CN109175576B - 芯片吸焊设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及芯片加工领域，公开了芯片吸焊设备，包括驱动机构和吸焊机构，吸焊机构包括固定设置的吸焊组件，吸焊组件包括吸焊气缸，吸焊气缸的圆周外侧套设有环形的吸焊腔，吸焊气缸内密封滑动连接有吸焊活塞，吸焊活塞活动连接有第一活塞杆；吸焊腔内密封滑动连接环形活塞，环形活塞的两端均活动连接有第二活塞杆，第一活塞杆与第二活塞杆活动连接有同一调节件；驱动机构包括横向转动设置的驱动轴，驱动轴固接有驱动件，驱动件与调节件相连，吸焊气缸连通有用于调节吸焊腔温度的调温件。本发明解决了现有技术中的芯片吸焊过程造成的焊锡浪费的问题。

Description

芯片吸焊设备

技术领域

本发明涉及芯片加工领域，具体涉及芯片吸焊设备。

背景技术

芯片又称为集成电路、微芯片，是指内含集成电路的硅片。芯片是半导体器件的重要组成部分，半导体在加工过程中需要将半导体芯片和载体通过焊接形成稳定的连接。目前很多企业都是从供应商处直接购买带有芯片的晶圆，然后将晶圆上的芯片转移至待加工的电子器件上进行焊接。

现有技术中将芯片从晶圆上解焊的过程通常是用吸焊枪将焊锡融化，而后将芯片从晶圆中取下。但是融化的焊锡并未得到有效的利用，而是直接处理掉，造成了焊锡资源的浪费，同时增大了加工成本。

发明内容

本发明意在提供芯片吸焊设备，以解决现有技术中的芯片吸焊过程造成的焊锡浪费的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：芯片吸焊设备，包括驱动机构和吸焊机构，吸焊机构包括固定设置的吸焊组件，吸焊组件包括吸焊气缸，吸焊气缸的圆周外侧套设有环形的吸焊腔，吸焊气缸内密封滑动连接有吸焊活塞，吸焊活塞活动连接有第一活塞杆；吸焊腔内密封滑动连接环形活塞，环形活塞的两端均活动连接有第二活塞杆，第一活塞杆与第二活塞杆活动连接有同一调节件；驱动机构包括横向转动设置的驱动轴，驱动轴固接有驱动件，驱动件与调节件相连，吸焊气缸连通有用于调节吸焊腔温度的调温件。

本技术方案的原理及有益效果在于：吸焊机构用于对晶圆上的芯片进行解焊，并将解焊后的芯片焊接到待加工件上，驱动机构起到驱动作用，驱动轴转动通过驱动件带动调节件移动，调节件在移动过程中会通过第一活塞杆和第二活塞杆使得吸焊气缸和吸焊腔分别对芯片及焊锡进行吸附，通过调温件可调节吸焊腔的温度，使得吸焊腔对焊锡进行融化，并将焊锡吸附到吸焊腔内，完成对芯片的解焊过程；当在待加工件上焊接芯片时，吸焊腔将吸附的焊锡推出至待加工件上，重复利用，解决了现有技术中存在的焊锡浪费的问题；调温件在焊接过程中还会对吸焊腔制冷，使得吸焊腔向焊接处吹送冷气，加快焊锡的冷却。

进一步，驱动件包括与驱动轴同轴固接的第一伞齿轮，第一伞齿轮啮合有第二伞齿轮，第二伞齿轮同轴固接有竖轴，驱动轴上固接有L形杆，L形杆远离驱动轴的一端活动连接在竖轴上，竖轴的底端与调节件相连。

驱动轴转动带动与之固接的第一伞齿轮转动，进而带动与第一伞齿轮啮合的第二伞齿轮转动，同时，驱动轴转动还会通过L形杆带动竖轴围绕第一伞齿轮圆周运动，竖轴在围绕第一伞齿轮圆周运动的过程中会通过调节件间歇性的拉动第一活塞杆和第二活塞杆，实现对芯片的吸焊过程，操作方便。

进一步，调节件包括转动连接在竖轴底端的第一菱形框和转动连接在第一菱形框底端的第二菱形框，第一菱形框的顶端固接有压板，第二活塞杆远离环形活塞的一端均转动连接在压板上；第一活塞杆远离吸焊活塞的一端转动连接在第二菱形框的底部。

