一种自动化半导体芯片封装装置
技术领域
本发明涉及芯片封装技术领域,具体为一种自动化半导体芯片封装装置。
背景技术
环氧塑封料是由环氧树脂为基体树脂,以高性能酚醛树脂为固化剂,加入硅微粉等为填料,以及添加多种助剂混配而成的粉状模塑料,是集成电路等半导体封装的必须材料,塑封过程是用传递成型法将熔融状态的环氧塑封料挤压入模腔,并将其中的半导体芯片包埋,同时交联固化成型,成为具有一定结构外型的半导体器件,封装材料除了保护芯片不受外界灰尘、潮气、离子、辐射、机械冲击外,还起到了机械支撑和散热的功能。
现有的半导体芯片封装装置通常都需要人工手动上料与卸料,有时塑封料还未完全冷却,直接手持会造成烫伤,因此操作具有一定的危险性,另外在半导体芯片的塑封过程中,有时会出现溢料的情况,即于凹部或金属端子表面形成一层薄膜(俗称毛边),若未在后续品管中未实时去除就会产生不良品。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种自动化半导体芯片封装装置,解决了上述背景技术中提出的现有的半导体芯片封装装置通常都需要人工手动上料与卸料,有时塑封料还未完全冷却,直接手持会造成烫伤,因此操作具有一定的危险性,另外在半导体芯片的塑封过程中,有时会出现溢料的情况,即于凹部或金属端子表面形成一层薄膜(俗称毛边),若未在后续品管中未实时去除就会产生不良品问题。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种自动化半导体芯片封装装置,包括底座、取料机构、下模座、卸料仓和活动槽,所述底座一端的中间位置处安装有控制面板,且底座顶部的一侧安装有架体,所述底座顶部另一侧的两端均固定有支撑柱,且支撑柱之间的顶端固定有安装板,所述安装板靠近架体的一侧安装有电磁滑轨,且电磁滑轨的内部设置有滑块,所述滑块靠近架体的一侧安装有取料机构,所述架体顶端的中间位置处安装有液压缸,且液压缸下方的架体上设置有活动板,所述活动板的底端安装有上模座,且活动板的顶端与液压缸的输出端连接,所述上模座内部的中间位置处安装有上模型芯,且上模型芯内部的中间位置处开设有压饼仓,所述压饼仓上方的上模型芯内安装有液压伸缩杆,且液压伸缩杆的输出端固定有压板,底座顶部的中间位置处开设有活动槽,且活动槽的内部安装有活动座,所述活动槽内部的两端均设置有丝杆,且活动槽底部的两端均开设有滑槽,所述活动座内部的两端均设置有丝杆槽,且丝杆均贯穿丝杆槽,所述活动座的顶端安装有下模座,且下模座内部的中间位置处设置有下模型芯,所述下模座两端的两侧均贯穿有复位杆,且下模座外侧的复位杆上均设置有复位弹簧,所述下模座内侧的复位杆上均连接有夹持座,且夹持座内部的两侧均开设有导柱槽,所述下模型芯顶端的中间位置处设置有料饼槽,且下模型芯顶端的四个拐角处均开设有芯片仓,所述下模型芯下方的下模座内开设有卸料仓,且卸料仓内部底端的中间位置处安装有微型液压伸缩杆,所述卸料仓的内部安装有推板,且微型液压伸缩杆的输出端与推板的底端连接,所述推板的顶端均匀安装有顶杆,且顶杆的顶端均设置有活塞。
可选的,所述底座靠近控制面板一端靠近取料机构一侧安装有上料盒,且底座远离控制面板一端靠近取料机构一侧安装有芯片收集盒,所述上料盒内部的中间位置处设置有塑封料饼,且上料盒内部的四个拐角处均安装有芯片,所述塑封料饼和芯片的形状分别与料饼槽和芯片仓相吻合,且塑封料饼和芯片的位置均与取料机构的真空吸盘位置相对应。
可选的,所述取料机构包括固定板、液压升降杆、支架、真空吸盘和真空泵,且固定板与滑块连接,所述固定板靠近架体一侧的两端均安装有液压升降杆,且液压升降杆的底端安装有支架,所述支架顶端的中间位置处固定有真空泵,且支架底部的中间位置与四个拐角处均安装有真空吸盘,所述真空泵的吸气端通过导管与真空吸盘的顶端连接。
可选的,所述上模座的四个拐角处均安装有导柱,且导柱的形状均与导柱槽的相吻合,所述导柱均呈30°倾斜设计。
可选的,所述活动座底部的两端皆均匀开设有滚珠槽,且滚珠槽的内部均设置有滚珠,所述滚珠槽的截面均呈五分之三圆弧设计,且滚珠的形状均与滚珠槽相吻合。
可选的,所述活动槽的长度为活动座长度的2.5倍,且活动槽的宽度与活动座相吻合。
