CN117096066B - 全自动卷料高速高精度共晶、点胶可切换设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于半导体封装技术领域，具体涉及全自动卷料高速高精度共晶、点胶可切换设备，用于半导体元器件的封装，包括：点胶机构、共晶机构及框架输送机构，所述框架输送机构将点胶机构和共晶机构连接成一组生产线。本发明在同一个框架输送机构上设置点胶机构、共晶机构，可以根据需要进行切换共晶或点胶工作，通过框架输送机构将框架送至点胶机构处，由点胶机构用于对框架进行点胶，框架输送机构将点胶后的框架输送至共晶机构处，并在输送过程中对胶水进行干燥，共晶机构将根据点胶位置将晶圆放置在框架上，并将晶圆固定在框架上，可以同时实现点胶、共晶工作，整体设备占地面积小，可以有效的减少封装成本。
Description
技术领域
本发明属于半导体封装技术领域，具体涉及全自动卷料高速高精度共晶、点胶可切换设备。
背景技术
半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。封装过程为：来自晶圆前道工艺的晶圆通过划片工艺后被切割为小的晶片（Die），然后将切割好的晶片用胶水贴装到相应的基板（引线框架）架的小岛上，再利用超细的金属（金锡铜铝）导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘（Bond Pad）连接到基板的相应引脚（Lead）,并构成所要求的电路。
如公开(公告)号:CN209766368U，提出的一种半导体封装设备的点胶机构，其通过翻转卡座和移动套环的设置，使得点胶设备具有旋转固定结构，令其使用更加灵活，便于使用者对其进行清理操作。
如公开(公告)号:CN219321303U，提出的一种半导体芯片用共晶加热轨道，其通过入气管与L型气孔连接来通入保护气，入气管还能起到定位效果，而且这样的结构在实现了快速换型的同时，可根据不同的框架产品做对应结构设计，适配性强，而且这样的通气方式，在密封盖板拆装时不与气管产生干涉，即，减少了气道连接的时间，进一步加快了换型的效率。
经检索发现现有的设备换共晶或点胶封装需要两台机才能实现，对于客户成本比较高，比较占场地，不方便共晶或点胶同时或者切换进行工作。
发明内容
本发明的目的在于提供全自动卷料高速高精度共晶、点胶可切换设备，在同一个框架输送机构上设置点胶机构、共晶机构，可以根据需要进行切换共晶或点胶工作，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明提出全自动卷料高速高精度共晶、点胶可切换设备，用于半导体元器件的封装，包括：点胶机构、共晶机构及框架输送机构，所述框架输送机构将点胶机构和共晶机构连接成一组生产线；
其中，所述框架输送机构将框架送至点胶机构处，由所述点胶机构用于对框架进行点胶；所述框架输送机构将点胶后的框架输送至所述共晶机构处，并在输送过程中对胶水进行干燥；所述共晶机构将根据点胶位置将晶圆放置在框架上，并将晶圆固定在框架上。
优选的，所述点胶机构设置为双工位，两组所述点胶机构均包括：供胶机，其安装在支架上；点胶头，其通过供胶管与所述供胶机相连通；第一三轴移动臂，其安装在所述支架的一侧用于带动点胶头对框架进行点胶；其中，所述点胶头安装在第一三轴移动臂的工作端。
优选的，所述共晶机构包括用于放置晶圆的晶圆台和用于抓取所述晶圆台上晶圆并放置在框架上的取晶固晶组件。
优选的，所述晶圆台包括XY轴平移台，所述XY轴平移台上连接有安装架，所述安装架的顶部连接有可旋转的用于放置晶圆的台面，且安装架的一侧安装有用对晶圆进行松动的可升降的顶针。
