CN110815686A - 载板热压模封设备及其方法 - Google Patents

Abstract

一种载板热压模封设备及其方法，该载板热压模封设备包含一热压模封装置、一胶材供给装置及一载板输送装置；热压模封装置包括一上模与一下模，上模用以承接欲进行热压模封的载板半成品，下模用以承接胶材，下模与上模相对运动，使载板半成品与胶材相互热压结合以形成载板成品；胶材供给装置用以将胶材设置于下模；载板输送装置用以将载板半成品移送至热压模封装置。相比现有技术而言，本发明能够实现全自动化执行载板热压模封制程，可提升载板成品生产率及良率。

Description

载板热压模封设备及其方法

技术领域

本发明涉及一种载板热压模封设备及其方法，尤指一种全自动化执行载板半成品热压模封工艺，提升载板成品生产率及良率的载板热压模封设备及其方法。

背景技术

就载板模封技术而言，尤其针对大尺寸载板，主要是于已焊接有数个集成电路的大尺寸载板表面以树脂材料覆盖封装，而后再将已完成模封的载板进行切割，使其形成一个个模封的集成电路。

现有的载板模封利用人工移放载板，然而由于载板的尺寸大且非常轻薄，因此在模封制程中的移动、对位非常困难，必须耗费大量时间。

此外，封装的树脂为热固性材料，受热后即产生特性反应，因此必须在特定时间内完成填装制程，而现有的布胶技术存在至少以下两个缺点：

一、为将树脂直接涂布在载板上，再将载板与树脂一同加热并封装，树脂会因受热时间过长且涂布不均等原因导致产品质量不佳；

二、为将树脂直接涂布至模穴内，因布胶面积大因而所需时间长，且树脂受热时间不均，影响其流动性与封装质量。

据此，如何能有一种全自动化执行载板热压模封制程，提升载板成品生产率及良率的载板热压模封设备及其方法，是相关技术领域人士亟待解决的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种载板热压模封设备及其方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种载板热压模封设备，包含：

一热压模封装置，其包括：

一上模，用以承接欲进行热压模封的载板半成品；

一下模，用以承接胶材，该下模与所述上模相对运动，使所述载板半成品与所述胶材相互热压结合以形成载板成品；

一胶材供给装置，用以将所述胶材设置于所述下模；以及

一载板输送装置，用以将所述载板半成品及所述载板成品在所述热压模封装置往复移送。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，所述载板输送装置包括：

一支撑平台；

一第一承载模块，可水平移动地设置于所述支撑平台，该第一承载模块包括：

一第一基座，其具有垂直贯穿该第一基座之数个孔洞；

数个第一承载单元，设置于所述第一基座上，每一第一承载单元的顶部设有一第一吸附单元，数个第一吸附单元的顶部位于一第一高度，数个第一承载单元与数个孔洞错位设置；

一第二承载模块，可垂直移动地设置于所述支撑平台的下方，该第二承载模块包括：

一第二基座；

数个第二承载单元，设置于所述第二基座上，每一第二承载单元的顶部设有一第二吸附单元；

控制所述第二承载模块上升，使数个第二吸附单元位于所述支撑平台的上方且位于一第二高度以承接并吸附所述载板半成品，该第二高度高于所述第一高度；控制所述第二承载模块下降，使数个第二吸附单元的高度等于所述第一高度，将所述载板半成品转移由数个第一吸附单元承接并吸附，再控制所述第二承载模块下降，再控制所述第一承载模块水平移动以将所述载板半成品移送至所述热压模封装置。

2．上述方案中，所述第一基座具有垂直贯穿所述第一基座的数个孔洞，每一第二承载单元相对应于每一所述孔洞的位置设置于所述第二基座；控制所述第二承载模块上升并使数个第二承载单元由所述第一基座的下方向上穿设过相对应的数个孔洞，使数个第二吸附单元位于所述支撑平台的上方且位于所述第二高度以承接所述载板半成品。

