SU790037A1

SU790037A1 - Device for joining crystals

Info

Publication number: SU790037A1
Application number: SU792722704A
Authority: SU
Inventors: Александр Павлович Свириденко; Владимир Васильевич Афанасьев; Владимир Нафтулович Лифлянд; Борис Самуилович Каждан
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6495
Priority date: 1979-02-09
Filing date: 1979-02-09
Publication date: 1980-12-23

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИСОЕДИНЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ(54) DEVICE FOR CONNECTING CRYSTALS

1one

Изобретение относитс к производству полупроводниковых приборов, в частности к технологическому обору ; дованию, предназначенному дл сборки полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.The invention relates to the manufacture of semiconductor devices, in particular to technological equipment; for building semiconductor devices and integrated circuits.

Известно устройство дл монтажа полупроводниковых приборов, содержащее механизм нагружени , который обеспечивает ступенчатое регулирование усили нагружени сварочной головки с инструментом при сварке кристалла с подложкой. Сварочна головка, кроме операции присоединени , выполн ет функции питател , который осуществл ет захват, перенос и посадку кристалла. При этом, в момент захвата и посадки свароч- ной головкой кристалла давление нэ поверхность его остаетс посто нным . Усилие нагружени прикладываетс только в процессе присоединени кристалла к подложке. Это усилие создаетс механизмом нагружени рычажно-кулачкового типа, содержащим два качающихс рычага,первый из которых одним плечом взаимодействует с кулачком привода перемещени и несет на себе подвижный упор, управл емый по заданной программе и передающий усилие .на вто- рой рычаг, кинематически св занный ,со сварочной головкой и передающийусилие последней .A device for mounting semiconductor devices is known, which comprises a loading mechanism that provides stepwise regulation of the loading force of the welding head with the tool when welding a crystal with a substrate. The welding head, in addition to the attachment operation, performs the functions of a feeder, which carries out the capture, transfer and landing of the crystal. At the same time, at the moment of capture and landing by the welding head of the crystal, the pressure ne its surface remains constant. A loading force is applied only in the process of attaching the crystal to the substrate. This force is created by a lever-cam type loading mechanism containing two swing arms, the first of which interacts with one arm of a displacement drive and carries a movable stop controlled by a predetermined program and transmitting force to a second lever, kinematically connected , with a welding head and transmitting the last.

5 Недостатком этого устройства вл етс отсутствие регулировки усили в момент захвата кристалла из загрузочного устройства и при посадке кристалла на сварочный столик5 The disadvantage of this device is the lack of force control at the time of the capture of the crystal from the loading device and during the landing of the crystal on the welding table

О на позиции присоединени , что при:водит к лому кристаллов, по влению :сколов и микротрещин, а также к де формации и механическим повреждени м напыленных контактных площадок наО at the position of attachment, which at: leads to the breaking of crystals, by the appearance of: chips and microcracks, as well as deformation and mechanical damage of the deposited pads on

tS кристалле микросхемы.tS chip chip.

Известно также устройство дл присоединени выводов модул , которое производит съем, перенос и посадку отрезанного короткозамкнуто20 :го,модул на позицию присоединени ; Устройство содержит вакуумный захват, установленный на каретке вертикального хода, расположенной на каретке горизонтального хода. Перемещение иIt is also known a device for connecting the leads of a module, which produces removal, transfer and landing of a cut short-circuited 20: th module on the attachment position; The device contains a vacuum gripper mounted on a carriage vertical course, located on the carriage horizontal course. Move and

25 нагружение вакуумного захвата осуществл етс через рычажную систему от пневмопривода, управл емого электромагнитным клапаном 2,25 loading of the vacuum gripper is carried out through the lever system from the pneumatic actuator controlled by the electromagnetic valve 2,

Известное устройство об/галает р дом недостатков, которые чаключаютв том., что отсутствует регулировка величины нагружени вакуумного захвта при съеме модул и посадке его н позиции присоединени , что приводит к деформации выводов модул рабочей .поверхностью вакуумного захвата и механическим повреждени м загерметизированного кристалла, а кинематичека схема механизма не обеспечивает плавности хода, чувствительности и воспроизводимости усили нагружени .The known device reveals a number of drawbacks, which include the fact that there is no adjustment of the loading of the vacuum pickup when removing the module and landing it at the attachment position, which leads to deformation of the module’s leads by the working surface of the vacuum crystal and mechanical damage to the sealed crystal, and The kinematic mechanism of the mechanism does not provide smooth running, sensitivity and reproducibility of the loading force.

