CN220065633U - 一种半导体芯片自动组装线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于芯片制造技术领域，具体涉及一种半导体芯片自动组装线，包括沿料片方向先后设置的备料工位、刷胶工位、第一芯片工位、第一扫描工位、第二芯片工位、第二扫描工位、翻转合片工位、石墨舟取放工位、加热焊接工位和出料盒工位；所述第一芯片工位和第二芯片工位的第一芯片抓放机构和第二芯片抓放机构分别在并排的两个料片上放置芯片颗粒；第一扫描工位和第二扫描工位均用于芯片颗粒的位置；所述翻转合片工位用于将一个料片翻转并叠合到另一个料片上；本方案在第两个芯片台上分别对两个料片进行芯片布装，然后利用翻转合片工位处的翻转台对两个料片进行翻转叠合，从而使得双层料片和双层芯片的叠合能够实现自动化的组装。
Description
技术领域
本实用新型属于芯片制造技术领域，具体涉及一种半导体芯片自动组装线。
背景技术
芯片又称为半导体，其主要原材料是单晶硅，在芯片的封装过程中，往往设计封塑和外接引脚焊接等工序，其中外接引脚在焊接连接芯片之前，往往是将其制作成样片，在样片上分布若干芯片安装位，外接引脚位于芯片安装位处并向中心延伸，从而方便于在封塑后，直接从样片处冲切完成的芯片封装元件。
在芯片与外接引脚焊接前，往往需要完成料片备料、锡膏涂覆、两层芯片放置、CCD检测、芯片焊接等工序，现有技术中，各个工序往往是在不同设备上进行的，不能实现连贯性的生产，因此，有必要设计了能够实现芯片与样片焊接连贯生产的生产线。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本方案提供了一种半导体芯片自动组装线。
本实用新型所采用的技术方案为：
一种半导体芯片自动组装线，包括沿料片方向先后设置的备料工位、刷胶工位、第一芯片工位、第一扫描工位、第二芯片工位、第二扫描工位、翻转合片工位、石墨舟取放工位、加热焊接工位和出料盒工位；
所述备料工位用于料片的层叠寄存；所述刷胶工位用于在料片的引脚处涂覆锡膏；所述第一芯片工位和第二芯片工位分别设置有第一芯片抓放机构和第二芯片抓放机构，第一芯片抓放机构和第二芯片抓放机构分别在并排的两个料片上放置芯片颗粒，所述第一芯片抓放机构在抓取芯片颗粒前移动至锡盘处粘上锡膏；第一扫描工位和第二扫描工位均利用CCD扫描两片料片上芯片颗粒的位置；所述翻转合片工位用于将一个料片翻转并叠合到另一个料片上；所述石墨舟取放工位用于对盖石墨舟和底石墨舟进行取放；加热焊接工位用于对芯片颗粒进行焊接，所述出料盒工位用于将叠合的料片装入盒具内。
作为上述半导体芯片自动组装线的备选结构或补充设计：备料工位、刷胶工位、第一芯片工位和第一扫描工位之间设置有第一芯片轨道；备料工位和刷胶工位分别设置于第一芯片轨道前端的左右两侧；所述在备料工位处设置有备料台和上料吸盘机构；刷胶工位设置有刷胶机构和点胶检测CCD，在第一芯片轨道上设置有XY两轴模组；XY两轴模组上设置有刷胶台，上料吸盘机构能够将备料台上的料片抓放到所述刷胶台上，XY两轴模组能够将刷胶台移动至刷胶机构和点胶检测CCD处。
作为上述半导体芯片自动组装线的备选结构或补充设计：所述第一芯片轨道上还设置有可移动的第一芯片台；在第一芯片轨道前端的侧面设置有第一传料机构；所述第一传料机构能够将刷胶台上的料片抓放到第一芯片台。
作为上述半导体芯片自动组装线的备选结构或补充设计：所述第一芯片轨道的外侧并列有第一摇盘轨道，所述第一摇盘轨道上设置有可移动的第一芯片摇盘；第一芯片轨道中部的上方设置有第一芯片抓放机构，所述第一芯片抓放机构的一端处设置有锡盘；所述第一芯片抓放机构的吸盘能够移动至锡盘处粘附锡膏，而后移动至第一芯片摇盘处抓取芯片颗粒；所述第一扫描工位处设置有第一芯片CCD，该第一芯片CCD位于第一芯片轨道后端的上方。
