TWI568324B

TWI568324B - Radiator placement method and device

Info

Publication number: TWI568324B
Application number: TW104140988A
Authority: TW
Inventors: jun-xin Wu
Original assignee: All Ring Tech Co Ltd
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2017-01-21
Also published as: CN106847709B; TW201722255A; CN106847709A

Description

散熱片植放方法及裝置

本發明係有關於一種散熱片植放方法及裝置，尤指一種在晶片封裝製程中進行散熱片的植放過程中，使整個製程可以連貫並在管控品質下有效率的進行之散熱片植放方法及裝置。

按，一般晶片在經過晶圓切割後，通常必須經由封裝製程來使其與基板結合，並在機板上安裝導線架；而當晶片置於基板上時，必須經由在基板上進行塗膠，使晶片被一散熱片所覆罩貼觸；申請人曾提出M488103「塗佈裝置」案，該案提出一種載盤的流路規劃，及第一工作頭之第一操作裝置與第二工作頭之第二操作裝置之互動規劃，使在單純的裝送機構(Load)C與裝卸機構(Unload)間的載盤上基板塗佈黏性材料作業可以更具效率，並能因應一種或多種之黏性材料塗佈，亦能藉由控制而選擇第一軌道或第一軌道、第二軌道進行黏性材料塗佈，且完成塗佈之載盤無須進行一返回程序即能完成檢測；而以載盤在操作區中的第一固定軌架或第二固定軌架上，以在載盤定位下被接受第一工作頭之第一操作裝置與第二工作頭之第二操作裝置之包括基板位置定位、基板高度測高、基板上塗佈黏性材料之操作步驟。

申請人另曾提出201524286「散熱片植放方法及裝置」案，該案提出一種散熱片植放步驟上採用使一第一軌架移至與其前後相鄰併置的壓合裝置處，以壓模對載盤上散熱片進行壓合，因此僅由前後併置的第一軌架及壓合裝置等兩個工作區即可完成散熱片之植放與壓合，配合載盤在第一、二、三軌道及第一、二、三通道間之傳送位移，使由承載有待植放散熱片之基板的載盤自一第二軌架被輸送至一第一軌架所形成的移入流路，與由完成散熱片壓合的載盤自第一軌架移至一第三軌架所形成的移出流路，二者在進行散熱片壓合的壓合裝置處形成交匯，以使傳送流路效率高，且使入料、壓合、出料之流路在遠離操作者之相對後側，而散熱片之植放為相對在靠近操作者之前側，可方便操作者對複雜而需作故障維修之散熱片植放作業容易處理及排除。

該201524286案提供一獨立的壓合機台，以進行散熱片之植放及壓合；若將以承載晶片之基板由該塗膠機台進行塗膠，必須於完成後再以人工搬送至壓合機台進行散熱片之植放及壓合，其間不僅耗時耗工，且在人工搬送中易生塗膠變形或晶片易位；另一方面由於壓合時必須等到黏膠乾固，壓合時間的冗長導致整個生產製程卡在壓合機台。

爰是，本發明目的，在於提供一種可減少人工搬運並增加產品良率及製程效率之散熱片植放方法。

本發明另一目的，在於提供一種可減少人工搬運並增加產品良率及製程效率之散熱片植放裝置。

本發明又一目的，在於提供一種用以執行本發明目的之散熱片植放裝置。

依據本發明目的之散熱片植放方法，包括：提供一盛載複數個矩陣排列的基板且各基板上設有晶片的載盤；提供一設有料盒的裝送機構，該料盒可供置放該載盤；提供一設有料盒的裝卸機構，該料盒可供置放該載盤；使該載盤經由裝送機構的料盒被驅送出後，以複數軌架上軌道傳送至裝卸機構的料盒進行收集，其間載盤所被傳送的路徑形成一製程流路，在該製程流路中依序執行包括：一塗膠步驟，將黏膠塗覆於該載盤盛載的晶片及基板上；一植片步驟，將一散熱片覆置於前述塗膠步驟已塗覆黏膠的基板上之晶片上方；一壓合固化步驟，將前述植片步驟完成的已在基板上之晶片覆設的散熱片進行加壓及加熱使黏膠固化；該載盤準備由前一執行步驟被移送至下一執行步驟前，經由彼此聯結的一訊號交握線傳遞電訊，確認是否允許進行接收載盤；使散熱片的塗膠、植放、壓合在該製程流路被一貫地完成。