Цель изобретени - повышение качества изделий.The purpose of the invention is to improve the quality of products.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл присоединени кристаллов, содержащем основание , предметный столик, сварочную головку, питатель в виде каретки горизонтального хода, несущий каретку вертикального хода с закрепленным на ней вакуумным захватом, узел нагружени захвата, выполненный в виде кулачково-рычажного механизма с двум сочлененными посредством упругих элементов рычагами, съемное загрузочное приспособление дл кристаллов, например кассету, и приводной механизм, узел нагружени захвата снабжен дополнительным кулачково-рычажным механизмом, аналогичным упом нутому, и переключающим механизмом, выполненным в виде двусторонней вилки, закрепленной на каретке вертикального хода питател с возможностью попеременного сцеплени с рычагами кулачково-рычажных механизмов на позици х захвата и посадки кристалла.The goal is achieved by the fact that in the device for connecting crystals containing a base, an object table, a welding head, a feeder in the form of a horizontal stroke carriage, carrying a vertical stroke carriage with a vacuum gripper attached to it, a gripper loading unit with two levers articulated by means of elastic elements, a removable charging device for crystals, for example a cassette, and a drive mechanism, the gripping unit, is equipped with an accessory nym cam-lever mechanism to said same, and the switching mechanism made in the form of double-sided forks fixed to the carriage of the vertical stroke of the feeder, with the variable lever engaging a cam-lever mechanism gripping on the positions and landing crystal.

Кроме того, с целью расширени функциональных возможностей устройства оно снабжено копиром в виде ступенчатой планки, закрепленной на основании, а каретка вертикального хода выполнена с возможностью взаимодействи с копиром.In addition, in order to expand the functionality of the device, it is provided with a copier in the form of a stepped strip attached to the base, and the vertical carriage is adapted to interact with the copier.

На чертеже изображена кинемати .ческа схема устройства.The drawing shows a kinematic scheme.

Устройство содержит основание 1, на. котором установлен предметный столик 2 дл базировани и фиксации кристаллов 3, съемное загру зочное приспособление дл кристаллов , например кассету 4, сварочную головку 5 с инструментом 6, пита- тель 7 с приводом 8, выполненный в виде каретки 9 горизонтального хода, несущей каретку 10 вертикаль ного хода, на которой закреплен вакуумный захват 11 и механизм 12 нагружени . Перемещение каретки 9 горизонтального хода питател 7 ограничиваетс упорами 13 и 14. Каретка 10 вертикального хода дл съема кристаллов, расположенных.на различных уровн х, перемещаетс посред ством.ролика 15 по копиру 16, выполненному в виде ступенчатой планки. The device contains a base 1, on. which has a stage 2 for placing and fixing the crystals 3, a removable loading device for crystals, for example a cassette 4, a welding head 5 with a tool 6, a feeder 7 with a drive 8, made in the form of a horizontal stroke carriage 9, carrying the carriage 10 vertical on which the vacuum gripper 11 and the loading mechanism 12 are fixed. The movement of the carriage 9 of the horizontal stroke of the feeder 7 is limited by the stops 13 and 14. The carriage 10 of the vertical stroke for removing crystals located at different levels is moved by means of the roller 15 along the copier 16, made in the form of a stepped strip.

.Управление включением и отключением.Management on and off

вакуума осуществл етс датчиками 17 и 18. Привод 8 содержит двигатель 19, муфту 20, черв чный редуктор 21, который передает вращение приводному валу 22, на котором поса ;хены командоаппарат 23, управл ющий 5 датчиками 24 и 25 включени реверса и 26 исходного положени , а также кулачки 27 и 28 узла нагрул ени и кривошип 29 перемещени кулисы 30 синусного механизма 31 питател 7. 0 Кулиса 30 имеет демпфирующую пружину 32 положени .vacuum is carried out by sensors 17 and 18. The drive 8 contains a motor 19, a clutch 20, a worm gear 21, which transmits rotation to a drive shaft 22, on which the encoder 23 controls 5 sensors of the reverse 24 and 25 as well as the cams 27 and 28 of the loading unit and the crank 29 for moving the linkage 30 of the sine mechanism 31 of the feeder 7. 0 The linkage 30 has a damping spring 32 of the position.

