CN102842567A

CN102842567A - 引线框架固定装置以及封装方法

Info

Publication number: CN102842567A
Application number: CN2012102958088A
Authority: CN
Inventors: 解燕旗; 吴腾飞; 高洪涛
Original assignee: Reach Technology (chengdu) Co Ltd; Shanghai Kaihong Sci & Tech Electronic Co Ltd; Shanghai Kaihong Electronic Co Ltd
Current assignee: Reach Technology (chengdu) Co Ltd; Shanghai Kaihong Sci & Tech Electronic Co Ltd; Shanghai Kaihong Electronic Co Ltd; Diodes Technology Chengdu Co Ltd
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2032-08-20
Also published as: CN102842567B

Abstract

本发明提供一种引线框架固定装置，包括载物台，还包括一个或多个微压板，所述微压板设置在载物台上，所述微压板具有一转轴，所述引线框架具有一个或多个镂空槽；所述固定装置具有微压板镶嵌在载物台内的第一状态，以及微压板从载物台内升出并穿过引线框架的镂空槽，且在平行于引线框架表面的平面内围绕转轴旋转一角度θ的第二状态。本发明引线框架固定装置增加了芯片焊垫的稳定性，降低了具有多个芯片焊垫的引线框架的引线键合的难度，提高了引线键合的可靠性。

Description

引线框架固定装置以及封装方法

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，具体地说，是涉及引线框架固定装置以及封装方法。

背景技术

半导体器件的封装是为了使芯片免受机械应力、热应力、湿气、有害气体以及放射线等外部环境的影响，这样做，一方面保证了半导体器件最大限度地发挥它的电学特性而正常工作，另一方面通过封装壳体将会使其应用更加方便。

由于封装作为保证半导体器件最终电气、光学、热学和机械性能的关键环节，在半导体制造成本中所占的比例逐渐增加，已经成为制约半导体工业发展的瓶颈之一。半导体封装内部芯片和外部管脚以及芯片之间的连接起着确立芯片和外部的电气连接、确保芯片和外界之间的输入、输出畅通的重要作用，是整个后端封装过程中的关键。引线键合以工艺实现简单、成本低廉、使用多种封装形式而在连接方式中占主导地位，目前所有封装管脚的90%以上采用引线键合连接。引线键合是以非常细小的金属引线的两端分别与芯片和管脚键合而形成电气连接。

在引线键合时，需要将引线框架固定，确保引线键合的稳定性，现在的封装厂主要采用压板在封装体四周围压及真空吸附相互结合的方式来稳定引线框架。图1是现有技术中引线框架固定的示意图，图2是图1沿A-A方向的剖视图。参见图1、图2，压板上板11为中间镂空的框，其压在引线框架10一侧的边缘，载物台12为一平面面板，其位于引线框架10的另一侧，压板上板11与载物台12共同作用，将引线框架10固定，同时，为了使引线框架10能更好的固定，在载物台12与引线框架10之间抽真空，使得引线框架10真空吸附在载物台12上，这样双重保证，使得引线框架10被牢固地固定，从而确保引线键合的稳定性，芯片13粘附在引线框架上，准备进行引线键合。

上述采用压板在封装体四周围压与真空吸附结合方式存在一个缺陷，对于具有一个芯片焊垫的引线框架来说，使用该种方法能够很好地固定，但是，对于具有多芯片焊垫的引线框架来说，则不能起到良好的固定的效果。图3是具有多芯片焊垫的引线框架的结构示意图，参见图3，引线框架30具有多个芯片焊垫，如芯片焊垫31、芯片焊垫32、芯片焊垫33，在各芯片焊垫之间存在镂空槽，如图中标号34、35、36所示。当采用上述的压板在封装体四周围压与真空吸附结合方式对具有多芯片焊垫的引线框架30进行固定时，则会由于镂空槽的存在使得各个芯片焊垫边缘没有被固定，可能会随着机器设备的工作而震动，而且，由于镂空槽的存在，在引线框架30与载物台之间不能形成真空，从而不能应用真空吸附的方式固定引线框架。引线框架的各个芯片焊垫不能稳定地工作，则在引线键合时其会晃动或者上下震动，从而增加引线键合的难度，使得产品良率下降。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种引线框架固定装置。本发明引线框架固定装置能够从引线框架内部固定芯片焊垫，从而控制芯片焊垫的稳定性，提高引线键合的可靠性。

