半导体晶片

Heller PCO-700真空压力烤箱是一种槁端的电子元器件封装设备，具有多项优良特性。该设备占地面积小，手动操作方便，蕞大工作压力可达8bar，蕞高工作温度为200℃。用户可以根据需要选择使用氮气、洁净室或真空功能。这款半导体芯片压力烤箱设备广泛应用于封装胶注入、晶片粘接、晶圆压合和薄膜胶带粘合等领域。其中，在电子封装领域中应用较为广泛的是Underfill固化和Die Attach固化技术。[img=,690,847]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307211129403027_1076_5802683_3.jpg!w690x847.jpg[/img]Underfill（封装胶注入）技术指将芯片与基板之间填充一定量的硅酸盐类或环氧类物质来加强二者间的连接稳定性以及防止机械冲击所造成的损伤。在这个过程中，需要将芯片放置在基板上，并在二者之间加入一定量的封装胶进行填充；填充完毕后需要对其进行快速固化以保怔连接质量并提高生产效率。Die Attach（晶片粘接）技术是指将芯片固定在基板上的过程，在这个过程中我们需要使用一种特殊的粘合剂来将芯片牢固地粘贴在基板上。与传统手工操作相比，使用Heller PCO-700半导体芯片压力烤箱可以大幅提高产品生产效率和减少人员误差。[img=,690,706]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307211129507334_1934_5802683_3.jpg!w690x706.jpg[/img]HELLER企业是一家专业从事电子制造设备开发、销售和服务于一体的企业。自成立以来，HELLER始终坚持“品质至上、诚信为本”的核心价值观，并通过严格的管理流程和恮面优秀的售后服务为客户提供蕞好的解决方案。HELLER公司拥有超过55年在电子行业领域的经验和强大实力。在中国和韩国两个工厂内采用分布式精益制造模式，保怔每台焊炉达到6Sigma标准并实现本地化运营，能够更好地满足客户需求并提供更加犹质的售前、售后服务。[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307211130093302_7745_5802683_3.jpg!w690x517.jpg[/img]HELLER公司还注重与客户之间直接沟通，定期拜访客户并聆听他们宝贵的意见，以不断改进产品和服务。因此，在电子封装行业中，HELLER品牌的设备备受客户青睐，并取得了良好的口碑。Heller PCO-700半导体芯片压力烤箱是一款槁端、可靠、方便使用的电子元器件封装设备；而HELLER企业则是一家专注于为客户提供犹质产品和服务的值得信赖的企业。相信在未来，这两者都会持续发展壮大，并为行业带来更多创新性解决方案。您正在寻找一家提供半导体设备和材料的可靠供应商吗？苏州仁恩机电科技有限公司将为您提供一站式解决方案，满足您的需求。联系方式：请联系我们以获取更多信息。

[color=#990000]摘要：针对半导体低温工艺中制冷系统在高压防护和温度控制中存在的问题，本文将提出一种更简便有效的解决方案。解决方案的核心是在晶片托盘上并联一个流量可调旁路，使制冷剂在流入晶片托盘之前进行部分短路。即通过旁路流量的变化调节流出晶片托盘的制冷剂压力，一方面保证制冷剂低压工作状态，另一方面实现晶片温度的高精度控制。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][b][size=18px][color=#990000]1. 问题的提出[/color][/size][/b] 随着新一代半导体工艺技术的发展，如低温刻蚀和沉积，需要晶片达到更低的温度。更低温度的实现目前可选的技术途径一般是采用循环流体介质直接作用在晶片卡盘，而介质可以是单一制冷剂（如液氮）和混合制冷剂。目前，更具有应用前景的是使用混合制冷剂的自复叠混合工质低温制冷技术，但在半导体低温工艺的具体应用中，需要处理好以下两方面的问题： （1）当制冷系统连接到晶片托盘后，混合工质就在一个容积固定管路内循环运行。在压缩机启动初期，整个系统基本处于较高温度，系统内大部分工质为[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相[/color][/url]，随着制冷温度的降低，除压缩机和冷凝器外的其他部件内的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相[/color][/url]工质含量逐渐增加，当制冷温度达到最低时，系统内的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相[/color][/url]工质含量达到最高。由于气液两相工质的比容相差较大，不同相态的工质通过节流单元的能力不同，工质间的沸点也不同，所以在制冷系统启动初期，通过节流单元的几乎全部为气态工质，压缩机的排气压力也将会很高。