Узел 12 нагружени выполнен разделенным , двухпоэиционным и содержит переключающий механизм 33, выполненный в виде двухсторонней вилки 34 с заходными элементами 35, закрепленно на каретке 10 вертикального хода питател 7 и попеременно взаимодействуклций с одним из двух кулачково-рычажных механизмов - механизм 36 при захвате кристалла из кассеты 4 и механизмом 37 при посадке кристалла на столик 2. Каждый из механизмов 36 и 37 состоит из пары рычагов 38 и 39, сочлененных посредством упругих элементов 40 нагружени . Регулировка усили нагружени производитс регулировочным узлом 41 и винтом 42. На рычагах 38 закреплены ролики 43 и 44, которые попеременно при сцеплении с двухсторонней вилкой 34 включают определенный режим нагружени в момент захвата или посадки кристалла 3.The loading unit 12 is made split, two-posed and contains a switching mechanism 33, made in the form of a two-sided plug 34 with lead-in elements 35, fixed on the carriage 10 of the vertical stroke of the feeder 7 and alternately interacting with one of the two cam-lever mechanisms — the mechanism 36 when a crystal is taken from the cassettes 4 and the mechanism 37 when landing the crystal on the table 2. Each of the mechanisms 36 and 37 consists of a pair of levers 38 and 39 articulated by means of elastic loading elements 40. The adjustment of the loading force is made by the adjusting unit 41 and the screw 42. The levers 38 are fixed to the rollers 43 and 44, which alternately engage in a certain loading mode when engaging the two-sided fork 34 at the moment of gripping or landing the crystal 3.

Каходый из механизмов 36 и 37 нагружаетс по программе, задаваемой кулачками 27,28 и регулировочным узлом 41.The one of the mechanisms 36 and 37 is loaded according to the program defined by the cams 27,28 and the adjusting unit 41.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Перед началом работы устройства производ т настройку режимов нагружени механизмов 36 и 37, дл чего поочередно ввод т вилку 34 переключающего механизма 33 в зацепление с роликами 43 и 44 с помощью тарировочного динамометра (на чертеже не показан), осуществл ют регулировку удельного нагружени на поверхность кристалла в момент захвата и посадки, которое зависит от того, из какого загрузочного устройства производитс съем кристалла (из кассеты или с адгезионной липкой ленты) и на какую поверхность устанавливаетс кристалл (на столик или на основание С-эвтетикой). Если кристалл захватываетс из кассеты 4 и переноситс на столик 2, то нагружающее усилие при захвате должно обеспечить легкий контакт инструмента с поверхностью кристалла, а при посадке усилие должно быть установлено так, чтобы обеспечить плотное прилегание кристалла к рабочей поверхности столика без потери ориентации.Before the device starts operating, the loading modes of the mechanisms 36 and 37 are adjusted, for which the plug 34 of the switching mechanism 33 is alternately introduced into engagement with the rollers 43 and 44 using a calibration dynamometer (not shown), and the specific loading is adjusted on the crystal surface at the time of capture and landing, which depends on the boot device from which the crystal is removed (from a cassette or adhesive tape) and on which surface the crystal is placed (on a table or on C-Euteticism). If the crystal is captured from the cassette 4 and transferred to the table 2, the loading force during gripping should ensure easy contact of the tool with the crystal surface, and when landing, the force should be set so as to ensure a tight fit of the crystal to the working surface of the table without loss of orientation.

После установки режимов нагружени питатель 7 с вилкой 34 приводитс в исходное нейтральное положение когда вакуумный захват 11 находитс между позици ми захвата и посадки кристалла.After setting the loading modes, the feeder 7 with the plug 34 is brought to its initial neutral position when the vacuum gripper 11 is between the gripping and landing positions of the crystal.

При включении двигател 19 привода 8 через муфту 20 и черв чный редуктор 21 сообщаетс вращение кривошипу 29, поворачивающему кулису 30 синусного механизма 31, котора перемещает питатель 7 с вакуумным захватом 11 до упора 13 на позицию съема кристалла 3 из кассеты 4, где двухсторонн вилка 34 переключающего механизма 33 входит в зацепление с роликом 43, включающим механизм 36. При этом кривошип 29 выход из паза кулисы 30 и синусный механизм 31 отключаетс , а прижим каретки 9 к упору 13 осуществл етс за счет демпфирующей пружины 32 положени .When the motor 19 of the actuator 8 is turned on, through the coupling 20 and the worm gear 21, the crank 29 rotates, turning the slide 30 of the sine mechanism 31, which moves the feeder 7 with the vacuum gripper 11 up to the stop 13 at the position of removing the crystal 3 from the cassette 4, where the fork 34 the switching mechanism 33 engages with the roller 43, which turns on the mechanism 36. In this case, the crank 29 exits the groove 30 of the scenes 30 and the sinus mechanism 31 is turned off, and the carriage 9 is pressed against the stop 13 by means of the damping spring 32.