优选的，所述取晶固晶组件包括第二三轴移动臂，所述第二三轴移动臂的工作端安装有用于将晶圆固定在框架上的焊接头，所述焊接头上安装有可旋转的用于将晶圆吸附在框架上的吸嘴。
优选的，所述框架输送机构包括：移动轨道，其安装在支架上；压盖，其安装在所述移动轨道上用于对框架进行定位；加热棒，其安装在所述移动轨道的内侧用于对移动轨道进行加热可进行对胶水干燥。
优选的，还包括：用于为点胶机构和共晶机构提供视觉定位的相机识别机构，其特征在于，所述相机识别机构包括：支撑架，其安装在所述支架上，并位于点胶机构和共晶机构之间；安装孔，其开设在所述支撑架的顶部；固定架，其固定在所述支撑架的顶部；相机，其安装在所述固定架上并位于所述安装孔的内部；其中，所述相机的摄像头朝向所述框架输送机构。
优选的，所述框架输送机构的两端分别设有用于卷料放料的放料机构和送料机构；其中，所述放料机构包括用于放置卷料的放料盘和用于收卷保护薄膜的收卷盘，所述收卷盘上连接有收卷电机，所述放料盘和收卷盘均转动安装在收卷架上，所述收卷架固定在支架的一侧。
优选的，所述送料机构设置为传送带，所述传送带的端部连接有用于对封装完成的框架进行分切的切刀机构，所述切刀机构包括：刀架和连接在所述刀架上的气缸，所述气缸的输出轴上连接有切刀，所述切刀通过滑块连接在刀架上。
优选的，所述切刀机构的一侧设有用于对分切完成的框架进行收纳的收料机构，所述收料机构包括：收料架和位于所述收料架上的收料盒，所述收料架上连接有用于将分切下来的框架导入至收料盒中的导料板。
本发明的技术效果和优点：本发明提出的全自动卷料高速高精度共晶、点胶可切换设备，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明在同一个框架输送机构上设置点胶机构、共晶机构，可以根据需要进行切换共晶或点胶工作，通过框架输送机构将框架送至点胶机构处，由点胶机构用于对框架进行点胶，框架输送机构将点胶后的框架输送至共晶机构处，并在输送过程中对胶水进行干燥，共晶机构将根据点胶位置将晶圆放置在框架上，并将晶圆固定在框架上，可以同时实现点胶、共晶工作，整体设备占地面积小，可以有效的减少封装成本。
附图说明
图1为本发明全自动卷料高速高精度共晶、点胶可切换设备的立体结构示意图；
图2为本发明全自动卷料高速高精度共晶、点胶可切换设备的拆解结构示意图；
图3为本发明点胶机构的结构示意图；
图4为本发明框架输送机构的结构示意图；
图5为本发明晶圆台的结构示意图；
图6为本发明取晶固晶组件的结构示意图；
图7为本发明机识别机构的结构示意图；
图8为本发明放料机构的结构示意图；
图9为本发明切刀机构和收料机构的结构示意图。
图中：
100、点胶机构；101、供胶机；102、支架；103、点胶头；104、第一三轴移动臂；
200、共晶机构；
300、框架输送机构；301、移动轨道；302、压盖；303、加热棒；
400、晶圆台；401、XY轴平移台；402、安装架；403、台面；404、顶针；
500、取晶固晶组件；501、第二三轴移动臂；502、焊接头；503、吸嘴；
600、机识别机构；601、支撑架；602、安装孔；603、固定架；604、相机；
700、放料机构；701、送料机构；702、放料盘；703、收卷盘；704、收卷电机；705、收卷架；
800、切刀机构；801、刀架；802、气缸；803、切刀；804、滑块；
900、收料机构；901、收料架；902、导料板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。
本发明提供了全自动卷料高速高精度共晶、点胶可切换设备，用于半导体元器件的封装，可以同时实现点胶、共晶工作，整体设备占地面积小，可以有效的减少封装成本。
