TWI401130B - 晶片焊接裝置 - Google Patents

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Description

晶片焊接裝置
本發明是有關於一種涉及晶片焊接裝置，且特別是有關於一種在引線框架上壓印黏合劑，將半導體晶片放置於被壓印的位置，從而連續地使半導體晶片焊接於引線框架的晶片焊接裝置。
半導體晶片利用環氧樹脂(Epoxy)等黏合劑焊接於引線框架。在這種半導體晶片的焊接工程中，利用了被稱為晶片焊接裝置的自動化機器。晶片焊接裝置包括按作業單位供應引線框架的進料器(Loader)、向引線框架壓印(stamping)黏合劑的黏合劑壓印裝置、在壓印了黏合劑的引線框架上貼裝半導體晶片的焊接裝置、把貼裝了半導體晶片的引線框架從作業位置排出的卸料器(Unloader)等。
半導體晶片由於體積很小，與直接在引線框架上點膠(Dispensing)來焊接半導體晶片相比，利用黏合劑壓印裝置在引線框架壓印黏合劑很適合。黏合劑壓印裝置具有細長的棒狀壓印元件(Stamping tool)，在該壓印元件的末端蘸以黏合劑，印於引線框架上，以此向引線框架供應黏合劑。
可以，以往的黏合劑壓印裝置由於是利用一個壓印元件執行壓印作業，存在壓印時間及半導體晶片焊接時間延長的問題。
為解決這種問題，雖然提出了利用多個壓印元件的方 法，但這種方法需要增加用於驅動壓印元件的驅動器安裝個數，因此存在製造費用上升的問題。
本發明正是為了解決上述問題而提出的，目的在於提供一種晶片焊接裝置，利用一個驅動器驅動多個壓印元件，從而能夠縮短黏合劑壓印時間及晶片焊接時間。
為實現上述目的，針對在依次供應的引線框架上壓印黏合劑，在壓印了的位置貼裝晶片的晶片焊接裝置，本發明特徵在於包括：多個壓印元件，每個壓印元件包括接觸上述引線框架並壓印上述黏合劑的壓印針、供上述壓印針結合的針夾頭；旋轉盤，具有多個壓印彈簧，向上方彈性支撐各個壓印元件，上述多個壓印元件分別安裝於旋轉盤上並可升降；主體部，上述旋轉盤以可旋轉的方式安裝於其上；旋轉手段，使上述旋轉盤相對於上述主體部旋轉；壓印升降部，包括加壓構件和加壓驅動器，加壓構件位於上述多個的壓印元件的上部並可升降，以向下側對上述多個壓印元件中的至少一個加壓，並至少具有一個工具貫通孔，工具貫通孔可供被加壓的壓印元件之外的其餘壓印元件貫通，加壓驅動器結合於上述加壓構件，使上述加壓構件相對於上述主體部升降；壓印移送部，結合著上述主體部，沿水平方向移送主體部。
本發明的晶片焊接裝置通過縮短黏合劑壓印時間及晶片焊接時間，具有提高晶片焊接工程生產率的效果。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
下面參照附圖，詳細說明本發明的有益實施例。
圖1是本發明一個實施例的晶片焊接裝置的斜視圖。如圖1所示，本實施例的晶片焊接裝置包括安裝於基座(100)上的壓印移送部(60)和壓印元件(10)(繪示於圖3)、吸附移送部(70)、吸附元件(80)。
在基座(100)上，安裝著依次供應引線框架(102)並沿水平方向移送的引線框架移送部(103)。
即，引線框架移送部(103)依次移送引線框架(102)，壓印元件(10)及壓印移送部(60)向引線框架(102)的各個封裝處壓印黏合劑(R)。壓印了的引線框架(102)被引線框架移送部(103)傳送到吸附移送部(70)的位置，吸附移送部(70)與吸附元件(80)把晶片吸附移送至引線框架(102)壓印了黏合劑(R)的位置。
壓印移送部(60)安裝於基座(100)上，沿水平方向移送壓印升降部(50)。壓印升降部(50)安裝於壓印移送部(60)，使壓印元件(10)沿上下方向升降。
