CN116372306B - 一种半导体生产用焊片固定装置及其固定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及芯片焊接技术领域，具体提供了一种半导体生产用焊片固定装置，包括多头点胶机，多头点胶机包括电动升降座，升降支架安装在电动升降座上，点胶头安装架固定在升降支架上，四个点胶头安装在点胶头安装架上，托架上放置有底板框架，底板框架的边角处通过卡块进行限位，四个点胶头能够将助焊膏点在底板框架上，机械臂和压紧装置，压紧装置包括推杆气缸，第一稳定座与推杆气缸的活塞杆固定连接，第一压头的一端固定在第一稳定座上，第一压头的另一端设置有坡面，机械臂将焊片放置在助焊膏上，第一压头移动，将焊片向下压紧，通过助焊膏对焊片进行固定，再将待焊接的芯片放置在焊片上，通过溢出的助焊膏对芯片进行固定。
Description
技术领域
本发明涉及芯片焊接领域，尤其涉及一种半导体生产用焊片固定装置及其固定方法。
背景技术
半导体封装产业中使用焊片融熔结合的工艺中置放焊片与固晶的结合方式，现有的工艺制程为在底板框架下方点一些助焊膏固定焊片，再于焊片上方点一助焊膏固定芯片，此工艺存在工序繁琐且容易造成焊片与芯片的旋转，导致产品良率下降，不方便对半导体芯片底板框架进行固定，并且点胶时容易出现晃动的情况，影响点胶的准确性，同时不方便对多个点胶头的位置进行调整，难以适应不同大小的焊片。
专利文献公告号为CN106024645B的一种芯片共晶焊接设备，以下步骤：步骤a、根据垫片的大小来确定L型陶瓷定位夹具的尺寸；步骤b、采用激光机来划切相应尺寸的L型陶瓷定位夹具；步骤c、在对芯片定位的过程中，首先采用L型陶瓷定位夹具固定住垫片，然后在垫片上面放入焊片，最后在焊片上放入芯片；步骤d、芯片在定位夹具固定好以后，放进真空共晶炉中采用焊接工装进行共晶焊接，通过激光机制备出L型陶瓷定位夹具有效解决了在共晶焊接时芯片与垫片错位的难题，方法简单，成本低廉，可行性强；整个夹具的制作采用陶瓷为基材，能提供有效的机械支撑，适用范围广。然而，该专利依然存在一些不足：1.使用焊片焊接时需要多次点助焊膏进行固定。2.点胶效率低，无法同时在多个位置点助焊膏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决焊片固定工序繁琐问题，本发明提供了一种半导体生产用焊片固定装置及其固定方法来解决上述问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种半导体生产用焊片固定装置及其固定方法，包括多头点胶机和托架，所述多头点胶机包括电动升降座、升降支架、点胶头安装架和四个点胶头，所述升降支架安装在所述电动升降座上，所述点胶头安装架固定在所述升降支架上，四个所述点胶头安装在所述点胶头安装架上，所述点胶头内装有助焊膏，所述电动升降座能够带动所述点胶头朝向所述托架移动，所述托架上放置有底板框架，所述底板框架的边角处通过卡块进行限位，四个所述点胶头能够将助焊膏点在所述底板框架上；机械臂，所述机械臂用于将焊片放置在所述底板框架上；压紧装置，所述压紧装置包括推杆气缸、第一稳定座和第一压头，所述第一稳定座与所述推杆气缸的活塞杆固定连接，所述第一压头的一端固定在所述第一稳定座上，所述第一压头的另一端设置有坡面，当第一压头朝向焊片移动时，所述坡面能够与焊片抵接并且推动焊片下压。
作为优选，所述压紧装置还包括第二稳定座、第二压头和对中机构，所述第二压头的一端固定在所述第二稳定座上，所述对中机构包括主动齿条、中心齿轮和从动齿条，所述主动齿条与所述第一稳定座固定连接，所述从动齿条与所述第二稳定座固定连接，所述中心齿轮可转动的固定在托架上，所述主动齿条和所述从动齿条分别从中心齿轮的两侧与所述中心齿轮啮合。
