CN1400643A - 用于传送基片和在基片上安装半导体芯片的设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于传送基片和在基片(1；25)上安装半导体芯片(2)的设备，包括具有两个侧壁(4，5)的沟槽(3)，在该沟槽(3)中基片(1；25)沿传送方向(x)传送。该设备包含至少一个可升起和降下的梳形件(18；19；20)，从而将基片(1；25)沿传送方向(x)移动，该设备还具有压在基片(1；25)之上的弹性安装元件(11；29)。

Description

用于传送基片和在基片上安装半导体芯片的设备
技术领域
本发明涉及一种用于传送基片和在基片上安装半导体芯片的设备。
背景技术
在安装半导体芯片时，惯常的做法是采用软焊料将半导体芯片(主要是功率半导体器件)连接到基片上，以保证通过焊料连接有效耗散掉半导体芯片工作时所产生的热消耗。
金属基片，也就是所称的引线框，作为基片主要用在半导体芯片焊接到芯片岛上的地方，这些芯片岛连续放置或者彼此相邻。将引线框循环供给到涂以焊料的焊接站，然后供给到粘结站，在粘结站半导体芯片由拾取放置系统放置在液态焊料之上。沿引线框的长边排列有小孔，在传送引线框的过程中，销钉与这些小孔相啮合。一种用于该工序的、名称为2007SSI的管芯键合机已经由申请人在市场上销售。
也采用一种单位置基片(single position substrate)，也就是所称的单基片(singulated substrate)。例如，这种单位置基片包括在两面覆盖有金属层的陶瓷片。手工安装半导体芯片，先将预成形的焊料部分，也就是所称的焊料坯放置在单位置基片上，然后将半导体芯片放置在焊料部分上。随后，在炉中硬焊接整个合成物。也已知一种半自动组装工序，取代预成形的焊料部分，膏状焊料被机械涂在单位置基片上。随后，手工将半导体芯片安装在单位置基片上，并在炉中再次硬焊接。
发明内容
本发明的目的在于开发一种可以完全自动安装单位置基片的设备。
依照本发明的用于传送基片和在基片上安装半导体芯片的设备，包括具有两个侧壁的沟槽，在沟槽中单位置基片沿传送方向传送。单位置基片的进料由带有梳牙的梳形件装置来进行，该梳形件可升起和降下并前后移动，从而每一个梳牙将一个单位置基片向前移动。弹性安装在沟槽的一个侧壁之中的元件具有将单位置基片压在另一个侧壁上的效果，从而使它们不会被沟槽中的惰性气体气流吹走。
也可设置该设备用于传送引线框。
在下文中将基于附图详细解释本发明的实施例，这些附图未按真实比例给出。
附图说明
图1是用于安装单位置基片的设备的俯视图，
图2是在与传送方向成直角的方向上的设备截面图，
图3A，B是传送过程的不同阶段，以及
图4是用于安装引线框的设备的俯视图。
具体实施方式
图1表示用于在单位置基片1上安装半导体芯片2的设备。单位置基片位于具有两侧壁4和5的长方形沟槽3中，沿传送方向x循环传送。依照如欧洲专利EP852983所描述的工序，在焊接站6涂上部分焊料7。随后在粘结站8将半导体芯片2放置在焊料部分7之上。通过此处未示出的装置在沟槽3中产生预定的温度曲线，从而由焊料部分7将半导体芯片2硬焊接在单位置基片1之上。
图2表示在与传送方向x成直角的方向上沟槽3的截面图。沟槽3是在可移除的金属板9之中形成的长方形凹坑。在金属板9中有按一定周期间隔排列的钻孔10，该钻孔10朝着与传送方向x成直角的方向，并在沟槽3的侧壁4上开口。沟槽3的另一个侧壁5形成平整表面。每一个钻孔10中包含球11、弹簧12和无头螺钉13。钻孔10在朝向侧壁4的一边变窄，从而使球11不至于脱离钻孔10。弹簧12将球11压在侧壁4上，藉此使球11从钻孔10突出到沟槽3之中。在单位置基片1到达球11所在的区域时，一方面弹性安装的球11将单位置基片1压在侧壁5上，另一方面，在侧壁5上受到阻挡的单位置基片1将球11压回到钻孔10。由在底板14上引入的钻孔15将惰性气体通入沟槽3。在沟槽3中惰性气体沿传送方向x流动。在沟槽3的表面覆盖板16。然而该板16在焊接站6所处区域和粘结站8所处区域是开口的。
在传送方向x上，采用三个安装有梳齿17的梳形件18、19和20对单位置基片1循环送料(在图3A和3B中给出了梳形件19和20)。第一个梳形件18将单位置基片1传送到涂焊料的焊接站6(图1)。第二个梳形件19将单位置基片1从焊接站6传送到粘结站8，在粘结站8处半导体芯片下降到焊料部分之上。第三个梳形件将单位置基片传送到沟槽3的末端。单位置基片1停留在沟槽3的底板14上，并在侧面由弹簧加载的球11固定住，从而不会使它们被惰性气体的气流带走。
在沟槽3的底板14上有大致放置在中间并沿传送方向x延伸的凹槽21。在梳牙17上有停留在沟槽3的底板14之上的翼22，而梳牙17的伸出部23则伸入到凹槽21之中。伸出部23向其顶部形成锥度。
为了对单位置基片1循环送料，由一个共用驱动装置24依照如图3A和3B所述的顺序来驱动三个梳形件18、19和20。在循环开始时，梳形件位于较低的位置，梳形件18、19和20的梳牙17啮合在单位置基片1之间(图A)，其翼22停留在沟槽3的底板14之上。在实际组装阶段之前，调整梳形件18、19和20彼此的位置并在设备的加热状态下，从而实际上限定位于粘结站的单位置基片1的位置，使之不会从第二梳形件19的第一个梳牙17和第三梳形件20的最后一个梳牙17上松动。在该位置，在位于粘结站的单位置基片1上安装半导体芯片，并将一个新的单位置基片1引入到沟槽3的入口处并向前送料，直到它锁定在第一梳形件18的最后一个梳牙17处。通过这种方法限定与最前面的单位置基片1之间的距离。随后，三个梳形件18、19和20升起，向后移一个进料长度L，再下降，藉此梳牙17的锥形伸出部23啮合在单位置基片1之间的空间中，并在下降的状态向前进料一个进料长度L。在这样做的时候，梳牙17将单位置基片1沿传送方向x向前进料，藉此单位置基片1沿沟槽3的底板14(图2)滑动。在梳形件18、19和20升起时(图3B)，单位置基片1由弹簧加载的球11压在侧壁5上，从而保持其位置。所给出的单位置基片1是在两侧面覆盖有导电层的陶瓷片。
在单位置基片1的典型尺寸是3-5cm时，证明翼22的宽度是4-8mm时是成功的，从而使单位置基片1在向前进料时不会变得歪斜。钻孔10按进料长度L排列。这意味着在梳形件18-20的升起状态每一个单位置基片都由弹簧加载的球11紧紧固定住。然而，在粘结站8处最好有两个钻孔10，从而使安装有半导体芯片的单位置基片1平直地压在侧壁5之上。
图4表示就对本发明的理解而言是必需的设计用于供给引线框25的设备。每一个引线框25包含多个连续排列的芯片岛26，该芯片岛26由至少一个通道27与引线框25的框架28相连。梳形件18、19和20(未示出)的梳牙17与芯片岛26啮合，从而将芯片岛26向前移动。在梳形件18、19和20处于升起状态时，为了使引线框25不被主要位于沟槽3中的气流带走，可以预见到弹性安装的(例如在前述实施例中弹簧加载的)滚筒29将引线框25的框架28压在沟槽3的底板上。