如圖2和圖3所示，在本實施例中，壓印元件(10)有4個。主體部(30)結合於壓印移送部(60)，該主體部 (30)上安裝著4個壓印元件(10)，被壓印移送部(60)沿水平方向移送。在主體部(30)上安裝著旋轉盤(20)並可旋轉。在旋轉盤(20)上分別安裝著4個壓印元件(10)並可升降。旋轉盤(20)具有4個與各壓印元件(10)對應的壓印彈簧(22)，壓印彈簧(22)向上方彈性支撐各個壓印元件(10)。4個壓印元件(10)沿旋轉盤(20)的旋轉圓周方向按一定角度間隔排列。在本實施例中，各個壓印元件(10)間隔90°排列。
壓印升降部(50)安裝於主體部(30)，使壓印元件(10)升降。壓印升降部(50)具有加壓構件(53)和加壓驅動器(51)。加壓構件(53)位於壓印元件(10)的上側，安裝於主體部(30)並可沿上下方向滑動。在主體部(30)上形成有沿上下方向延長的引導槽(31)，在加壓構件(53)上形成有滑動凸起(56)，滑動凸起(56)插入引導槽(31)並上下滑動。加壓驅動器(51)安裝於主體部(30)的上側，升降桿(52)結合於加壓構件(53)。加壓驅動器(51)按照使升降桿(52)前進或後退的方式進行動作，連接於升降桿(52)的加壓構件(53)隨著加壓驅動器(51)的動作而上升或下降。
加壓構件(53)上至少形成一個工具貫通孔(55)。當加壓驅動器(51)使加壓構件(53)下降時，至少一個壓印元件(10)不會在經過工具貫通孔(55)的同時下降，而其餘壓印元件(10)受加壓構件(53)的按壓而下降。在本實施例中，如圖3所示，使用了形成3個(即，比壓 印元件(10)的個數少1個)工具貫通孔(55)的加壓構件(53)。
使旋轉盤(20)旋轉的旋轉手段(40)位於旋轉盤(20)與加壓構件(53)的上側。旋轉手段(40)具有馬達(41)和旋轉軸(42)。馬達(41)固定於主體部(30)，旋轉軸(42)因馬達(41)而旋轉，穿過加壓構件(53)的貫通孔(54)結合於旋轉盤(20)的固定槽(21)。由於旋轉手段(40)的這種構成，旋轉盤(20)可以旋轉，根據旋轉盤(20)的旋轉角度，決定壓印元件(10)與工具貫通孔(55)之間的相對位置。
如圖4及圖5所示，壓印元件(10)包括壓印針(12)和針夾頭(11)、壓印磁鐵(13)。針夾頭(11)固定於旋轉盤(20)並可升降，壓印針(12)插入於針夾頭(11)。在壓印針(12)面對針夾頭(11)的面上具有磁鐵槽(1223)。壓印磁鐵(13)形成環(ring)狀，插入壓印針(12)的磁鐵槽(1223)並固定。壓印磁鐵(13)通過向拉緊針夾頭(11)的方向提供磁力，結合針夾頭(11)與壓印針(12)。最好是磁鐵槽(1223)的深度大於壓印磁鐵(13)長度，使壓印磁鐵(13)不至於接觸針夾頭(11)。通過防止壓印磁鐵(13)與針夾頭(11)接觸，可以防止壓印磁鐵(13)因衝擊而破損。
壓印針(12)包括針固定部(122)、針部(121)和針彈性部(123)。針固定部(122)是安裝壓印磁鐵(13)並插入針夾頭(11)的部分。針部(121)安裝於針固定部(122) 並可沿上下方向滑動。針彈性部(123)安裝於針固定部(122)與針部(121)之間，向針部(121)與針固定部(122)相互遠離方向提供彈力。在本實施例中，如圖5所示，彈簧被用作針彈性部(123)。針彈性部(123)在針部(121)接觸引線框架(102)並進行黏合劑(R)壓印的過程中起到緩衝器的作用，緩衝對針部(121)施加的衝擊。
如圖4及圖5所示，針夾頭(11)上形成固定槽(111)。在壓印針(12)上結合著無頭螺栓，形成固定凸起(1222)。壓印針(12)的固定凸起(1222)卡於針夾頭(11)的固定槽(111)，防止壓印針(12)與針夾頭(11)之間相對旋轉。
另外，在針固定部(122)上形成沿上下方向延長的滑動槽(1221)，在針部(121)以無頭螺栓的形態結合著插入於滑動槽(1221)的滑動凸起(1211)。滑動凸起(1211)與滑動槽(1221)允許相互上下方向相對移動，同時卻防止針部(121)與針固定部(122)之間的相對旋轉。