作为上述半导体芯片自动组装线的备选结构或补充设计：所述第二芯片工位和第二扫描工位之间设置有第二芯片轨道；在第二芯片轨道上设置有第二芯片台；所述第二芯片轨道与第一芯片轨道之间设置有第二传料机构，所述第二传料机构能够将第一芯片台上的料片抓放到第二芯片台上；所述第二芯片轨道的外侧并列有第二摇盘轨道，所述第而摇盘轨道上设置有可移动的第二芯片摇盘；第二芯片工位设置于第二芯片轨道的中部，且第二芯片工位处设置有第二芯片抓放机构，所述第二芯片抓放机构的吸盘能够移动至第二芯片摇盘处抓取芯片颗粒，并放置到第二芯片台上的料片上；所述第二扫描工位处设置有第一芯片CCD，该第一芯片CCD设置于第二芯片抓放机构的前侧或后侧。
作为上述半导体芯片自动组装线的备选结构或补充设计：在翻转合片工位与石墨舟取放工位之间设置有合片轨道，在合片轨道上设置有石墨合片台和石墨台，石墨合片台和石墨台均能够沿合片轨道移动；在合片轨道的外侧设置有耦合机械手；翻转工位处位于合片轨道的前端并设置有翻转台；所述耦合机械手能够将第二芯片台上的两个料片分别放置到石墨合片台和翻转台上；所述石墨合片台能够移动至翻转台的下方，并由翻转台将一个料片盖合到另一料片上。
作为上述半导体芯片自动组装线的备选结构或补充设计：在石墨舟取放工位处设置有石墨舟机械手，所述石墨舟机械手的一侧设置有盖石墨输送带和底石墨输送带；所述石墨舟机械手能够将底石墨输送带上的底石墨舟放置到石墨合片台，能够将石墨合片台上带有料片的抓放到石墨台上，以及能够将盖石墨输送带上的盖石墨舟盖合到石墨台处的料片上方。
作为上述半导体芯片自动组装线的备选结构或补充设计：所述加热焊接工位处设置有平板快速炉，所述平板快速炉的入口侧设置有进炉机械手，所述进炉机械手能够将石墨台上的全部石墨舟抓放到平板快速炉的入口处。
作为上述半导体芯片自动组装线的备选结构或补充设计：所述平板快速炉的入口侧设置有出料机械手、寄存台和出料盒机构；所述出料盒机构用于实现料片从寄存台的抓取；出料机械手用于将寄存台处的盖石墨舟和底石墨舟抓放回盖石墨输送带和底石墨输送带。
本实用新型的有益效果为：本方案在第一芯片台和第二芯片台上分别对两个料片进行芯片布装，然后利用翻转合片工位处的翻转台对两个料片进行翻转叠合，从而使得双层料片和双层芯片的叠合能够实现自动化的组装。
附图说明
为了更清楚地说明本方案实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本方案中半导体芯片自动组装线的立体结构图图；
图2是第一芯片轨道处的结构示意图；
图3是第二芯片轨道处的结构示意图；
图4是合片轨道及平板快速炉处的结构示意图；
图5是料片与芯片颗粒的配合结构图。
图中：1-XY两轴模组；2-上料吸盘机构；3-刷胶台；4-点胶检测CCD；5-刷胶机构；6-第一传料机构；7-锡盘；8-第一芯片抓放机构；9-第一芯片CCD；10-第二传料机构；11-第二芯片CCD；12-第二芯片抓放机构；13-翻转台；14-耦合机械手；15-石墨舟机械手；16-进炉机械手；17-平板快速炉；18-出料中转台；19-出料盒机构；20-出料机械手；21-盖石墨输送带；22-底石墨输送带；23-石墨合片台；24-石墨台；25-第二芯片摇盘；26-第二芯片台；27-第一芯片台；28-第一芯片摇盘；29-备料台；30-第一摇盘轨道；31-第一芯片轨道；32-第二摇盘轨道；33-第二芯片轨道；34-合片轨道；35-料片；36-引脚；37-芯片颗粒。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而非是全部，基于本方案中的实施例，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，都属于本方案的保护范围。
实施例1
如图5所示，在一些芯片的生产过程中，需要使得封装后的半导体产品具有双层引脚36以及双层芯片的结构，在其生产过程中，往往需要将两个芯片颗粒37叠合，然后将两个料片35布置到两个芯片颗粒37的相对两侧。