可选的,所述活动槽内部靠近支撑柱一侧的中间位置处安装有电机,且电机的输出端通过皮带轮机构与丝杆构成传动结构,所述活动座内部的两端均设置有丝杆槽,且丝杆槽均与丝杆相配合,所述活动座通过丝杆与活动槽构成传动结构。
可选的,所述压饼仓的内侧壁均匀安装有加热环,且料饼槽内部的底端安装有温度传感器,所述温度传感器的输出端通过导线与控制面板的输入端电性连接,且控制面板的输出端通过导线与加热环的输入端电性连接。
可选的,所述夹持座的横截面均呈匚状设计,且夹持座的形状均与下模型芯相吻合。
可选的,所述下模型芯与上模型芯相匹配,且下模型芯的料饼槽与四个芯片仓之间均开设有直径为2MM的胶流道。
本发明提供了一种自动化半导体芯片封装装置,具备以下有益效果:
1.该自动化半导体芯片封装装置,通过设置有取料机构,封装时只需将芯片和塑封料饼放置在上料盒内,取料机构便可将其同时吸住并运送至下模型芯的准确位置完成上料,塑封完成后可利用取料机构将其取出放至芯片收集盒内进行冷却,避免员工手动取出造成烫伤的情况发生,且节约了原本需要进行等待冷却的时间,大大提升了工作效率。
2.该自动化半导体芯片封装装置,通过设置有活动座和活动槽,使得下模座可水平移动,移动至取料机构下方便可进行上料与卸料,移动至上模座下方便可进行塑封,上料卸料与塑封互不干扰,结构更合理。
3.该自动化半导体芯片封装装置,通过设置有夹持座,上模座下压时导柱插入导柱槽内,由于导柱倾斜设计,因此下插过程可使导柱槽向下模型芯移动,即夹持座向下模型芯移动,当下模型芯与上模型芯压合时,夹持座可将二者围住,从而避免溢料情况的发生,当下模型芯与上模型芯分离时,夹持座可在复位弹簧的作用下复位,此时粘附在夹持座与下模型芯之间的塑封料被切断,从而可避免毛边的产生。
4.该自动化半导体芯片封装装置,通过丝杆进行传动,在丝杆不旋转时活动座便无法移动,且活动座与活动槽宽度相吻合,因此上料谢料和塑封过程活动座均不会产生晃动,塑封的效果更佳。
附图说明
图1为本发明正视结构示意图;
图2为本发明侧视剖面结构示意图;
图3为本发明底座俯视结构示意图;
图4为本发明上模座剖面结构示意图;
图5为本发明下模座剖面结构示意图;
图6为本发明取料机构结构示意图;
图7为本发明下模座俯视结构示意图。
图中:1、底座;2、控制面板;3、支撑柱;4、安装板;5、取料机构;501、固定板;6、架体;7、液压缸;8、活动板;9、下模座;901、卸料仓;10、上模座;11、上模型芯;12、电磁滑轨;13、真空泵;14、活动座;1401、滚珠槽;15、活动槽;16、电机;17、芯片收集盒;18、上料盒;1801、芯片;1802、塑封料饼;19、丝杆;20、滑槽;21、液压伸缩杆;2101、压板;22、导柱;23、加热环;24、压饼仓;25、复位杆;2501、复位弹簧;26、夹持座;2601、导柱槽;27、顶杆;2701、活塞;28、料饼槽;29、温度传感器;30、下模型芯;3001、芯片仓;31、推板;32、滚珠;33、微型液压伸缩杆;34、丝杆槽;35、滑块;36、液压升降杆;37、支架;38、真空吸盘。
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。
在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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装置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”等仅用于描述目的,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“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,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,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。
