CN113437008A

CN113437008A - 键合机

Info

Publication number: CN113437008A
Application number: CN202110696577.0A
Authority: CN
Inventors: 种宝春; 常亮; 张文斌; 徐品烈; 孙莉莉; 张彩山
Original assignee: Beijing Semiconductor Equipment Institute
Current assignee: Beijing Semiconductor Equipment Institute
Priority date: 2021-06-23
Filing date: 2021-06-23
Publication date: 2021-09-24
Anticipated expiration: 2041-06-23
Also published as: CN113437008B

Abstract

本发明提供的一种键合机，涉及芯片设备技术领域，以在一定程度上解决现有的键合机无法为不同尺寸规格的芯片进行键合连接的问题。本发明提供的键合机,包括机体、键合机构以及承载机构；键合机构以及承载机构均设置于机体上；承载机构包括承载组件、第一位移组件以及第二位移组件，第一位移组件与机体滑动连接，且第一位移组件能够相对机体沿竖直方向往复运动；第二位移组件与第一位移组件滑动连接，且第二位移组件能够相对第一位移组件在第一方向上往复运动；承载组件设置于第二位移组件上，且承载组件能够相对第二位移组件在第二方向上往复运动，并能够相对第二位移组件旋转；键合机构设置于机体上，且键合机构的键合端朝向承载组件设置。

Description

键合机

技术领域

本发明涉及芯片设备技术领域，尤其是涉及一种键合机。

背景技术

半导体集成电路芯片封装过程中的金丝线引线键合机，是集成电路芯片封装制程中的关键设备。该设备是采用金丝线将半导体芯片的引脚键合焊接后引出到电子封装外壳的I/O输入输出端子位进行键合焊接。

芯片引线键合机设备具有全自动引线键合机和手动引线键合机。全自动引线键合机具有速度高、效率高的特点，适合于同规格大批量芯片生产的产线应用，但对于全自动引线键合机仅能作业标准尺寸的芯片，如果更换其他型号尺寸的芯片，则无法实现引线和引脚的键合。

因此，急需提供一种键合机以在一定程度上解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种键合机，以在一定程度上解决现有的键合机无法为不同尺寸规格的芯片进行键合连接的问题。

本发明提供的一种键合机，包括机体、键合机构以及承载机构；所述键合机构以及所述承载机构均设置于所述机体上；所述承载机构包括承载组件、第一位移组件以及第二位移组件，所述第一位移组件与所述机体滑动连接，且所述第一位移组件能够相对所述机体沿竖直方向往复运动；所述第二位移组件与所述第一位移组件滑动连接，且所述第二位移组件能够相对所述第一位移组件在第一方向上往复运动；所述承载组件设置于所述第二位移组件上，且所述承载组件能够相对所述第二位移组件在第二方向上往复运动，并能够相对所述第二位移组件旋转；所述键合机构设置于所述机体上，且所述键合机构的键合端朝向所述承载组件设置。

其中，所述机体包括底架、两个侧板、安装板以及盖板；两个所述侧板沿竖直方向设置于所述底架上，所述安装板沿所述第一方向设置于两个所述侧板之间，且所述安装板与两个所述侧板呈工字形结构；所述盖板沿水平方向盖设于两个所述侧板和所述安装板远离所述底架的一侧，所述键合机构设置于所述盖板上，所述承载机构滑动设置于所述安装板上。

具体地，本发明提供的键合机，还包括操控机构，所述盖板呈U形结构，且包括沿第一方向延伸的第一安装部和沿第二方向延伸的第二安装部；所述键合机构设置于所述第一安装部上，所述操控机构设置于所述第二安装部上；所述操控机构与所述承载机构通讯连接，以操控所述第一位移组件、第二位移组件以及承载组件的动作。

进一步地，本发明提供的键合机，还包括第一显示机构和第二显示机构；所述第一显示机构和所述第二显示机构沿所述第一方向并列设置于所述第一安装部上，且所述第一显示机构和所述第二显示机构分别位于所述键合机构的两侧。

