TWI474425B - 用於半導體封裝件之裝置 - Google Patents

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Description

用於半導體封裝件之裝置
本發明係關於一種用於半導體封裝件之裝置。更特定言之，本發明係關於一種用於半導體封裝件傳送裝置之吸盤，其組態成用於一半導體封裝件切割與裝卸裝置，在半導體封裝件製造製程期間，該半導體封裝件切割與裝卸裝置用於一個封裝件接一個封裝件地於一條帶上切割半導體封裝件，並存儲該等被分離之半導體封裝件於該卸載單元之一碟上，且其藉由產生真空而適合於吸附該等單獨之半導體封裝件，並將該等單獨之半導體封裝件傳送至該視覺檢測位置及該卸載單元。
通常而言，BGA型半導體封裝件經歷若干製程，即附接其上形成高度積體電路之半導體晶片(舉例而言，電晶體、電容器)至由矽製成之半導體基底上，且於該半導體基底之上表面上成型樹脂。在該成型製程之後，一BGA(Ball Grid Array，球狀柵極陣列封裝體)被附接至諸如鉛之該半導體基底之下表面以與該等晶片電連接。該條帶上之該等半導體封裝件經歷一切割製程，在該製程中該等半導體封裝件藉由一切割裝置被切割為單獨之半導體封裝件。在該切割製程結束後，該等半導體封裝件經歷清洗與烘乾製程，用以自其表面去除異物。然後，該等半導體封裝件被傳遞至該封裝件傳送裝置，以便該視覺檢測裝置確定該等半導體封裝件是否可接受。在檢測之後，該等半導體封裝件藉由該卸載單元儲存在一碟內。
於該條帶封裝件上切割該等半導體封裝件為單獨之半導體封裝件且將其存儲於該碟內之系列製程藉由一半導體封裝件切割與裝卸裝置實施。
該半導體封裝件切割與裝卸裝置採用一切割刀片來切割該條帶使其成為單獨之半導體封裝件。在此切割製程中，藉由該刀片 切割時該切割刀片與一半導體封裝件之該表面間產生摩擦。該摩擦導致每一半導體封裝件之該鉛產生機械變形或熱變形(舉例而言，毛刺)。
若一半導體封裝件之該鉛存在毛刺，則在安裝該半導體封裝件於該電路基板上時，該半導體封裝件不能正確固定於該電路基板上。這可能導致連接品質差。若該半導體封裝件之一鉛之毛刺與相鄰鉛之毛刺接觸，則該等鉛電連接。這會損壞該半導體封裝件。
參照圖1，當該慣用半導體封裝件切割與裝卸裝置存儲該等單獨之半導體封裝件於該卸載單元之一碟內之前，該半導體封裝件傳送裝置(即選擇器6)之該吸盤6a藉由產生真空而吸附一半導體封裝件P，以便該視覺檢測裝置8自下方檢測與成像該半導體封裝件P之該下表面(下文稱此檢測為蓋印檢測)。然後，該視覺檢測裝置8成像該半導體封裝件P之該側表面，用以檢測該半導體封裝件P之該鉛之變形(下文稱該檢測為側面檢測)。在圖1中，圖式符號8a指在該視覺成像期間用於照明該半導體封裝件之照明單元。
然而，該慣用半導體封裝件切割與裝卸裝置存在如下問題：該選擇器之該吸盤為白色，且在該蓋印檢測期間，此背景顏色與該半導體封裝件之該成型部分(其一般地為黑色)顯著不同，以便在獲取影像時該半導體封裝件之每一周圍邊界顯得足夠清晰以避免檢測錯誤。然而，在該側面檢測期間所獲得之該鉛之影像具有一白色色調，其很難與該吸盤之背景顏色區分開。這使得該側面檢測無效。
為解決此問題，已建議使該吸盤為黑色，以用於側面檢測，且在該蓋印檢測期間照明該吸盤之該側表面。在此情形下所獲得之該吸盤之影像呈現為灰色，而非黑色。因此，在該側面檢測期間，該鉛之顏色與該吸盤之顏色顯著不同，且無錯誤發生。在該蓋印檢測期間，該半導體封裝件之該黑色成型部分與該吸盤之該 灰色背景顏色之間的反差導致該半導體封裝件之影像清晰。精確之視覺檢測因此而得以保證。
