一种晶圆回流焊的模块结构的制作方法

本发明涉及晶圆回流焊，具体地说，涉及一种晶圆回流焊的模块结构。

背景技术：

1、晶圆回流焊是一种晶圆凸点焊接工艺，旨在晶圆表面焊接形成微型球形凸点，而传统焊接工艺无法满足微小元件的精确焊接需求，无法在晶圆表面焊接形成球形凸点，为了解决该问题，晶圆回流焊技术应用而生，晶圆回流焊采用加热熔化金属材料，熔化后的材料由于液体张力的作用在晶圆表面形成球形凸点，随后采用冷却工艺使得熔化后的球形凸点冷却凝固，从而完成焊接作业，因此，晶圆回流焊是晶圆生产封装过程中重要的加工步骤，晶圆回流焊的效果直接影响晶圆的使用效率。

2、目前晶圆回流焊的研究很多，如中国发明专利cn118522662a公开了一种用于晶圆氧化物移除及回流焊处理的装置及方法，该装置包括加热板以及用于将晶圆样品支撑在加热板上方的样品板和位于样品板上方的电子附着针板，加热板可以上下移动并且还能够旋转，该装置中加热板上下移动提升样品板，电子附着针板能够发射电子，电子与氢分子碰撞产生氢负离子从而还原晶圆样品中的金属氧化物，该装置虽然能够实现对晶圆加热，但是在使用过程中还存在一定的缺陷，由于晶圆通过晶圆加热板进行加热以完成回流焊作业，但是该装置无法保障加热板加热的均匀性，从而导致在对晶圆加热时无法均匀加热晶圆，导致回流焊效果降低，另外，该装置无冷却机构，晶圆加热以后虽然能够在其表面形成液态的球形凸点，但是加热完成拿取晶圆进行冷却时容易破坏晶圆表面的球形凸点，导致回流焊的效果降低；为了避免该问题的发生，中国发明专利cn119426743a公开了一种晶圆级回流焊设备，该设备包括转动焊接系统，转动焊接系统包括下固定盘以及上固定盘，下固定板和上固定盘通过铰链连接，下固定盘设有六个圆周均布的加热冷却盘件，加热冷却盘件下端设有升降腔室组件，并且加热冷却盘件内部均设有加热冷却盘单元，另一个加热冷却盘件内设有装载冷却盘件，该装置在回流焊作业中，通过加热冷却盘单元对晶圆进行加热，加热后的晶圆转移至装载冷却盘件中进行冷却，从而避免拿取晶圆时破坏晶圆表面凸点的问题发生，为了保障晶圆能够均匀加热，该装置还向加热冷却盘单元内注入气体，气体吹在加热冷却盘单元上方的晶圆上，让晶圆悬浮并且转动，保证晶圆受热均匀，受热以后晶圆转移至装载冷却盘件中进行冷却，使得球形凸点冷却凝固，从而完成晶圆回流焊作业。

3、虽然上述的设备通过晶圆悬浮并转动的方式实现了晶圆加热，但是上述装置在使用过程中还存在一定的局限性，由于晶圆质地较脆，晶圆在加热的时候处于悬浮并且转动的状态，晶圆加热时稳定性较差，晶圆容易发生碰撞导致晶圆破碎，影响晶圆的生产效率。

4、为了解决上述问题，在保障晶圆安全的基础上实现晶圆的均匀加热，本发明提供一种晶圆回流焊的模块结构，该结构能够保障晶圆均匀加热，并且加热后能够得到快速冷却从而完成回流焊作业，保障了晶圆的生产效率。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明创造名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明创造名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、为解决现有技术中晶圆回流焊时晶圆在加热过程中稳定性差的技术问题，本发明采用了如下技术方案。

3、一种晶圆回流焊的模块结构，包括框架单元，框架单元包括固定座以及设置在固定座上方的承载平台，承载平台与固定座之间通过连接杆以及导向柱连接，承载平台表面设置有焊接仓体，焊接仓体包括固定仓以及设置在固定仓中的冷却盘座，固定仓中形成有内腔体，冷却盘座设置在内腔体中，冷却盘座为环形结构并且设置有多圈，多圈环形结构的冷却盘座之间互通，并且相邻两圈的环形结构之间设置有环形槽，该环形槽中设置有加热管，另外冷却盘座上方设置有加热板，晶圆放置在加热板上，通过加热管对加热板进行加热，加热板受热后对晶圆进行加热使得晶圆表面的金属材料熔化，然后加热板下降贴合到冷却盘座表面，通过冷却盘座对加热板进行降温实现对晶圆进行降温，晶圆表面熔化的金属材料冷却凝固形成球形凸点，冷却盘座以及加热管集成在内腔体中并且加热管集成在冷却盘座的环形槽中以提高模块结构的集成化程度，降低模块结构的体积；

4、所述的承载平台的底部设置有接口，接口设置有两个，其中一个连接冷却介质注入管，另一个连接冷却介质排出管，注入管通过其中一个接口向冷却盘座中注入冷却介质，冷却介质可以通过另一个接口排出；

5、该模块结构还包括驱动单元，驱动单元包括晶圆驱动单元以及加热板驱动单元，晶圆驱动单元用于承接晶圆并且带动晶圆下降装载到加热板表面，加热板驱动单元用于驱使加热板升降。

6、优选地，上述模块结构中，当晶圆加热时加热板驱动单元用于驱使加热板带动晶圆上升远离冷却盘座，加热管对加热板进行加热后通过加热板对晶圆进行均匀加热；当晶圆冷却时加热板驱动单元用于驱使加热板带动晶圆下降贴合到冷却盘座表面用于冷却加热板进而冷却晶圆。

