸連通腔道結合端15結合有一具有預定延伸長度及縮小口徑供容置傳動軸42通過之延伸連通腔道3，且在延伸連通腔道3中配置有至少一用以支持傳動軸42之軸承單元45，再於延伸連通腔道3結合一用以容置驅動馬達41之馬達承置腔室4，馬達承置腔室4形成有一馬達容置 空間40。

其中延伸連通腔道3係藉由至少一法蘭單元8及至少一固定元件9結合於腔體1之延伸連通腔道結合端15，而馬達承置腔室4係藉由至少一固定元件9a結合於延伸連通腔道3。

馬達承置腔室4經由延伸連通腔道3使腔體1之容置空間10、延伸連通腔道3之容置空間30以及馬達承置腔室4之馬達容置空間40三者保持連通，並與腔體1保持一等壓腔室壓力。且在延伸連通腔道3之外環面31設有一冷卻裝置32，使馬達承置腔室4與腔體1形成一溫度差。

驅動馬達41連結有一對導線411延伸於馬達承置腔室4外，以連接一電源並提供驅動馬達41所需之電能。驅動馬達41之外部係繞設有一銅管412，可經由連結一水供應源以冷卻該驅動馬達41之溫度。

此外，腔體1之容置空間10鄰近延伸連通腔道3處裝置有一閘門44，以阻隔在該腔體1之容置空間10加熱時，其高熱氣體流動對驅動馬達41之影響。

參閱第3圖，其係顯示本創作第一實施例之操作示意圖。如圖所示，腔體1內部之容置空間10更裝置有一溫度感測單元13及一壓力感測單元14，且分別連接於一控制器5。

溫度感測單元13可感測容置空間10之溫度，並送出一溫度感測信號S1至控制器5。控制器5可透過一加熱驅動信號S2以驅動加熱裝置12，並根據溫度感測信號S1以加 熱容置空間10達一預定溫度及一預定升溫速率。

壓力感測單元14則可感測腔體1之腔室壓力P1，並送出一壓力感測信號S3至控制器5。腔體1之容置空間10經由一進壓管路61連通於一加壓控制組件6，加壓控制組件6再連通一壓力源62，將壓力源62所產生之壓力輸入至腔體1之容置空間10中，使腔體1維持一預定腔室壓力P1。

其中加壓控制組件6所連通之壓力源62可以是一外接之廠務管路621，亦可以是一整合於載熱裝置100之一空氣壓縮機622。進壓管路61其作動係經由控制器5之一加壓驅動信號S4以驅動加壓控制組件6，並根據壓力感測信號S3，以使腔體1維持一預定腔室壓力P1。

馬達承置腔室4經由延伸連通腔道3使腔體1之容置空間10、延伸連通腔道3之容置空間30以及馬達承置腔室4之馬達容置空間40三者保持連通，使馬達承置腔室4之腔室壓力P2與腔體1之腔室壓力P1保持一等壓腔室壓力(即P2=P1)。

本創作之第一實施例中，腔體1之腔室壓力P1係維持在大於2個大氣壓，故馬達承置腔室4之腔室壓力P2亦保持在大於2個大氣壓之等壓腔室壓力。腔體1之容置空間10之溫度係介於攝氏25度至1000度之間，而馬達承置腔室4之溫度則由於延伸連通腔道3及冷卻裝置32之設置，而介於攝氏25度至500度之間，而與腔體1形成一溫度差。

此外，馬達承置腔室4之馬達容置空間40更裝置有一馬達溫度感測單元16，用以感測馬達容置空間40之溫度， 並送出一馬達溫度感測信號S5至控制器5，供使用者隨時監控驅動馬達41之溫度。

控制器5更連接有一操控面板7，可以手動設定容置空間10中欲達到之預定溫度、升溫速率與壓力，使待加熱標的物處於一預定之高溫高壓環境下，並受均勻之加熱。

請參閱第4圖及第5圖，其中第4圖係顯示本創作第二實施例之部分分解示意圖，而第5圖係顯示本創作第二實施例之組合示意圖。如圖所示，馬達承置腔室4更包括有一拆卸端46及一蓋板47。