3．上述方案中，所述热压模封装置更包括一隔离膜输送模块，用以提供隔离膜覆盖于所述下模朝向所述上模的一面，所述胶材设置于所述隔离膜朝向所述上模的一面。

4．上述方案中，所述上模设有加热模块，用以对所述载板半成品加热。

5．上述方案中，更包括一机械手臂，用以将欲进行热压模封的载板半成品移送至所述载板输送装置，以及，将所述载板成品移送至一载板成品储存装置。

6．上述方案中，更包括一载板供应装置，用以存放所述载板半成品，由所述机械手臂将所述载板半成品由所述载板供应装置取出并移送至所述载板输送装置。

7．上述方案中，更包括一光学检测装置，其设置于所述载板半成品被移送至所述载板输送装置或所述载板成品被移送至所述载板成品储存装置的路径中，用以对所述载板半成品或所述载板成品进行检测。

8．上述方案中，更包括一不良载板储存装置，用以存放由所述光学检测装置检测后具有瑕疵的所述载板半成品或所述载板成品。

9．上述方案中，更包括一载板翻面装置，用以将所述载板半成品或所述载板成品翻面，以供所述光学检测装置检测所述载板半成品或所述载板成品的两面，或供所述热压模封装置进行热压模封。

10．上述方案中，所述机械手臂为具有双层取手的机械手臂。

11．上述方案中，所述上模朝向所述下模的一面具有吸附力，用以吸附所述载板半成品。

12．上述方案中，更包括另外至少一所述热压模封装置与另外至少一所述载板输送装置，每一所述载板输送装置将所述载板半成品及所述载板成品在相对应的所述热压模封装置往复移送。

为达到上述目的，本发明采用的另一技术方案是：

一种载板热压模封方法，其步骤包含有：

利用一热压模封装置的上模承接欲进行热压模封的载板半成品；

利用一胶材供给装置将胶材设置于所述热压模封装置的下模；

所述下模与所述上模相对运动，使所述载板半成品与所述胶材相互贴合以形成载板成品；以及

利用一载板输送装置将所述载板半成品及所述载板成品在所述热压模封装置往复移送。

本发明的工作原理及优点如下：

本发明一种载板热压模封设备，包含热压模封装置，其包括上模，用以承接欲进行热压模封的载板半成品；下模，用以承接胶材，下模与上模相对运动，使载板半成品与胶材相互热压结合以形成载板成品；胶材供给装置，用以将胶材设置于下模；以及载板输送装置，用以将载板半成品及载板成品在热压模封装置往复移送。

相比现有技术而言，本发明能够实现全自动化执行载板热压模封制程，可提升载板成品生产率及良率。

附图说明

附图1为本发明载板热压模封设备一实施例的架构示意图；

附图2为本发明载板输送装置的结构示意图；

附图3至附图7为本发明载板输送装置承接载板半成品并将载板半成品移送至热压模封装置的连续动作示意图；

附图8为本发明胶材供给装置将胶材撒布于热压模封装置下模的隔离膜上的结构示意图；

附图9至附图10为本发明热压模封装置对载板半成品进行热压模封并形成载板成品的连续动作示意图；

附图11为本发明控制第一承载模块水平移动至热压模封装置内承接载板成品的架构示意图；

附图12为图1实施例搭配机械手臂、载板供应装置、光学检测装置、不良载板储存装置的架构示意图；

附图13为图12实施例搭配载板翻面装置的架构示意图；

附图14为图13实施例具有二热压模封装置与二载板输送装置的架构示意图；

附图15为本发明所提供的载板热压模封方法的流程图。

以上附图中：1、1A、1B、1C．载板热压模封设备；10、10A、10B．热压模封装置；11．上模；111．加热模块；12．下模；13．隔离膜输送模块；131．隔离膜；20．胶材供给装置；21．供胶单元；22．载胶单元；30、30A、30B．载板输送装置；31．第一承载模块；311．第一基座；312．第一承载单元；313．第一吸附单元；314．孔洞；32．第二承载模块；321．第二基座；322．第二承载单元；323．第二吸附单元；33．支撑平台；331．滑轨；40．机械手臂；50．载板供应装置；60．光学检测装置；70．不良载板储存装置；80．成品存储设备；90．载板翻面装置；100．载板热压模封方法之流程；102~108．载板热压模封方法之流程之步骤；H1．第一高度；H2．第二高度；P1．载板半成品；P2．载板成品。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：以下将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。