吸附移送部(70)安裝於基座(100)上，沿上下方向與水平方向移送吸附元件(80)。而且，在吸附移送部(70)安裝著提供空氣壓力的裝置，以便能吸附和移送半導體晶片。吸附元件(80)結合於吸附移送部(70)，連通空氣壓力，使吸附元件(80)可以吸附晶片。
吸附元件(80)包括吸附管(82)、吸附管夾頭(81)和吸附磁鐵(83)。吸附管夾頭(81)結合於吸附移送部(70)。吸附管(82)插入吸附管夾頭(81)，在吸附磁鐵(83) 的作用下，吸附管夾頭(81)與吸附管(82)相互結合。在吸附管(82)上形成有磁鐵槽(84)，吸附磁鐵(83)插入磁鐵槽(84)並固定。吸附磁鐵(83)向拉緊吸附管夾頭(81)的方向提供磁力，使吸附管夾頭(81)與吸附管(82)相互結合。吸附磁鐵(83)形成環(ring)狀，在構成上易於插入磁鐵槽(84)。最好是磁鐵槽(84)的深度深於吸附磁鐵(83)厚度，使吸附磁鐵(83)不與吸附管夾頭(81)相互接觸。通過這種構成，具有可以防止吸附磁鐵(83)破損的效果。
在吸附管夾頭(81)與吸附管(82)內形成上下貫通的通道，空氣壓力通過該通道傳遞。在吸附管(82)內形成的真空壓力作用下，吸附管(82)可以吸附、移送晶片。
下面對如上構成的本實施例的晶片焊接裝置的作用進行說明。
如圖1所示，引線框架移送部(103)將引線框架(102)移送到壓印移送部(60)的附近。
壓印移送部(60)使以壓印元件(10)為主的壓印升降部(50)向安裝於基座(100)上的黏合劑容器(101)上側移動。如圖1及圖7所示，在黏合劑容器(101)中盛裝著黏合劑(R)。在這種狀態下啟動壓印升降部(50)，降下壓印元件(10)，使壓印元件(10)的針部(121)浸於黏合劑(R)中。下面進一步詳細說明降下壓印元件(10)的動作。
首先，啟動旋轉手段(40)，使旋轉盤(20)旋轉至如 圖6所示狀態。即，旋轉旋轉盤(20)，使間隔90°排列於旋轉盤(20)上的壓印元件(10)與加壓構件(53)的工具貫通孔(55)按約45°間隔相互交叉排列。在這種狀態下，如圖7所示，如果啟動加壓驅動器(51)，加壓構件(53)則下降並對4個壓印元件(10)加壓，使壓印元件(10)下降。於是，壓印元件(10)的針部(121)浸入黏合劑(R)，針部(121)沾上黏合液。
再次啟動加壓驅動器，使加壓構件(53)上升，壓印彈簧(22)彈性復原，使壓印元件(10)相對於旋轉盤(20)上升。
在這種狀態下，啟動壓印移送部(60)，使以壓印元件(10)為主的壓印升降部(50)向引線框架(102)上側移動。然後，啟動旋轉手段(40)，使旋轉盤(20)旋轉至如圖8所示狀態。即，除一個壓印元件(10)之外，其餘3個壓印元件(10)均位於與旋轉盤(20)的工具貫通孔(55)相同的位置。在這種狀態下，啟動加壓驅動器(51)，如圖9所示，加壓構件(53)下降，對4個壓印元件(10)中的一個壓印元件(10)加壓。此時，其餘3個壓印元件(10)穿過加壓構件(53)的工具貫通孔(55)，同時不受加壓，保持原來狀態。下降的壓印元件(10)的針部(121)接觸引線框架(102)的封裝處，將黏合劑(R)壓印於封裝處。
重新上升加壓構件(53)，使旋轉盤(20)旋轉90°，下一壓印元件(10)處於可被加壓構件(53)降下的位置。壓印移送部(60)將壓印元件(10)移送至引線框架(102) 的下個封裝位置，壓印元件(10)被加壓驅動器(51)降下，壓印黏合劑(R)。如果這種過程再重複2次，利用安裝於旋轉盤(20)的4個壓印元件(10)，可以進行4次壓印。
即，壓印元件(10)蘸一次黏合劑(R)可以執行4次壓印作業，具有壓印作業速度非常快的優點。
