CN103400784A - 多用途封装设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多用途封装设备，其包括机座、点胶机构、封装台以及驱动所述封装台移动的运动机构，其还包括：承片台，其设置于机座上并位于封装台的一侧，用于放置预先准备好的裸芯片和电子元件；主轴，其设置于封装台和承片台之间；至少两个装片摆臂，其安装于主轴上，并沿该主轴的周向均匀布置，该装片摆臂上安装有不同规格的吸嘴；第一驱动装置，其连接主轴，用于驱动该主轴沿周向旋转，从而带动装片摆臂以封装台和承片台为两端点进行切换；第二驱动装置，其连接装片摆臂，用于驱动该装片摆臂沿主轴的轴向运动。本发明实现了在一台设备上完成混合电路封装作业的目的。

Description

多用途封装设备

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，特别涉及一种多用途封装设备。

背景技术

目前的封装设备中，对于处理裸芯片和电子元件的封装作业，一般都需要通过不同的设备来实现。对于裸芯片的封装作业，由于精度要求高，一般都是通过装片机来进行封装；而对于电子元件的封装作业，则一般都是通过贴片机来实现。贴片机可以高速的同时处理多种电子元器件，但是达不到裸芯片的装片精度要求；装片机的作业精度高，可以满足裸芯片的装片精度但作业效率相对较低，一次设置只能处理一种裸芯片或者电子元器件，更换产品时需人工进行设置，耗时费力。因此，对于处理多种电子元件的封装并不适用。因此，对于一些产品，如混合电路，其上同时需要封装裸芯片和电子元件，对这类产品的封装，目前的设备就显得比较麻烦。

中国专利CN102543801公开了一种装片机，其主要通过装片摆臂和运动机构、顶针机构、点胶机构等来完成装片，其工作原理为，第一点胶模块和第二点胶模块分别对第一、第二装片运动机构上安装的第一、第二装片对象进行点胶作业，然后第一装片邦头和第二装片邦头分别驱动第一、第二装片摆臂，并且在顶针的辅助下，由第一装片摆臂的第一吸嘴以及由第二装片摆臂的第二吸嘴先后从晶圆夹具上拾取半导体晶粒，而后将半导体晶粒放置在己完成点胶的第一、第二装片对象上，完成装片作业。可以看到，由于第一、第二装片摆臂都只能完成对裸芯片的封装作业，因此其用途比较有限，如果想要在裸芯片的基础上再对电子元件完成封装作业，则需要更换不同型号和尺寸的相关零件，并且对控制参数作出调整，以完成不同的封装作业，这样的操作显然更为麻烦，并且在实施中可能会由于人为调整中的出错，而影响作业的精度，影响封装作业。

因此，从以上表述可以了解到，目前对于需要同时封装裸芯片和电子元件的产品的作业，如对混合电路的作业，还并不能在一台设备同时完成。如果，能够有这样一种可以同时完成裸芯片和电子元件的封装，那么就可以大大方便对如混合电路这类产品的封装作业。

发明内容

本发明的目的就是针对上述问题，提供一种可以同时完成裸芯片和电子元件封装作业的多用途封装设备。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：多用途封装设备，其包括机座、点胶机构、封装台以及驱动所述封装台移动的运动机构，其还包括：

承片台，其设置于上述机座上并位于上述封装台的一侧，用于放置预先准备好的裸芯片和电子元件；

主轴，其设置于上述封装台和承片台之间；

至少两个装片摆臂，其安装于上述主轴上，并沿该主轴的周向均匀布置，该装片摆臂上安装有不同规格的吸嘴；

第一驱动装置，其连接上述主轴，用于驱动该主轴沿周向旋转，从而带动上述装片摆臂以上述封装台和承片台为两端点进行切换；

第二驱动装置，其连接上述装片摆臂，用于驱动该装片摆臂沿上述主轴的轴向运动。

优选地，上述的承片台的高度高于上述封装台的高度。

优选地，上述的承片台和封装台的高度差为0.5-1mm。

优选地，上述的第一驱动装置和第二驱动装置为伺服电机。

优选地，上述的多用途封装设备还包括驱动上述承片台移动的运动机构。

优选地，上述的装片摆臂均包括：

支撑单元，其安装于上述主轴上；

摆臂单元，其后端安装于上述支撑单元上，前端进行取晶或者封装，该摆臂单元和上述支撑单元的连接处安装有弹簧片；

传感器，其第一触头部安装于上述支撑单元上、第二触头部相对该第一触头部安装于上述摆臂单元的后端上，该传感器连接外部控制设备，该外部控制设备又连接上述第二驱动装置，用于根据该传感器的信号对该第二驱动装置进行控制。