作为优选，所述对中机构还包括环套，所述主动齿条和所述从动齿条滑动设置在所述环套内。
作为优选，所述点胶头安装架包括横梁、双向螺杆、电机、两个纵梁、两个第一滑块和两个端座，所述横梁的两端通过所述端座固定在所述升降支架上，两个所述第一滑块滑动安装在所述横梁上，所述双向螺杆的两端与所述端座可转动连接，所述电机固定在所述端座上，所述电机的输出轴连接所述双向螺杆，所述双向螺杆上具有两端方向相反的螺纹，每段螺纹上螺接一个第一滑块，所述纵梁固定在所述第一滑块的下端并且与所述横梁垂直，所述纵梁上滑动安装有两个第二滑块，两个所述第二滑块分别位于所述横梁的两侧，所述第二滑块上设置有卡槽，所述点胶头固定在所述卡槽内。
作为优选，还包括设置在横梁两侧的调节装置，所述调节装置用于调整点胶头的位置，所述调节装置包括推板、导向杆、无杆气缸、滑杆和连接头，所述导向杆和所述滑杆垂直固定在所述横梁上，所述导向杆与所述滑杆相互平行，所述无杆气缸安装在所述滑杆上，所述推板与所述导向杆和滑杆滑动连接，所述推板与所述无杆气缸的缸体固定连接，所述连接头滑动安装在所述推板上，所述第二滑块与所述连接头固定连接。
作为优选，所述点胶头倾斜固定在所述卡槽内，四个所述点胶头所在的轴线相交与一点。
一种半导体生产用焊片固定方法，包括以下步骤：
S1、将底板框架放置在多头点胶机下方的托架上；
S2、通过四个点胶头在底板框架上点出四滴助焊膏，助焊膏的位置与事先设置的焊片四角的位置参数吻合；
S3、通过机械臂将点好助焊膏的底板框架移动至下一工位；
S4、通过机械臂将焊片放置在助焊膏上并且使焊片的四角与助焊膏粘合；
S5、通过压紧装置下压焊片，使助焊膏从焊片的下方溢出；
S6、通过机械臂将放置完焊片的底板框架移动至下一工位，之后将芯片放置在焊片的上方，此时溢出的助焊膏与芯片粘合，通过助焊膏对焊片和芯片的位置进行固定。
本发明的有益效果是，设置有多头点胶机和压紧装置，通过多头点胶机将助焊膏按矩阵排列挤出至底板框架上，之后通过机械臂将焊片放置在助焊膏上，压紧装置的第一压头移动，将焊片向下压紧，通过助焊膏对焊片进行固定，多余的助焊膏溢出后，再将待焊接的芯片放置在焊片上，通过溢出的助焊膏对芯片进行固定，不需要二次向焊片上点助焊膏，即可完成对焊片和芯片的固定。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一种半导体生产用焊片固定装置整体结构示意图；
图2是本发明一种半导体生产用焊片固定装置的多头点胶机的结构示意图；
图3是本发明一种半导体生产用焊片固定装置的调节装置的结构示意图；
图4是本发明一种半导体生产用焊片固定装置的推板的结构示意图；
图5是本发明一种半导体生产用焊片固定装置的压紧装置的结构示意图；
图6是本发明一种半导体生产用焊片固定装置的对中机构的结构示意图；
图7是本发明一种半导体生产用焊片固定装置的第一压头的结构示意图。
附图标记：1、多头点胶机；2、托架；3、电动升降座；4、升降支架；5、点胶头安装架；6、点胶头；7、助焊膏；8、底板框架；9、卡块；10、机械臂；11、压紧装置；12、推杆气缸；13、第一稳定座；14、第一压头；15、坡面；16、焊片；17、第二稳定座；18、第二压头；19、对中机构；20、主动齿条；21、中心齿轮；22、从动齿条；23、环套；24、横梁；25、双向螺杆；26、电机；27、纵梁；28、第一滑块；29、端座；30、第二滑块；31、卡槽；32、调节装置；33、推板；34、导向杆；35、无杆气缸；36、滑杆；37、连接头。