高压台面半导体器件的3D打印沟槽玻璃钝化系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高压台面半导体器件的3D打印沟槽玻璃钝化系统，包括加压釜、至少一个控制阀、涂布器、显微摄像头、计算机控制装置、光电检测模块和真空硅片台。本实用新型专利技术能够实现将玻璃粉按沟槽位置精确覆盖，并能够大量减少玻璃粉用量，且无丙酮使用成本。本实用新型专利技术适用于所有采用沟槽工艺生产的GPP二极管以及其他GPP工艺产品的钝化技术领域。

3-D Printing Groove Glass Passivation System for High Voltage Table Semiconductor Devices

【技术实现步骤摘要】
高压台面半导体器件的3D打印沟槽玻璃钝化系统
本技术属于半导体功率器件的制造
，用于在GPP工艺中形成钝化层，具体地说是一种高压台面半导体器件的3D打印沟槽玻璃钝化系统。
技术介绍
随着电子设备计算速度和处理能力的增加，其功耗也在不断的增加，为满足大功率设备的供电需求，功率半导体器件，例如功率二极管、MOS管等器件被广泛用于这些电子设备中。上述功率器件多用于电源电路中，起到高低电压转换的作用，因此，通常要求这些器件有着较高的电压耐受能力。为了防止器件被击穿，需要对器件进行钝化保护。由于玻璃具有良好的绝缘能力，GPP工艺（即玻璃钝化保护工艺）成为目前钝化保护的主流工艺。传统的GPP工艺主要有两种方法，分别是刀刮法和电泳法，它们各自均存在一些缺陷：刀刮法要求将玻璃粉涂在整个硅片上，之后用刀刮去多余的部分，仅留下沟槽中的玻璃粉，但是硅片表面的玻璃粉往往不能被完全除去，管芯表面会有大量玻璃粉残留，从而导致烧成过后形成玻璃点，因此不得不通过二次套刻来解决这一问题，增加一次光刻工艺会明显提高成本；电泳法是在硅片上连接电极，使玻璃粉在丙酮溶液中电泳，最终吸附在沟槽中，它可以改善玻璃点现象，但会消耗大量丙酮，增加成本，同时产生的丙酮废液难以处理。因此，如何更加低成本、高质量地完成玻璃粉的覆盖工序，是所有采用GPP工艺的生产线面临的一个共同难题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高压台面半导体器件的3D打印沟槽玻璃钝化系统，能够实现将玻璃粉按沟槽位置精确覆盖，并能够大量减少玻璃粉用量，且无丙酮使用成本。本技术为实现上述目的，所采用的技术方案如下：一种高压台面半导体器件的3D打印沟槽玻璃钝化系统，包括加压釜、第一～第N控制阀、涂布器、显微摄像头、计算机控制装置、光电检测模块和真空硅片台；所述加压釜设置有N个出液口，N个出液口分别通过导管与第一～第N控制阀一一对应相连，第一～第N控制阀的控制信号输入端分别通过独立线路与计算机控制装置相连，第一～第N控制阀的输出端分别通过导管与涂布器相连，涂布器具有N个间距可调的喷口；所述真空硅片台的台面上设置有硅片运动区域、台面下方设置有运动机台，硅片运动区域是一个长方形区域；所述显微摄像头设置于硅片初始位置的上方，涂布器设置于长方形区域的中央上方，光电检测模块设置于显微摄像头与涂布器之间；所述N≥1。作为限定：所述光电检测模块包括第一～第三光电检测头。作为进一步限定：所述第一～第三光电检测头结构相同，三者均包括一个设置有光敏电阻的圆锥状的壳体，壳体的顶端开设有直径不大于管芯沟槽宽度的通孔，壳体内表面有吸光涂层，三个壳体均顶部朝下竖直设置，第一光电检测头设置于长方形区域短边的中线上方，第二光电检测头和第三光电检测头对称设置于长方形区域短边的中线上方的两侧、并且二者之间的距离等于硅片上具有管芯区域的直径；第一～第三光电检测头均包含信号处理电路和一个激光光源，三个激光光源均倾斜向下、出光口朝向“来片方向”、并且各自在硅片上所投光斑位于其所对应的光电检测头开口的正下方；所述“来片方向”是硅片初始位置的方向。作为第二种限定：所述涂布器包括液压装置、支撑杆和N个空腔；N个空腔沿支撑杆轴向呈“一字”型排列，每个空腔上均开设有一个入口和一个出口，第一～第N空腔的入口分别通过导管与第一～第N控制阀一一对应相连，第一～第N空腔的出口分别与第一～第N喷口一一对应相连，相邻两个空腔之间设置有中空的空心橡胶垫，每个空心橡胶垫都设置有一个通孔，各个空心橡胶垫的通孔分别通过导管与液压装置相连。作为进一步限定：所述支撑杆是一柱状的支撑杆，空腔是套在柱状的支撑杆外的环形空腔，空心橡胶垫是套在柱状的支撑杆外的环形空心橡胶垫，处于中间位置的环形空腔与柱状的支撑杆固定相连，其余的环形空腔和环形空心橡胶垫均可沿支撑杆轴向滑动，各个环形空心橡胶垫均与自身两侧的环形空腔固定连接；当N是偶数时，处于中间位置的环形空腔是指位于中间的两个环形空腔中的任意一个。本技术由于采用了上述的技术方案，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：（1）本技术采用了空心橡胶垫与液压装置配合来完成喷口间距的调节，解决了小空间内同时完成多个喷口间距调节的难题，能够在硅片型号切换后自动调节涂布器尺寸并继续工作；（2）本技术采用光电检测模块来校对和确定硅片的位置，既可以为涂布过程中控制阀的开启和关闭提供依据，又能够防止因图像识别错误导致玻璃粉污染管芯表面；（3）本技术采用了圆锥结构的光电探测头，解决了光敏电阻尺寸比沟槽尺寸大一个数量级的问题，使检测头感光尺寸小于沟槽宽度，提高了位置检测的精度。本技术适用于所有采用沟槽工艺生产的GPP二极管以及其他GPP工艺产品的钝化
附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：图1为本技术实施例的结构示意图；图2为本技术实施例的涂布器、控制阀阵列与硅片配合示意图；图3为本技术实施例的涂布器局部结构示意图；图4为本技术实施例的涂布器另一个角度的局部结构示意图；图5为本技术实施例的光电检测头局部结构示意图；图6为本技术实施例的光电检测模块分布示意图。图中：1、显微摄像头，2、计算机控制装置，3、运动机台，4、真空硅片台，5、涂布器，51、支撑杆，52、环形空腔、53、空心橡胶垫、54、液压装置，55、喷口，56、液压导管阵列，6、控制阀阵列，7、加压釜，8、光电检测模块，81、信号处理电路，82、光敏电阻，83、壳体，84、激光光源，9、硅片，10、玻璃粉混合液导管阵列，801、第一光电检测头，802、第二光电检测头，803、第三光电检测头。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。实施例一种高压台面半导体器件的3D打印沟槽玻璃钝化系统如图1-图6所示，本实施例包括加压釜7、多个控制阀组成的控制阀阵列6、涂布器5、显微摄像头1、计算机控制装置2、光电检测模块8和真空硅片台4。为了方便说明，设定本实施例中控制阀的数量是四十九个。加压釜7设置有四十九个出液口，第一～第四十九出液口分别通过导管与第一～第四十九控制阀一一对应相连，每个控制阀的控制信号输入端分别通过独立线路与计算机控制装置2相连，控制阀阵列6的输出端通过玻璃粉混合液导管阵列10与涂布器5相连。涂布器5具有四十九个间距可调的喷口55，涂布器5包括液压装置54、液压导管阵列56、柱状的支撑杆51和四十九个套在支撑杆51外的环形空腔52；四十九个环形空腔52沿支撑杆51轴向呈“一字”型排列，每个环形空腔52上均开设有一个入口和一个出口，第一～第四十九环形空腔52的入口分别通过玻璃粉混合液导管阵列10中的各自对应的导管与第一～第四十九控制阀的输出端一一对应相连，第一～第四十九环形空腔52的出口分别与第一～第四十九喷口55一一对应相连，相邻两个环形空腔52之间设置有套在支撑杆51外的环形空心橡胶垫53，每个空心橡胶垫53都设置有一个通孔，各个空心橡胶垫53的通孔分别通过液压导管阵列56中各自对应的导管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压台面半导体器件的3D打印沟槽玻璃钝化系统，其特征在于：包括加压釜、第一～第N控制阀、涂布器、显微摄像头、计算机控制装置、光电检测模块和真空硅片台；所述加压釜设置有N个出液口， N个出液口分别通过导管与第一～第N控制阀一一对应相连，第一～第N控制阀的控制信号输入端分别通过独立线路与计算机控制装置相连，第一～第N控制阀的输出端分别通过导管与涂布器相连，涂布器具有N个间距可调的喷口；所述真空硅片台的台面上设置有硅片运动区域、台面下方设置有运动机台，硅片运动区域是一个长方形区域；所述显微摄像头设置于硅片初始位置的上方，涂布器设置于长方形区域的中央上方，光电检测模块设置于显微摄像头与涂布器之间；所述N≥1。