本文的用语只为描述特定实施例，而无意为本案的限制。单数形式如“一”、“这”、“此”、“本”以及“该”，如本文所用，同样也包含数个形式。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本案，其仅为了区别以相同技术用语描述的组件或操作。

关于本文中所使用的“连接”或“定位”，均可指二或多个组件或装置相互直接作实体接触，或是相互间接作实体接触，亦可指二或多个组件或装置相互操作或动作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的用词（terms），除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案之描述上额外的引导。

关于本文中所使用的“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等，均为方向性用词，在本案中仅为说明各结构之间位置关系，并非用以限定本案保护反应及实际实施时的具体方向。

请参阅图1所示，本发明所提供的一种载板热压模封设备1，包含一热压模封装置10、一胶材供给装置20及一载板输送装置30。胶材供给装置20用以将胶材设置于热压模封装置10中，载板输送装置30用以将载板半成品移送至热压模封装置10中，再由热压模封装置10将载板半成品与胶材相互热压结合以形成载板成品。

关于热压模封装置10、胶材供给装置20及载板输送装置30的具体结构及作动方式，请参阅以下说明。

请参阅图2所示，本发明的载板输送装置30包括一第一承载模块31、一第二承载模块32及一支撑平台33。第一承载模块31可水平移动地设置于支撑平台33。第二承载模块32可垂直移动地设置于支撑平台33的下方。

第一承载模块31包括一第一基座311与数个第一承载单元312。第一基座311具有垂直贯穿第一基座311之数个孔洞314。数个第一承载单元312设置于第一基座311上。每一第一承载单元312之顶部设有一第一吸附单元313，数个第一吸附单元313之顶部位于一第一高度H1。第一承载单元312与孔洞314错位设置。于支撑平台33设有滑轨331，以支撑第一承载模块31的水平移动。

第二承载模块32包括一第二基座321与数个第二承载单元322。每一第二承载单元322相对应于每一孔洞314的位置设置于第二基座321上，每一第二承载单元322的顶部设有一第二吸附单元323。由于第一承载单元312与孔洞314错位设置，亦即，第二承载单元322与第一承载单元312错位设置。

第一吸附单元313与第二吸附单元323所提供的吸附力可包括但不限于：真空吸附、气流负压吸附、挤压排气负压吸附等，依实际所需而设计。

请参阅图3所示，控制第二承载模块32上升并使数个第二承载单元322由第一基座311的下方向上穿设过相对应的数个孔洞314，使数个第二吸附单元323的顶部位于支撑平台33的上方且位于一第二高度H2，以承接并吸附载板半成品P1。第二高度H2高于第一高度H1。

请参阅图4及图5所示，第二承载模块32承接并吸附载板半成品P1之后下降，使数个第二吸附单元323的顶部高度等于第一高度H1，将第二吸附单元323的吸附力解除，将载板半成品P1转移由数个第一吸附单元313承接并吸附，再控制第二承载模块32下降。

请参阅图6所示，热压模封装置10包括一上模11与一下模12。上模11朝向下模12之面具有吸附力，可用以吸附载板半成品P1。上模11内设有加热模块111，可用以对所承接的载板半成品P1加热。

上模11所提供的吸附力可包括但不限于：真空吸附、气流负压吸附、挤压排气负压吸附等，依实际所需而设计。

下模12用以承接胶材（图中未示出），热压模封装置10包括一隔离膜输送模块13，用以提供隔离膜131覆盖于下模12朝向上模11之面，胶材设置于隔离膜131朝向上模11之面。