为实现上述目的，本发明提供一种引线框架固定装置，包括载物台，还包括一个或多个微压板，所述微压板设置在载物台上，所述微压板具有一转轴，所述引线框架具有一个或多个镂空槽，所述固定装置具有微压板镶嵌在载物台内的第一状态，以及微压板从载物台内升出并穿过引线框架的镂空槽，且在平行于引线框架表面的平面内围绕转轴旋转一角度θ的第二状态。

进一步，所述微压板的一端到转轴的距离为h，所述镂空槽的与微压板的一端在转轴的同侧的侧壁到转轴的距离为H，h>H/sinθ。

进一步，所述引线框架具有一个或多个芯片焊垫，任何一个芯片焊垫有至少一个微压板作用在其上。

进一步，所述微压板的旋转角度为0~90度。

进一步，所述载物台为热载物台。

一种采用上述引线框架固定装置的封装方法，包括如下步骤：

（1）在所述固定装置处于第一状态下，传输一引线框架至载物台，所述引线框架具有一个或多个镂空槽；

（2）所述固定装置切换为第二状态，以使一个或多个微压板压紧引线框架；

（3）对引线框架表面的芯片实施封装操作，此处所述的封装操作可以是引线键合、点胶等半导体封装领域的各种操作，

（4）所述固定装置切换为第一状态；

（5）将引线框架从载物台表面移出。

所述步骤（2）进一步包括：

（2.1）一个或多个微压板从载物台内升出，穿过镂空槽；

（2.2）一个或多个微压板在平行于引线框架平面的平面内旋转一定角度；

（2.3）一个或多个微压板向引线框架方向运动至压紧引线框架。

进一步，步骤（2.1）中，当微压板下表面高于引线框架上表面时，微压板停止升高。

本发明提供的一种引线框架固定装置，利用设置于载物台内的微压板从引线框架内部对引线框架的内部对引线框架的芯片焊垫进行固定，由于芯片焊垫被微压板固定，从而防止引线键合时芯片焊垫晃动和震动，增加了芯片焊垫的稳定性，降低了具有多个芯片焊垫的引线框架的引线键合的难度，提高了引线键合的可靠性。

附图说明

附图仅示意性地表示出本发明引线框架固定装置的结构和连接关系，并不代表本发明引线框架固定装置的实际结构。

图1所示为现有技术中引线框架固定装置固定引线框架的示意图；

图2所示为图1沿A-A方向的剖视图；

图3所示为具有多芯片焊垫的引线框架的结构示意图；

图4所示为一个实施方式的微压板在载物台内的分布示意图；

图5A~5D所示为微压板的伸缩与旋转运动过程的状态示意图；

图6所示为微压板51旋转角度示意图；

图7A~7D所示为一个实施方式的引线框架固定装置的工作过程示意图；

图8所示为图7C中B部位的放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明引线框架固定装置的具体实施方式做详细说明，本发明的实施不限于以下的实施方式。

图4为一个实施方式的微压板在载物台内的分布示意图。参见图4，微压板41、42、43按照一定的分布设置在载物台44内。微压板41、42、43设置在载物台44内的意思是指，微压板41、42、43的上表面411、421、431与载物台44的上表面441在同一平面内或者位于载物台44的上表面441之下，总之，微压板41、42、43的上表面411、421、431不能凸出载物台44的上表面441。这样做目的是为了便于引线框架在载物台44表面的滑行，如果微压板41、42、43的上表面411、421、431凸出载物台44的上表面441，则会由于该凸起的存在阻碍引线框架在载物台44表面的滑行。

本发明中，微压板的数量及分布是根据引线框架的具体情况确定的，其原则是保证在进行引线键合工作时引线框架上每个需要键合的芯片焊垫都有至少一个微压板作用在其上。例如图3中所示的具有多芯片焊垫的引线框架，其含有3个芯片焊垫31、32、33，且两两相邻，每两个相邻的芯片焊垫之间存在镂空槽34、35、36，则可以在芯片焊垫31与32之间的镂空槽34对应的载物台的位置设置微压板，在芯片焊垫32与33之间的镂空槽36对应的载物台的位置设置微压板，这样就可以保证进行引线键合工作时芯片焊垫31、32、33均有至少一个微压板作用在其上。当然，为了更进一步固定芯片焊垫也可以在芯片焊垫31、32、33之间的镂空槽34、35、36对应的载物台的位置均设置有微压板，这样，在进行引线键合工作时每个芯片焊垫就有2个微压板作用在其上，可以使得芯片焊垫牢固固定。本技术领域技术人员也可以根据具体使用情况设置微压板的数量及分布，只要保证在进行引线键合工作时每个需要引线键合的芯片焊垫都有至少一个微压板作用在其上即可，引线框架固定装置具体的工作过程将在下文中详细描述。