请参阅图1至图7,本发明提供一种技术方案:一种自动化半导体芯片封装装置,包括底座1、取料机构5、下模座9、卸料仓901和活动槽15,底座1一端的中间位置处安装有控制面板2,且底座1顶部的一侧安装有架体6,底座1靠近控制面板2一端靠近取料机构5一侧安装有上料盒18,且底座1远离控制面板2一端靠近取料机构5一侧安装有芯片收集盒17,上料盒18内部的中间位置处设置有塑封料饼1802,且上料盒18内部的四个拐角处均安装有芯片1801,塑封料饼1802和芯片1801的形状分别与料饼槽28和芯片仓3001相吻合,且塑封料饼1802和芯片1801的位置均与取料机构5的真空吸盘38位置相对应,上料盒18和芯片收集盒17的设计使得封装时只需将芯片1801和塑封料饼1802放置在上料盒18内,便可由取料机构5进行自动上料,塑封完成后取料机构5又可将取出的芯片1801放至芯片收集盒17内进行冷却,节约了原本需要进行等待冷却的时间,大大提升了工作效率。
底座1顶部另一侧的两端均固定有支撑柱3,且支撑柱3之间的顶端固定有安装板4,安装板4靠近架体6的一侧安装有电磁滑轨12,且电磁滑轨12的内部设置有滑块35,滑块35靠近架体6的一侧安装有取料机构5,取料机构5包括固定板501、液压升降杆36、支架37、真空吸盘38和真空泵13,且固定板501与滑块35连接,固定板501靠近架体6一侧的两端均安装有液压升降杆36,且液压升降杆36的底端安装有支架37,支架37顶端的中间位置处固定有真空泵13,且支架37底部的中间位置与四个拐角处均安装有真空吸盘38,真空泵13的吸气端通过导管与真空吸盘38的顶端连接,取料机构5可通过真空泵13使真空吸盘38形成负压,从而将芯片1801和塑封料饼1802吸住,对其进行位置转移,实现自动上料与卸料,避免员工手动取出造成烫伤的情况发生,使用的安全性更高,且工作效率更高。
架体6顶端的中间位置处安装有液压缸7,且液压缸7下方的架体6上设置有活动板8,活动板8的底端安装有上模座10,且活动板8的顶端与液压缸7的输出端连接,上模座10的四个拐角处均安装有导柱22,且导柱22的形状均与导柱槽2601的相吻合,导柱22均呈30°倾斜设计,导柱22插入导柱槽2601内,由于导柱22倾斜设计,因此下插过程可使导柱槽2601向下模型芯30移动,即夹持座26向下模型芯30移动,夹持座26可将压合的上模型芯11和下模型芯30围住,从而避免溢料情况的发生,当下模型芯30与上模型芯11分离时,夹持座26可在复位弹簧2501的作用下复位,此时粘附在夹持座26与下模型芯30之间的塑封料被切断,从而可避免毛边的产生。
上模座10内部的中间位置处安装有上模型芯11,且上模型芯11内部的中间位置处开设有压饼仓24,压饼仓24的内侧壁均匀安装有加热环23,且料饼槽28内部的底端安装有温度传感器29,温度传感器29的输出端通过导线与控制面板2的输入端电性连接,且控制面板2的输出端通过导线与加热环23的输入端电性连接,加热环23可对压饼仓24进行加热,从而使塑封料饼1802热熔,温度传感器29检测实时温度并传输至控制面板2,当温度达到预设值时,控制面板2控制液压伸缩杆21工作将塑封料饼1802压扁,热熔的塑封料饼1802通过胶流道进入芯片仓3001,将芯片1801包裹,加热环23停止工作,芯片18逐步冷却,当温度冷却到设定值后,液压缸7工作,带动活动板8上抬,下模型芯30与上模型芯11分离,精准控温,塑封效果更佳。
压饼仓24上方的上模型芯11内安装有液压伸缩杆21,且液压伸缩杆21的输出端固定有压板2101,底座1顶部的中间位置处开设有活动槽15,且活动槽15的内部安装有活动座14,活动座14底部的两端皆均匀开设有滚珠槽1401,且滚珠槽1401的内部均设置有滚珠32,滚珠槽1401的截面均呈五分之三圆弧设计,且滚珠32的形状均与滚珠槽1401相吻合,滚珠槽1401和滚珠32的设计可将活动座14与活动槽15之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦,减小摩擦阻力,从而使活动座14在活动槽15内的滑动更顺畅,更便于活动座14的转移。
活动槽15的长度为活动座14长度的2.5倍,且活动槽15的宽度与活动座14相吻合,2.5倍设计使得下模座9移动至取料机构5下方便可进行上料与卸料,移动至上模座10下方便可进行塑封,上料卸料与塑封互不干扰,结构更合理,而宽度相吻合设计使得活动座14在活动槽15内移动更稳定,不易发生作用晃动,塑封的效果更佳。