竖轴运动过程中会间歇性的拉动第一菱形框和第二菱形框，使得第一菱形框和第二菱形框上移，第一菱形框上移会带动压板上移，进而带动与压板转动连接的第二活塞杆上移，使得环形活塞沿吸焊腔的内壁上移，使得吸焊腔对焊锡进行吸附；第二菱形框上移会带动与之转动连接的第一活塞杆上移，使得吸焊活塞沿吸焊气缸的内壁上移，使得吸焊气缸对芯片进行吸附，在转轴移动相同距离的情况下，第一菱形框的顶端移动距离与转轴的移动距离相等，而第二菱形框底端的移动距离则小于转轴的移动距离，如此使得吸焊腔内的压强变化大于吸焊气缸内的压强变化，使得吸焊腔对焊锡的吸附效果更好。

进一步，调温件包括与吸焊气缸连通的涡流管，涡流管的热气出气管与冷气出气管均与吸焊腔连通，热气出气管与冷气出气管处均设有调节阀。

当吸焊活塞在第一活塞杆的带动下沿吸焊气缸内壁滑动，使得吸焊气缸内部的压强大胜变化，使得吸焊气缸内的气体间歇性的流入涡流管中进行换热，通过调节阀可使得热气出气管与冷气出气管间歇性的对吸焊腔连通，实现对吸焊腔温度的调节，从而使吸焊腔可对解焊和焊接过程进行选择性的加热或降温，操作方便。

进一步，吸焊气缸的下方设有传送组件，传送组件包括支撑台，支撑台上设有波纹状的滑槽，滑槽内滑动连接操作台，支撑台的一端固接固定块，操作台与固定块之间固接有支撑弹簧，支撑台的另一端设有用于推动操作台的推动件。

传送组件用于对晶圆及待加工件进行传送，支撑台起到支撑操作台的作用，操作台为晶圆及待加工件提供稳定的加工面，操作台在推动件的推动下沿支撑台向远离推动件的方向滑动，当推动件不再推动支撑台时，支撑台在支撑弹簧的作用下沿支撑台向靠近推动件的方向滑动复位，如此，使得操作台上的晶圆与待加工件间歇性的与吸焊气缸正对，以此实现将晶圆上的芯片转移至待加工件上。本技术方案无需改变吸焊气缸的位置，而是通过推动件改变晶圆与待加工件的位置，操作方便，提高了加工的稳定性，波纹状的滑槽为操作台的滑动提供了通道，使得操作台在相对支撑台横向滑动的同时还可沿滑槽相对支撑台竖向滑动。

进一步，推动件包括与驱动轴同轴固接的驱动齿轮，驱动齿轮啮合有竖向滑动设置的齿条，齿条的底端固接有第一楔形块，操作台的端部固接有间歇与第一楔形块相抵的第二楔形块。

驱动轴转动会带动与之同轴固接的驱动齿轮转动，驱动齿轮在转动过程中会带动与之啮合的齿条竖向滑动，使得齿条底端的第一楔形块间歇的抵紧操作台上的第二楔形块，从而实现操作台相对支撑台滑动，本技术方案中，无须对推动件设置额外的动力源，节省了设备的投入。

进一步，环形活塞的底部固接有两个弧形的刮板，刮板远离环形活塞的一端与吸焊腔的内壁相抵，刮板与环形活塞之间固接有抵紧弹簧。

环形活塞在沿吸焊腔内壁滑动时，刮板会将吸焊腔内壁粘附的焊锡刮落，避免焊锡粘附在吸焊腔内而造成吸焊腔的堵塞，抵紧弹簧起到抵紧的作用，增强焊锡的刮落效果。

进一步，支撑弹簧和抵紧弹簧外均套设有弹性筒。

支撑弹簧和抵紧弹簧外的弹性筒可避免支撑弹簧和抵紧弹簧在伸缩过程中发生绕卷现象，保证支撑弹簧和抵紧弹簧的有效使用。

附图说明

图1为本发明实施例中芯片吸焊设备的结构示意图；

图2为图1中支撑台的俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：吸焊气缸1、吸焊腔2、吸焊活塞3、第一活塞杆4、环形活塞5、第二活塞杆6、驱动轴7、第一伞齿轮8、第二伞齿轮9、竖轴10、L形杆11、第一菱形框12、第二菱形框13、压板14、涡流管15、支撑台16、滑槽17、操作台18、固定块19、支撑弹簧20、驱动齿轮21、齿条22、第一楔形块23、第二楔形块24、刮板25、抵紧弹簧26。

