【发明授权】烘干设备_创意电子股份有限公司;台湾积体电路制造股份有限公司_201810256039.8 

申请/专利权人:创意电子股份有限公司;台湾积体电路制造股份有限公司

申请日:2018-03-27

发明/设计人:廖致傑;孙育民;程志丰

公开(公告)日:2020-10-23

代理机构:北京律诚同业知识产权代理有限公司

公开(公告)号:CN110307698B

代理人:徐金国

主分类号:F26B9/06(20060101)

地址:中国台湾新竹科学园区力行六路10号

分类号:F26B9/06(20060101);F26B23/08(20060101);F26B25/00(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2020.10.23#授权;2019.11.01#实质审查的生效;2019.10.08#公开

摘要:一种烘干设备包含一炉体、一磁场产生装置、一腔压控制装置与一烘烤装置。炉体具有一可气密的腔室。腔室内用以放置一半导体封装元件。腔压控制装置用以降低腔内气压。磁场产生装置用以极化腔室内的半导体封装元件。烘烤装置用以烘干腔室内的半导体封装元件的水分。如此,透过以上架构,可加速半导体封装元件的水分烘干作业及缩短烘烤工艺时间。故,不仅缩短出货周期时间、降低制造成本,进而提升企业的竞争力。

主权项:1.一种烘干设备,其特征在于,包含:一炉体,具有一腔室,该腔室为可气密的,且该腔室内用以放置至少一半导体封装元件;一腔压控制装置,连接该腔室,用以降低该腔室内的气压为0.25~0.3大气压力之间;一磁场产生装置,连接该腔室,用以依据一预设磁场强度极化该腔室内的该半导体封装元件,其中该预设磁场强度为1000±30%毫高斯mGs,该磁场产生装置包含一磁性管状结构及一中空空间,该磁性管状结构位于该炉体内,由多个磁性元件所共同围绕而成,且任二相邻的所述磁性元件之间夹设有一硅钢片,所述中空空间被所述多个磁性元件所共同围绕,用以将该半导体封装元件放置其中,所述多个磁性元件是依海尔贝克阵列的方式排列极性,且每一所述磁性元件为一瓦状永久磁铁;以及一烘烤装置,连接该腔室,用以依据一恒定温度加热该腔室内的该半导体封装元件,以烘干该腔室内的该半导体封装元件的水分,其中该恒定温度为摄氏125℃或150℃。