示例性地，如图1和图2所示的，该设备包括点胶机构100、共晶机构200、框架输送机构300、晶圆台400、放料机构700、切刀机构800、收料机构900。其中，共晶机构200包括取晶固晶组件500、相机识别机构600。
如图2所示的，放料机构700、点胶机构100、共晶机构200、切刀机构800、收料机构900从左至右依次排列。
具体的，放料机构700用于负责收卷料带上的保护膜，并放出料带，将料带放置在框架输送机构300上，由框架输送机构300将料带向着点胶机构100、共晶机构200输送，点胶机构100用于对料带上的框架进行点胶，共晶机构200用于对晶圆固定在框架上，切刀机构800用于封装完成的框架进行剪切，收料机构900用于对剪切后的框架进行收纳。
进一步的，框架输送机构300将点胶机构100和共晶机构200连接成一组生产线。其中，所述框架输送机构300将框架送至点胶机构100处，由所述点胶机构100用于对框架进行点胶；所述框架输送机构300将点胶后的框架输送至所述共晶机构200处，并在输送过程中对胶水进行干燥；所述共晶机构200将根据点胶位置将晶圆放置在框架上，并将晶圆固定在框架上。
示例性地，如图3所示，所述点胶机构100设置为双工位，两组所述点胶机构100均包括：供胶机101、支架102（为设备支架）、点胶头103、第一三轴移动臂104。
其中，供胶机101安装在支架102上；点胶头103通过供胶管与所述供胶机101相连通；第一三轴移动臂104安装在所述支架102的一侧用于带动点胶头103对框架进行点胶；所述点胶头103安装在第一三轴移动臂104的工作端。
具体的，供胶机101包括储胶桶、供胶泵等其他部件构成，供胶泵用于将储胶桶中的胶水经由供胶管排到点胶头103中。点胶头103在第一三轴移动臂104的带动下进行控制点胶位置。另外，第一三轴移动臂104与相机识别机构600连接，用于获取点胶位置，能灵活准确地进行点胶工作。
示例性地，如图2所示，上述共晶机构200包括晶圆台400和取晶固晶组件500。其中，晶圆台400用于放置晶圆；取晶固晶组件500用于抓取所述晶圆台400上晶圆并放置在框架上。具体如下。
具体的，如图5所示，所述晶圆台400包括XY轴平移台401，所述XY轴平移台401上连接有安装架402，所述安装架402的顶部连接有可旋转的用于放置晶圆的台面403，且安装架402的一侧安装有用对晶圆进行松动的可升降的顶针404。
在本实施例中，台面403上用于放置晶圆，XY轴平移台401可调整晶圆盘的位置以便取晶固晶机构准确吸取晶圆，可升降的顶针404可以将要吸取的晶圆顶松。
作为优选的，可升降的顶针404包括顶针和气缸，顶针连接在气缸的输出轴端部，通过气缸带动顶针上下进行可以进行松动晶圆。
具体的，如图6所示，所述取晶固晶组件500包括第二三轴移动臂501，所述第二三轴移动臂501的工作端安装有用于将晶圆固定在框架上的焊接头502，所述焊接头502上安装有可旋转的用于将晶圆吸附在框架上的吸嘴503。
在本实施例中，第二三轴移动臂501与相机识别机构600相连接，相机识别机构600可以进行识别晶圆的位置和放置位置。通过第二三轴移动臂501带动焊接头502和吸嘴503移动，进行放置晶圆和焊接晶圆。
具体的，吸嘴503设置为旋转结构，其连接在转轴上，转轴上连接电机。在吸取晶圆时，吸嘴成竖直状态，在将晶圆放置在框架上之后，由电机带动吸嘴旋转九十度，然后由焊接头502进行焊接工作。
示例性地，如图4所示，所述框架输送机构300包括：移动轨道301、压盖302、加热棒303。
其中，移动轨道301安装在支架102上；压盖302安装在所述移动轨道301上用于对框架进行定位；加热棒303安装在所述移动轨道301的内侧用于对移动轨道301进行加热可进行对胶水干燥。
另外，在移动轨道301设置步进结构，可以带动框架进行移动。
