CN113270345B - 一种半导体芯片封装装置及封装工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体芯片封装装置，包括封装治具、温度调节室和温度调节组件；封装治具包括放置板，放置板的上表面设置有多个球头座，球头座上可万向转动的连接有球头；球头由上半球和下半球可拆卸连接构成，下半球上设置有封装定位槽，上半球上设置有封装盖板；温度调节室内设置有放置架、摩擦板，和水平移动组件；放置板上设置有斜向的抵紧下半球定位的抵紧杆和驱动其进行抵紧松开运动的驱动组件，球头座上设置有供抵紧杆伸入的开孔，开孔与球头座的内部连通；应用本申请的装置，能够批量化的实现半导体芯片封装的冷却摇匀操作，大幅的提升加工效率，同时能够保证封装的效果，整体设计合理，适宜自动化生产。

Description

一种半导体芯片封装装置及封装工艺

技术领域

本发明涉及半导体芯片加工技术领域，更具体地说，涉及一种半导体芯片封装装置及封装工艺。

背景技术

半导体芯片封装经常会遇到胶体内部沉淀不均匀情况，需要在减缓胶体冷却同时进行对其摇匀，以保障封装的均匀性以及整体强度；常规的方式，通常是依靠机械臂夹持治具后进行摇晃操作，摇匀效果差且伴随着一定工件飞出的风险性，难以摇匀动作的同时进行减缓冷却，此外，也难以进行批量化的摇匀加工操作。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种半导体芯片封装装置及封装工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种半导体芯片封装装置，其中，包括封装治具、温度调节室和调节其内部温度的温度调节组件；所述封装治具包括放置板，所述放置板的上表面设置有多个球头座，所述球头座上可万向转动的连接有由导热材料制成的球头；所述球头由上半球和下半球可拆卸连接构成，所述下半球上设置有对半导体芯片封装定位的封装定位槽，所述上半球上设置有封盖所述封装定位槽的封装盖板；所述温度调节室内设置有放置一个或多个所述放置板的放置架、摩擦带动同一所述放置板上多个所述球头转动的摩擦板，和驱动所述摩擦板水平移动的水平移动组件；所述放置板上设置有斜向的抵紧所述下半球定位的抵紧杆和驱动其进行抵紧松开运动的驱动组件，所述球头座上设置有供所述抵紧杆伸入的开孔，所述开孔与所述球头座的内部连通。

本发明所述的半导体芯片封装装置，其中，所述驱动组件包括传动杆和驱动其转动的驱动电机；所述传动杆上设置有多个一一对应驱动所述抵紧杆作抵紧松开运动的凸轮；所述放置板上设置有多个转动安装所述传动杆的轴承座。

本发明所述的半导体芯片封装装置，其中，所述抵紧杆的抵紧端设置有橡胶垫层。

本发明所述的半导体芯片封装装置，其中，所述半导体芯片封装装置还包括将所述放置板移入以及移出所述温度调节室的移料机械手。

本发明所述的半导体芯片封装装置，其中，所述放置架包括底座，所述底座上设置有两个纵向立杆，两个所述纵向立杆之间连接有多个供放置板放置的定位板，所述定位板上设置有对放置板定位的定位槽以及抵紧所述放置板的抵紧气缸；所述定位槽与所述定位板的外侧表面连通。

本发明所述的半导体芯片封装装置，其中，所述水平移动组件包括纵向的移动杆和带动其进行水平移动的水平驱动组件；所述移动杆上固定有多个纵向并排的所述摩擦板；所述摩擦板的边缘设置有导料斜面。

一种半导体芯片封装工艺，应用如上述的半导体芯片封装装置，其实现方法如下：

第一步，胶水封装：

使得下半球的开口朝上，将待封装的半导体芯片放入下半球上的封装定位槽后，注入封装胶水，盖上上半球进行锁紧密封；

第二步，转移放置板：

逐一或批量执行上一步动作至完成后，将放置板移动至通过温度调节组件预先调节好温度的温度调节室，调节的温度与封装胶水的温度相当，驱动组件带动抵紧杆运动松开下半球解除对球头的锁定状态；

第三步，缓慢冷却并摇匀：

通过水平移动组件带动摩擦板按设定轨迹进行水平移动，通过摩擦力带动同一放置板上的多个球头进行旋转摇匀，同时通过温度调节组件按照设定的降温曲线进行逐步降温对封装胶水冷却；

第四步，下料并复位：

将冷却摇匀好球头的放置板下料，打开拆卸上半球取出封装后芯片，通过一压平板压持多个下半球上端开口进行统一整平，然后在压平板的压平状态下通过驱动组件带动抵紧杆抵紧下半球进行锁定。