Кулачок 27, установленный на приводном валу 22, производит опускание и нагружение вакуумного захвата 11 посредством механизма 36. После опускани и нагружени вакуумного захвата 11 от датчика 17 включаетс вакуум ипри подъеме вакуумного захвата 11 верх происходит съем кристалла 3 из кассеты 4. Затем по сигналу от датчика 24 командоаппарата 23 происходит реверсиравание двигател 18 и каретка 9 горизонтального хода питател 7 перемещаетс на позицию посадки кристалла 3 на предметный столик 2. При этом кривошип 29 входит в паз кулисы 30 и включает синусный механизм 31. При подходе вакуумного захвата 11 к позиции посадки, кривошип 29 вновь выходит из паза кулисы 30 и каретка 9 замыкетс на упор 14 с помощью пружины 3The cam 27 mounted on the drive shaft 22 lowers and loads the vacuum gripper 11 by means of the mechanism 36. After the vacuum gripper 11 is lowered and loaded from the sensor 17, a vacuum is turned on and the crystal 3 is lifted from the cartridge 4 by the top of the vacuum gripper 11. The sensor 24 of the controller 23 reverses the engine 18 and the carriage 9 of the horizontal stroke of the feeder 7 moves to the landing position of the crystal 3 on the stage 2. In this case, the crank 29 enters the groove of the slide 30 and turns on the blue sny mechanism 31. With the approach of the vacuum gripper 11 to the landing position, the crank 29 again goes out of the groove of the backstage 30 and the carriage 9 zamketts on the stop 14 by means of a spring 3

Процесс перек/иочени режимов нагружени осуществл етс следующим образом.The process of converting loading modes is carried out as follows.

При движении питател 7 после съема кристалла 3 из кассеты двухсторонн вилка 34 переключающего механизма 33 выходит из зацеплени с роликом 43 и механизмом 36 отключаетс . В момент подхода вакуумного захвата 11 питател 7 J позиции посадки кристалла 3 на столик 2 двухсторон вилка 34 входит в зацепление с роликом 44, который включает механизм 37, управл ющий нагружением вакуумного захвата 11 при посадке кристалла. Таким образом, вакуумный захват 11 с кристаллом 3, переместившись на позицию посадки, опускает его на предметный столик 2 с легким нагружением на его поверхность , не допускающим сколов и лома кристалла. Затем по сигналу от датчика 18 отключаетс вакуум, вакуумный захват 11 поднимаетс вверх и по сигналу от датчика 25 питатель 7 возвращаетс в исходное положение. После чего производ т фиксацию кристалла 3 на столике 2 и его разварку сварочной головкой 5.When the feeder 7 moves after removing the crystal 3 from the cassette, the two-way plug 34 of the switching mechanism 33 disengages from the roller 43 and the mechanism 36 is turned off. At the moment when the vacuum gripper 11 of the feeder 7 J approaches the position of the landing of the crystal 3 on the table 2, the two-sided fork 34 engages with the roller 44, which includes the mechanism 37 controlling the loading of the vacuum gripper 11 when the crystal is seated. Thus, the vacuum grip 11 with the crystal 3, having moved to the landing position, lowers it onto the stage 2 with a slight load on its surface, preventing chipping and breaking the crystal. Then, the signal from the sensor 18 switches off the vacuum, the vacuum gripper 11 rises up and the signal from the sensor 25 returns the feeder 7 to its original position. After that, the crystal 3 is fixed on the table 2 and its unwelding by the welding head 5.

5five

Claims

1. A device for connecting crystals, containing a base, a stage, a welding head, a feeder in the form of a horizontal stroke carriage, a vertical stroke carriage with a vacuum gripper attached to it, a gripper loading unit made in the form of a cam-lever mechanism with two jointed by elastic elements with levers, a removable loading device for crystal layers, for example, a cassette, and a drive mechanism, characterized

0 in order to improve the quality of products, the gripper loading unit is equipped with an additional cam-lever mechanism and a switching mechanism, made in the form of a two-sided fork mounted on the vertical stroke carriage of the feeder with the possibility of alternating coupling with the levers of the cam-lever mechanisms to the gripper positions and

0 landing kritattla.

2. The device according to claim 2, which is to ensure that, in order to expand the functional capabilities of the device, it is equipped with a copier in the form of a stepped strap attached to the base, and the vertical stroke carriage is capable of interacting with the copier.

Sources of information taken into account in the examination

0

1. Author's certificate of the USSR 488271, cl. H 01 L 21/00, 1.975.

2. USSR author's certificate

No. 600969, cl. H 05 K 3/34, 1978 (prototype).