采用以上技术方案的有益效果在于：

1）本发明在位于封装台和承片台之间的主轴上安装了至少两个装片摆臂，这些装片摆臂沿主轴的周向均匀布置并具有不同规格的吸嘴，通过第一驱动装置和第二驱动装置驱动主轴沿周向及轴向的运动，这些装片摆臂能够以封装台和承片台为两端点进行切换的运动，即在封装台和承片台两个点之间来回转动，然后这些装片摆臂还能够沿主轴的轴向运动，即分别朝着远离及接近封装台和承片台的方向运动；通过上述对技术方案的解释可以看到，由于具有不同吸嘴的多个装片摆臂可以取拿不同规格的元件，因此，本发明相比于现有技术，其可以在一块基板上同时封装不同规格的元件，如裸芯片和电子元件，其不需要分多台设备来完成这些元件的封装，也不需要更换不同型号和尺寸的相关零件，甚至调整控制参数，所有元件都在一台设备上一次封装完成，操作简单，实现了在一台设备上完成混合电路封装作业的目的；

2）本发明进一步的实施方案中，承片台的高度设置为高于封装台的高度，由于基板已经事先由点胶机构完成了点胶，这样设置就可以防止在一边位于承片台的装片摆臂在承片台上取晶时，另一边位于封装台的装片摆臂不会沾到基板上的胶液，不会影响装片摆臂的正常作业；

3）本发明进一步的实施方案中，提供了一种主要包括支撑单元、摆臂单元和传感器的装片摆臂，传感器包括了分设于支撑单元和摆臂单元上的第一触头部和第二触头部，传感器还连接外部控制设备，外部控制设备又连接第二驱动装置，通过本技术方案，本发明可以通过外部控制设备对传感器的信号的搜索来控制第二驱动装置的运动，以控制装片摆臂下降的速度，防止装片摆臂直接下降至裸芯片或者电子元件表面上时，可能对其造成的损伤。

附图说明

图1是本发明的多用途封装设备在实施例1中的俯视图。

图2是本发明的多用途封装设备在实施例1中的前视图。

图3是本发明的多用途封装设备在实施例1中的立体图。

图4是本发明的多用途封装设备的装片摆臂在实施例1中的结构示意图。

其中，1.机座 2.点胶机构 3.封装台 31.运动机构 4.承片台41.运动机构 5.主轴 6.装片摆臂 61.支撑单元 62.摆臂单元 63.弹簧片 64.传感器 641.第一触头部 642.第二触头部 7.第一驱动装置 8.第二驱动装置。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

实施例1

本实施例为实施本发明最优选的。如图1-3所示，本实施例中的多用途封装设备包括机座1、点胶机构2、封装台3以及驱动封装台3移动的运动机构31，该运动机构31可以驱动封装台3沿着X、Y方向移动；本多用途封装设备还包括：承片台4，其设置于机座1上并位于封装台3的一侧，用于放置预先准备好的裸芯片和电子元件，裸芯片和电子元件可以预先放置于一个盒子内，方便装片摆臂取拿；主轴5，其设置于封装台3和承片台4之间，该主轴5具体是可以沿Z轴方向布置的；两个装片摆臂6，其安装于主轴5上，并沿主轴5的周向均匀布置，该装片摆臂6上安装有不同规格的吸嘴（未示出），其中一个规格的吸嘴可以负责吸取裸芯片，另外一个吸嘴可以负责吸取电子元件；第一驱动装置7，其连接主轴5，用于驱动主轴5沿周向旋转，从而带动两个装片摆臂6以封装台3和承片台4为两端点进行切换；第二驱动装置8，其连接装片摆臂6，用于驱动该装片摆臂6沿主轴5的轴向运动，即沿Z轴方向上下运动。在位于封装台3和承片台4之间的主轴5上安装了两个装片摆臂6，这些装片摆臂6沿主轴5的周向均匀布置并具有不同规格的吸嘴，通过第一驱动装置7和第二驱动装置8驱动主轴5沿周向及轴向的运动，这些装片摆臂6能够以封装台3和承片台4为两端点进行切换的运动，即在封装台3和承片台4两个点之间来回转动，然后这些装片摆臂6还能够沿主轴5的轴向运动，即分别朝着远离及接近封装台和承片台的方向运动；通过上述对技术方案的解释可以看到，由于具有不同吸嘴的两个装片摆臂6可以取拿裸芯片和电子元件，因此，本设备相比于现有技术，其可以在一块基板上同时封装裸芯片和电子元件，其不需要分多台设备来完成这些元件的封装，也不需要更换不同型号和尺寸的相关零件，甚至调整控制参数，所有元件都在一台设备上一次封装完成，操作简单，实现了在一台设备上完成混合电路封装作业的目的。

如图2所示，承片台4的高度可以高于封装台3的高度，由于基板已经事先由点胶机构2完成了点胶，且两个装片摆臂6不能同时运作，即一个装片摆臂6取拿裸芯片或者电子元件时，另一个位于封装台3的装片摆臂6不进行工作，也就是说，两个装片摆臂6中，一个负责封装裸芯片的装片摆臂6和另一个负责封装电子元件的装片摆臂6是依次工作的，这样设置就可以防止在一边位于承片台4的装片摆臂6在承片台4上取晶时，另一边位于封装台3的装片摆臂6不会沾到基板上的胶液，不会影响装片摆臂6的正常作业。