另一方面，如圖5所示，針部(121)可以相對於針固定部(122)滑動，在針部(121)與針固定部(122)之間是針彈性部(123)，在壓印元件(10)下降進行壓印的過程中，即使針部(121)與引線框架(102)之間的衝擊較大，針彈性部(123)也會緩衝衝擊，具有防止針部(121)破損的效果。
當壓印針(12)重複多次壓印作業，針部(121)因磨損而需要更換時，本發明的晶片焊接裝置的壓印針(12)是利用壓印磁鐵(13)結合於針夾頭(11)，具有可以輕鬆迅速拆裝的優點。另外，不使用螺絲結合方式，而是使用磁鐵結合，針夾頭(11)與壓印針(12)之間相對變位始終保持一定，具有使用者無需另行調整針部(121)高度的優點。
另外，如上所述，壓印針(12)與針夾頭(11)在針夾頭(11)的固定槽與壓印針(12)的固定凸起的作用下而防止相對旋轉。因此優點在於，在引線框架(102)上壓印的針部(121)位置不變，始終保持一定。同樣，在滑動槽(1221)與滑動凸起(1211)的作用下，也防止了針固 定部(122)與針部(121)之間的相對旋轉，可以使針部(121)壓印的位置保持一定。
完成了黏合劑(R)壓印作業的引線框架(102)被引線框架移送部(103)移送到吸附移送部(70)下方。吸附移送部(70)一個個地吸住半導體晶片，吸附移送部(70)沿水平方向與上下方向移送吸附元件(80)，在引線框架(102)壓印的各個位置放上晶片，使半導體晶片黏合於引線框架(102)。如圖10所示，吸附元件(80)的吸附管(82)與吸附管夾頭(81)也用吸附磁鐵(83)結合，可以非常容易地把吸附管(82)安裝於吸附管夾頭(81)的正確位置或拆除。
以上列舉有益實施例，對本發明的晶片焊接裝置進行了說明，但本發明的範圍並不限定於前述說明及附圖範圍。
例如，前面提到，壓印元件(10)包括用於結合針夾頭(11)與壓印針(12)的壓印磁鐵(13)，但是，也可以不使用壓印磁鐵(13)，利用其他機械式構成來結合針夾頭與壓印針。
而且，前面提到，壓印磁鐵(13)安裝於壓印針(12)上，但是，也可以是壓印磁鐵不安裝於壓印針，而是安裝於針夾頭上，或使磁鐵安裝於壓印針與針夾頭兩側。另外，壓印磁鐵的形狀不限定於環狀，也可以其他多種形狀構成。例如，可在壓印針上安裝2個以上壓印磁鐵。
另外，前面提到，旋轉盤上安裝的壓印元件個數為4個，但是，壓印元件的個數可以在2個以上的範圍內多種 變化，壓印元件之間的角度間隔也可以多樣地變形。
另外，壓印移送部(60)、壓印加壓驅動器(51)、加壓構件(53)、旋轉手段(40)、吸附移送部(70)結構也可以不同於附圖顯示的結構，進行多種變形。
雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧壓印元件
12‧‧‧壓印針
11‧‧‧針夾頭
13‧‧‧壓印磁鐵
20‧‧‧旋轉盤
21‧‧‧固定槽
22‧‧‧壓印彈簧
30‧‧‧主體部
31‧‧‧引導槽
40‧‧‧旋轉手段
41‧‧‧馬達
42‧‧‧旋轉軸
50‧‧‧壓印升降部
51‧‧‧加壓驅動器
52‧‧‧升降桿
53‧‧‧加壓構件
55‧‧‧工具貫通孔
56‧‧‧滑動凸起
60‧‧‧壓印移送部
70‧‧‧吸附移送部
80‧‧‧吸附元件
81‧‧‧吸附管夾頭
82‧‧‧吸附管
83‧‧‧和吸附磁鐵
84‧‧‧磁鐵槽
100‧‧‧基座
101‧‧‧黏合劑容器
102‧‧‧引線框架
103‧‧‧引線框架移送部
111‧‧‧固定槽
122‧‧‧固定部
121‧‧‧針部
123‧‧‧針彈性部
1211‧‧‧滑動凸起
1223‧‧‧磁鐵槽
1221‧‧‧滑動槽
1222‧‧‧固定凸起
R‧‧‧黏合劑
圖1是本發明一個實施例的晶片焊接裝置的斜視圖。
圖2是圖1所示晶片焊接裝置的局部放大斜視圖。
圖3是圖2所示晶片焊接裝置的局部分離斜視圖。
圖4是圖1所示晶片焊接裝置的壓印元件的分離斜視圖。
圖5是圖4所示晶片焊接裝置的壓印元件的VI-VI線截面圖。
