CN214624980U - 用于半导体器件的生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于半导体器件的生产线，其用于对料片和芯片进行组焊，所述生产线可以包括：上锡装置，其用于对料片的焊接面进行上焊料；固晶装置，其用于将芯片放置到料片的焊接面上，以使料片的焊接面通过熔融的焊料与芯片相连接；点锡装置，其用于将焊料点在所述芯片的芯片焊点处以及料片的引脚焊点处，以用于焊接跳片，所述跳片用于将料片和芯片电连接；以及跳片装置，其用于将跳片的第一端放置于所述芯片焊点处并且将跳片的第二端放置于所述料片的引脚焊点处，以将芯片焊点和引脚焊点连接。本实用新型的生产线可以改善传统的组焊过程中料片容易被损坏、生产效率较低以及生产成本较高的问题。

Description

用于半导体器件的生产线

技术领域

本实用新型一般地涉及半导体领域。更具体地，本实用新型涉及一种用于半导体器件的生产线。

背景技术

目前，大多数功率器件的组焊形式为：上锡、固晶以及打线，这种焊接形式需要使用两种设备来完成。具体地，上锡和固晶在一种设备中完成，而打线过程是由另一种设备来完成。在组焊的过程中，需要在两种设备之间将料片从一种设备取出，并使用转移料盒放入另一种设备中，这会导致料片损坏几率增大。

此外，由于打线机打线效率较低，并且打线机成本较高。因此，需要研发一种用于半导体器件的生产线，以改善传统的组焊过程中存在的料片容易被损坏、生产效率较低以及生产成本较高的问题。

实用新型内容

为了解决上面所提到的一个或多个技术问题，本实用新型提供一种用于半导体器件的生产线，以改善传统的组焊过程中存在的料片容易被损坏、生产效率较低以及生产成本较高的问题。

本实用新型的示例性的实施方式提供一种用于半导体器件的生产线，其用于对料片和芯片进行组焊，其中，所述生产线可以包括：上锡装置，其用于通过将焊料放置于所述料片的焊接面上来对料片的焊接面进行上焊料，所述焊料在焊接面上熔融；固晶装置，其用于将芯片放置到料片的焊接面，以使料片的焊接面通过熔融的焊料与芯片相连接；点锡装置，其用于将焊料点在所述芯片的芯片焊点处以及料片的引脚焊点处，以用于焊接跳片，所述跳片用于将料片和芯片电连接；以及跳片装置，其用于将跳片的第一端放置于所述芯片焊点处并且将跳片的第二端放置于所述料片的引脚焊点处，以将芯片焊点和引脚焊点连接。

在一个示例性的实施方式中，所述生产线进一步可以包括：轨道，其用于将料片依次运送经过上锡装置、固晶装置、点锡装置和跳片装置。

在一个示例性的实施方式中，所述生产线进一步可以包括：加热装置，其用于对所述料片进行加热，以使焊料熔融。

在一个示例性的实施方式中，所述生产线进一步可以包括：冷却装置，其用于对熔融的焊料进行冷却以使焊料凝固，以便使芯片、跳片以及料片通过焊料焊接。

在一个示例性的实施方式中，所述生产线进一步可以包括：气体保护装置，其用于在料片和芯片组焊的过程中向所述料片和芯片通氮气和氢气，以保护焊接。

在一个示例性的实施方式中，所述轨道可以包括：上锡区，其位于与上锡装置相对应的位置处，所述上锡区的加热温度大于或者等于焊料的熔点。

在一个示例性的实施方式中，所述轨道进一步可以包括：固晶区，其位于与固晶装置相对应的位置处，所述固晶区的加热温度在350℃-380℃的范围内。

在一个示例性的实施方式中，所述轨道进一步可以包括：跳片区，其位于与跳片装置相对应的位置处，所述跳片区的加热温度在350℃-380℃的范围内。

在一个示例性的实施方式中，所述跳片可以由铜材料制成。

在一个示例性的实施方式中，所述焊料可以为不含有助焊剂的清洁焊料，所述焊料可以包括：焊锡丝，焊片和/或锡膏。

本实用新型的用于半导体器件的生产线采用顺次布置的上锡装置、固晶装置、点锡装置和跳片装置，对料片和芯片进行全自动焊接，可以提高半导体器件的生产效率，因此能够改善传统的组焊过程中存在的生产效率较低以及生产成本较高的问题。