全文数据:烘干设备技术领域本发明有关于一种烘干设备,尤指一种用以干燥半导体封装元件的烘干设备。背景技术传统覆晶封装晶片具有良好的导电性和散热管道,但是在覆晶封装晶片制造后需要长时间的烘烤周期,以确保此覆晶封装晶片符合合适干燥条件的出货规定。举例来说,等级高的湿敏晶片在125℃的烘烤温度下最少需要持续24小时的烘烤作业,如此,不仅导致出货周期时间过长与提高制造成本,更可能进而弱化了企业的竞争力。故,如何研发出一种解决方案以改善上述所带来的缺失及不便,实乃相关业者目前刻不容缓的一重要课题。发明内容本发明的一实施例提供了一种烘干设备。烘干设备包含一炉体、一磁场产生装置、一腔压控制装置与一烘烤装置。炉体具有一可气密的腔室。腔室内用以放置至少一半导体封装元件。腔压控制装置连接腔室,用以降低腔室内的气压。磁场产生装置连接腔室,用以极化腔室内的半导体封装元件。烘烤装置连接腔室,用以烘干腔室内的半导体封装元件的水分。依据本发明一或多个实施例,在上述的烘干设备中,磁场产生装置包含一磁性管状结构及一中空空间。磁性管状结构位于炉体内,由多个磁性元件所共同围绕而成,且任二相邻的磁性元件之间夹设有一硅钢片。中空空间被磁性元件所共同围绕,用以将半导体封装元件放置于其中。依据本发明一或多个实施例,在上述的烘干设备中,每个磁性元件为一瓦状永久磁铁。依据本发明一或多个实施例,在上述的烘干设备中,上述所有磁性元件是依海尔贝克阵列HalbachArray的方式排列极性。依据本发明一或多个实施例,在上述的烘干设备中,磁场产生装置用以依据一预设磁场强度极化腔室内的半导体封装元件,且预设磁场强度为1000±30%毫高斯mGs。依据本发明一或多个实施例,在上述的烘干设备中,腔压控制装置用以将腔室内的气压调控为0~1大气压力之间。依据本发明一或多个实施例,在上述的烘干设备中,腔压控制装置用以将腔室内的气压调控为0.25~0.3大气压力之间。依据本发明一或多个实施例,在上述的烘干设备中,烘烤装置依据一预设温度烘干腔室内的半导体封装元件,其中预设温度为125℃±25℃。依据本发明一或多个实施例,在上述的烘干设备中,烘烤装置依据一恒定温度加热腔室内的半导体封装元件,其中恒定温度大致为125℃或150℃。本发明的一实施例提供了一种烘干设备。烘干设备包含一炉体、一磁场产生装置、一腔压控制装置、一加热器与一气流引导器。炉体具有一可气密的腔室。腔室内用以放置至少一半导体封装元件。腔压控制装置连接腔室,用以控制腔室内的气压。磁场产生装置连接腔室,用以控制腔室内的磁场。加热器连接腔室,且加热器在磁场产生装置及腔压控制装置的同时作用下,发出热能至腔室内。气流引导器连接腔室,用以输出气流将热能引导至半导体封装元件,以致烘干半导体封装元件的水分。如此,透过以上实施例所述的架构,其中一功效可加速半导体封装元件的水分烘干作业及缩短烘烤工艺时间。故,不仅缩短出货周期时间、降低制造成本,进而提升企业的竞争力。此外,透过以上实施例所述架构的另一功效亦可为节省电力能源、降低能源成本。以上所述仅是用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等,本发明的具体细节将在下文的实施例及相关附图中详细介绍。附图说明为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂,所附附图的说明如下:图1绘示依据本发明一实施例的烘干设备的示意图;图2绘示依据本发明一实施例的烘干设备的炉体的示意图;以及图3绘示依据本发明一实施例的烘干设备的示意图。具体实施方式以下将以附图揭露本发明的多个实施例,为明确说明起见,许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而,应了解到,这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说,在本发明实施例中,这些实务上的细节是非必要的。此外,为简化附图起见,一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。图1绘示依据本发明一实施例的烘干设备10的示意图。烘干设备10包含一炉体100、一磁场产生装置200、一腔压控制装置300与一烘烤装置400。炉体100内具有一腔室101。腔室101为可气密或密闭的腔室,且腔室101内用以放置至少一半导体封装元件600。半导体封装元件600例如为覆晶封装晶片、非覆晶封装晶片或其他类似电子元件。腔压控制装置300连接腔室101,用以降低腔室101内的气压,以便降低半导体封装元件600上所残留水分的水分沸点。磁场产生装置200连接腔室101,用以控制腔室101内的磁场,进而对半导体封装元件600上所残留水分加以极化,以致降低水分的水分子团尺寸及其扩散系数。烘烤装置400连接腔室101,用以烘干腔室101内的半导体封装元件600的水分。如此,透过以上实施例所述的架构,在烘烤程序中,烘干设备10能在腔室101内提供加磁且低压的环境,使得磁场产生装置200的电磁能破坏半导体封装元件600上所残留水分的水分子团的氢键,以降低水分子团尺寸及增加其扩散系数,且腔压控制装置300所控制的腔内低压能够降低腔室101内水分的沸点,在炉温不变下提升水分子蒸散动能,增加烘烤效率。故,加速了半导体封装元件600的水分烘干作业及缩短了烘烤工艺时间,进而缩短出货周期时间、降低制造成本,以及提升企业的竞争力。相较于已知烘烤作业下的烘烤时间,举例来说,由于此实施例所产生的低气压能够加速2倍蒸发速率以及电磁能加速1.8倍的蒸发速率,对于等级高的湿敏晶片在125℃的烘烤温度下只需要持续6-7小时的烘烤作业而缩短原先时间的原签约3.6倍。此外,除了以缩短时间为目标,本发明所属领域具有通常技术者也可以节省能源为目标,以降低能源成本,甚至避免半导体封装元件过热而损毁。具体来说,在本实施例中,磁场产生装置200、腔压控制装置300与烘烤装置400分别为可电控装置。烘干设备10还包含一控制器500。控制器500电性连接磁场产生装置200、腔压控制装置300与烘烤装置400,用以在同步启动并调控磁场产生装置200、腔压控制装置300与烘烤装置400时,对腔室101内的半导体封装元件600进行水分烘干作业。磁场产生装置200位于炉体100、腔室101内,或者,位于腔室101内壁,可以产生电磁能至半导体封装元件600,破坏半导体封装元件600上所残留的水分子结构,使其失去稳定性,以增强水分子的移动能力,从而加速水分被烘干的时效。