然而，如此一慣用視覺檢測模式存在之問題在於，需要降低該選擇器以便該半導體封裝件與該吸盤不僅在該側面檢測期間處於該側面照明位置，而且在該蓋印檢測期間亦需要處於該側面照明位置。此類型之視覺檢測所花費之時間長，且使得UPH(Units Per Hour，每小時檢測之單元數)降低。
因此，本發明係針對上述問題而產生，且本發明提供一種用於半導體封裝件之裝置，其使得無需使該封裝件降低至該照明位置，該視覺檢測裝置即可對處於當前位置之該半導體封裝件實施蓋印檢測，且保證在一側面檢測期間有關該鉛變形之視覺檢測精確可靠，藉此使得UPH增加且該檢測精度得以提高。
根據本發明之一方面，提供一種用於半導體封裝件之裝置，該半導體封裝件傳送裝置包括一安裝在一主體之上部分上且適合於移動之選擇器頭、一安裝在該選擇器頭上之夾持器及一吸盤，該吸盤被固定至該夾持器之下端，且藉由產生真空而適合於吸附一半導體封裝件，該吸盤包括一被固定至該夾持器之體單元與一吸附單元，該吸附單元形成於該體單元之一下端上，且適合於接觸一半導體封裝件之一表面，並吸附該半導體封裝件，其中該體單元與該吸附單元具有不同之顏色。
根據本發明之用於一半導體封裝件傳送裝置之該吸盤具有如下優點：該吸盤之該體單元在蓋印檢測期間用作影像之背景，其顏色與一半導體封裝件之該成型部分之顏色顯著不同。另外，該 吸盤之該吸附單元在側面檢測期間以該鉛作為邊界，其顏色與該鉛之顏色顯著不同。這確保蓋印檢測與側面檢測之結果精確。此外，在蓋印檢測期間，視覺檢測可於該半導體封裝件傳送裝置(即卸載選擇器)之當前位置處實施，而無需將其降低。這使得該視覺檢測之時間縮短。
發明模式
下文將參照該等附圖描述根據本發明之一示例性具體實施例之用於半導體封裝件傳送裝置之一吸盤。
為更好地理解本發明，現將參照圖2描述一半導體封裝件切割與裝卸裝置之整體結構，一根據本發明之半導體封裝件傳送裝置之一吸盤被應用至該半導體封裝件切割與裝卸裝置。
參照圖2，一載入單元10佈置於該主體之一側，以便半導體封裝件條帶(未顯示)能裝載於其上，且一入口導軌12安裝於該載入單元10之一側上，以便該條帶自該載入單元10傳送且藉由該入口導軌12導向。
一切割單元20被安置於該入口導軌12之另一側上，用以切割該條帶使其成為單獨之半導體封裝件。該切割單元20具有一切割工作平臺21，該切割工作平臺21適合於在該條帶定位並固定於其上時沿Y軸方向移動，且一切割刀片22安裝在該切割單元20之後，用以切割該切割工作平臺21上之該條帶使其成為單獨之半導體封裝件。
一條帶選擇器14安裝於該入口導軌12與該切割單元20之上方，且適合於沿一第一X軸導向框15水準移動，以便該條帶自該入口導軌12被傳送至該切割工作平臺21。
一清潔單元30與一乾燥單元40安置於該切割單元20之一側上，用以分別清潔該單獨之半導體封裝件與乾燥該被清潔後之半導體封裝件。一單元選擇器35安裝於該切割單元20、該清潔單元 30及該乾燥單元40上方，且適合於沿該第一X軸導向框15水準移動，用以傳送該等單獨之半導體封裝件。
一轉盤50安裝於該主體之一側，以便固定及對準自該乾燥單元40傳送之該等半導體封裝件。一封裝件傳送選擇器45安裝於該乾燥單元40與該轉盤50上方，且適合於沿一第二X軸導向框55水準移動，用以自該乾燥單元40傳送該等半導體封裝件至該轉盤50。
該轉盤50適合於沿一第一Y軸導向框53在該Y軸方向上移動。
一卸載單元70被安置於該轉盤50之一側，用以根據視覺檢測結果分類與存儲該等自該轉盤50傳送來之單獨之半導體封裝件P。兩卸載選擇器60(即半導體封裝件傳送裝置)安裝在該主體後面，用以藉由產生真空而吸附來自該轉盤50之半導體封裝件，並傳送該半導體封裝件至該卸載單元70。該等卸載選擇器60適合於沿一對第三X軸導向框65獨立地水準移動，用以傳送半導體封裝件，該對第三X軸導向框65並排形成於該主體上。