Claims (6)

1.用于传送基片和在基片(1；25)上安装半导体芯片(2)的设备，该设备有沟槽(3)，在沟槽(3)中沿传送方向(x)传送基片(1；25)，其特征在于：沟槽(3)有两个侧壁(4，5)，该设备至少有一个可升起和降下从而沿传送方向(x)供给基片(1；25)的梳形件(18；19；20)，该设备还具有用来挤压基片(1；25)的弹性安装元件(11；29)。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：弹性安装元件(11)支撑于沟槽(3)的一个侧壁(4)之内，从而将基片(1)压在另一侧壁(5)之上。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于：弹性安装元件(11)将基片(25)压在沟槽(3)的底板(14)上。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于：有三个梳形件(18；19；20)，第一个梳形件(18)将基片(1；25)一直传送到焊接站(6)，第二个梳形件(19_)将基片(1；25)从焊接站(6)传送到粘结站(8)，第三个梳形件(20)将基片(1；25)送出粘结站(8)。
5.如权利要求2所述的设备，其特征在于：有三个梳形件(18；19；20)，第一个梳形件(18)将基片(1；25)一直传送到焊接站(6)，第二个梳形件(19_)将基片(1；25)从焊接站(6)传送到粘结站(8)，第三个梳形件(20)将基片(1；25)送出粘结站(8)。
6.如权利要求3所述的设备，其特征在于：有三个梳形件(18；19；20)，第一个梳形件(18)将基片(1；25)一直传送到焊接站(6)，第二个梳形件(19_)将基片(1；25)从焊接站(6)传送到粘结站(8)，第三个梳形件(20)将基片(1；25)送出粘结站(8)。
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