而在半导体工艺设备中，半导体晶片托盘及其回路部件的最大工作压力通常在1~1.4MPa范围内，那么在低温制冷过程中，冷却剂压力可能会超过晶片托盘冷却回路的最大操作压力而造成系统损坏。因此，要在晶片制冷系统中增加低温压力控制装置，避免出现高压问题，保证制冷系统在整个运行过程中制冷剂压力符合要求。 （2）晶片冷却温度是半导体低温工艺的一项重要技术参数，晶片冷却过程中的低温温度要求按照设定值进行准确控制。尽管大多数低温制冷系统都具有温度控制功能，可通过外部温度传感器、调节回路和控制器组成的闭环回路实现低温温度控制，调节回路基本都是通过调节制冷剂流量和膨胀方式，有些则通过辅助加热方式进行温度控制，但这些温控方式普遍结构复杂且控温精度不高，特别是在多个晶片同时冷却的半导体设备中这些问题更是突出。 针对上述半导体低温工艺中制冷系统在压力和温度控制中存在的问题，本文将提出一种更简便有效的解决方案。解决方案的核心是在晶片托盘上并联一个流量可调旁路，使制冷剂在流入晶片托盘之前进行部分短路。即通过旁路流量的变化调节流出晶片托盘的制冷剂压力，一方面保证制冷剂低压工作状态，另一方面实现晶片温度的高精度控制。[b][size=18px][color=#990000]2. 解决方案[/color][/size][/b] 对于半导体低温工艺中的晶片托盘进行冷却，一般所采用的技术方案是直接将自复叠混合工质制冷机与晶片托盘连接，其结构如图1所示。这种方案在温度控制时是在晶片托盘上安装温度传感器，并与控制器连接进行温度控制，但这种方案存在压力过高和温度控制不准确的问题。[align=center][color=#33ccff][size=14px][b][img=半导体晶片低温冷却实施方案示意图,400,235]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212270900279759_748_3221506_3.jpg!w690x406.jpg[/img][/b][/size][/color][/align][align=center][b][color=#990000]图1 半导体晶片低温冷却常规方案[/color][/b][/align][align=center][size=14px][b][img=半导体晶片低温冷却改进后方案,400,240]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212270900037860_9891_3221506_3.jpg!w690x414.jpg[/img][/b][/size][/align][b][/b][align=center][b][color=#990000]图2 半导体晶片低温冷却改进后方案[/color][/b][/align] 本文提出的改进方案如图2所示，为了使冷却过程中的混合工质压力始终处于安全工作范围，在图1所示的冷却管路上增加了一个短接旁路，通过一个调节阀控制此旁路中的工质流量可以降低晶片卡盘及其管路的内部压力达到安全范围。同时，此旁路调节阀具有高精度动态精密调节能力，可使晶片卡盘内部的制冷剂压力波动非常小而实现更准确的温度控制，由此可在制冷机现有温度控制能力的基础上，降低压力波动和提高温度稳定性。具体实施方案如图3所示。[align=center][size=14px][b][color=#33ccff][img=半导体晶片低温冷却实施方案示意图,690,266]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212270900506941_8802_3221506_3.jpg!w690x266.jpg[/img][/color][/b][/size][/align][align=center][b][color=#990000]图3 半导体晶片低温冷却系统压力和温度精密控制方案示意图[/color][/b][/align] 在图3所示的解决方案中，采用了以下几个控制部件： （1）气动调节阀：此气动调节阀也称之为背压阀，即通过较小的气体压力来驱动较大压力下流体介质中阀门的开度变化。通过此低温调节阀开度变化来改变旁路流量进而实现压力调节。 （2）先导阀：先导阀是一个低压气体压力调节阀，可对表压（如0.6MPa）的进气压力进行高精度减压调节，调节控制信号为模拟量（如4~20mA或0-10V），由此来驱动气动调节阀。 （3）传感器：晶片低温冷却系统包含了压力和温度传感器，以分别检测晶片冷却剂回路中的压力和晶片温度，并将检测信号传输给双通道PID控制器。压力传感器可根据实际需要布置在制冷剂管路中的不同位置，以提供合理和准确的压力监测。 （4）双通道控制器：此双通道控制器是具有两路独立控制通道且具有很高精度的PID控制器，一路通道与压力传感器和先导阀构成压力控制回路，另一通道与温度传感器和制冷机构成温度控制回路。 总之，通过这种增加旁路并进行压力精密调节的解决方案，即可满足降低制冷剂压力提供安全防护功能，又可以提高晶片温度控制精度，是一种可用于晶片低温工艺的更优化方案。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~[/align]