实施例基本如附图1所示：芯片吸焊设备，包括机架、驱动机构和吸焊机构。

吸焊机构包括吸焊组件，吸焊组件包括固接在机架上的吸焊气缸1，吸焊气缸1的底部设有第一吸口，吸焊气缸1的圆周外侧套设有环形的吸焊腔2，吸焊腔2的底部设有环吸口，吸焊气缸1内密封滑动连接有吸焊活塞3，吸焊活塞3活动连接有第一活塞杆4；吸焊腔2内密封滑动连接环形活塞5，环形活塞5的底部固接有两个向上弯曲的弧形的刮板25，刮板25远离环形活塞5的一端与吸焊腔2的内壁相抵，刮板25与环形活塞5之间焊接有抵紧弹簧26，抵紧弹簧26外套设有弹性筒；环形活塞5的两端均铰接有第二活塞杆6。

驱动机构位于吸焊机构的上方，驱动机构包括横向转动连接在机架上的驱动轴7，驱动轴7连接有驱动电机，驱动轴7同轴焊接有第一伞齿轮8，第一伞齿轮8啮合有第二伞齿轮9，第二伞齿轮9同轴焊接有竖轴10，驱动轴7上焊接有L形杆11，L形杆11远离驱动轴7的一端焊接有套环，套环套设在竖轴10上。竖轴10的底端连接有调节件，调节件包括转动连接在竖轴10底端的第一菱形框12和转动连接在第一菱形框12底端的第二菱形框13，第一菱形框12和第二菱形框13均由四根连杆收尾依次铰接而成。第一菱形框12的顶端固接有压板14，第二活塞杆6远离环形活塞5的一端均转动连接在压板14上；第一活塞杆4远离吸焊活塞3的一端转动连接在第二菱形框13的底部；吸焊气缸1连通有用于调节吸焊腔2温度的调温件，调温件包括与吸焊气缸1连通的涡流管15，涡流管15的热气出气管与冷气出气管均与吸焊腔2连通，热气出气管与冷气出气管均连通有支管，且热气出气管与支管的连通处、冷气出气管与支管的连通处均设有调节阀。

吸焊气缸1的下方设有传送组件，结合图2所示，传送组件包括支撑台16，支撑台16上设有波纹状的滑槽17，滑槽17内滑动连接操作台18，支撑台16的一端焊接固定块19，操作台18与固定块19之间焊接有支撑弹簧20，支撑弹簧20外也套设有弹性筒，支撑台16的另一端设有用于推动操作台18的推动件，推动件包括与驱动轴7同轴焊接的驱动齿轮21，驱动齿轮21啮合有竖向滑动设置的齿条22，齿条22的底端焊接有第一楔形块23，操作台18的端部焊接有间歇与第一楔形块23相抵的第二楔形块24。

具体实施过程如下：首先将晶圆置于操作台18的左端，将待加工件置于操作台18的右端，初始状态下，吸焊气缸1位于晶圆的上方，第一楔形块23与第二楔形块24相抵，支撑弹簧20处于压缩状态。开启驱动电机，驱动电机正转，驱动轴7在驱动电机的带动下正转，驱动轴7在转动过程中会带动与之固接的L形杆11转动，进而通过L形杆11带动竖轴10以驱动轴7的轴线为中心转动60度，在此过程中，第二伞齿轮9啮合第一伞齿轮8转动。竖轴10在转动过程中，竖轴10的底端会向上移动，使得竖轴10会向上拉动第一菱形框12和第二菱形框13，当第一菱形框处12于最大拉伸状态时，则使得第一菱形框12和第二菱形框13向上移动，第二菱形框13向上滑动会带动第一活塞杆4向上移动，进而使吸焊活塞3相对吸焊气缸1的内壁向上滑动，使得吸焊气缸1内位于吸焊活塞3下方产生负压，负压对晶圆上的芯片进行吸附，同时，吸焊活塞3上方的吸焊气缸1的压强增大，使得吸焊气缸1内的气体流入到涡流管15中，此时，涡流管15的热气出气管的调节阀打开，冷气出气管的调节阀关闭，热气出气管对吸焊腔2进行加热，冷气出气管内的冷气沿与之连通的支管排出。第一菱形框12向上移动会带动压板14向上移动，进而使压板14将第二活塞杆6向上拉动，第二活塞杆6带动环形活塞5沿吸焊腔2的内壁向上滑动，由于吸焊腔2被涡流管15加热而带有热量，热量会融化芯片周围的焊锡，使得焊锡被吸附到吸焊腔2内，此时，环形活塞5底部的刮板25相对吸焊腔2内壁向上滑动，抵紧弹簧26处于伸长状态。