磁场产生装置200用以依据一预设磁场强度对腔室101内的半导体封装元件600进行极化。举例来说,但不以此为限,所述预设磁场强度为1000毫高斯mGs,或者,预设磁场强度为1000±30%毫高斯mGs的磁场,意即,700毫高斯mGs~1300毫高斯mGs之间。此外,磁场产生装置200例如为一电磁铁装置或其他类似装置。烘烤装置400产生热能并传递至半导体封装元件600。烘烤装置400依据一预设温度对腔室101内的半导体封装元件600进行加热。举例来说,但不以此为限,预设温度为125℃±25℃,意即,预设温度为摄氏100℃~摄氏150℃之间。更限缩地,烘烤装置400依据一恒温温度对腔室101内的半导体封装元件600进行大致加热,例如恒温温度大致为125℃,然而,本发明不限于此。腔压控制装置300用以将腔室101内的气压调控为非真空气压,使得腔室101内的空气得以将热能传递至半导体封装元件600。更具体地,腔压控制装置300用以将腔室101内的气压调控为大于0大气压力0atm,但不及小于一大气压力1atm。举例来说,但不以此为限,腔压控制装置300用以将腔室101内的气压从一般大气压力调控为0.25~0.3大气压力之间。因为较低的空气压力将导致较低的水沸点,且当沸点温度恒定时,会促进蒸发动量。此外,较低的气压环境也会有利于蒸发量。如此,炉内低压烘烤可降低水分子的沸点,在炉温不变下可提升水分子蒸散动能,增加烘烤效率。须了解到,本发明不限上述磁场产生装置200、腔压控制装置300与烘烤装置400在炉体100上的具体配置位置,其他实施例中,只要上述磁场产生装置200、腔压控制装置300与烘烤装置400能够对腔室101起到上述对应的作用,本发明所属领域具有通常技术者可以依需求或限制调整上述磁场产生装置200、腔压控制装置300与烘烤装置400的配置位置。图2绘示依据本发明一实施例的烘干设备10的炉体100的示意图。如图2所示,此实施例的烘干设备10的炉体100还包含一容器110与一盖门120。容器110的一面具有容置槽111。盖门120可活动地连接容器110,使得盖门120能够气密地覆盖容器110的容置槽111,使得炉体100内形成上述可气密或密闭的腔室101,以供容置半导体封装元件600图1。图3绘示依据本发明一实施例的烘干设备11的示意图。如图3所示,此实施例的烘干设备11与图1的实施例的烘干设备10大致雷同,相同的部件沿用相同的符号,图3的烘干设备11与图1的烘干设备10差别在于:磁场产生装置200并非可电控装置,且磁场产生装置200围绕半导体封装元件600,可独立对腔室101及其内的半导体封装元件600提供一预设磁场强度,例如,预设磁场强度为1000毫高斯mGs,或者,预设磁场强度为1000±30%毫高斯mGs,意即,700毫高斯mGs~1300毫高斯mGs之间。此外,烘干设备11还包含一架体130。架体130可移除地位于腔室101内,用以摆放多个半导体封装元件600。举例来说,磁场产生装置200包含一或多个磁性管状结构210。磁性管状结构210位于腔室101内,是由多个例如8个磁性元件211所共同围绕而成,且任二相邻的磁性元件211之间夹设有一硅钢片212,以便每个硅钢片212隔开任二相邻的磁性元件211。硅钢片212例如为3毫米mm高导磁的硅钢片212。磁性元件211共同围绕而形成一中空空间220。中空空间220与磁性管状结构210同轴,意即,具有相同的长轴方向200A。半导体封装元件600位于中空空间220内,以接受磁场产生装置200的极化。磁力线在磁性管状结构210的几何设计下形成低磁阻的高效均匀磁场,以强化不同位置间半导体封装元件600内水分子团氢键被破坏的均致度。圆形的中空空间220被划分为四个均等的象限,且在每个四个象限内独立供给各自的磁力回路200L。如此,因为责任区域缩小,更容易掌控磁路的几何校对。每个磁性元件211为一瓦状永久磁铁。更具体地,每个磁性元件211为永久磁铁设计,故,不需额外电源。每个磁性元件211的材料选用铁氧磁体BaFe12O19,且居里温度Tc为摄氏469℃,故可耐受特定高温的烘烤环境。每个磁性元件211的磁力线为呈曲线回路状,相较于磁力线为直线状的磁性元件211具有更短的磁路,故,可减低磁力损耗。这八个磁性元件211中,每个磁性元件211具有S极与N极。这八个磁性元件211从S极至N极的磁力线描述方向211D彼此不同。任二相对立的磁性元件211从S极至N极的磁力线描述方向211D彼此相反。换句话说,上述这八个磁性元件211是依海尔贝克阵列HalbachArray的方式排列极性,以提供更均匀的磁场分布。此外,由于磁性元件211的形状为瓦形设计,具有较高密度的磁力线如同窄管效应,可提供中空空间220充裕且均匀的磁感应。另外,当磁性管状结构210的数量为多个时,这些磁性管状结构210单列连接,以共同围绕半导体封装元件600。再者,本实施例中,烘烤装置400包含一或多个加热器410与多个气流引导器420。加热器410位于炉体100内或暴露于腔室101内,可以产生辐射热能至腔室101内,透过腔室101内的空气对流,将热能传递至半导体封装元件600。加热器410例如为加热线圈、卤素加热灯或其他类似装置,然而,本发明不限于此。烘干设备11还包含多个气流引导器420。气流引导器420连接腔室101,用以加速引导含辐射热能的气流AR。举例来说,气流引导器420例如风扇,对称地配置于腔室101内,且分别对位其中一加热器410,以便将输出气流AR将热能引导至半导体封装元件600,以致烘干半导体封装元件600的水分。换句话说,每个气流引导器420位于磁性管状结构210与加热器410之间。在其他实施例中,每个气流引导器也可以安排至腔室内正对中空空间的位置。在本实施例中。腔压控制装置300包含抽气马达310与压力表320。抽气马达310连接腔室101,透过抽出空气方式以达成腔压控制的手段。压力表320连接抽气马达310,用以提供目前压力数据。最后,上述所揭露的各实施例中,并非用以限定本发明,任何熟悉此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,皆可被保护于本发明中。因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