該卸載單元70包括：一可接受產品卸載單元71，其用於存儲已藉由第一與第二視覺檢測單元81、85確認為可接受之視覺檢測結果之半導體封裝件；一不可接受產品卸載單元72，其用於存儲確認為不可接受或需要重新檢測之半導體封裝件；一空碟堆疊單元73，其用於堆疊提供給該可接受產品卸載單元71與該不可接受產品卸載單元72之空碟；及一碟傳送單元76，其適合於沿該第二X軸導向框55水準往復運動，用以自該空碟堆疊單元73傳送空碟T至該可接受產品卸載單元71與該不可接受產品卸載單元72。
該可接受產品卸載單元71與該不可接受產品卸載單元72之各個碟適合於沿該第二Y軸導軌75在該Y軸方向移動。
基於該等卸載選擇器60在X軸方向移動與該等碟T在Y軸方向上移動，該卸載單元70調整該等碟T之容器與該等卸載選擇器60上之半導體封裝件間之相對位置，以便該等半導體封裝件一 個接一個存儲於該等碟T之空容器內。
第一與第二視覺檢測單元81與85安置於該等卸載選擇器60之運動路徑下方，用以視覺檢測藉由該等卸載選擇器60吸附之該等各個半導體封裝件下表面上之蓋印。該等第一與第二視覺檢測單元81與85適合於沿一第三Y軸導軌89在Y軸方向上水準移動。
參照圖3-5，每一卸載選擇器60包括：一適合於沿該等第三X軸導向框65(參照圖2)移動之選擇器頭(未顯示)；一安裝在該選擇器頭上之夾持器61，該夾持器61具有一形成於其中用以產生真空之真空孔(未顯示)；及一吸盤62，其適合於附連至該夾持器61之下端，或自該夾持器61之下端分開。
參照圖5，該吸盤62包括：一體單元621，其固定至該夾持器61，且其形狀近似為四邊形錐體；及一吸附單元622，其定位於該體單元621之下端上，且適合於接觸一半導體封裝件P之一表面，並吸附該半導體封裝件P。一真空孔623延伸通過該體單元621之中央與該吸附單元622之中央，用以產生真空壓力。
該體單元621與該吸附單元622由撓性材料製成(舉例而言，矽橡膠)，且具有不同之顏色。根據該吸盤62之現有具體實施例，該體單元621為白色，且該吸附單元622為黑色。
當自下面觀察該吸盤62時，該吸附單元622之尺寸較佳地小於該半導體封裝件P之尺寸。此係為當一視訊攝影機自該吸盤62之下方實施蓋印檢測時，用該半導體封裝件P完全覆蓋該吸附單元622，以便該黑色吸附單元622不妨礙該半導體封裝件P之蓋印檢測。
舉例言之，該吸盤62之該體單元621與該吸附單元622可藉由雙色注塑而以整體之形式成型。另一選擇為，該體單元621與該吸附單元622可於不同模具中單獨製作，且插入一單獨之模具中用以使其彼此熱結合。在此情形下，該體單元621與該吸附單元622較佳地由相同之材料製成。
舉例言之，亦可單獨製作該體單元621與該吸附單元622，並用黏合劑將其組合成整體。替代該體單元621與該吸附單元622彼此黏合之方式，該體單元621可耦接至該夾持器61，且該吸附單元622可自下方插入該體單元621內，並耦接至該夾持器61之該下端，用以構造該吸盤62。
此外，該吸盤62之該體單元621與該吸附單元622可以整體之形式注塑成型，以具有相同之白色，且該吸附單元622可塗(或印刷)為黑色，以便該吸附單元622與該體單元621具有不同之顏色。
同樣，根據本發明之該吸盤62之該體單元621與該吸附單元622具有不同之顏色，以保證視覺檢測半導體封裝件之該下表面(即無鉛形成於其上之蓋印表面)之蓋印檢測與檢測該半導體封裝件之側表面之側面檢測皆精確。