更进一步地，所述底架上设有滑轮，以便于移动所述机体。

其中，所述机体还包括挡板和背板；所述挡板与所述背板均沿所述第一方向设置于两个所述侧板之间，且所述挡板相对于所述安装板设有所述承载机构的一侧设置，所述背板设置于安装板的另一侧，且与所述侧板和所述安装板围设呈容纳空间；所述挡板在竖直方向上的尺寸小于所述安装板的尺寸，以限制所述承载机构在竖直方向上的位移距离。

具体地，本发明提供的键合机，还包括电气箱，所述电气箱设置于所述容纳空间内。

其中，所述安装板上沿竖直方向设有第一滑轨，所述第一位移组件包括滑台、第一底板以及第一驱动件；所述滑台沿竖直方向与所述第一滑轨滑动连接，所述第一底板沿水平方向与所述滑台的一端相连接，所述第一驱动件能够驱动所述滑台沿所述第一滑轨往复运动，以带动所述第一底板沿竖直方向运动。

具体地，所述第一底板上沿所述第一方向设有第二滑轨，所述第二位移组件包括第二底板以及第二驱动件；所述第二底板与所述第二滑轨滑动连接，所述第二驱动件能够驱动所述第二底板在所述第二滑轨上往复运动。

进一步地，所述第二底板上沿所述第二方向设有第三滑轨，所述承载组件包括承载台、第三底板、第三驱动件以及第四驱动件；所述第三底板与所述第三滑轨滑动连接，所述第三驱动件能够驱动所述第三底板在所述第三滑轨上往复运动；所述承载台设置于所述第三底板上，且所述第四驱动件能够驱动所述承载台相对所述第三底板旋转。

相对于现有技术，本发明提供的键合机具有以下优势：

本发明提供的键合机，包括机体、键合机构以及承载机构；键合机构以及承载机构均设置于机体上；承载机构包括承载组件、第一位移组件以及第二位移组件，第一位移组件与机体滑动连接，且第一位移组件能够相对机体沿竖直方向往复运动；第二位移组件与第一位移组件滑动连接，且第二位移组件能够相对第一位移组件在第一方向上往复运动；承载组件设置于第二位移组件上，且承载组件能够相对第二位移组件在第二方向上往复运动，并能够相对第二位移组件旋转；键合机构设置于机体上，且键合机构的键合端朝向承载组件设置。

由此分析可知，通过设置在机体上的承载机构能够承载芯片，通过机体上设置的键合机构，且本申请中的键合机构的键合端朝向与承载机构设置，因此，能够将引线与承载机构所承载的芯片的引脚键合。

由于键合机构与机体固定连接，且不同尺寸和规格的芯片引脚位置不同，因此，通过本申请中第一位移组件相对机体在竖直方向上移动，第二位移组件相对第一位移组件在第一方向上移动，承载组件相对第二位移组件在第二方向上移动并相对第二位移组件旋转，能够带动承载组件上所承载的芯片在竖直方向以及水平方向上移动，进而使不同尺寸和规格的芯片的引脚均能够与键合机构的键合端相对位，实现引线和引脚的键合作业。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1为本发明实施例提供的键合机第一视角的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的键合机中承载组件的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的键合机第二视角的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的键合机中机体的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的键合机中盖板与键合机构的连接示意图。

图中：1-机体；101-侧板；102-安装板；1021-第一滑轨；103-挡板；104-背板；105-盖板；1051-第一安装部；1052-第二安装部；106-底架；1061-滑轮；2-键合机构；201-支撑板；202-定位板；203-键合组件；3-操控机构；4-承载机构；401-滑台；402-第一底板；4021-第二滑轨；403-第一驱动件；404-第二底板；4041-第三滑轨；405-第二驱动件；406-第三底板；407-承载台；408-第三驱动件；5-第一显示机构；6-第二显示机构；

S1-第一方向；S2-第二方向。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的键合机第一视角的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的键合机中承载组件的结构示意图。

如图1结合图2所示，本发明提供一种键合机，包括机体1、键合机构2以及承载机构4；键合机构2以及承载机构4均设置于机体1上；承载机构4包括承载组件、第一位移组件以及第二位移组件，第一位移组件与机体1滑动连接，且第一位移组件能够相对机体1沿竖直方向往复运动；第二位移组件与第一位移组件滑动连接，且第二位移组件能够相对第一位移组件在第一方向S1上往复运动；承载组件设置于第二位移组件上，且承载组件能够相对第二位移组件在第二方向S2上往复运动，并能够相对第二位移组件旋转；键合机构2设置于机体1上，且键合机构2的键合端朝向承载组件设置。