此外，本实用新型的用于半导体器件的生产线采用轨道运送料片，使得整个焊接过程可以在同一轨道内完成，这样便不需要在焊接的中途将料片取出，因此可以改善传统的组焊过程中存在的料片容易被损坏的问题。另外，通过在轨道附近设置加热装置和冷却装置，可以对焊接过程中由轨道输送的料片和芯片进行加热，并且对通过熔锡连接在一起的料片和芯片进行冷却，因此可以进一步提高半导体器件的生产效率。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1是示出根据本实用新型的示例性实施方式的用于半导体器件的生产线的示意图；

图2是示出根据本实用新型的示例性实施方式的使用上锡装置对料片进行上焊料之前料片的局部示意图；

图3是示出根据本实用新型的示例性实施方式的使用上锡装置对料片进行上焊料之后料片的局部示意图；

图4是示出根据本实用新型的示例性实施方式的使用固晶装置对料片进行固晶之后料片的局部示意图；

图5是示出根据本实用新型的示例性实施方式的使用点锡装置对芯片进行点焊料之前料片的局部示意图；

图6是示出根据本实用新型的示例性实施方式的使用跳片装置将料片和芯片通过跳片连接之后料片的局部示意图；以及

图7是示出根据本实用新型的另一个示例性实施方式的用于半导体器件的生产线的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域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方式，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图来详细描述本实用新型的具体实施方式。

图1是示出根据本实用新型的示例性实施方式的用于半导体器件的生产线的示意图。

如图1所示，本实用新型的示例性的实施方式提供一种用于半导体器件的生产线，该生产线可以用于对料片10和芯片20进行组焊，其中，该生产线可以包括：上锡装置100，其用于通过将焊料放置于料片10的焊接面上来对料片10的焊接面进行上焊料，焊料在焊接面上熔融；固晶装置200，其用于将芯片20放置到料片10的焊接面，以使料片10的焊接面通过熔融的焊料与芯片20相连接；点锡装置300，其用于将焊料点在芯片20的芯片20焊点处以及料片10的引脚焊点处，以用于焊接跳片30，跳片30用于将料片10和芯片20电连接；以及跳片装置400，其用于将跳片30的第一端放置于芯片20焊点处并且将跳片30的第二端放置于料片10的引脚焊点处，以将芯片20焊点和引脚焊点连接。

具体而言，如图1、图2和图3所示，其中图2是示出根据本实用新型的示例性实施方式的使用上锡装置对料片进行上焊料之前料片的局部示意图，图3是示出根据本实用新型的示例性实施方式的使用上锡装置对料片进行上焊料之后料片的局部示意图。

上述上锡装置100用于将焊料(例如，锡丝)放置于高温的料片10的焊接面上，当焊料放置到高温的料片10的焊接面上之后，焊料可以即刻熔融在高温的焊接面上，由此可以实现对料片10的焊接面上焊料，完成上焊料的料片10将准备进入下一道工序中的固晶装置200进行固晶。这里，所述的料片是指用于半导体器件封装的框架。

图4是示出根据本实用新型的示例性实施方式的使用固晶装置对料片进行固晶之后料片的局部示意图。

进一步参考图1和图4，上述固晶装置200可以用于实现固晶操作。具体地，固晶装置200包括吸笔210，该吸笔210可以从蓝膜上吸取芯片20，并且将芯片20放置于料片10的施放有熔融的焊料的焊接面上，以使芯片20可以通过熔融的焊料与料片10的焊接面相连接。这里，所述的蓝膜是用于承载芯片20的载体，其可以是一层塑料膜，并且能够将芯片20吸附在蓝膜的表面，该蓝膜可以有效地防止芯片20之间接触，以避免磕伤芯片20。此外，所述的吸笔210是用于吸取芯片20的气动装置，其可以是固晶装置200的一部分，该吸笔210能够将芯片20从上述蓝膜上吸取下来，并且将芯片20放置到料片10的焊接面上。

图5是示出根据本实用新型的示例性实施方式的使用点锡装置对芯片进行点焊料之前料片的局部示意图。

进一步参考图1和图5，上述的点锡装置300可以在通过固晶装置200相连接的料片10和芯片20上点焊料。具体而言，点锡装置300可以将焊料(例如，锡丝)放置在料片10的引脚焊点处和芯片20的焊点处，这里为了区分芯片20的焊点和料片10的引脚焊点，在下文中将芯片20的焊点称为芯片20焊点。当焊料放置到高温的芯片20焊点和引脚焊点上之后，焊料可以熔融在高温的芯片20焊点上和高温的引脚焊点上，由此可以实现对芯片20的芯片20焊点以及料片10的引脚焊点进行点焊料，完成点焊料的料片10和芯片20将准备进入下一道工序中的跳片装置400进行跳片操作(将在下文描述)。

