CN104637830A - 微电子芯片的软焊料装片机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微电子芯片的软焊料装片机，具有机架、堆叠进料机构、导轨、拨片机构、给片机构、焊料加热和三维焊接机构、三维拾片装片机构、下料机构，通过程控的吸嘴、焊头和三维位置定位技术将芯片准确焊接到引线框架上。本发明具有焊接位置精度高、焊接温度控制好、自动化程度高、产品合格率高，适合多种规格的微电子芯片焊合使用。

Description

微电子芯片的软焊料装片机

技术领域

本发明涉及集成电路芯片等微电子器件与引线框架的焊接机械。

背景技术

集成电路芯片的电极需要与引线焊接后引出，常用的焊材有银浆、焊锡等，常规的人工焊接方法生产效率低，焊接质量难以保障。

申请号为2011101119673的发明提供一种用于在衬底上滴涂焊料以将半导体芯片安装于衬底上的装置，该装置包含有：滴涂主体；第一滴涂通道和第二滴涂通道，其延伸穿越该滴涂主体，第一滴涂通道和第二滴涂通道中的每一个被操作来接收单独的焊线，以将焊线进给至滴涂主体朝向衬底的端部；其中，该滴涂通道被操作来同时从滴涂主体的端部引入固态的焊线，一旦和被加热的衬底接触其将会被熔融。

申请号为2011800080392的发明涉及一种用于将软焊料（4）施加到部件（11）的安装表面（10）上的方法，其中a)使包括承载层（2）和通过物理气相沉积形成在该承载层之上的软焊料层（4）的一个连接装置（1）在该软焊料层（4）与该安装表面（10）之间进行机械接触，使得在软焊料层（4）和该安装表面（10）之间的第一结合强度大于在该软焊料层（4）与该承载层（2）之间的第二结合强度；并且b)随后将该连接装置（1）从该部件（11）上移除，使得该承载层（2）在安装表面（10）的区域中与该软焊料层（4）脱离并且因此软焊料（4）只保留在该安装表面（10）上。

上述两个专利技术对焊料的用量、焊料在待焊机器件上的位置、焊料的成型尺寸和形状等均缺少精确的控制。

发明内容

发明目的：本发明克服传统装片机焊接效率低、精度低的问题，提供一种自动化程度高、三维控制焊接位置和焊接形状的微电子芯片的软焊料装片机。

技术方案：

本发明提供了一种微电子芯片的软焊料装片机，采用铅锡等成分的热熔性软金属焊料（优选焊丝），将尺寸为1-4mm的微电子芯片（例如集成电路芯片等）焊接到引线框架上。具有支撑或者安装连接其余部件的机架、堆叠进料机构（从货架依次拿取每支引线框架，并做翻转后放到导轨上）、导轨（装载和输送空的引线框架和装载芯片后的引线框架）、拨片机构（具有与导轨平行移动数只拨爪，能够拨动引线框架使得其在导轨上移动，拨片移动距离限制在导轨某一段，数只拨爪之间保持各自的移动间距，以防止引线框架相互碰撞）、给片机构（在导轨下方，顶针从晶圆上按顺序顶出一片片的微电子芯片）、焊料加热和三维焊接机构（在导轨上方，具有焊料加热功能使得焊料加热软化；具有数字化焊头，在引线框架待装片处按芯片的尺寸和形状采用三维控制施加焊料；焊头可0-270度旋转。焊丝直径0.5-0.76mm，焊接温度低于450度，焊料厚度10-75μm）；三维拾片装片机构（具有耐400度高温的橡胶吸嘴，程控的吸嘴具有三维位置定位和图像自动识别微调功能，保证拾取芯片的位置精确，并进一步修正位置，然后在框架上施加了焊料的位置上方放置芯片。拾片机构还具有自动读取并记录芯片上条码的条码探头。放置芯片后，拾片机构迅速在芯片上加压压焊，使得焊点成扁平的方形；压焊的压力为30-300g，使得焊接牢固，同时避免芯片背面留有压痕），下料机构（连接在导轨尾端，供焊接了芯片的引线框架下料输送或收集存放）。