相对于现有技术，本发明提供的键合机具有以下优势：

本发明提供的键合机，通过设置在机体1上的承载机构4能够承载芯片，通过机体1上设置的键合机构2，且本申请中的键合机构2的键合端朝向与承载机构4设置，因此，能够将引线与承载机构4所承载的芯片的引脚键合。

由于键合机构2与机体1固定连接，且不同尺寸和规格的芯片引脚位置不同，因此，通过本申请中第一位移组件相对机体1在竖直方向上移动，第二位移组件相对第一位移组件在第一方向S1上移动，承载组件相对第二位移组件在第二方向S2上移动并相对第二位移组件旋转，能够带动承载组件上所承载的芯片在竖直方向以及水平方向上移动，进而使不同尺寸和规格的芯片的引脚均能够与键合机构2的键合端相对位，实现引线和引脚的键合作业。

此处需要补充说明的是，本申请中承载机构4的承载组件、第一位移组件以及第二位移组件均配合有对应的驱动机构，以实现第一位移组件在竖直方向上的移动、第二位移组件在第一方向S1上的移动、承载组件在第二方向S2上的移动以及承载组件相对第二位移组件的旋转动作。进一步优选地，本申请中可设有控制器，并通过控制器与驱动机构通讯连接，实现承载机构4带动芯片的移动。

图3为本发明实施例提供的键合机第二视角的结构示意图；图4为本发明实施例提供的键合机中机体1的结构示意图。

其中，如图1-图4所示，机体1包括底架106、两个侧板101、安装板102以及盖板105；两个侧板101沿竖直方向设置于底架106上，安装板102沿第一方向S1设置于两个侧板101之间，且安装板102与两个侧板101呈工字形结构；盖板105沿水平方向盖设于两个侧板101和安装板102远离底架106的一侧，操控机构3和键合机构2设置于盖板105上，承载机构4滑动设置于安装板102上。

呈工字形结构的两个侧板101和安装板102能够形成稳定地支架结构，从而为本申请所形成的机体1提供稳定的支撑力。通过沿水平方向设置的盖板105，能够为本申请中的操控机构3、键合机构2、第一显示机构5以及第二显示机构6提供稳定地支撑平台。

而由于安装板102与侧板101呈工字形结构，也能够与背板104形成容纳空间，通过将电气箱安装在容纳空间内，一方面能够对电气箱进行保护，另一方面能够充分地利用机体1的占用空间，使整体设备的空间布局更加合理。

优选地，如图1结合图3和图4所示，底架106上设有滑轮1061，以便于移动机体1。通过在底架106上设置的滑轮1061，能够便于操作人员移动。

此处需要补充说明的是，本申请中的滑轮1061具有锁定机构，从而当键合机移动至适当位置后，能够通过锁定机构将滑轮1061锁定，使键合机进行稳定地作业。

图5为本发明实施例提供的键合机中盖板105与键合机构2的连接示意图。

具体地，如图5所示，盖板105呈U形结构，且包括沿第一方向S1延伸的第一安装部1051和沿第二方向S2延伸的第二安装部1052；键合机构2设置于第一安装部1051上，操控机构3设置于第二安装部1052上。

由于本申请提供的键合机主要应用于对非标芯片的键合作业中，因此，仍需要人工操作。优选地，本申请中的盖板105呈U形结构，能够形成舒适的工作空间。

作业时，操作人员坐于工作，且面对键合机构2，从而使双臂能够搭在位于第一安装部1051两端的沿第二方向S2延伸的第二安装部1052上，使作业更加舒适。

此处需要补充说明的是，优选地，如图1所示，本申请中的操控机构3设置在操作人员坐于工作空间中后，操作人员的左手侧的第二安装部1052上。但本申请中的操控机构3可以设置在任一第二安装部1052上。