而后驱动电机反转，驱动轴7在驱动电机的带动下反转，驱动轴7反转带动与之同轴固接的驱动齿轮21反转，驱动齿轮21带动齿条22向上滑动，此时第一楔形块23不再向右挤压第二楔形块24，使得操作台18在支撑弹簧20的作用下向左移动，使得吸焊气缸1位于待加工件的正上方。上述同理可知，此时竖轴10的底端会向下移动，竖轴10底端向下移动会向下推动第一菱形框12和第二菱形框13，当第一菱形框12处于最大压缩状态时，第一菱形框12向下移动会带动压板14向下移动，进而向下推动第二活塞杆6，使得第二活塞杆6带动环形活塞5沿吸焊腔2的内壁向下滑动，将存储于吸焊腔2内的焊锡推出，推至待加工件的表面，环形活塞5向下滑动会带动刮板25向下滑动，刮板25向下滑动过程中会将吸焊腔2内粘附的焊锡刮落，避免焊锡堵塞吸焊腔2，同时避免焊锡的浪费。

第二菱形框13向下移动会向下推动第一活塞杆4，使得第一活塞杆4推动吸焊活塞3沿吸焊气缸1的内壁向下滑动，将芯片推至焊锡表面进行焊接。此时，涡流管15上的冷气出气管上的调节阀打开，热气出气管上的调节阀关闭，涡流管15的冷气出气管对吸焊腔2进行制冷，热气储气罐内的热气沿与之连通的支管排出，使得吸焊腔2向焊锡推送冷气，加快焊结构焊锡的冷却。

由于支撑台16上表面设有波纹状的滑槽17，使得第一楔形块23在往复推动操作台18时，操作台18在沿支撑台16横向移动的同时，还会相对支撑台16竖向移动，从而改变晶圆与待加工件相对吸焊气缸1的位置，使得吸焊气缸1可连续性的对晶圆上不同位置的芯片进行吸焊。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.芯片吸焊设备，其特征在于：包括驱动机构和吸焊机构，所述吸焊机构包括固定设置的吸焊组件，吸焊组件包括吸焊气缸，吸焊气缸的圆周外侧套设有环形的吸焊腔，吸焊气缸内密封滑动连接有吸焊活塞，吸焊活塞活动连接有第一活塞杆；吸焊腔内密封滑动连接环形活塞，环形活塞的两端均活动连接有第二活塞杆，第一活塞杆与第二活塞杆活动连接有同一调节件；所述驱动机构包括横向转动设置的驱动轴，驱动轴连接有驱动电机，驱动轴同轴焊接有第一伞齿轮，第一伞齿轮啮合有第二伞齿轮，第二伞齿轮同轴焊接有竖轴，驱动轴上焊接有L形杆，L形杆远离驱动轴的一端焊接有套环，套环套设在竖轴上，竖轴的底端连接有调节件，调节件包括转动连接在竖轴底端的第一菱形框和转动连接在第一菱形框底端的第二菱形框，第一菱形框和第二菱形框均由四根连杆收尾依次铰接而成；第一菱形框的顶端固接有压板，第二活塞杆远离环形活塞的一端均转动连接在压板上；第一活塞杆远离吸焊活塞的一端转动连接在第二菱形框的底部，吸焊气缸连通有用于调节吸焊腔温度的调温件。

2.根据权利要求1所述的芯片吸焊设备，其特征在于：所述调温件包括与吸焊气缸连通的涡流管，涡流管的热气出气管与冷气出气管均与吸焊腔连通，热气出气管与冷气出气管处均设有调节阀。

3.根据权利要求2所述的芯片吸焊设备，其特征在于：所述吸焊气缸的下方设有传送组件，传送组件包括支撑台，支撑台上设有波纹状的滑槽，滑槽内滑动连接操作台，支撑台的一端固接固定块，操作台与固定块之间固接有支撑弹簧，支撑台的另一端设有用于推动操作台的推动件。

4.根据权利要求3所述的芯片吸焊设备，其特征在于：所述推动件包括与驱动轴同轴固接的驱动齿轮，驱动齿轮啮合有竖向滑动设置的齿条，齿条的底端固接有第一楔形块，操作台的端部固接有间歇与第一楔形块相抵的第二楔形块。

5.根据权利要求4所述的芯片吸焊设备，其特征在于：所述环形活塞的底部固接有两个弧形的刮板，刮板远离环形活塞的一端与吸焊腔的内壁相抵，刮板与环形活塞之间固接有抵紧弹簧。

6.根据权利要求5所述的芯片吸焊设备，其特征在于：所述支撑弹簧和抵紧弹簧外均套设有弹性筒。

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