本发明的有益效果在于：使得下半球的开口朝上，将待封装的半导体芯片放入下半球上的封装定位槽后，注入封装胶水，盖上上半球进行锁紧密封；逐一或批量执行上一步动作至完成后，将放置板移动至通过温度调节组件预先调节好温度的温度调节室，调节的温度与封装胶水的温度相当，驱动组件带动抵紧杆运动松开下半球解除对球头的锁定状态；通过水平移动组件带动摩擦板按设定轨迹进行水平移动，通过摩擦力带动同一放置板上的多个球头进行旋转摇匀，同时通过温度调节组件按照设定的降温曲线进行逐步降温对封装胶水冷却；将冷却摇匀好球头的放置板下料，打开拆卸上半球取出封装后芯片，通过一压平板压持多个下半球上端开口进行统一整平，然后在压平板的压平状态下通过驱动组件带动抵紧杆抵紧下半球进行锁定；应用本申请的装置，能够批量化的实现半导体芯片封装的冷却摇匀操作，大幅的提升加工效率，同时能够保证封装的效果，整体设计合理，适宜自动化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：

图1是本发明较佳实施例的半导体芯片封装装置封装治具结构示意图；

图2是本发明较佳实施例的半导体芯片封装装置温度调节室结构示意图；

图3是本发明较佳实施例的半导体芯片封装装置摩擦板及定位板配合俯视图；

图4是本发明较佳实施例的半导体芯片封装方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明较佳实施例的半导体芯片封装装置，如图1所示，同时参阅图2-3，包括封装治具、温度调节室2和调节其内部温度的温度调节组件3；封装治具包括放置板10，放置板10的上表面设置有多个球头座11，球头座11上可万向转动的连接有由导热材料制成的球头12；球头12由上半球120和下半球121可拆卸连接构成，下半球121上设置有对半导体芯片封装定位的封装定位槽1210，上半球120上设置有封盖封装定位槽1210的封装盖板1200；温度调节室2内设置有放置一个或多个放置板10的放置架20、摩擦带动同一放置板10上多个球头12转动的摩擦板21，和驱动摩擦板21水平移动的水平移动组件；放置板10上设置有斜向的抵紧下半球定位的抵紧杆13和驱动其进行抵紧松开运动的驱动组件14，球头座11上设置有供抵紧杆13伸入的开孔110，开孔110与球头座11的内部连通；

使得下半球121的开口朝上，将待封装的半导体芯片放入下半球121上的封装定位槽1210后，注入封装胶水，盖上上半球120进行锁紧密封；逐一或批量执行上一步动作至完成后，将放置板10移动至通过温度调节组件3预先调节好温度的温度调节室2，调节的温度与封装胶水的温度相当，驱动组件14带动抵紧杆13运动松开下半球121解除对球头12的锁定状态；通过水平移动组件带动摩擦板21按设定轨迹进行水平移动，通过摩擦力带动同一放置板10上的多个球头12进行旋转摇匀，同时通过温度调节组件3按照设定的降温曲线进行逐步降温对封装胶水冷却；将冷却摇匀好球头的放置板10下料，打开拆卸上半球120取出封装后芯片，通过一压平板压持多个下半球上端开口进行统一整平(也可以用手动的方式)，然后在压平板的压平状态下通过驱动组件14带动抵紧杆13抵紧下半球121进行锁定；

应用本申请的装置，能够批量化的实现半导体芯片封装的冷却摇匀操作，大幅的提升加工效率，同时能够保证封装的效果，整体设计合理，适宜自动化生产。

优选的，驱动组件14包括传动杆140和驱动其转动的驱动电机141；传动杆140上设置有多个一一对应驱动抵紧杆13作抵紧松开运动的凸轮1400；放置板10上设置有多个转动安装传动杆140的轴承座；便于通过驱动电机带动传动杆转动，进而带动多个凸轮运动，每一凸轮对应的驱动抵紧杆进行运动；驱动方便，且结构布局合理，便于通过凸轮的挤压配合调节需要的开合距离。

优选的，抵紧杆13的抵紧端设置有橡胶垫层130；便于保障抵紧的可靠性。

优选的，半导体芯片封装装置还包括将放置板10移入以及移出温度调节室的移料机械手；方便进行自动化移料加工。

优选的，放置架20包括底座200，底座200上设置有两个纵向立杆201，两个纵向立杆201之间连接有多个供放置板放置的定位板202，定位板202上设置有对放置板10定位的定位槽2020以及抵紧放置板的抵紧气缸2021；定位槽2020与定位板202的外侧表面连通；便于对放置板10进行快速的定位以及抵紧锁定位置。