熟悉此項技藝之人士易於理解該吸盤62之該體單元621與該吸附單元622可具有與本具體實施例相反之顏色。即，該體單元621與該吸附單元622可分別為黑色及白色。
參照圖3，該第一視覺檢測單元81用作一用於蓋印檢測之視覺檢測裝置，且檢測半導體封裝件之該下表面(其上無鉛形成，但有一蓋印)。該第一視覺檢測單元81包括一用於照明該疊置半導體封裝件之一第一照明單元812與一用於自該第一照明單元812下方成像該半導體封裝件P之第一視訊攝影機811。
參照圖4，該等第二視覺檢測單元85用作一用於側面檢測之視覺檢測裝置，且成像一半導體封裝件P之該側表面，以檢測該鉛之變形。該等第二視覺檢測單元85包括第二與第三照明單元852與853，該等第二與第三照明單元852與853具有：複數個用於照明一半導體封裝件P之側表面之LED光源854；複數個用於調節光傳播方向之稜鏡855，以便自該第二照明單元852發射出之光朝該半導體封裝件P之該側表面直線傳播，藉此產生該半導體封裝件P之該側面之影像；及一第二視訊攝影機851，其定位於該 等第二與第三照明單元852與853之下方，用以經由該等稜鏡855獲得該半導體封裝件P之該側表面之一影像。
根據本具體實施例，兩第二視覺檢測單元85被用於同時實施該等兩半導體封裝件之側面檢測。
現將描述具有根據本發明之該吸盤(其如上述構造)之該半導體封裝件切割與裝卸裝置之操作。
參照圖2，當一條帶(未顯示)自該載入單元10被傳送至該入口導軌12時，該條帶選擇器14拾取該入口導軌12上之該條帶，並以固定之方式定位該條帶於該切割單元20之該切割工作平臺21上。
該切割工作平臺21然後移動至該切割刀片22所在之位置，且由於該切割工作平臺21與該切割刀片22間之相對運動，該條帶被切割為單獨之半導體封裝件。
該切割工作平臺21然後向前移動，並返回至該原始位置。該單元選擇器35藉由產生真空而吸附該切割工作平臺21上之該等單獨之半導體封裝件，且將其傳送至該清潔單元30，且然後傳送至該乾燥單元40。
該清潔單元30藉由刷該等單獨之半導體封裝件或向其噴水與/或空氣而自其上除去異物。該乾燥單元40藉由加熱該等半導體封裝件或向該等半導體封裝件吹氣而將其乾燥。
當該乾燥單元40完成乾燥該等半導體封裝件後，該封裝件傳送選擇器45拾取該乾燥單元40上之該等半導體封裝件，並將其傳送至該轉盤50，該等半導體封裝件被固定與對準於該轉盤50上。
當該等半導體封裝件定位於該轉盤50上後，該轉盤50沿該第一Y軸導向框53向後移動，直至其定位於該等卸載選擇器60之下方。
該等卸載選擇器60然後吸附該轉盤50之該上表面上之該等半導體封裝件P，並移動，直至其定位於該第一視覺檢測單元81 之上方。
當該等卸載選擇器60定位於該第一視覺檢測單元81上方時，如圖3所示，該第一視覺檢測單元81之該第一照明單元812照明該疊置半導體封裝件P，以便該第一視訊攝影機811成像供蓋印檢測之該半導體封裝件P之該下表面。
當該第一視訊攝影機811自該半導體封裝件P之右下方對其進行成像時，該半導體封裝件P之週邊邊緣得以清楚識別，因為在該吸盤62之白色體單元621作為背景時，所獲得之影像中該半導體封裝件P顯示為黑色。這保證該半導體封裝件P之蓋印檢測精確。
在藉由該第一視覺檢測單元81實施蓋印檢測期間，該等卸載選擇器60不下降，而仍保持在當前位置。因此，若該第一視訊攝影機811尺寸足夠大，其能對複數個(舉例而言，兩個)半導體封裝件同時實施蓋印檢測。這進一步使檢測速度得以提高。