依據本發明另一目的之散熱片植放裝置，包括：一載盤，盛載複數個矩陣排列的基板且各基板上設有晶片；一裝送機構，設有料盒，該料盒可供置放該載盤；一裝卸機構，設有料盒，該料盒可供置放該載盤；該裝送機構的料盒與裝卸機構的料盒間，由複數個軌架上軌道形成一載盤可被傳送的製程流路；該製程流路途經的路徑中，由裝送機構的料盒往裝卸機構的料盒的方向，依序設有：一塗佈裝置，包括：一軌架，軌架上設有可供載盤定位或輸送之軌道；一第一操作裝置，可作位移於軌架上方，其上設有一第一膠閥；一植片裝置，包括：一軌架，其上設有可供載盤定位或輸送之軌道；一料倉，儲放疊置待取用之散熱片；一取放機構，可對應於料倉進行取放散熱片的操作；一壓合裝置，包括：一第一壓合機構，設有驅動件可對一下方設有可進行加熱之壓模的壓件進行上、下驅動；一軌架，設於該壓件下方，其上設有可供載盤定位或輸送之軌道；該塗佈裝置、植片裝置、壓合裝置各成為一獨立機台並各設有控制單元，該製程流路間的前一裝置與後一裝置的控制單元彼此間以訊號交握線聯結作電訊連接。

依據本發明又一目的之散熱片植放裝置，包括：用以執行如所述散熱片植放方法之裝置。

本發明實施例散熱片植放方法及裝置，由於已盛載複數個矩陣排列的基板且各基板上設有晶片的載盤，其在經由裝送機構的料盒被驅送出後，以複數軌架上軌道傳送至該裝卸機構的料盒進行收集，其間載盤所被傳送的路徑形成一製程流路，在該製程流路中依序歷經包括塗佈裝置、第一檢測裝置、植片裝置、壓合裝置、第二檢測裝置的複數個機台，並依序執行包括第一可選擇性傳送步驟、塗膠步驟、第一檢測步驟、植片步驟、預壓固定步驟、第二可選擇性傳送步驟、壓合固化步驟、第二檢測步驟；其不僅使散熱片的塗膠、植放、壓合被於裝送機構A至裝卸機構B間的製程流路一貫地完成，使其間無需人工搬送；且整體製程流路的規劃與設計，使塗膠、植放、壓合的執行時間與流程被有效率的管控，大幅減少工時、成本；同時藉由第一檢測步驟、第二檢測步驟使塗膠與植放、壓合的個別良率受到管控，增加成品良率的產出及減少成本浪費。