【技术特征摘要】
1.一种高压台面半导体器件的3D打印沟槽玻璃钝化系统，其特征在于：包括加压釜、第一～第N控制阀、涂布器、显微摄像头、计算机控制装置、光电检测模块和真空硅片台；所述加压釜设置有N个出液口，N个出液口分别通过导管与第一～第N控制阀一一对应相连，第一～第N控制阀的控制信号输入端分别通过独立线路与计算机控制装置相连，第一～第N控制阀的输出端分别通过导管与涂布器相连，涂布器具有N个间距可调的喷口；所述真空硅片台的台面上设置有硅片运动区域、台面下方设置有运动机台，硅片运动区域是一个长方形区域；所述显微摄像头设置于硅片初始位置的上方，涂布器设置于长方形区域的中央上方，光电检测模块设置于显微摄像头与涂布器之间；所述N≥1。2.根据权利要求1所述的高压台面半导体器件的3D打印沟槽玻璃钝化系统，其特征在于：所述光电检测模块包括第一～第三光电检测头。3.根据权利要求2所述的高压台面半导体器件的3D打印沟槽玻璃钝化系统，其特征在于：所述第一～第三光电检测头结构相同，三者均包括一个设置有光敏电阻的圆锥状的壳体，壳体的顶端开设有直径不大于管芯沟槽宽度的通孔，壳体内表面有吸光涂层，三个壳体均顶部朝下竖直设置，第一光电检测头设置于长方形区域短边的中线上方，第二光电检测头和第三光电检测头对称设置于长方形区域短边的中线...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐开凯，雷浩东，胡明稹，刘宁，张浩，戴胜强，廖智，戴建定，马晓洁，赵建明，刘继芝，夏建新，
申请(专利权)人：电子科技大学，四川洪芯微科技有限公司，四川蓝彩电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51