为了实现上述产品的自动化生产，本实施例设计了一种半导体芯片自动组装线，如图1至图4所示，自动组装线包括沿料片35方向先后设置的备料工位、刷胶工位、第一芯片工位、第一扫描工位、第二芯片工位、第二扫描工位、翻转合片工位、石墨舟取放工位、加热焊接工位和出料盒工位。
在一个料片35上铺设芯片的结构布置如下：
备料工位、刷胶工位、第一芯片工位和第一扫描工位之间设置有第一芯片轨道31；备料工位和刷胶工位分别设置于第一芯片轨道31前端的左右两侧；所述在备料工位处设置有备料台29和上料吸盘机构2，所述备料工位用于料片35的层叠寄存；刷胶工位设置有刷胶机构5和点胶检测CCD4，所述刷胶工位用于在料片35的引脚36处涂覆锡膏，在第一芯片轨道31上设置有XY两轴模组1；XY两轴模组1上设置有刷胶台3，上料吸盘机构2能够将备料台29上的料片35抓放到所述刷胶台3上，XY两轴模组1能够将刷胶台3移动至刷胶机构5和点胶检测CCD4处。
所述第一芯片轨道31上还设置有可移动的第一芯片台27；在第一芯片轨道31前端的侧面设置有第一传料机构6；所述第一传料机构6能够将刷胶台3上的料片35抓放到第一芯片台27。
所述第一芯片轨道31的外侧并列有第一摇盘轨道30，所述第一摇盘轨道30上设置有可移动的第一芯片摇盘28；第一芯片轨道31中部的上方设置有第一芯片抓放机构8，该第一芯片抓放机构8位于第一芯片工位，所述第一芯片抓放机构8的一端处设置有锡盘7；所述第一芯片抓放机构8的吸盘能够移动至锡盘7处粘附锡膏，而后移动至第一芯片摇盘28处抓取芯片颗粒37，并将芯片颗粒37放置到一个料片35上；所述第一扫描工位处设置有第一芯片CCD9，该第一芯片CCD9位于第一芯片轨道31后端的上方，第一扫描工位利用CCD扫描料片35上芯片颗粒37的位置。
以上结构的动作过程如下：上料吸盘机构2移动指定至备料台29处并抓取两个并列的料片35，然后放置到刷胶台3上，所述刷胶台3先后由XY两轴模组1移动至刷胶机构5处和点胶检测CCD4处实现料片35上的锡膏涂覆和锡膏位置检测。然后，由第一传料机构6抓取两个料片35放置到第一芯片台27上，第一芯片台27上移动至第一芯片抓放机构8下方时，该第一芯片抓放机构8的吸盘先在锡盘7上粘附锡膏、后在第一芯片摇盘28处抓取呈阵列摆放的芯片颗粒37，最后将芯片颗粒37放置到其中一个料片35上。第一芯片台27移动至第一芯片CCD9的下方进行芯片颗粒37的位置检测。
在另一个料片35上铺设芯片的结构布置如下：
所述第二芯片工位和第二扫描工位之间设置有第二芯片轨道33；在第二芯片轨道33上设置有第二芯片台26；所述第二芯片轨道33与第一芯片轨道31之间设置有第二传料机构10，所述第二传料机构10能够将第一芯片台27上的料片35抓放到第二芯片台26上。所述第二芯片轨道33的外侧并列有第二摇盘轨道32，所述第而摇盘轨道上设置有可移动的第二芯片摇盘25；第二芯片工位设置于第二芯片轨道33的中部，且第二芯片工位处设置有第二芯片抓放机构12，所述第二芯片抓放机构12的吸盘能够移动至第二芯片摇盘25处抓取芯片颗粒37，并放置到第二芯片台26上的另一个料片35上；所述第二扫描工位处设置有第一芯片CCD9，该第一芯片CCD9设置于第二芯片抓放机构12的前侧或后侧。第二扫描工位均利用CCD扫描料片35上芯片颗粒37的位置。
以上结构的动作过程如下：第二传料机构10从第一芯片台27上抓取两个并列的料片35，并放置到第二芯片台26上。第二芯片台26随第二芯片轨道33移动至第二芯片抓放机构12的下方，由第二芯片抓放机构12抓取第二芯片摇盘25上的芯片颗粒37，并放置到第二芯片台26处的另一个料片35上。然后，移动第二芯片台26，使第二芯片CCD11对芯片颗粒37的位置进行检测。
对两个料片35进行合片及焊接的结构布置如下：