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1至图7所示，本发明提供了一种半导体生产用焊片固定装置的实施例，包括多头点胶机1和托架2，多头点胶机1包括电动升降座3、升降支架4、点胶头安装架5和四个点胶头6，升降支架4安装在电动升降座3上，点胶头安装架5固定在升降支架4上，四个点胶头6安装在点胶头安装架5上，点胶头6内装有助焊膏7，电动升降座3能够带动点胶头6朝向托架2移动，以便于点胶头6将助焊膏7挤出在底板框架8上，托架2上放置有底板框架8，四个点胶头6能够将助焊膏7挤出至在底板框架8上，卡块9固定在托架2上，底板框架8放置在托架2上时，底板框架8的边角处通过卡块9进行限位，防止底板框架8在点助焊膏7的过程中发生移动，从而确保助焊膏7能够准确挤出至指定位置，以便于后续将焊片16放置在助焊膏7上进行固定；
机械臂10，机械臂10用于将焊片16放置在底板框架8上，通过对机械臂10进行控制，使机械臂10将焊片16的四角对准助焊膏7后再将焊片16放下；
压紧装置11，压紧装置11包括推杆气缸12、第一稳定座13和第一压头14，第一稳定座13与推杆气缸12的活塞杆固定连接，第一压头14的一端固定在第一稳定座13上，第一压头14的另一端设置有坡面15，当第一压头14朝向焊片16移动时，坡面15能够与焊片16抵接并且推动焊片16下压，若直接使用机械手进行下压，容易因机械手震动导致焊片16受压不稳定发生变形，并且焊片16下压幅度较小，机械手难以进行参数调整，而本实施例采用坡面15的设置，下压幅度较小，能够使焊片16缓慢下压并且不会发生震动，避免焊片16下压过程中发生形变影响后续焊接；压紧装置11还包括第二稳定座17、第二压头18和对中机构19，第二压头18的一端固定在第二稳定座17上，对中机构19包括主动齿条20、中心齿轮21和从动齿条22，主动齿条20与第一稳定座13固定连接，从动齿条22与第二稳定座17固定连接，中心齿轮21可转动的固定在托架2上，主动齿条20和从动齿条22分别从中心齿轮21的两侧与中心齿轮21啮合，中心齿轮21的设置，使得主动齿条20在移动时，能够带动从动齿轮同时向反方向进行移动。
对中机构19还包括环套23，主动齿条20和从动齿条22滑动设置在环套23内，环套23一方面能够对主动齿条20和从动齿条22进行导向，另一方面，也能够控制主动齿条20与从动齿条22之间的间隙，使主动齿条20与从动齿条22保持固定间隙进行移动，进而保证主动齿条20和从动齿条22能够在移动过程中始终与中心齿轮21保持啮合。
压紧装置11的工作原理是：当机械臂10将焊片16放置在助焊膏7上以后，助焊膏7靠近焊片16的四角并且位于焊片16的下方，推杆气缸12的活塞杆伸出推动第一稳定座13和第一压头14朝向焊片16移动，第一稳定座13通过对中机构19的主动齿条20移动，主动齿条20通过中心齿轮21将动力传输至从动齿条22，使从动齿条22拉动第二稳定座17和第二压头18也朝向焊片16移动，即推杆气缸12的活塞杆伸出后，能够使第一压头14和第二压头18从焊片16的两侧同时朝向焊片16移动，避免第一压头14和第二压头18在移动过程中推动焊片16，进而防止焊片16发生偏移，第一压头14和第二压头18在移动过程中，通过坡面15与焊片16接触，随着第一压头14和第二压头18的前进，焊片16会被坡面15向下挤压，使焊片16与底板框架8之间的间隙变小，此时多余的助焊膏7从焊片16与底板框架8之间溢出，最后推杆气缸12复位带动第一压头14和第二压头18复位，即可完成对焊片16的压紧固定，同时使助焊膏7从焊片16的下方溢出。
点胶头安装架5包括横梁24、双向螺杆25、电机26、两个纵梁27、两个第一滑块28和两个端座29，横梁24的两端通过端座29固定在升降支架4上，两个第一滑块28滑动安装在横梁24上，双向螺杆25的两端与端座29可转动连接，电机26固定在端座29上，电机26的输出轴连接双向螺杆25，双向螺杆25上具有两端方向相反的螺纹，每段螺纹上螺接一个第一滑块28，当双向螺杆25转动时，能够带动两个第一滑块28向相反方向同步移动，纵梁27固定在第一滑块28的下端并且与横梁24垂直，纵梁27上滑动安装有两个第二滑块30，两个第二滑块30分别位于横梁24的两侧，第二滑块30上设置有卡槽31，点胶头6倾斜固定在卡槽31内，四个点胶头6所在的轴线相交与一点，倾斜设置的点胶头6使四个点胶头6的端部能够尽量贴近，以便于点胶头6将点出的助焊膏7按不同尺寸进行矩阵排列。