本申请中的操控机构3包括能够控制第二位移组件和承载组件在第一方向S1和第二方向S2移动的手柄以及能够控制第一位移组件在竖直方向上下降或上升的按钮。

本申请中的键合机构2包括支撑板201、定位板202以及键合组件203，键合组件203用于键合引线和芯片的引脚，定位板202与第一安装部1051相贴合，支撑板201沿竖直方向设置于定位板202上，用于安装键合组件203。

其中，如图1所示，本发明提供的键合机，还包括第一显示机构5和第二显示机构6；第一显示机构5和第二显示机构6沿第一方向S1并列设置于第一安装部1051上，且第一显示机构5和第二显示机构6分别位于键合机构2的两侧。

本申请中的第一显示机构5包括控制器、第一显示器以及第一安装箱，第一安装箱设置在盖板105上，第一显示器设置在第一安装箱朝向工作空间的一侧，且第一显示器用于显示键合数据。

此处需要补充说明的是，通过第一显示器能够对承载机构4的位移距离进行设定，并通过控制器控制承载机构4移动。即操作人员通过第一显示器能够设置第一位移组件、第二位移组件以及承载组件在竖直方向、第一方向S1以及第二方向S2上的位移距离，待设定完成后，操作人员通过操控人员操控按钮和手柄实现对承载台407位置的调整。

本申请中的第二显示机构6包括第二显示器以及第二安装箱，第二安装箱与第一安装箱沿第一方向S1并列设置在键合机构2的两侧，第二显示器用于显示键合机的工艺参数，且第二安装箱上还设有初始位开关、电源开关、指示灯、急停开关、模式切换开关以及速度切换开关。通过上述开关配合电气箱能够提升本申请提供的键合机的作业方式。

进一步地，如图1结合图3和图4所示，机体1还包括挡板103和背板104；挡板103与背板104均沿第一方向S1设置于两个侧板101之间，且挡板103相对于安装板102设有承载机构4的一侧设置，背板104设置于安装板102的另一侧，且与侧板101和安装板102围设呈容纳空间；挡板103在竖直方向上的尺寸小于安装板102的尺寸，以限制承载机构4在竖直方向上的位移距离。

由于操作人员在作业时需要坐于工作空间内，因此，通过设置挡板103，一方面能够避免操作人员的脚部与安装板102产生接触，从而在一定程度上提高安装板102上设置的承载机构4运行的稳定性，另一方面，也能够在一定程度上避免承载机构4在运动时与操作人员的腿部相接触，使操作人员得到一定程度上的保护。

具体地，如图2所示，安装板102上沿竖直方向设有第一滑轨1021，第一位移组件包括滑台401、第一底板402以及第一驱动件403；滑台401沿竖直方向与第一滑轨1021滑动连接，第一底板402沿水平方向与滑台401的一端相连接，第一驱动件403能够驱动滑台401沿第一滑轨1021往复运动，以带动第一底板402沿竖直方向运动。

第一底板402上沿第一方向S1设有第二滑轨4021，第二位移组件包括第二底板404以及第二驱动件405；第二底板404与第二滑轨4021滑动连接，第二驱动件405能够驱动第二底板404在第二滑轨4021上往复运动。

第二底板404上沿第二方向S2设有第三滑轨4041，承载组件包括承载台407、第三底板406、第三驱动件408以及第四驱动件；第三底板406与第三滑轨4041滑动连接，第三驱动件408能够驱动第三底板406在第三滑轨4041上往复运动；承载台407设置于第三底板406上，且第四驱动件能够驱动承载台407相对第三底板406旋转。

优选地，本申请中第一驱动件403、第二驱动件405以及第三驱动件408均包括电机、丝杆以及丝杆母，第一驱动件403的丝杆的两端通过固定环固定于安装板102上，第二驱动件405的丝杆的两端通过固定环固定于第一底板402上，第三驱动件408的丝杆的两端通过固定环固定于第二底板404上。

第一驱动件403的丝杆母与滑台401相连接，从而当电机驱动丝杆转动时，丝杆母能够带动滑台401相对安装板102移动；第二驱动件405的丝杆母与第二底板404相连接，从而当电机驱动第二驱动件405的丝杆时，丝杆母能够带动第二底板404相对第一底板402移动；第三驱动件408的丝杆母与第三底板406相连接，从而当第三驱动件408的电机驱动丝杆转动时，丝杆母能够带动第三底板406相对第二底板404移动。