在翻转合片工位与石墨舟取放工位之间设置有合片轨道34，在合片轨道34上设置有石墨合片台23和石墨台24，石墨合片台23和石墨台24均能够沿合片轨道34移动；在合片轨道34的外侧设置有耦合机械手14；翻转工位处位于合片轨道34的前端并设置有翻转台13，所述翻转合片工位用于将一个料片35翻转并叠合到另一个料片35上；所述耦合机械手14能够将第二芯片台26上的两个料片35分别放置到石墨合片台23和翻转台13上；所述石墨合片台23能够移动至翻转台13的下方，并由翻转台13将一个料片35盖合到另一料片35上。
所述石墨舟取放工位用于对盖石墨舟和底石墨舟进行取放，在石墨舟取放工位处设置有石墨舟机械手15，所述石墨舟机械手15的一侧设置有盖石墨输送带21和底石墨输送带22；所述石墨舟机械手15能够将底石墨输送带22上的底石墨舟放置到石墨合片台23，能够将石墨合片台23上带有料片35的抓放到石墨台24上，以及能够将盖石墨输送带21上的盖石墨舟盖合到石墨台24处的料片35上方。
加热焊接工位用于对芯片颗粒37进行焊接，所述加热焊接工位处设置有平板快速炉17，所述平板快速炉17的入口侧设置有进炉机械手16，所述进炉机械手16能够将石墨台24上的全部石墨舟抓放到平板快速炉17的入口处。
所述平板快速炉17的入口侧设置有出料机械手20、寄存台和出料盒机构19，所述出料盒工位用于将叠合的料片35；所述出料盒机构19用于实现料片35从寄存台的抓取；出料机械手20用于将寄存台处的盖石墨舟和底石墨舟抓放回盖石墨输送带21和底石墨输送带22。
以上结构的动作过程如下：石墨台24先移动至石墨舟取放工位处，石墨舟机械手15抓取底石墨输送带22上的底石墨舟放置到石墨台24上，然后石墨台24移动至翻转合片工位处，耦合机械手14分别将两个料片35从第二芯片台26抓放到翻转台13和石墨台24上；石墨台24移动至翻转台13正下方时，该翻转台13翻转并下移，从而使得两个料片35叠合。然后石墨台24带着底石墨舟和叠合后的料片35移动至石墨舟机械手15处，由其抓放到石墨合片台23上。该石墨舟机械手15将盖石墨输送带21上的盖石墨舟抓放到底石墨舟的上方，使得料片35夹在两个石墨舟之间。然后由进炉机械手16抓取石墨合片台23上的两个石磨舟，并放置到平板快速炉17的入口处。当料片35和芯片颗粒37加热焊接完成后，出料机械手20将两个石墨舟抓放到出料中转台18上，然后出料机械手20将盖石墨舟放回到盖石墨输送带21上，由出料盒机构19处的机械手将两个料片35抓放到盒具中，出料机械手20在将底石墨舟放回到底石墨输送带22上。
上述实施例仅仅是为了清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围内。
Claims (9)
1.一种半导体芯片自动组装线，其特征在于：包括沿料片(35)方向先后设置的备料工位、刷胶工位、第一芯片工位、第一扫描工位、第二芯片工位、第二扫描工位、翻转合片工位、石墨舟取放工位、加热焊接工位和出料盒工位；
所述备料工位用于料片(35)的层叠寄存；所述刷胶工位用于在料片(35)的引脚(36)处涂覆锡膏；所述第一芯片工位和第二芯片工位分别设置有第一芯片抓放机构(8)和第二芯片抓放机构(12)，第一芯片抓放机构(8)和第二芯片抓放机构(12)分别在并排的两个料片(35)上放置芯片颗粒(37)，所述第一芯片抓放机构(8)在抓取芯片颗粒(37)前移动至锡盘(7)处粘上锡膏；第一扫描工位和第二扫描工位均利用CCD扫描两片料片(35)上芯片颗粒(37)位置；所述翻转合片工位用于将一个料片(35)翻转并叠合到另一个料片(35)上；所述石墨舟取放工位用于对盖石墨舟和底石墨舟进行取放；加热焊接工位用于对芯片颗粒(37)进行焊接，所述出料盒工位用于将叠合的料片(35)装入盒具内。
2.根据权利要求1所述的半导体芯片自动组装线，其特征在于：备料工位、刷胶工位、第一芯片工位和第一扫描工位之间设置有第一芯片轨道(31)；备料工位和刷胶工位分别设置于第一芯片轨道(31)前端的左右两侧；所述在备料工位处设置有备料台(29)和上料吸盘机构(2)；刷胶工位设置有刷胶机构(5)和点胶检测CCD(4)，在第一芯片轨道(31)上设置有XY两轴模组(1)；XY两轴模组(1)上设置有刷胶台(3)，上料吸盘机构(2)能够将备料台(29)上的料片(35)抓放到所述刷胶台(3)上，XY两轴模组(1)能够将刷胶台(3)移动至刷胶机构(5)和点胶检测CCD(4)处。