还包括设置在横梁24两侧的调节装置32，调节装置32用于调整点胶头6的位置，调节装置32包括推板33、导向杆34、无杆气缸35、滑杆36和连接头37，导向杆34和滑杆36垂直固定在横梁24上，导向杆34与滑杆36相互平行，无杆气缸35安装在滑杆36上，推板33与导向杆34和滑杆36滑动连接，推板33与无杆气缸35的缸体固定连接，连接头37滑动安装在推板33上，第二滑块30与连接头37固定连接。
当在底板框架8上放置不同大小的焊片16时，需要对四个点胶头6的位置进行调整，使点胶头6点出的助焊膏7能够对焊片16的四角进行固定，此时通过电机26带动双向螺杆25转动，带动两个第一滑块28沿横梁24移动，对点胶头6进行横向位置调整，调整完成后，无杆气缸35动作带动推板33移动，推板33通过连接头37推动第二滑块30沿纵梁27移动，对点胶头6进行纵向位置调整，进而使四个点胶头6能够朝向焊片16的中心或焊片16的四个边角移动，以便四个点胶头6能够适应不同尺寸的矩阵排列需求，点胶头6位置调整完成后，通过电动升降座3和升降支架4带动点胶头6下移将助焊膏7点至底板框架8上。
一种半导体生产用焊片16固定方法，包括以下步骤：
S1、将底板框架8放置在多头点胶机1下方的托架2上；
S2、通过四个点胶头6在底板框架8上点出四滴助焊膏7，助焊膏7的位置与事先设置的焊片16四角的位置参数吻合；
S3、通过机械臂10将点好助焊膏7的底板框架8移动至下一工位；
S4、通过机械臂10将焊片16放置在助焊膏7上并且使焊片16的四角与助焊膏7粘合，通过助焊膏7对焊片16进行固定，通过对焊片16的四角进行固定，能够避免焊片16在助焊膏7融化过程中发生偏移旋转，使焊片16位置更加精确；
S5、通过压紧装置11下压焊片16，使助焊膏7从焊片16的下方溢出；
S6、通过机械臂10将放置完焊片16的底板框架8移动至下一工位，之后将芯片放置在焊片16的上方，此时溢出的助焊膏7与芯片粘合，通过助焊膏7对焊片16和芯片的位置进行固定，不需要在焊片16上再次添加助焊膏7，即可对焊片16和芯片进行固定，减少了焊片16焊接所需的工序。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (6)
1.一种半导体生产用焊片固定装置，其特征在于，包括：多头点胶机(1)和托架(2)，所述多头点胶机(1)包括电动升降座(3)、升降支架(4)、点胶头安装架(5)和四个点胶头(6)，所述升降支架(4)安装在所述电动升降座(3)上，所述点胶头安装架(5)固定在所述升降支架(4)上，四个所述点胶头(6)安装在所述点胶头安装架(5)上，所述点胶头(6)内装有助焊膏(7)，所述电动升降座(3)能够带动所述点胶头(6)朝向所述托架(2)移动，所述托架(2)上放置有底板框架(8)，所述底板框架(8)的边角处通过卡块(9)进行限位，四个所述点胶头(6)能够将助焊膏(7)点在所述底板框架(8)上；机械臂(10)，所述机械臂(10)用于将焊片(16)放置在所述底板框架(8)上；压紧装置(11)，所述压紧装置(11)包括推杆气缸(12)、第一稳定座(13)和第一压头(14)，所述第一稳定座(13)与所述推杆气缸(12)的活塞杆固定连接，所述第一压头(14)的一端固定在所述第一稳定座(13)上，所述第一压头(14)的另一端设置有坡面(15)，当第一压头(14)朝向焊片(