該等卸載選擇器60於一方向上一節一節地水準移動，直至該第一視覺檢測單元81完成藉由該等卸載選擇器60所吸附之所有半導體封裝件P之蓋印檢測。該等第一與第二視覺檢測單元81與85然後沿該第三Y軸導軌89(參照圖2)移動，以便該等第二視覺檢測單元85與該等卸載選擇器60之該等半導體封裝件P對準。該等卸載選擇器60然後於相反方向一節一節地移動，以便該等第二視覺檢測裝置85能實施一側面檢測。
參照圖4，該等卸載選擇器60在該第二視覺檢測單元85上方降下一預定距離，以便該等半導體封裝件P於與該第二照明單元852及該等稜鏡855相同之高度處對準。
該等第二與第三照明單元852與853然後提供光，且半導體封裝件P之該側表面之一影像生成於該等稜鏡855之該傾斜表面上。
該第二視訊攝影機851獲取藉由該稜鏡855所產生之該半導體封裝件P之該側表面之影像，用以檢測該鉛L之變形(舉例而 言，產生毛刺)。
如圖4中之該放大截面所示，該吸盤62之該吸附單元622在所獲得之影像中顯示為黑色，同時該半導體封裝件P之該鉛L顯示為白色。這表示該鉛L在該影像中得以清楚識別。
當該等第二視覺檢測單元85完成該半導體封裝件之側面檢測後，如圖1中所示，該卸載選擇器60移動，直至其定位於該卸載單元70上方，且根據該檢測結果，或存儲該等半導體封裝件於該可接受產品卸載單元71之該碟T內，或存儲於該不可接受產品卸載單元72之該碟T內。
熟悉此項技藝之人士能容易地瞭解，儘管在上述說明中已假定根據本發明之一具體實施例用於一半導體封裝件傳送裝置之該吸盤62之該體單元621與該吸附單元622分別為白色與黑色，但若該吸盤之該體單元與吸附單元具有不同之顏色，亦可使用其他顏色。
另外，儘管已假定該吸盤62為四邊形錐體形狀，但其可為圓錐形或正方形。
如上所述，根據本發明之該吸盤之該體單元在半導體封裝件之蓋印檢測期間用作影像之背景，其顏色與該吸盤之該吸附單元之顏色不同，該吸盤之該吸附單元在該半導體封裝件之側面檢測期間以該鉛作為其邊界。
特別地，該吸盤之該體單元在蓋印檢測期間用作影像之背景，其顏色與該半導體封裝件之該成型部分顯著不同。該吸盤之該吸附單元在一側面檢測期間以該鉛為其邊界，其顏色與該鉛之顏色顯著不同。
這保證蓋印檢測與側面檢測之結果皆精確。此外，使得在蓋印檢測期間無需降低該等半導體封裝件傳送裝置(即，該等卸載選擇器)而於其當前位置即使視覺檢測成為可能。這使得視覺檢測之時間縮短，且使UPH增加。
工業應用
本發明可應用於任何類型用於藉由產生真空吸附半導體封裝件並在半導體封裝件製造製程期間將其傳送之半導體封裝件傳送裝置。
儘管為圖示說明之目的已描述根據本發明之若干示例性具體實施例，熟悉此項技藝之人士將瞭解，在不偏離該等所附申請專利範圍所揭示之本發明之精神與範圍之前提下，可進行各種更改、添加與替換。
6‧‧‧選擇器
6a‧‧‧吸盤
8‧‧‧視覺檢測裝置
8a‧‧‧照明單元
10‧‧‧載入單元
12‧‧‧入口導軌
14‧‧‧條帶選擇器
15‧‧‧第一X軸導向框
20‧‧‧切割單元
21‧‧‧切割工作平臺
22‧‧‧切割刀片
30‧‧‧清潔單元
35‧‧‧單元選擇器
40‧‧‧乾燥單元
45‧‧‧封裝件傳送選擇器
50‧‧‧轉盤
53‧‧‧第一Y軸導向框
55‧‧‧第二X軸導向框
60‧‧‧卸載選擇器
61‧‧‧夾持器
62‧‧‧吸盤
621‧‧‧體單元
622‧‧‧吸附單元
623‧‧‧真空孔
65‧‧‧第三X軸導向框
70‧‧‧卸載單元
71‧‧‧可接受產品卸載單元
72‧‧‧不可接受產品卸載單元
73‧‧‧空碟堆疊單元
75‧‧‧第二Y軸導軌
76‧‧‧碟傳送單元
81‧‧‧第一視覺檢測單元
811‧‧‧第一視訊攝影機
812‧‧‧第一照明單元
85‧‧‧第二視覺檢測單元
851‧‧‧第二視訊攝影機
852‧‧‧第二照明單元
853‧‧‧第三照明單元
854‧‧‧LED光源