3.根据权利要求2所述的半导体芯片自动组装线，其特征在于：所述第一芯片轨道(31)上还设置有可移动的第一芯片台(27)；在第一芯片轨道(31)前端的侧面设置有第一传料机构(6)；所述第一传料机构(6)能够将刷胶台(3)上的料片(35)抓放到第一芯片台(27)。
4.根据权利要求3所述的半导体芯片自动组装线，其特征在于：所述第一芯片轨道(31)的外侧并列有第一摇盘轨道(30)，所述第一摇盘轨道(30)上设置有可移动的第一芯片摇盘(28)；第一芯片轨道(31)中部的上方设置有第一芯片抓放机构(8)，所述第一芯片抓放机构(8)的一端处设置有锡盘(7)；所述第一芯片抓放机构(8)的吸盘能够移动至锡盘(7)处粘附锡膏，而后移动至第一芯片摇盘(28)处抓取芯片颗粒(37)；所述第一扫描工位处设置有第一芯片CCD(9)，该第一芯片CCD(9)位于第一芯片轨道(31)后端的上方。
5.根据权利要求3所述的半导体芯片自动组装线，其特征在于：所述第二芯片工位和第二扫描工位之间设置有第二芯片轨道(33)；在第二芯片轨道(33)上设置有第二芯片台(26)；所述第二芯片轨道(33)与第一芯片轨道(31)之间设置有第二传料机构(10)，所述第二传料机构(10)能够将第一芯片台(27)上的料片(35)抓放到第二芯片台(26)上；所述第二芯片轨道(33)的外侧并列有第二摇盘轨道(32)，所述第二摇盘轨道上设置有可移动的第二芯片摇盘(25)；第二芯片工位设置于第二芯片轨道(33)的中部，且第二芯片工位处设置有第二芯片抓放机构(12)，所述第二芯片抓放机构(12)的吸盘能够移动至第二芯片摇盘(25)处抓取芯片颗粒(37)，并放置到第二芯片台(26)上的料片(35)上；所述第二扫描工位处设置有第一芯片CCD(9)，该第一芯片CCD(9)设置于第二芯片抓放机构(12)的前侧或后侧。
6.根据权利要求5所述的半导体芯片自动组装线，其特征在于：在翻转合片工位与石墨舟取放工位之间设置有合片轨道(34)，在合片轨道(34)上设置有石墨合片台(23)和石墨台(24)，石墨合片台(23)和石墨台(24)均能够沿合片轨道(34)移动；在合片轨道(34)的外侧设置有耦合机械手(14)；翻转工位处位于合片轨道(34)的前端并设置有翻转台(13)；所述耦合机械手(14)能够将第二芯片台(26)上的两个料片(35)分别放置到石墨合片台(23)和翻转台(13)上；所述石墨合片台(23)能够移动至翻转台(13)的下方，并由翻转台(13)将一个料片(35)盖合到另一料片(35)上。
7.根据权利要求6所述的半导体芯片自动组装线，其特征在于：在石墨舟取放工位处设置有石墨舟机械手(15)，所述石墨舟机械手(15)的一侧设置有盖石墨输送带(21)和底石墨输送带(22)；所述石墨舟机械手(15)能够将底石墨输送带(22)上的底石墨舟放置到石墨合片台(23)，能够将石墨合片台(23)上带有料片(35)的抓放到石墨台(24)上，以及能够将盖石墨输送带(21)上的盖石墨舟盖合到石墨台(24)处的料片(35)上方。
8.根据权利要求7所述的半导体芯片自动组装线，其特征在于：所述加热焊接工位处设置有平板快速炉(17)，所述平板快速炉(17)的入口侧设置有进炉机械手(16)，所述进炉机械手(16)能够将石墨台(24)上的全部石墨舟抓放到平板快速炉(17)的入口处。
9.根据权利要求8所述的半导体芯片自动组装线，其特征在于：所述平板快速炉(17)的入口侧设置有出料机械手(20)、寄存台和出料盒机构(19)；所述出料盒机构(19)用于实现料片(35)从寄存台的抓取；出料机械手(20)用于将寄存台处的盖石墨舟和底石墨舟抓放回盖石墨输送带(21)和底石墨输送带(22)。
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