示例性地，如图7所示，所述相机识别机构600包括：支撑架601、安装孔602、固定架603、相机604。
其中，支撑架601安装在所述支架102上，并位于点胶机构100和共晶机构200之间；安装孔602开设在所述支撑架601的顶部；固定架603固定在所述支撑架601的顶部；相机604安装在所述固定架603上并位于所述安装孔602的内部；所述相机604的摄像头朝向所述框架输送机构300。
具体的，相机604上连接控制器，控制器与点胶机构100和共晶机构200连接，用于为点胶机构100和共晶机构200提供视觉定位。
进一步的，由框架输送机构300带动框架移动，当框架经过感应区域时，相机会拍下框架的照片，将照片信息记录并发送给控制器，由控制器进行判断框架的位置，并通过位置信息控制第二三轴移动臂501、第一三轴移动臂104的移动。
示例性地，如图2和图8所示，所述框架输送机构300的两端分别设有用于卷料放料的放料机构700和送料机构701。
其中，所述放料机构700包括用于放置卷料的放料盘702和用于收卷保护薄膜的收卷盘703，所述收卷盘703上连接有收卷电机704，所述放料盘702和收卷盘703均转动安装在收卷架705上，所述收卷架705固定在支架102的一侧。
进一步的，放料盘702和收卷盘703均包括可拆卸连接的底盘以及盖板，放料盘702上用于放置料带，收卷盘703用于收卷料带上的保护膜。所述送料机构701设置为传送带，所述传送带的端部连接有用于对封装完成的框架进行分切的切刀机构800。
示例性地，如图9所示，所述切刀机构800包括：刀架801、气缸802、切刀803、滑块804。
其中，气缸802连接在所述刀架801上，所述气缸802的输出轴上连接有切刀803，所述切刀803通过滑块804连接在刀架801上。
具体的，通过设置滑块804利于保持切刀803的稳定性。可选的，在刀架801设置为U型结构，可以在其内侧开设与滑块804相匹配的滑槽，用于限制滑块804的位置。通过气缸802带动切刀803上下移动，进行裁切框架。
进一步的，所述切刀机构800的一侧设有用于对分切完成的框架进行收纳的收料机构900，所述收料机构900包括：收料架901和位于所述收料架901上的收料盒（图中未示出），所述收料架901上连接有用于将分切下来的框架导入至收料盒中的导料板902。
在进行半导体器件封装时，可参阅如下步骤：
卷料放置在放料盘702上，将卷料上的保护膜缠绕在收卷盘703上；
将框架的一端通过压盖302固定在移动轨道301上，由步进结构带动框架进行移动至点胶机构100处；
通过相机604获取框架位置，并将位置信息传输至控制器，由控制器控制第一三轴移动臂104移动，进行带动点胶头103进行点胶工作；
在点胶完成之后，由框架输送机构300将点胶后的框架输送至共晶机构200处，并在输送过程中加热棒303对胶水进行简单的干燥，避免其流淌；
通过相机604获取框架位置，并将点胶的位置信息传输至控制器，由控制器控制第二三轴移动臂501移动；
通过吸嘴将晶圆放置在框架上的点胶处之后，由电机带动吸嘴旋转九十度，然后由焊接头502进行焊接工作；
在晶圆固定之后，通过送料机构701将框架输送至切刀机构800处；
通过气缸802带动切刀803上下移动，进行裁切框架，之后由导料板902将分切下来的框架导入至收料盒中进行收集。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (8)
1.全自动卷料高速高精度共晶、点胶可切换设备，用于半导体元器件的封装，其特征在于，包括：点胶机构（100）、共晶机构（200）及框架输送机构（300），所述框架输送机构（300）将点胶机构（100）和共晶机构（200）连接成一组生产线；