拆卸端46形成在馬達承置腔室4之一選定位置，而蓋板47藉由至少一固定元件9b結合於馬達承置腔室4，並與馬達承置腔室4共同形成馬達容置空間40。

由以上之實施例可知，本創作所提供之具有延伸連通腔道結構之半導體封裝載熱裝置確具產業上之利用價值，故本創作業已符合於專利之要件。

以上所舉實施例僅係用以說明本創作，並非用以限制本創作之範圍，凡其他未脫離本創作所揭示之精神下而完成的等效修飾或置換，均應包含於後述申請專利範圍內。

100‧‧‧載熱裝置

1‧‧‧腔體

10‧‧‧容置空間

11‧‧‧托置承架

12‧‧‧加熱裝置

121‧‧‧加熱承座

122‧‧‧加熱管

13‧‧‧溫度感測單元

14‧‧‧壓力感測單元

15‧‧‧延伸連通腔道結合端

16‧‧‧馬達溫度感測單元

2‧‧‧門體

3‧‧‧延伸連通腔道

30‧‧‧容置空間

31‧‧‧外環

32‧‧‧冷卻裝置

4‧‧‧馬達承置腔室

40‧‧‧馬達容置空間

41‧‧‧驅動馬達

411‧‧‧導線

412‧‧‧銅管

42‧‧‧傳動軸

43‧‧‧渦輪風扇

44‧‧‧閘門

45‧‧‧軸承單元

46‧‧‧拆卸端

47‧‧‧蓋板

5‧‧‧控制器

6‧‧‧加壓控制組件

61‧‧‧進壓管路

62‧‧‧壓力源

621‧‧‧廠務管路

622‧‧‧空氣壓縮機

7‧‧‧操控面板

8‧‧‧法蘭單元

9、9a、9b‧‧‧固定元件

S1‧‧‧溫度感測信號

S2‧‧‧加熱驅動信號

S3‧‧‧壓力感測信號

S4‧‧‧加壓驅動信號

S5‧‧‧馬達溫度感測信號

P1、P2‧‧‧腔室壓力

第1圖係顯示本創作第一實施例之部分分解示意圖；第2圖係顯示本創作第一實施例之組合示意圖；第3圖係顯示本創作第一實施例之操作示意圖；第4圖係顯示本創作第二實施例之部分分解示意圖； 第5圖係顯示本創作第二實施例之組合示意圖。

100‧‧‧載熱裝置

1‧‧‧腔體

10‧‧‧容置空間

11‧‧‧托置承架

12‧‧‧加熱裝置

121‧‧‧加熱承座

122‧‧‧加熱管

13‧‧‧溫度感測單元

14‧‧‧壓力感測單元

15‧‧‧延伸連通腔道結合端

16‧‧‧馬達溫度感測單元

2‧‧‧門體

3‧‧‧延伸連通腔道

30‧‧‧容置空間

31‧‧‧外環面

32‧‧‧冷卻裝置

4‧‧‧馬達承置腔室

40‧‧‧馬達容置空間

41‧‧‧驅動馬達

411‧‧‧導線

412‧‧‧銅管

42‧‧‧傳動軸

43‧‧‧渦輪風扇

44‧‧‧閘門

45‧‧‧軸承單元

5‧‧‧控制器

6‧‧‧加壓控制組件

61‧‧‧進壓管路

62‧‧‧壓力源

621‧‧‧廠務管路

622‧‧‧空氣壓縮機

7‧‧‧操控面板

8‧‧‧法蘭單元

9、9a‧‧‧固定元件

S1‧‧‧溫度感測信號

S2‧‧‧加熱驅動信號

S3‧‧‧壓力感測信號

S4‧‧‧加壓驅動信號

S5‧‧‧馬達溫度感測信號

P1、P2‧‧‧腔室壓力

Claims (10)

1. 一種具有延伸連通腔道結構之半導體封裝載熱裝置，具有一腔體，該腔體內部形成一容置空間以及定義有一延伸連通腔道結合端，至少一加熱裝置設置在該腔體之容置空間中，以加熱該容置空間到達一預定溫度及一預定升溫速率，該容置空間更透過一加壓控制組件連通一壓力源使該腔體之容置空間維持一大於2個大氣壓之預定腔室壓力，該腔體之容置空間中設有一渦輪風扇，並經由凸伸出該腔體之延伸連通腔道結合端之一傳動軸連結有一驅動馬達，其特徵在於：該腔體之延伸連通腔道結合端結合有一具有預定延伸長度及縮小口徑供容置該傳動軸通過之延伸連通腔道，且在該延伸連通腔道中配置有至少一用以支持該傳動軸之軸承單元，再於該延伸連通腔道結合一用以容置該驅動馬達之馬達承置腔室，該腔體之容置空間裝置有至少一壓力感測單元及至少一溫度感測單元，該馬達承置腔室經由該延伸連通腔道與該腔體保持一大於2個大氣壓之等壓腔室壓力，且在該延伸連通腔道之外環面設有一冷卻裝置，使該馬達承置腔室與該腔體形成一溫度差。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有延伸連通腔道結構之半導體封裝載熱裝置，其中該腔體之容置空間之溫度係介於攝氏25度至1000度之間，而該馬達承置腔室之溫度則介於攝氏25度至500度之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有延伸連通腔道結構之半導體封裝載熱裝置，其中該腔體之容置空間裝置有一閘門，以阻隔該腔體之容置空間之氣體溫度對驅動馬達之影響。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具有延伸連通腔道結構之半導體封裝載熱裝置，其中該加壓控制組件之壓力源係為一空氣壓縮機。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具有延伸連通腔道結構之半導體封裝載熱裝置，其中該加壓控制組件之壓力源係為一廠務管路。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具有延伸連通腔道結構之半導體封裝載熱裝置，其中該驅動馬達上繞設有一銅管，以冷卻該驅動馬達之溫度。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具有延伸連通腔道結構之半導體封裝載熱裝置，其中該馬達承置腔室內部形成有一馬達容置空間，該馬達容置空間更裝置有至少一馬達溫度感測單元，以感測該馬達容置空間之溫度。
8. 如申請專利範圍第1項所述之具有延伸連通腔道結構之 半導體封裝載熱裝置，其中該延伸連通腔道係藉由至少一法蘭單元及至少一固定元件結合於該腔體之延伸連通腔道結合端。
9. 如申請專利範圍第1項所述之具有延伸連通腔道結構之半導體封裝載熱裝置，其中該馬達承置腔室係藉由至少一固定元件結合於該延伸連通腔道。
10. 如申請專利範圍第1項所述之具有延伸連通腔道結構之半導體封裝載熱裝置，其中該馬達承置腔室更包括有一拆卸端及一蓋板，該拆卸端形成在該馬達承置腔室之一選定位置，該蓋板藉由至少一固定元件結合於該馬達承置腔室，與該馬達承置腔室共同形成一馬達容置空間。