第一吸附单元313承接载板半成品P1后，控制第一承载模块31水平移动由载板输送装置30伸出，以将载板半成品P1置入热压模封装置10的上模11与下模12间，之后，控制第一吸附单元313上升，使载板半成品P1与上模11的底面贴合，由于上模11的底面具有吸附力，因此可使载板半成品P1吸附于上模11的底面，且由加热模块111对所承接的载板半成品P1加热。

请参阅图7所示，载板半成品P1被吸附于上模11的底面之后，控制第一承载模块31水平移动收回载板输送装置30中。载板输送装置30回复到图2所示状态。

请参阅图8所示，胶材供给装置20用以将胶材设置于下模12。胶材供给装置20主要包括一供胶单元21及一载胶单元22。供胶单元21内盛装有胶材，用以撒布于载胶单元22上，而后控制载胶单元22移动至热压模封装置10的上模11与下模12之间，再控制载胶单元22将胶材撒布于隔离膜131朝向上模11之面。在进行上述布胶过程时，可由加热模块111持续对所承接的载板半成品P1加热。

关于本发明的胶材供给装置20详细结构，可参阅申请人于2017年12月19日提出台湾地区发明专利申请，申请案号为106144643，发明名称为《布胶装置及其方法》，后于2019年08月11日获准公告，公告号码为I668770。

请参阅图8至图10所示，当完成布胶后，控制载胶单元22退出上模11与下模12之间，而后，控制下模12与上模11相对运动相互靠合，使载板半成品P1与胶材相互热压结合以形成载板成品P2。再控制下模12与上模11相对运动相互分离，如图10所示，载板成品P2吸附于上模11底面。

请参阅图11所示，控制第一承载模块31由载板输送装置30水平移动至热压模封装置10内，控制第一吸附单元313上升接触并吸附载板成品P2。再控制上模11的吸附力解除，使载板成品P2与上模11分离，第一吸附单元313吸附载板成品P2并下降，第一承载模块31再水平移动返回载板输送装置30。而后反向执行前述承接载板半成品的动作（图3至图5所示），将载板成品P2摆放至如图3所示原摆放载板半成品P1的位置，即可再利用机械手臂或其他对象承接载板成品P2并移送到可储存载板成品P2的区域。

请参阅图12所示，本实施例的载板热压模封设备1A包含一热压模封装置10、一胶材供给装置20及一载板输送装置30之外，更搭配有机械手臂40、载板供应装置50、光学检测装置60、不良载板储存装置70及成品存储设备80。

载板供应装置50用以存放载板半成品，由机械手臂40将载板半成品由载板供应装置50取出并移送至载板输送装置30，而后即可进行图2至图10所示热压模封的制程，并形成图11所示的载板成品P2，而后利用机械手臂40将载板成品P2移送至成品存储设备80内。

关于本发明的载板供应装置50，其详细结构可参阅申请人于2018年06月29日提出台湾地区发明专利申请，申请案号为107122535，发明名称为《具有对准功效之储存盒》，后于2019年02月21日获准公告，公告号码为I651253。

光学检测装置60设置于载板半成品被移送至载板输送装置30的路径中。机械手臂40将载板半成品由载板供应装置50取出后，先由光学检测装置60对载板半成品进行检测，检测为良品的载板半成品送入载板输送装置30，检测具有瑕疵的载板半成品则送至不良载板储存装置70存放。

关于机械手臂40，更可采用一种具有双取手（夹取手爪）的机械手臂（例如设置有上下两层取手的机械手臂），当其中之一取手将已于热压模封装置10完成热压模封的载板成品自载板输送装置30取出后，另一取手可接续将载板半成品放入载板输送装置30中，并将完成热压模封的载板成品放入成品存储设备80中，以提高生产效益。

光学检测装置60亦可设置于载板成品被移送至成品存储设备80的路径中，机械手臂40将载板成品由载板输送装置30取出后，先由光学检测装置60对载板成品进行检测，检测为良品的载板成品送入成品存储设备80内，检测具有瑕疵的载板成品则送至不良载板储存装置70存放。