微压板具有一转轴，微压板能够在垂直于引线框架的方向伸缩，在平行于引线框架所在平面的平面内围绕转轴旋转。在一般情况下，引线框架所在的平面是与载物台所在的平面平行的，因此，为了清楚简要地说明微压板的伸缩与旋转，在此假设引线框架所在的平面是与载物台所在的平面平行，则微压板能够在垂直于载物台的方向伸缩，在平行于载物台所在平面的平面内围绕转轴旋转。

图5A~5D是微压板的伸缩与旋转运动过程的状态示意图。此处以载物台上设置一个微压板为例，如若设置若干个微压板，其运动过程与此相同。参见图5A所示状态，微压板51设置在载物台52内，此为引线框架固定装置的第一状态。引线框架固定装置的第二状态参考下述描述。

参见图5B所示状态，在控制装置的作用下微压板51沿垂直于载物台52的方向从载物台52内升出到一定高度，微压板51升出的高度可以根据具体使用情况确定，只要微压板51升出后其下表面511高于位于载物台52上的引线框架的上表面（图中未标示）即可。

参见图5C所示状态，在控制装置的作用下，微压板51在平行于载物台52所在平面的平面内围绕转轴53旋转一个角度θ，图6所示为微压板51旋转角度示意图，其中，虚线表示微压板51的原始位置，实线表示微压板51旋转后的位置，两者中心线的夹角为θ。所述旋转可以是逆时针旋转也可以是顺时针旋转，当然，微压板51的旋转角度θ不是固定不变的，根据具体使用情况，微压板51也可以旋转0~360°范围中的其他角度。

参见图5D所示状态，在控制装置的作用下，微压板51沿垂直于载物台52的方向向载物台52运动使得其两端与载物台接触。当微压板51处于图5D所示的状态下时，如果要重新进入载物台内部，则重复进行上述逆过程即可。

从图5A~5D及上述描述可见，微压板能够在垂直于引线框架的方向伸缩，在平行于引线框架平面的平面内旋转。本说明书中提到的控制装置属于现有技术中的惯用装置，而且其对本发明引线框架固定装置没有实质影响，本领域技术人员可以根据习惯或者需要采用熟知的控制装置对引线框架固定装置的运动进行控制即可，因此在附图中没有标示。

下面详细讲述本发明引线框架固定装置的工作过程，由于本发明主要讲述的是微压板的工作过程，载物台对本发明的描述没有影响，因此，在附图仅示意性标示出微压板的位置。微压板的形状可以根据具体使用情况设置，只要能够起到固定焊垫的作用即可。

图7A~7D是本发明一个实施方式的引线框架固定装置的工作过程的示意图，结合图7A~7D，一种采用本发明引线框架固定装置的封装方法，包括如下步骤：

步骤1：在所述固定装置处于第一状态下，传输一引线框架60至载物台，所述引线框架60具有一个或多个镂空槽67、68、69。

引线框架60包括3个两两相邻的焊垫61、62、63，引线框架60传输到载物台上，此时，微压板64、65、66设置在载物台内，微压板64、65、66所在的位置对应引线框架60的两两相邻的焊垫的镂空槽67、68、69。参见图7A所示的状态，透过镂空槽67、68、69可以看到微压板64、65、66，所述的固定装置的第一状态即微压板64、65、66镶嵌在载物台内。

步骤2：所述固定装置切换为第二状态，以使一个或多个微压板64、65、66压紧引线框架60。

此步骤中，所述固定装置切换为第二状态，其包括以下步骤：

步骤2.1：微压板64、65、66从载物台内升出，穿过镂空槽67、68、69。

在控制装置的作用下，微压板64、65、66从载物台内升起，其升起的高度至少要高于引线框架60，即微压板64、65、66的下表面高于引线框架60的上表面，这样可以保证微压板64、65、66后续能够作用于引线框架60。参见图7B所示的状态。

步骤2.2：微压板64、65、66在平行于引线框架60所在平面的平面内旋转一定角度。

在控制装置的作用下，微压板64、65、66在平行于引线框架60所在平面的平面内围绕转轴70旋转一定角度。在本实施方式中，微压板64、65、66均顺时针旋转90度，参见图7C所示的状态。当然，在其他实施方式中根据具体情况，微压板64、65、66可以顺时针或者逆时针旋转其他角度。