优选的，水平移动组件包括纵向的移动杆220和带动其进行水平移动的水平驱动组件；移动杆220上固定有多个纵向并排的摩擦板21；摩擦板21的边缘设置有导料斜面；方便摩擦板21与球头接触时，依靠导料斜面进行引导，同时也便于批量化生产需要，提高效率；水平驱动组件采用常规的结构进行设置水平移动结构即可。

一种半导体芯片封装工艺，如图4所示，应用如上述的半导体芯片封装装置，其实现方法如下：

S01，胶水封装：

使得下半球的开口朝上，将待封装的半导体芯片放入下半球上的封装定位槽后，注入封装胶水，盖上上半球进行锁紧密封；

S02，转移放置板：

逐一或批量执行上一步动作至完成后，将放置板移动至通过温度调节组件预先调节好温度的温度调节室，调节的温度与封装胶水的温度相当，驱动组件带动抵紧杆运动松开下半球解除对球头的锁定状态；

S03，缓慢冷却并摇匀：

通过水平移动组件带动摩擦板按设定轨迹进行水平移动，通过摩擦力带动同一放置板上的多个球头进行旋转摇匀，同时通过温度调节组件按照设定的降温曲线进行逐步降温对封装胶水冷却；

S04，下料并复位：

将冷却摇匀好球头的放置板下料，打开拆卸上半球取出封装后芯片，通过一压平板压持多个下半球上端开口进行统一整平，然后在压平板的压平状态下通过驱动组件带动抵紧杆抵紧下半球进行锁定；

应用本申请的方法，能够批量化的实现半导体芯片封装的冷却摇匀操作，大幅的提升加工效率，同时能够保证封装的效果，整体设计合理，适宜自动化生产。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种半导体芯片封装装置，其特征在于，包括封装治具、温度调节室和调节其内部温度的温度调节组件；所述封装治具包括放置板，所述放置板的上表面设置有多个球头座，所述球头座上可万向转动的连接有由导热材料制成的球头；所述球头由上半球和下半球可拆卸连接构成，所述下半球上设置有对半导体芯片封装定位的封装定位槽，所述上半球上设置有封盖所述封装定位槽的封装盖板；所述温度调节室内设置有放置一个或多个所述放置板的放置架、摩擦带动同一所述放置板上多个所述球头转动的摩擦板，和驱动所述摩擦板水平移动的水平移动组件；所述放置板上设置有斜向的抵紧所述下半球定位的抵紧杆和驱动其进行抵紧松开运动的驱动组件，所述球头座上设置有供所述抵紧杆伸入的开孔，所述开孔与所述球头座的内部连通；所述放置架包括底座，所述底座上设置有两个纵向立杆，两个所述纵向立杆之间连接有多个供放置板放置的定位板，所述定位板上设置有对放置板定位的定位槽以及抵紧所述放置板的抵紧气缸；所述定位槽与所述定位板的外侧表面连通；所述水平移动组件包括纵向的移动杆和带动其进行水平移动的水平驱动组件；所述移动杆上固定有多个纵向并排的所述摩擦板；所述摩擦板的边缘设置有导料斜面。

2.根据权利要求1所述的半导体芯片封装装置，其特征在于，所述驱动组件包括传动杆和驱动其转动的驱动电机；所述传动杆上设置有多个一一对应驱动所述抵紧杆作抵紧松开运动的凸轮；所述放置板上设置有多个转动安装所述传动杆的轴承座。

3.根据权利要求1所述的半导体芯片封装装置，其特征在于，所述抵紧杆的抵紧端设置有橡胶垫层。

4.根据权利要求1-3任一所述的半导体芯片封装装置，其特征在于，所述半导体芯片封装装置还包括将所述放置板移入以及移出所述温度调节室的移料机械手。

5.一种半导体芯片封装工艺，应用如权利要求1-4任一所述的半导体芯片封装装置，其特征在于，实现方法如下：

第一步，胶水封装：

使得下半球的开口朝上，将待封装的半导体芯片放入下半球上的封装定位槽后，注入封装胶水，盖上上半球进行锁紧密封；

第二步，转移放置板：

逐一或批量执行上一步动作至完成后，将放置板移动至通过温度调节组件预先调节好温度的温度调节室，调节的温度与封装胶水的温度相当，驱动组件带动抵紧杆运动松开下半球解除对球头的锁定状态；

第三步，缓慢冷却并摇匀：

通过水平移动组件带动摩擦板按设定轨迹进行水平移动，通过摩擦力带动同一放置板上的多个球头进行旋转摇匀，同时通过温度调节组件按照设定的降温曲线进行逐步降温对封装胶水冷却；

第四步，下料并复位：

将冷却摇匀好球头的放置板下料，打开拆卸上半球取出封装后芯片，通过一压平板压持多个下半球上端开口进行统一整平，然后在压平板的压平状态下通过驱动组件带动抵紧杆抵紧下半球进行锁定。

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