其中，所述框架输送机构（300）将框架送至点胶机构（100）处，由所述点胶机构（100）用于对框架进行点胶；所述框架输送机构（300）将点胶后的框架输送至所述共晶机构（200）处，并在输送过程中对胶水进行干燥；所述共晶机构（200）根据点胶位置将晶圆放置在框架上，并将晶圆固定在框架上；
所述框架输送机构（300）包括：移动轨道（301），其安装在支架（102）上；压盖（302），其安装在所述移动轨道（301）上用于对框架进行定位；加热棒（303），其安装在所述移动轨道（301）的内侧用于对移动轨道（301）进行加热可进行对胶水干燥。
2.根据权利要求1所述的全自动卷料高速高精度共晶、点胶可切换设备，其特征在于，所述点胶机构（100）设置为双工位，两组所述点胶机构（100）均包括：
供胶机（101），其安装在支架（102）上；
点胶头（103），其通过供胶管与所述供胶机（101）相连通；
第一三轴移动臂（104），其安装在所述支架（102）的一侧用于带动点胶头（103）对框架进行点胶；
其中，所述点胶头（103）安装在第一三轴移动臂（104）的工作端。
3.根据权利要求2所述的全自动卷料高速高精度共晶、点胶可切换设备，其特征在于，所述共晶机构（200）包括用于放置晶圆的晶圆台（400）和用于抓取所述晶圆台（400）上晶圆并放置在框架上的取晶固晶组件（500）。
4.根据权利要求3所述的全自动卷料高速高精度共晶、点胶可切换设备，其特征在于，所述晶圆台（400）包括XY轴平移台（401），所述XY轴平移台（401）上连接有安装架（402），所述安装架（402）的顶部连接有可旋转的用于放置晶圆的台面（403），且安装架（402）的一侧安装有用对晶圆进行松动的可升降的顶针（404）。
5.根据权利要求4所述的全自动卷料高速高精度共晶、点胶可切换设备，其特征在于，所述取晶固晶组件（500）包括第二三轴移动臂（501），所述第二三轴移动臂（501）的工作端安装有用于将晶圆固定在框架上的焊接头（502），所述焊接头（502）上安装有可旋转的用于将晶圆吸附在框架上的吸嘴（503）。
6.根据权利要求5所述的全自动卷料高速高精度共晶、点胶可切换设备，还包括：用于为点胶机构（100）和共晶机构（200）提供视觉定位的相机识别机构（600），其特征在于，所述相机识别机构（600）包括：
支撑架（601），其安装在所述支架（102）上，并位于点胶机构（100）和共晶机构（200）之间；
安装孔（602），其开设在所述支撑架（601）的顶部；
固定架（603），其固定在所述支撑架（601）的顶部；
相机（604），其安装在所述固定架（603）上并位于所述安装孔（602）的内部；
其中，所述相机（604）的摄像头朝向所述框架输送机构（300）。
7.根据权利要求6所述的全自动卷料高速高精度共晶、点胶可切换设备，其特征在于，所述框架输送机构（300）的两端分别设有用于卷料放料的放料机构（700）和送料机构（701）；
其中，所述放料机构（700）包括用于放置卷料的放料盘（702）和用于收卷保护薄膜的收卷盘（703），所述收卷盘（703）上连接有收卷电机（704），所述放料盘（702）和收卷盘（703）均转动安装在收卷架（705）上，所述收卷架（705）固定在支架（102）的一侧。
8.根据权利要求7所述的全自动卷料高速高精度共晶、点胶可切换设备，其特征在于，所述送料机构（701）设置为传送带，所述传送带的端部连接有用于对封装完成的框架进行分切的切刀机构（800），所述切刀机构（800）包括：
刀架（801）和连接在所述刀架（801）上的气缸（802），所述气缸（802）的输出轴上连接有切刀（803），所述切刀（803）通过滑块（804）连接在刀架（801）上。
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