请参阅图13所示，本实施例的载板热压模封设备1B包含热压模封装置10、胶材供给装置20、载板输送装置30、机械手臂40、载板供应装置50、光学检测装置60、不良载板储存装置70、成品存储设备80及载板翻面装置90。

热压模封装置10、胶材供给装置20、载板输送装置30、机械手臂40、载板供应装置50、光学检测装置60、不良载板储存装置70、成品存储设备80的作用与图12实施例相同。载板翻面装置90的作用则是在于将载板半成品或载板成品翻面，以供光学检测装置60检测载板半成品或载板成品的两面或供热压模封装置10进行热压模封。

请参阅图14所示，本实施例的载板热压模封设备1C包含二热压模封装置10A、10B、一胶材供给装置20、二载板输送装置30A、30B、一机械手臂40、一载板供应装置50、一光学检测装置60、一不良载板储存装置70、一成品存储设备80及一载板翻面装置90。

本实施例与图13实施例的差异在于本实施例具有二热压模封装置10A、10B及二载板输送装置30A、30B，机械手臂40将载板半成品分别送入载板输送装置30A、30B之后，每一载板输送装置30A、30B再将载板半成品移送至相对应之热压模封装置10A、10B，以此提高产能。

机械手臂40将载板半成品由载板供应装置50取出后，先由光学检测装置60对载板半成品进行检测，检测为良品的载板半成品送入载板输送装置30A、30B，检测具有瑕疵的载板半成品则送至不良载板储存装置70存放。

关于机械手臂40，更可采用一种具有双取手的机械手臂，当其中之一取手将已于热压模封装置10完成热压模封的载板成品自载板输送装置30取出后，另一取手可接续将载板半成品放入载板输送装置30中，并将完成热压模封的载板成品放入成品存储设备80中，以提高生产效益。

光学检测装置60亦可设置于载板成品被移送至成品存储设备80的路径中，机械手臂40将载板成品由载板输送装置30A、30B取出后，先由光学检测装置60对载板成品进行检测，检测为良品的载板成品送入成品存储设备80内，检测具有瑕疵的载板成品则送至不良载板储存装置70存放。

于本实施例中仅设置一胶材供给装置20，于载板输送装置30A、30B将载板半成品移送至相对应的热压模封装置10A、10B的过程中，可由胶材供给装置20将胶材一一撒布于热压模封装置10的下模。而后，热压模封装置10A、10B可同时或分别对载板半成品进行热压模封。最后再由机械手臂40将完成热压模封的载板成品一一放入成品存储设备80中。

以图14实施例架构为依据，可依所需增加载板输送装置与热压模封装置的数量，或增加胶材供给装置的数量，不限于图示架构。

必须说明的是，于图13及图14两实施例架构中，光学检测装置60与载板翻面装置90分别设置于机械手臂40的动作路径相对两侧，然除此之外，亦可将光学检测装置60与载板翻面装置90设置于机械手臂40的动作路径同一侧。换言之，光学检测装置60与载板翻面装置90的设置位置没有一定限制，视实际所需与实际环境空间而定。