855‧‧‧稜鏡
89‧‧‧第三Y軸導軌
P‧‧‧半導體封裝件
L‧‧‧鉛
藉由以上之詳細描述並結合該等附圖，本發明之前述與其他目標、特點與優勢將更顯而易見，其中：圖1顯示藉由一慣用半導體封裝件切割與裝卸裝置所實施之一示例性視覺檢測；圖2為一簡要顯示半導體封裝件切割與裝卸裝置總體結構之頂視圖，該半導體封裝件切割與裝卸裝置上應用一根據本發明之半導體封裝件傳送裝置之吸盤；圖3為圖2中所示之該半導體封裝件切割與裝卸裝置之一第一視覺檢測單元之一前視圖；圖4為圖2中所示之該半導體封裝件切割與裝卸裝置之一第二視覺檢測單元之頂視圖；以及圖5為根據本發明之一具體實施例用於一半導體封裝件傳送裝置之一吸盤之透視圖。
60‧‧‧卸載選擇器
61‧‧‧夾持器
62‧‧‧吸盤
621‧‧‧體單元
622‧‧‧吸附單元
623‧‧‧真空孔
85‧‧‧第二視覺檢測單元
851‧‧‧第二視訊攝影機
852‧‧‧第二照明單元
853‧‧‧第三照明單元
854‧‧‧LED光源
855‧‧‧稜鏡

Claims (6)

  1. 一種用於半導體封裝件之裝置，包括：一具有一安裝在一主體之上部分上且適合於移動之選擇器頭的卸載選擇器、一安裝在該選擇器頭上之夾持器及一吸盤，該吸盤包含一被固定至該夾持器之體單元及一形成於該體單元之一下端上且適合於接觸一半導體封裝件之一表面的吸附單元；一蓋印檢測單元，包括一用於照明該疊置半導體封裝件之第一照明單元，以及一用於自該第一照明單元下方成像該半導體封裝件之第一視訊攝影機；一側面檢測單元，包括具有複數個用於照明該半導體封裝件之一側表面之光源的一第二照明單元與一第三照明單元，複數個用於調節光傳播方向以便自該第二照明單元發射出之光朝該半導體封裝件之該側表面直線傳播而產生該半導體封裝件之該側面之影像的稜鏡，以及一定位於該第二照明單元與該第三照明單元之下方以經由該些稜鏡獲得該半導體封裝件之該側表面之一影像的第二視訊攝影機；以及一根據該蓋印檢測單元與該側面檢測單元之檢測結果儲存該半導體封裝件的卸載單元；其中，該吸盤的該體單元與該吸附單元具有不同之顏色以執行一檢測該半導體封裝件下表面上之一蓋印的蓋印檢測以及一檢測該半導體封裝件之該側表面的側面檢測。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之用於半導體封裝件之裝置，其中當自下方觀察該吸盤時，該吸附單元之尺寸小於該半導體封裝件之尺寸。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之用於半導體封裝件之裝置，其中該體單元與該吸附單元以整體之方式形成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之用於半導體封裝件之裝置，其中該體單元與該吸附單元獨立形成，且該吸附單元之一部分插入該體單元之該下端，並黏合固定至該體單元或附接至該體單元。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之用於半導體封裝件之裝置，其中該體單元與該吸附單元藉由使用相同之顏色以整體之形式注塑成型，且該吸附單元被塗以不同之顏色，以便該體單元與該吸附單元具有不同之顏色。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之用於半導體封裝件之裝置，該卸載選擇器在該第二視訊攝影機上方降下一預定距離以便使該等半導體封裝件與該第二照明單元及該些稜鏡在相同之高度處對準。
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