权利要求:1.一种烘干设备,其特征在于,包含:一炉体,具有一腔室,该腔室为可气密的,且该腔室内用以放置至少一半导体封装元件;一腔压控制装置,连接该腔室,用以降低该腔室内的气压;一磁场产生装置,连接该腔室,用以极化该腔室内的该半导体封装元件;以及一烘烤装置,连接该腔室,用以烘干该腔室内的该半导体封装元件的水分。2.根据权利要求1所述的烘干设备,其特征在于,该磁场产生装置包含:一磁性管状结构,位于该炉体内,由多个磁性元件所共同围绕而成,且任二相邻的所述磁性元件之间夹设有一硅钢片;以及一中空空间,被所述多个磁性元件所共同围绕,用以将该半导体封装元件放置其中。3.根据权利要求2所述的烘干设备,其特征在于,每一所述磁性元件为一瓦状永久磁铁。4.根据权利要求2所述的烘干设备,其特征在于,所述多个磁性元件是依海尔贝克阵列的方式排列极性。5.根据权利要求1所述的烘干设备,其特征在于,该磁场产生装置用以依据一预设磁场强度极化该腔室内的该半导体封装元件,其中该预设磁场强度为1000±30%毫高斯mGs。6.根据权利要求1所述的烘干设备,其特征在于,该腔压控制装置用以将该腔室内的该气压调控为0~1大气压力之间。7.根据权利要求1所述的烘干设备,其特征在于,该腔压控制装置用以将该腔室内的气压调控为0.25~0.3大气压力之间。8.根据权利要求1所述的烘干设备,其特征在于,该烘烤装置依据一预设温度加热该腔室内的该半导体封装元件,其中该预设温度为摄氏125℃±25℃。9.根据权利要求1所述的烘干设备,其特征在于,该烘烤装置依据一恒定温度加热该腔室内的该半导体封装元件,其中该恒定温度为摄氏125℃或150℃。10.一种烘干设备,其特征在于,包含:一炉体,具有一腔室,该腔室为可气密的,且该腔室内用以放置至少一半导体封装元件;一腔压控制装置,连接该腔室,用以降低该腔室内的气压;一磁场产生装置,连接该腔室,围绕该半导体封装元件,用以极化该腔室内的该半导体封装元件;一加热器,连接该腔室,用以在该磁场产生装置及该腔压控制装置的同时作用下,发出热能至该腔室内;以及一气流引导器,连接该腔室,用以输出气流将该热能引导至该半导体封装元件,以致烘干该半导体封装元件的水分。

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