16)移动时，所述坡面(15)能够与焊片(16)抵接并且推动焊片(16)下压，所述压紧装置(11)还包括第二稳定座(17)、第二压头(18)和对中机构(19)，所述第二压头(18)的一端固定在所述第二稳定座(17)上，所述对中机构(19)包括主动齿条(20)、中心齿轮(21)和从动齿条(22)，所述主动齿条(20)与所述第一稳定座(13)固定连接，所述从动齿条(22)与所述第二稳定座(17)固定连接，所述中心齿轮(21)可转动的固定在托架(2)上，所述主动齿条(20)和所述从动齿条(22)分别从中心齿轮(21)的两侧与所述中心齿轮(21)啮合。
2.如权利要求1所述的一种半导体生产用焊片固定装置，其特征在于：所述对中机构(19)还包括环套(23)，所述主动齿条(20)和所述从动齿条(22)滑动设置在所述环套(23)内。
3.如权利要求1所述的一种半导体生产用焊片固定装置，其特征在于：所述点胶头安装架(5)包括横梁(24)、双向螺杆(25)、电机(26)、两个纵梁(27)、两个第一滑块(28)和两个端座(29)，所述横梁(24)的两端通过所述端座(29)固定在所述升降支架(4)上，两个所述第一滑块(28)滑动安装在所述横梁(24)上，所述双向螺杆(25)的两端与所述端座(29)可转动连接，所述电机(26)固定在所述端座(29)上，所述电机(26)的输出轴连接所述双向螺杆(25)，所述双向螺杆(25)上具有两端方向相反的螺纹，每段螺纹上螺接一个第一滑块(28)，所述纵梁(27)固定在所述第一滑块(28)的下端并且与所述横梁(24)垂直，所述纵梁(27)上滑动安装有两个第二滑块(30)，两个所述第二滑块(30)分别位于所述横梁(24)的两侧，所述第二滑块(30)上设置有卡槽(31)，所述点胶头(6)固定在所述卡槽(31)内。
4.如权利要求3所述的一种半导体生产用焊片固定装置，其特征在于：还包括设置在横梁(24)两侧的调节装置(32)，所述调节装置(32)用于调整点胶头(6)的位置，所述调节装置(32)包括推板(33)、导向杆(34)、无杆气缸(35)、滑杆(36)和连接头(37)，所述导向杆(34)和所述滑杆(36)垂直固定在所述横梁(24)上，所述导向杆(34)与所述滑杆(36)相互平行，所述无杆气缸(35)安装在所述滑杆(36)上，所述推板(33)与所述导向杆(34)和滑杆(36)滑动连接，所述推板(33)与所述无杆气缸(35)的缸体固定连接，所述连接头(37)滑动安装在所述推板(33)上，所述第二滑块(30)与所述连接头(37)固定连接。
5.如权利要求3所述的一种半导体生产用焊片固定装置，其特征在于：所述点胶头(6)倾斜固定在所述卡槽(31)内，四个所述点胶头(6)所在的轴线相交与一点。
6.如权利要求5所述的一种半导体生产用焊片固定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将底板框架(8)放置在多头点胶机(1)下方的托架(2)上；S2、通过四个点胶头(6)在底板框架(8)上点出四滴助焊膏(7)，助焊膏(7)的位置与事先设置的焊片(16)四角的位置参数吻合；S3、通过机械臂(10)将点好助焊膏(7)的底板框架(8)移动至下一工位；S4、通过机械臂(10)将焊片(16)放置在助焊膏(7)上并且使焊片(16)的四角与助焊膏(7)粘合；S5、通过压紧装置(11)下压焊片(16)，使助焊膏(7)从焊片(16)的下方溢出；S6、通过机械臂(10)将放置完焊片(16)的底板框架(8)移动至下一工位，之后将芯片放置在焊片(16)的上方，此时溢出的助焊膏(7)与芯片粘合，通过助焊膏(7)对焊片(16)和芯片的位置进行固定。
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