步骤2.3：微压板64、65、66向引线框架60方向运动至压紧引线框架60。

微压板64、65、66与引线框架60接触后，在与载物台的共同作用下将引线框架60固定。对于微压板的尺寸大小需要进一步说明的是，定义微压板的一端到转轴的距离为h，镂空槽的与微压板的一端在转轴的同侧的侧壁到转轴的距离为H，则优选地，两个距离的关系为：h>H/sinθ，图8为图7C中B部位的放大图，参见图8所示，微压板64的一端到转轴70 中心的距离为h，镂空槽68的与微压板64的一端在转轴70的同侧的侧壁到转轴70的距离为H，则h>H/sinθ，其中θ为微压板64工作时旋转的角度。这样可以保证微压板64的一端压在焊垫61上，另一端压在焊垫63上，微压板65的一端压在焊垫61上，另一端压在焊垫62上，微压板66的一端压在焊垫62上，另一端压在焊垫63上。这样才可以使得微压板能够压紧引线框架。参见图7D所示的状态。每个芯片焊垫上都有两个微压板作用在其上，从引线框架的内部固定引线框架，保证引线框架的芯片焊垫被稳定地固定，从而提高引线键合的可靠性。

步骤3：对引线框架60表面的芯片实施封装操作。

此步骤中，所述的封装操作可以是引线键合、点胶、固定芯片等半导体技术领域的各种操作。

步骤4：所述固定装置切换为第一状态。

步骤4.1：封装操作结束后，微压板64、65、66向远离引线框架60的方向运动，此时各部件的位置关系与图7C所示的状态相同。

步骤4.2：远离引线框架60的微压板64、65、66顺时针或者逆时针旋转，旋转的角度要保证微压板64、65、66能够从镂空槽67、68、69通过。此时各部件的位置关系与图7B所示的状态相同。

步骤4.3：微压板64、65、66在控制装置的作用下向引线框架60方向运动，直至其镶嵌至载物台内，恢复到第一状态，此时各部件的位置关系与图7A所示的状态相同。

（5）将引线框架60从载物台表面移出，继续进行后续工作。

本发明引线框架固定装置通过微压板在引线框架内部作用于引线框架，从而避免了具有多焊垫的引线框架固定不牢固的问题，提高了引线键合的稳定性和可靠性。上文中已经提到，微压板的数目及分布的原则是保证在进行键合工作时每个需要引线键合的焊垫都有至少一个微压板作用在其上，因此，在不违背本原则的基础上，本技术领域的技术人员可以根据实际情况增加或者删减微压板的数目，根据具体引线框架的结构决定微压板的分布。

本发明引线框架固定装置的载物台也可以为热载物台，即其可以对引线框架进行加热，这样可以在一定程度上有益于引线键合的进行。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种引线框架固定装置，包括载物台，其特征在于，还包括一个或多个微压板，所述微压板设置在载物台上，所述微压板具有一转轴，所述引线框架具有一个或多个镂空槽；所述固定装置具有微压板镶嵌在载物台内的第一状态，以及微压板从载物台内升出并穿过引线框架的镂空槽，且在平行于引线框架表面的平面内围绕转轴旋转一角度θ的第二状态。

2.根据权利要求1所述的引线框架固定装置，其特征在于，所述微压板的一端到转轴的距离为h，所述镂空槽的与微压板的一端在转轴的同侧的侧壁到转轴的距离为H，上述距离之间满足关系：h>H/sinθ。

3.根据权利要求1所述的引线框架固定装置，其特征在于，所述引线框架具有一个或多个芯片焊垫，任何一个芯片焊垫有至少一个微压板作用在其上。

4.根据权利要求1所述的引线框架固定装置，其特征在于，所述微压板的旋转角度为0~90度。

5.根据权利要求1所述的引线框架固定装置，其特征在于，所述载物台为热载物台。

6.一种采用权利要求1所述的引线框架固定装置的封装方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）在所述固定装置处于第一状态下，传输一引线框架至载物台，所述引线框架具有一个或多个镂空槽；（2）所述固定装置切换为第二状态，以使一个或多个微压板压紧引线框架；（3）对引线框架表面的芯片实施封装操作；（4）所述固定装置切换为第一状态；（5）将引线框架从载物台表面移出。

7.根据权利要求6所述的封装方法，其特征在于，所述步骤（2）进一步包括：（2.1）一个或多个微压板从载物台内升出，穿过镂空槽；（2.2）一个或多个微压板在平行于引线框架平面的平面内旋转一定角度；（2.3）一个或多个微压板向引线框架方向运动至压紧引线框架。

8.根据权利要求7所述的引线框架固定装置工作过程，其特征在于，步骤（2.1）中，当微压板下表面高于引线框架上表面时，微压板停止升高。