图6是示出根据本实用新型的示例性实施方式的使用跳片装置将料片和芯片通过跳片连接之后料片的局部示意图。

进一步参考图1和图6，上述的跳片装置400可以用于实现跳片(Clip)操作，这里的跳片操作是指使用跳片30将芯片20的芯片20焊点和料片10的引脚焊点连接。具体地，跳片装置400可以将跳片30的第一端放置在芯片20的芯片20焊点上，并且将跳片30的第二端放置在料片10的引脚焊点上，以将芯片20焊点和引脚焊点连接，进而可以使芯片20通过管脚连接外部电路。

因此，可以理解，本实用新型的用于半导体器件的生产线通过设置上锡装置100、固晶装置200、点锡装置300和跳片装置400，可以对料片10和芯片20进行全自动焊接，从而提高了生产效率。因此，本实用新型的用于半导体器件的生产线可以改善传统的组焊过程中存在的生产效率较低以及生产成本较高的问题。

图7是示出根据本实用新型的另一个示例性实施方式的用于半导体器件的生产线的示意图。

如图7所示，在一个示例性的实施方式中，本实用新型的生产线进一步可以包括：轨道500，其用于将料片10依次运送经过上锡装置100、固晶装置200、点锡装置300和跳片装置400。具体而言，可以将料片10放置于上述的轨道500上，并且上述轨道500可以由伺服电机控制，通过使用程序控制轨道500的运转，可以使料片10依次运送至本实用新型的生产线的上锡装置100、固晶装置200、点锡装置300和跳片装置400。进一步地，再通过使用程序控制上锡装置100、固晶装置200、点锡装置300和跳片装置400的运转，可以分别在各个装置处完成相应的工序，最后再由轨道500将焊接的半导体器件运出轨道500，以完成焊接。

可以理解，本实用新型的用于半导体器件的生产线通过设置上述轨道500，可以使所有的焊接过程在同一轨道500内完成，而无需在焊接的过程中从轨道500取出，从而可以避免在不同的设备之间转移料片10和芯片20。因此，本实用新型的生产线可以改善传统的组焊过程中存在的料片10容易被损坏的问题。

继续参考图7，在一个示例性的实施方式中，本实用新型的生产线进一步可以包括加热装置600，该加热装置600用于对料片10进行加热，以使焊料熔融。具体地，上述加热装置600可以布置在上述轨道500附近，以用于对位于轨道500上的料片10和芯片20进行加热。

示例性地，在一个应用场景中，上述加热装置600可以在料片10进入轨道500的时候先对料片10进行预热，并且可以分别在上锡装置100处、固晶装置200处、点锡装置300和跳片装置400处对料片10和芯片20进行加热，以使焊锡丝、焊片和锡膏等焊料熔融，以便进行焊接。

示例性地，在一个示例性的实施方式中，上述的轨道500可以包括：上锡区，其位于与上锡装置100相对应的位置处，该上锡区的加热温度可以大于或者等于焊料的熔点。在一个示例性的实施方式中，上述的轨道500进一步可以包括：固晶区，其位于与固晶装置200相对应的位置处，固晶区的加热温度在350℃-380℃的范围内。在一个示例性的实施方式中，上述的轨道500进一步可以包括：跳片区，其位于与跳片装置400相对应的位置处，跳片区的加热温度在350℃-380℃的范围内。

因此，可以理解，本实用新型的用于半导体器件的生产线通过设置上述加热装置600，可以对放置在轨道500上的料片10和芯片20进行加热，因此可以进一步提高半导体器件的生产效率。

继续参考图7，在一个示例性的实施方式中，本实用新型的生产线进一步可以包括：冷却装置700，其用于对熔融的焊料进行冷却以使焊料凝固，以便使料片10、芯片20以及跳片30通过焊料焊接。具体地，上述的冷却装置700可以布置在跳片装置400之后，使得当芯片20和料片10在跳片装置400处完成跳片操作之后，可以使芯片20和料片10进入该冷却装置700进行冷却。可以理解，在冷却装置700之前芯片20和料片10一直处于高温状态，并且焊料也处于熔融状态，经过此冷却装置700之后焊料将凝固，从而使得芯片20、跳片30以及料片10可以通过焊料焊接在一起。

因此，可以理解，本实用新型的用于半导体器件的生产线通过设置上述冷却装置700，可以对放置在轨道500上的料片10和芯片20进行冷却，因此可以进一步提高半导体器件的生产效率。