此处需要补充说明的是，本申请中第一驱动件403、第二驱动件405以及第三驱动件408为丝杆仅为能够实现第一方向S1、第二方向S2以及竖直方向上运动的其中一种实施方式，也可采用其他如电动伸缩杆或液压缸结构实现。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种键合机，其特征在于，包括机体、键合机构以及承载机构；

所述键合机构以及所述承载机构均设置于所述机体上；

所述承载机构包括承载组件、第一位移组件以及第二位移组件，所述第一位移组件与所述机体滑动连接，且所述第一位移组件能够相对所述机体沿竖直方向往复运动；

所述第二位移组件与所述第一位移组件滑动连接，且所述第二位移组件能够相对所述第一位移组件在第一方向上往复运动；

所述承载组件设置于所述第二位移组件上，且所述承载组件能够相对所述第二位移组件在第二方向上往复运动，并能够相对所述第二位移组件旋转；

所述键合机构设置于所述机体上，且所述键合机构的键合端朝向所述承载组件设置。

2.根据权利要求1所述的键合机，其特征在于，所述机体包括底架、两个侧板、安装板以及盖板；

两个所述侧板沿竖直方向设置于所述底架上，所述安装板沿所述第一方向设置于两个所述侧板之间，且所述安装板与两个所述侧板呈工字形结构；

所述盖板沿水平方向盖设于两个所述侧板和所述安装板远离所述底架的一侧，所述键合机构设置于所述盖板上，所述承载机构滑动设置于所述安装板上。

3.根据权利要求2所述的键合机，其特征在于，还包括操控机构，所述盖板呈U形结构，且包括沿第一方向延伸的第一安装部和沿第二方向延伸的第二安装部；

所述键合机构设置于所述第一安装部上，所述操控机构设置于所述第二安装部上；

所述操控机构与所述承载机构通讯连接，以操控所述第一位移组件、第二位移组件以及承载组件的动作。

4.根据权利要求3所述的键合机，其特征在于，还包括第一显示机构和第二显示机构；

所述第一显示机构和所述第二显示机构沿所述第一方向并列设置于所述第一安装部上，且所述第一显示机构和所述第二显示机构分别位于所述键合机构的两侧。

5.根据权利要求2所述的键合机，其特征在于，所述底架上设有滑轮，以便于移动所述机体。

6.根据权利要求2所述的键合机，其特征在于，所述机体还包括挡板和背板；

所述挡板与所述背板均沿所述第一方向设置于两个所述侧板之间，且所述挡板相对于所述安装板设有所述承载机构的一侧设置，所述背板设置于安装板的另一侧，且与所述侧板和所述安装板围设呈容纳空间；

所述挡板在竖直方向上的尺寸小于所述安装板的尺寸，以限制所述承载机构在竖直方向上的位移距离。

7.根据权利要求6所述的键合机，其特征在于，还包括电气箱，所述电气箱设置于所述容纳空间内。

8.根据权利要求2所述的键合机，其特征在于，所述安装板上沿竖直方向设有第一滑轨，所述第一位移组件包括滑台、第一底板以及第一驱动件；

所述滑台沿竖直方向与所述第一滑轨滑动连接，所述第一底板沿水平方向与所述滑台的一端相连接，所述第一驱动件能够驱动所述滑台沿所述第一滑轨往复运动，以带动所述第一底板沿竖直方向运动。

9.根据权利要求8所述的键合机，其特征在于，所述第一底板上沿所述第一方向设有第二滑轨，所述第二位移组件包括第二底板以及第二驱动件；

所述第二底板与所述第二滑轨滑动连接，所述第二驱动件能够驱动所述第二底板在所述第二滑轨上往复运动。

10.根据权利要求9所述的键合机，其特征在于，所述第二底板上沿所述第二方向设有第三滑轨，所述承载组件包括承载台、第三底板、第三驱动件以及第四驱动件；

所述第三底板与所述第三滑轨滑动连接，所述第三驱动件能够驱动所述第三底板在所述第三滑轨上往复运动；

所述承载台设置于所述第三底板上，且所述第四驱动件能够驱动所述承载台相对所述第三底板旋转。