有益效果：

本发明的装片机对芯片在引线框架上定位精确，焊接质量好，焊接效率高；焊接精度高：X、Y方向<50μm，Z方向<20μm，转角<3度，倾斜度<20μm。焊头可以按芯片尺寸和形状

焊画焊料，焊接空洞率整体<8%，单片<3%，用于生产线作业时的产品验收合格率>99.9%。

附图说明

附图1是本发明的一个立体结构示意图；

附图2是本发明焊料加热和三维焊接机构、三维拾片装片机构装配在一起时的立体结构示意图。

图中：30-机架；31-芯片；32-给片机构；33-下料机构；34-焊料加热和三维焊接机构；35-三维拾片装片机构；36-拨片机构；37-拨爪；38-导轨；39-堆叠进料机构。

具体实施方案

如附图1、2所示的微电子芯片的软焊料装片机，具有机架30、堆叠进料机构39、导轨38、拨片机构36、给片机构32、焊料加热和三维焊接机构34、三维拾片装片机构35、下料机构33这些组件；机架30支撑或者安装连接其余部件，堆叠进料机构39能够从货架依次拿取引线框架翻转后放到导轨上，导轨供输送空的引线框架和装载芯片后的引线框架，拨片机构36具有与导轨平行移动数只拨爪37，数只拨爪37之间保持各自的移动间距，以防止引线框架相互碰撞。给片机构32在导轨下方提供芯片31；焊料加热和三维焊接机构34在导轨上方，具有可90-270度旋转的数字化焊头，给焊料加热和在引线框架待装片处采用三维控制施加焊料；三维拾片装片机构35具有三维位置定位和图像自动识别微调功能，能够将给片机构32提供的芯片31拾取，然后在框架上施加了焊料的位置上方放置芯片31，加压压焊，压焊的压力为100g左右，能够采用软金属焊料将尺寸为2mm左右的集成电路芯片31焊接到引线框架上；下料机构33连接在导轨尾端，供焊接了芯片31的引线框架下料输送或收集存放。

Claims (7)

1.一种微电子芯片的软焊料装片机，能够采用热熔性软金属焊料，将尺寸为1-4mm的微电子芯片焊接到引线框架上，其特征在于：具有机架、堆叠进料机构、导轨、拨片机构、给片机构、焊料加热和三维焊接机构、三维拾片装片机构、下料机构这些组件；机架支撑或者安装连接其余部件，堆叠进料机构能够从货架依次拿取引线框架翻转后放到导轨上，导轨供输送空的引线框架和装载芯片后的引线框架，拨片机构具有与导轨平行移动数只拨爪，给片机构在导轨下方提供芯片；焊料加热和三维焊接机构在导轨上方，给焊料加热和在引线框架待装片处采用三维控制施加焊料；三维拾片装片机构具有耐400度高温的橡胶吸嘴，将给片机构提供的芯片拾取，然后在框架上施加了焊料的位置上方放置芯片，加压压焊；下料机构连接在导轨尾端，供焊接了芯片的引线框架下料输送或收集存放。

2.如权利要求1所述的微电子芯片的软焊料装片机，其特征在于：数只所述的拨爪之间保持各自的移动间距，以防止引线框架相互碰撞。

3.如权利要求1或2所述的微电子芯片的软焊料装片机，其特征在于：所述的焊料加热和三维焊接机构具有数字化焊头，在引线框架待装片处按芯片的尺寸和形状在三维控制施加焊料。

4.如权利要求1或2所述的微电子芯片的软焊料装片机，其特征在于：所述的焊头可0-270度旋转。

5.如权利要求1所述的微电子芯片的软焊料装片机，其特征在于：所述的三维拾片装片机构的吸嘴具有三维位置定位和图像自动识别微调功能。

6.如权利要求1或5所述的微电子芯片的软焊料装片机，其特征在于：所述的三维拾片装片机构还具有自动读取并记录芯片上条码的条码探头。

7.如权利要求6所述的微电子芯片的软焊料装片机，其特征在于：所述的三维拾片装片机构的压焊的压力为30-300g。