承片台4和封装台3的高度差可以设定为0.7或0.8mm，也可以设定在0.5-1mm这个范围内的其他高度值。高度差不能设置过高，不然会影响装片摆臂6的正常作业。

第一驱动装置7和第二驱动装置8可以为伺服电机，方便连接外部的控制装置，如PLC等，对设备进行自动化控制。第一驱动装置7和第二驱动装置8具体还可以为直驱电机，直接驱动装片摆臂6旋转和上下。

如图1-3所示，本实施例中的多用途封装设备还可以包括驱动承片台4移动的运动机构41，该运动机构41可以驱动承片台4沿着X、Y方向移动。

如图4所示，装片摆臂6均可以包括：支撑单元61，其安装于主轴5上；摆臂单元62，其后端安装于支撑单元61上，前端进行取晶或者封装，摆臂单元62和支撑单元61的连接处安装有弹簧片63，可以驱动摆臂单元62在基板表面完成封装后可以快速复位，进行下一次的封装；传感器64，其第一触头部641安装于支撑单元61上、第二触头部642相对该第一触头部641安装于摆臂单元62的后端上，该传感器64还连接外部控制设备（未示出），外部控制设备又连接第二驱动装置8，用于根据传感器64的信号对第二驱动装置8进行控制。通过该技术方案，本设备可以通过外部控制设备对传感器64的信号的搜索来控制第二驱动装置8的运动，以控制装片摆臂6下降的速度，防止装片摆臂6直接下降至裸芯片或者电子元件表面上时，可能对其造成的损伤。

本多用途封装设备还可以包括取晶视觉系统和装片视觉系统（未示出），其可以分别设置于承片台4和封装台3处，取晶视觉系统和装片视觉系统主要都包括了相机模块，用来保证取晶和装片的准确性。

本多用途封装设备还可以进一步地包括点胶视觉系统（未示出），其可以设置于点胶机构2处，点胶视觉系统主要包括了相机模块，用来保证取晶和装片的准确性。

下面介绍工作过程：将基板9置于封装台3上，裸芯片和电子元件放置于承片台4上后，运动机构31、41分别驱动封装台3和承片台4至运动至需要的位置，点胶机构2在基板上完成点胶，此时负责封装裸芯片或者电子元件的装片摆臂6先由第一驱动装置7驱动而运动到承片台4的位置，然后由第二驱动装置8驱动向下运动至承片台4表面取得裸芯片或者电子元件，其间，运动机构31应该继续配合将即将被取拿的位置驱动运动到装片摆臂6的下方，然后由第二驱动装置8驱动向上复位，然后继续由第一驱动装置7驱动而旋转运动到封装台3的位置，由第二驱动装置8驱动向下运动至封装台3表面，完成裸芯片或者电子元件的封装，其间，运动机构41应该继续配合将基板上需要封装的位置驱动运动到装片摆臂6的下方，由此完成一个裸芯片或者电子元件的封装，然后继续由另一个装片摆臂6来继续对下一个裸芯片或者电子元件进行封装作业，由此类推，不断循环。

实施例2

其他与实施例1所述的内容相同，不同之处在于：装片摆臂设置为三个，其同样是安装于主轴5上，并沿主轴5的周向均匀布置，可以封装三种不同的被封装物。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和该进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.多用途封装设备，其包括机座、点胶机构、封装台以及驱动所述封装台移动的运动机构，其特征在于：还包括：

承片台，其设置于所述机座上并位于所述封装台的一侧，用于放置预先准备好的裸芯片和电子元件；

主轴，其设置于所述封装台和所述承片台之间；

至少两个装片摆臂，其安装于所述主轴上，并沿所述主轴的周向均匀布置，所述装片摆臂上安装有不同规格的吸嘴；

第一驱动装置，其连接所述主轴，用于驱动所述主轴沿周向旋转，从而带动所述装片摆臂以所述封装台和所述承片台为两端点进行切换；

第二驱动装置，其连接所述装片摆臂，用于驱动所述装片摆臂沿所述主轴的轴向运动。

2.根据权利要求1所述的多用途封装设备，其特征在于：所述承片台的高度高于所述封装台的高度。

3.根据权利要求2所述的多用途封装设备，其特征在于：所述承片台和所述封装台的高度差为0.5-1mm。

4.根据权利要求1所述的多用途封装设备，其特征在于：所述第一驱动装置和第二驱动装置为伺服电机。

5.根据权利要求1所述的多用途封装设备，其特征在于：还包括驱动所述承片台移动的运动机构。

6.根据权利要求1所述的多用途封装设备，其特征在于：所述装片摆臂均包括：

支撑单元，其安装于所述主轴上；

摆臂单元，其后端安装于所述支撑单元上，前端进行取晶或者封装，所述摆臂单元和所述支撑单元的连接处安装有弹簧片；

传感器，其第一触头部安装于所述支撑单元上、第二触头部相对所述第一触头部安装于所述摆臂单元的后端上，所述传感器连接外部控制设备，所述外部控制设备又连接所述第二驱动装置，用于根据所述传感器的信号对所述第二驱动装置进行控制。

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