进一步地，在一个示例性的实施方式中，本实用新型的生产线进一步可以包括：气体保护装置(未示出)，其用于在料片10和芯片20组焊的过程中全程向料片10和芯片20通氮气(N₂)和氢气(H₂)，以保护焊接。此外，在一个示例性的实施方式中，上述的跳片30可以由铜材料制成。另外，在一个示例性的实施方式中，上述的焊料可以为不含有助焊剂的清洁焊料，焊料可以包括：焊锡丝，焊片和/或锡膏。

因此，可以理解，本实用新型的用于半导体器件的生产线可以改善打线工艺效率较低以及设备成本高的问题，并且还可以避免使用助焊剂焊接带来的焊接污染的问题，从而可以提升焊接品质并且降低成本。

结合上文所描述的各个示例性的实施方式，本领域技术人员可以理解，本实用新型具有至少如下几个方面的有益效果。

第一方面，本实用新型的用于半导体器件的生产线通过设置上锡装置、固晶装置、点锡装置和跳片装置，可以对料片和芯片进行全自动焊接，从而提高了生产效率。因此，本实用新型的用于半导体器件的生产线可以改善传统的组焊过程中存在的生产效率较低以及生产成本较高的问题。

第二方面，本实用新型的用于半导体器件的生产线通过设置轨道，可以使所有的焊接过程在同一轨道内完成，而无需在焊接的过程中从轨道取出，从而可以避免在不同的设备之间转移料片和芯片。因此，本实用新型的生产线可以改善传统的组焊过程中存在的料片容易被损坏的问题。

第三方面，本实用新型的用于半导体器件的生产线通过设置加热装置和冷却装置，可以对焊接过程中的料片和芯片进行加热并且对通过熔锡连接在一起的料片和芯片进行冷却，因此可以进一步提高半导体器件的生产效率。

在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本实用新型的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本实用新型方案的限制。

另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。

虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施方式，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施方式只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用对本文所描述的本实用新型实施方式的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。

Claims (10)

1.一种用于半导体器件的生产线，其用于对料片和芯片进行组焊，其特征在于，所述生产线包括：

上锡装置，其用于通过将焊料放置于所述料片的焊接面上来对料片的焊接面进行上焊料，所述焊料在焊接面上熔融；

固晶装置，其用于将芯片放置到料片的焊接面，以使料片的焊接面通过熔融的焊料与芯片相连接；

点锡装置，其用于将焊料点在所述芯片的芯片焊点处以及料片的引脚焊点处，以用于焊接跳片，所述跳片用于将料片和芯片电连接；以及

跳片装置，其用于将跳片的第一端放置于所述芯片焊点处并且将跳片的第二端放置于所述料片的引脚焊点处，以将芯片焊点和引脚焊点连接。

2.根据权利要求1所述的用于半导体器件的生产线，其特征在于，所述生产线进一步包括：轨道，其用于将料片依次运送经过上锡装置、固晶装置、点锡装置和跳片装置。

3.根据权利要求1所述的用于半导体器件的生产线，其特征在于，所述生产线进一步包括：加热装置，其用于对所述料片进行加热，以使焊料熔融。

4.根据权利要求1所述的用于半导体器件的生产线，其特征在于，所述生产线进一步包括：冷却装置，其用于对熔融的焊料进行冷却以使焊料凝固，以便使芯片、跳片以及料片通过焊料焊接。

5.根据权利要求1所述的用于半导体器件的生产线，其特征在于，所述生产线进一步包括：气体保护装置，其用于在料片和芯片组焊的过程中向所述料片和芯片通氮气和氢气，以保护焊接。

6.根据权利要求2所述的用于半导体器件的生产线，其特征在于，所述轨道包括：上锡区，其位于与上锡装置相对应的位置处，所述上锡区的加热温度大于或者等于焊料的熔点。

7.根据权利要求2所述的用于半导体器件的生产线，其特征在于，所述轨道进一步包括：固晶区，其位于与固晶装置相对应的位置处，所述固晶区的加热温度在350℃-380℃的范围内。

8.根据权利要求2所述的用于半导体器件的生产线，其特征在于，所述轨道进一步包括：跳片区，其位于与跳片装置相对应的位置处，所述跳片区的加热温度在350℃-380℃的范围内。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的用于半导体器件的生产线，其特征在于，所述跳片由铜材料制成。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的用于半导体器件的生产线，其特征在于，所述焊料为不含有助焊剂的清洁焊料，所述焊料包括：焊锡丝，焊片和/或锡膏。

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