圖6至圖9是用於說明圖1所示晶片焊接裝置動作方法的附圖。
圖10是圖1所示晶片焊接裝置的吸附元件的截面圖。
30‧‧‧主體部
40‧‧‧旋轉手段
50‧‧‧壓印升降部
60‧‧‧壓印移送部
70‧‧‧吸附移送部
80‧‧‧吸附元件
100‧‧‧基座
101‧‧‧黏合劑容器
102‧‧‧引線框架
103‧‧‧引線框架移送部
R‧‧‧黏合劑

Claims (9)

  1. 一種晶片焊接裝置，在依次供應的引線框架上壓印黏合劑，在壓印了的位置貼裝晶片，其特徵在於包括：多個壓印元件，每個壓印元件包括接觸上述引線框架並壓印上述黏合劑的壓印針、供上述壓印針結合的針夾頭；旋轉盤，具有多個壓印彈簧，向上方彈性支撐各個壓印元件，上述多個壓印元件分別安裝於旋轉盤上並可升降；主體部，上述旋轉盤以可旋轉的方式安裝於該主體部；旋轉手段，使上述旋轉盤相對於上述主體部旋轉；壓印升降部，包括加壓構件和加壓驅動器，加壓構件位於上述多個壓印元件的上部並可升降，向下側對上述多個壓印元件中的至少一個加壓，並至少具有一個工具貫通孔，該工具貫通孔可供被加壓的壓印元件之外的其餘壓印元件貫通，加壓驅動器結合於上述加壓構件，使上述加壓構件相對於上述主體部升降；壓印移送部，結合著上述主體部，沿水平方向移送主體部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的晶片焊接裝置，其特徵在於：上述壓印針包括針固定部、安裝於上述針固定部並可上下方向滑動的針部、安裝於上述針固定部與針部之間且向上述針部與針固定部相互遠離的方向提供彈力的針彈性部。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的晶片焊接裝置，其特徵在於：上述加壓構件的工具貫通孔的個數比上述壓印元件的個數少一個。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的晶片焊接裝置，其特徵在於：上述主體部還具有一個引導槽，引導上述加壓構件相對於主體部的升降運動；上述壓印升降部的加壓構件還具有滑動凸起，該滑動凸起插入於上述主體部的引導槽並進行滑動。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的晶片焊接裝置，其特徵在於：上述多個壓印元件在上述旋轉盤上沿圓周方向按相同角度間隔排列。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的晶片焊接裝置，其特徵在於：上述壓印元件還包括一個壓印磁鐵，安裝於上述針夾頭與壓印針兩者之一上，向相對於另一者接近的方向提供磁力，以結合上述針夾頭與壓印針。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的晶片焊接裝置，其特徵在於：上述壓印針在面對上述針夾頭面上具有磁鐵槽，上述壓印磁鐵形成環狀，插入於上述壓印針磁鐵槽並固定。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的晶片焊接裝置，其特徵在於：在上述壓印針與針夾頭兩者之一上形成固定槽，在另一者上形成插入上述固定槽的固定凸起，以防止上述壓印針相對於上述針夾頭旋轉。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的晶片焊接裝置，其特徵在於，還包括：吸附元件具有：吸附管，吸附上述晶片，以便能把上述晶片貼裝於壓印了上述黏合劑的引線框架；吸附管夾頭，結合上述吸附管；吸附磁鐵，安裝於上述吸附管夾頭與吸附管兩者之一上，向相對於另一者接近方向提供磁力，結合上述吸附管夾頭與吸附管；以及吸附移送部，沿上下方向和水平方向移送上述吸附元件。
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