7、优选地，上述模块结构中，所述的晶圆驱动单元包括动力组件ⅰ，动力组件ⅰ安装在固定座的下表面，动力组件ⅰ的动力端连接有移动板，移动板顶部连接有移动杆，移动杆穿过承载平台延伸到固定仓中，并且移动杆的顶部连接有承载件，动力组件ⅰ工作带动移动板上升，从而驱使移动杆以及承载件上升，使得承载件远离加热板，以便于机械手将晶圆放置在承载件上，动力组件ⅰ工作带动移动板下降进而带动移动杆和承载件以及晶圆下降，直至晶圆放置在加热板的表面。

8、优选地，上述模块结构中，所述的加热板驱动单元包括固定安装在固定座表面的固定平台，并且固定平台上设置有动力组件ⅱ，动力组件ⅱ的动力端连接有承载板，动力组件ⅱ工作可以驱使承载板上下移动，承载板上连接有活动杆，活动杆穿过承载平台延伸到固定仓中并且与加热板连接，承载板上下移动带动活动杆上下移动进而带动加热板移动，当加热板上升时带动起表面的晶圆同步上升使得加热板远离冷却盘座。

9、优选地，上述模块结构中，所述的固定仓中还设置有承托环，承托环套设在加热板的外侧并且对加热板进行承托，承托环与活动杆的端部连接，活动杆移动时带动承托环移动进而带动加热板移动。

10、优选地，上述模块结构中，所述的承托环以及加热板上分布有用于避让承载件的避让槽，在初始状态时，承载件位于避让槽中，当载入晶圆时，动力组件ⅰ工作驱使移动板上升，进而驱使承载件上升，承载件从避让槽伸出并远离加热板，机械手夹取晶圆伸入固定仓中将晶圆放置在承载件上，机械手退出后动力组件ⅰ工作驱使移动板下降，移动板下降以后带动移动杆以及承载件下降，晶圆同步下降直至晶圆放置在加热板表面，承载件退入到避让槽中，并且承载件与避让槽底部之间仍然存在供承托环以及加热板上升的距离。

11、优选地，上述模块结构中，所述的晶圆驱动单元以及加热板驱动单元还包括伸缩密封套管，伸缩密封套管套设在晶圆驱动单元中的移动杆上，并且该伸缩密封套管一端连接在承载平台下表面，另一端连接在移动板的表面，当移动板上升带动移动杆升上时，伸缩密封套管收缩；另外，伸缩密封套管还套设在加热板驱动单元中的活动杆上，伸缩密封套管一端连接在承载平台的下表面，另一端连接在承载板表面，当承载板上升时，伸缩密封套管收缩，该伸缩密封套管为波纹管结构。

12、优选地，上述模块结构还包括上盖单元，上盖单元包括盖板，盖板下表面设置有密封圈，当盖板扣合在固定仓上时，密封圈用于密封盖板与固定仓之间的缝隙，上盖单元还包括用于驱使盖板上下移动的动力组件ⅲ，动力组件ⅲ的动力端与盖板连接，动力组件ⅲ工作驱使盖板上下移动，以便于盖板能够扣合在固定仓上。

13、优选地，上述模块结构中，所述的固定仓的内部上开设有气道，承载平台的下表面连接有抽气接头，抽气接头与气道连通，并且抽气接头与外侧的吸气单元连接，当上盖单元上的盖板盖合到固定仓表面以后密封内腔体的空腔，吸气单元工作将内腔体中的气体抽出。

14、优选地，上述模块结构中，所述的盖板为内部中空结构并且盖板的顶部连接有气管接口，气管接口与盖板的中空结构连通，盖板内从上之下依次设置有均布盘ⅰ以及均布盘ⅱ，均布盘ⅰ以及均布盘ⅱ上均布有通孔，并且均布盘ⅰ以及均布盘ⅱ上的通孔错位设置，均布盘ⅰ上的通孔在均布盘ⅱ上的投影与均布盘ⅱ（304）的通孔不重叠，气管接口与外侧的吸气单元连接，吸气单元工作将甲酸气体从气管接口注入到盖板中，通过均布盘ⅰ以及均布盘ⅱ均匀分布后将甲酸气体均匀注入到固定仓中。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、本发明中的晶圆回流焊的模块结构通过晶圆驱动单元驱使承载件上升用于承接晶圆，然后晶圆驱动单元驱使承载件下降使得晶圆装载到加热板表面，在对晶圆进行加热时加热板通过加热板驱动单元驱动上升，使得加热板远离冷却盘座，焊接仓体中的加热管对加热板进行加热使得加热板的温度升高，加热板为碳板结构，因此导热性良好，加热板受热均匀以便于对晶圆进行均匀加热，待晶圆顶部的锡帽融化以后，加热板驱动单元驱使加热板下降使得加热板贴合到冷却盘座的表面使得加热板温度下降进而降低晶圆温度，使得晶圆表面形成球形凸点，本发明在对晶圆进行加热时晶圆稳定性强，避免了晶圆晃动导致破碎的问题发生，提高了晶圆的生产加工效果。

17、另外，本发明中在加热晶圆之前将焊接仓体中的气体抽出，从而避免了晶圆上的金属被氧化的问题发生，并且晶圆加热时通过顶部的上盖单元注入甲酸气体，甲酸气体有效地将晶圆表面的金属氧化物还原，保障了晶圆回流焊的焊接效果，并且上盖单元中的盖板中均布有均布盘，甲酸通过均布盘进入到焊接仓体中，从而保障了甲酸的均匀效果，以便于能够将晶圆表面的氧化物还原，保障了晶圆的回流焊效果。