请参阅图15所示，本发明所提供的一种载板热压模封方法的流程100，其步骤包含有：

步骤102：利用一热压模封装置10的上模11承接欲进行热压模封的载板半成品P1（其状态请参阅图7所示）；

步骤104：利用一胶材供给装置20将胶材设置于热压模封装置10的下模12（其状态请参阅图8所示）；

步骤106：下模12与上模11相对运动，使载板半成品P1与胶材相互贴合以形成载板成品P2（其状态请参阅图9~10所示）；以及

步骤108：利用一载板输送装置30将载板半成品P1及载板成品P2在热压模封装置10往复移送（其状态请参阅图1、图6及图11所示）。

综上所述，本发明所提供的载板热压模封设备及其方法，通过载板输送装置将载板半成品自动送入热压模封装置的上模，并通过胶材供给装置将胶材自动撒布于热压模封装置的下模，因此可达成全自动化执行载板热压模封制程的目的，大幅缩短制造时间。若再辅以机械手臂将载板由具有对准功效的储存盒中取出并自动置入载板输送装置，由机械手臂将完成热压模封的载板成品自动移送至成品置放区，再者，或若该机械手臂具有双层取手，则其中之一取手可用以取放载板半成品，而另一取手可于同时取放载板成品，更可大幅提高生产效益；以及，由光学检测装置自动检测载板半成品，可避免错置载板半成品及计算其所需胶量，如此更能加快制程、提高产能，且能提升载板成品良率。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种载板热压模封设备，其特征在于：包含：

一热压模封装置，其包括：

一上模，用以承接欲进行热压模封的载板半成品；

一下模，用以承接胶材，该下模与所述上模相对运动，使所述载板半成品与所述胶材相互热压结合以形成载板成品；

一胶材供给装置，用以将所述胶材设置于所述下模；以及

一载板输送装置，用以将所述载板半成品及所述载板成品在所述热压模封装置往复移送。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述载板输送装置包括：

一支撑平台；

一第一承载模块，可水平移动地设置于所述支撑平台，该第一承载模块包括：

一第一基座，其具有垂直贯穿该第一基座之数个孔洞；

数个第一承载单元，设置于所述第一基座上，每一第一承载单元的顶部设有一第一吸附单元，数个第一吸附单元的顶部位于一第一高度，数个第一承载单元与数个孔洞错位设置；

一第二承载模块，可垂直移动地设置于所述支撑平台的下方，该第二承载模块包括：

一第二基座；

数个第二承载单元，设置于所述第二基座上，每一第二承载单元的顶部设有一第二吸附单元；

控制所述第二承载模块上升，使数个第二吸附单元位于所述支撑平台的上方且位于一第二高度以承接并吸附所述载板半成品，该第二高度高于所述第一高度；控制所述第二承载模块下降，使数个第二吸附单元的高度等于所述第一高度，将所述载板半成品转移由数个第一吸附单元承接并吸附，再控制所述第二承载模块下降，再控制所述第一承载模块水平移动以将所述载板半成品移送至所述热压模封装置。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于：所述第一基座具有垂直贯穿所述第一基座的数个孔洞，每一第二承载单元相对应于每一所述孔洞的位置设置于所述第二基座；控制所述第二承载模块上升并使数个第二承载单元由所述第一基座的下方向上穿设过相对应的数个孔洞，使数个第二吸附单元位于所述支撑平台的上方且位于所述第二高度以承接所述载板半成品。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述热压模封装置更包括一隔离膜输送模块，用以提供隔离膜覆盖于所述下模朝向所述上模的一面，所述胶材设置于所述隔离膜朝向所述上模的一面。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述上模设有加热模块，用以对所述载板半成品加热。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：更包括一机械手臂，用以将欲进行热压模封的载板半成品移送至所述载板输送装置，以及，将所述载板成品移送至一载板成品储存装置。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：更包括一载板供应装置，用以存放所述载板半成品，由所述机械手臂将所述载板半成品由所述载板供应装置取出并移送至所述载板输送装置。

8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：更包括一光学检测装置，其设置于所述载板半成品被移送至所述载板输送装置或所述载板成品被移送至所述载板成品储存装置的路径中，用以对所述载板半成品或所述载板成品进行检测。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：更包括一不良载板储存装置，用以存放由所述光学检测装置检测后具有瑕疵的所述载板半成品或所述载板成品。

10.一种载板热压模封方法，其特征在于：其步骤包含有：

利用一热压模封装置的上模承接欲进行热压模封的载板半成品；

利用一胶材供给装置将胶材设置于所述热压模封装置的下模；

所述下模与所述上模相对运动，使所述载板半成品与所述胶材相互贴合以形成载板成品；以及

利用一载板输送装置将所述载板半成品及所述载板成品在所述热压模封装置往复移送。

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