活动槽15内部靠近支撑柱3一侧的中间位置处安装有电机16,且电机16的输出端通过皮带轮机构与丝杆19构成传动结构,活动座14内部的两端均设置有丝杆槽34,且丝杆槽34均与丝杆19相配合,活动座14通过丝杆19与活动槽15构成传动结构,传动结构设计使得电机16工作,可带动丝杆19旋转,从而使活动座14左右移动,从而移动至取料机构5下方进行上料与卸料,或移动至上模座10下方进行塑封,设计更合理,且通过丝杆19进行传动,在丝杆19不旋转时活动座14便无法移动,因此上料谢料和塑封过程活动座14均不会产生晃动,塑封的效果更佳。
活动槽15内部的两端均设置有丝杆19,且活动槽15底部的两端均开设有滑槽20,活动座14内部的两端均设置有丝杆槽34,且丝杆19均贯穿丝杆槽34,活动座14的顶端安装有下模座9,且下模座9内部的中间位置处设置有下模型芯30,下模型芯30与上模型芯11相匹配,且下模型芯30的料饼槽28与四个芯片仓3001之间均开设有直径为2MM的胶流道,相匹配设计使得二者可形成一个塑封腔,从而便于对芯片1801进行塑封,而胶流道设计使得热熔的塑封料饼1802能够通过胶流道进入芯片仓3001,将芯片1801包裹,设计更合理。
下模座9两端的两侧均贯穿有复位杆25,且下模座9外侧的复位杆25上均设置有复位弹簧2501,下模座9内侧的复位杆25上均连接有夹持座26,且夹持座26内部的两侧均开设有导柱槽2601,夹持座26的横截面均呈匚状设计,且夹持座26的形状均与下模型芯30相吻合,两个匚状设计的夹持座26可围成一个长方形框体,将压合的上模型芯11和下模型芯30围住,从而避免溢料情况的发生,当下模型芯30与上模型芯11分离时,夹持座26可在复位弹簧2501的作用下复位,此时粘附在夹持座26与下模型芯30之间的塑封料被切断,从而可避免毛边的产生。
下模型芯30顶端的中间位置处设置有料饼槽28,且下模型芯30顶端的四个拐角处均开设有芯片仓3001,下模型芯30下方的下模座9内开设有卸料仓901,且卸料仓901内部底端的中间位置处安装有微型液压伸缩杆33,卸料仓901的内部安装有推板31,且微型液压伸缩杆33的输出端与推板31的底端连接,推板31的顶端均匀安装有顶杆27,且顶杆27的顶端均设置有活塞2701。
综上,该自动化半导体芯片封装装置,使用时,接通电源,首先将芯片1801和塑封料饼1802放至上料盒18内的合适位置,接着电磁滑轨12工作,带动取料机构5移动至上料盒18上方,然后液压升降杆36工作,带动真空吸盘38下压,接触将芯片1801和塑封料饼1802表面,接着真空泵13工作,使真空吸盘38形成负压,将芯片1801和塑封料饼1802吸住,接着电磁滑轨12与液压升降杆36协同作用,将芯片1801和塑封料饼1802放至芯片仓3001和料饼槽28内,然后电机16工作,带动丝杆19旋转,从而使活动座14向右移动,直至下模座9与上模座10对齐,接着液压缸7工作,带动活动板8下压,从而使导柱22插入导柱槽2601内,由于导柱22倾斜设计,因此下插过程可使导柱槽2601向下模型芯30移动,即夹持座26向下模型芯30移动,当下模型芯30与上模型芯11压合时,夹持座26可将二者围住,此时加热环23工作,使塑封料饼1802热熔,温度传感器29检测实时温度并传输至控制面板2,当温度达到预设值时,控制面板2控制液压伸缩杆21工作,带动压板2101下压,将塑封料饼1802压扁,热熔的塑封料饼1802通过胶流道进入芯片仓3001,将芯片1801包裹,加热环23停止工作,芯片1801逐步冷却,当温度冷却到设定值后,液压缸7工作,带动活动板8上抬,下模型芯30与上模型芯11分离,此时夹持座26可在复位弹簧2501的作用下复位,此时粘附在夹持座26与下模型芯30之间的塑封料被切断,然后电机16反向旋转,带动丝杆19反转,从而使活动座14向左移动,直至位于取料机构5的下方,接着微型液压伸缩杆33工作,带动推板31上抬,从而使顶杆27上顶,将芯片1801顶出,然后取料机构5重复上述过程,将芯片1801取出,放入芯片收集盒17内进行冷却,完成整个封装过程。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。