1‧‧‧基板

2‧‧‧晶片

3‧‧‧散熱片

31‧‧‧框緣

32‧‧‧隆設面

4‧‧‧第一黏膠

5‧‧‧第二黏膠

A‧‧‧裝送裝置

A1‧‧‧料盒

B‧‧‧裝卸裝置

B1‧‧‧料盒

C‧‧‧塗佈裝置

C1‧‧‧控制單元

C2‧‧‧機台

C3‧‧‧軌架

C4‧‧‧軌架

C5‧‧‧第一龍門

C51‧‧‧第一操作裝置

C511‧‧‧第一膠閥

C512‧‧‧第一雷射測高儀

C513‧‧‧第一CCD檢測裝置

C6‧‧‧第二龍門

C61‧‧‧第二操作裝置

C611‧‧‧第二膠閥

C612‧‧‧第二雷射測高儀

C613‧‧‧第二CCD檢測裝置

C7‧‧‧操作區間

C8‧‧‧第一轉換機構

C81‧‧‧軌座

C82‧‧‧軌架

C9‧‧‧第二轉換機構

C91‧‧‧軌座

C92‧‧‧軌架

D‧‧‧第一檢測裝置

D1‧‧‧控制單元

D2‧‧‧機台

D3‧‧‧軌座

D4‧‧‧軌架

D5‧‧‧龍門

D51‧‧‧軌道

D6‧‧‧檢測單元

E‧‧‧植片裝置

E1‧‧‧控制單元

E2‧‧‧機台

E3‧‧‧預壓機構

E31‧‧‧樞柱

E32‧‧‧固定座

E33‧‧‧驅動件

E34‧‧‧壓件

E35‧‧‧軌道

E36‧‧‧軌架

E37‧‧‧料倉

E38‧‧‧龍門

E381‧‧‧軌道

E382‧‧‧取放機構

E39‧‧‧軌架

F‧‧‧壓合裝置

F1‧‧‧控制單元

F2‧‧‧機台

F3‧‧‧第一壓合機構

F31‧‧‧樞柱

F32‧‧‧固定座

F33‧‧‧驅動件

F34‧‧‧壓件

F35‧‧‧軌架

F4‧‧‧第二壓合機構

F41‧‧‧樞柱

F42‧‧‧固定座

F43‧‧‧驅動件

F44‧‧‧壓件

F45‧‧‧軌架

F5‧‧‧軌座

F51‧‧‧軌架

G‧‧‧第二檢測裝置

G1‧‧‧控制單元

G2‧‧‧機台

G3‧‧‧軌座

G4‧‧‧軌架

G5‧‧‧龍門

G51‧‧‧軌道

G6‧‧‧檢測單元

H‧‧‧載盤

圖1係本發明實施例中進行加工之基板、晶片及散熱片組合立體示意圖。

圖2係本發明實施例中進行加工之基板、晶片及散熱片之立體分解示意圖。

圖3係本發明實施例之外觀立體示意圖。

圖4係本發明實施例內部機構裝置之立體示意圖。

圖5係本發明實施例內部機構裝置之俯視示意圖。

請參閱圖1，本發明實施例散熱片植放方法及裝置，可適用如圖中所示在基板1上已載有晶片2時的散熱片3植放製程，如圖2所示，在散熱片3植放前，必須在晶片2周圍的基板1上四角落處分別各塗覆∟型朝中央框設狀之第一黏膠4，以供散熱片3周緣低階的框緣31貼覆黏設，另須在晶片2上表面塗覆呈交叉狀之第二黏膠5，以供散熱片3中央隆設面32內緣貼覆黏設。

請參閱圖3，本發明實施例散熱片植放方法及裝置，可適用如圖中所示裝置，其包括：一裝送機構(Load)A與一裝卸機構(Unload)B，在裝送機構A與裝卸機構B間形成一製程流路，該製程流路由裝送機構A往裝卸機構B方向，依序設有一塗佈裝置C、一第一檢測裝置D、一植片裝置E、一壓合裝置F、一第二檢測裝置G；其中，裝送機構A固設於塗佈裝置C一側，裝卸機構B固設於第二檢測裝置G一側；塗佈裝置C、第一檢測裝置D、植片裝置E、壓合裝置F、第二檢測裝置G各成為一獨立機台並各設有包括顯示及操作界面之控制單元C1、D1、E1、F1、G1；其中，該製程流路間的前一裝置與後一裝置的控制單元彼此間以訊號交握線(Smema line)聯結作電訊連接，例如：塗佈裝置C與一第一檢測裝置D間之控制單元C1、D1彼此間以訊號交握線(Smema line)聯結作電訊連接；第一檢測裝置D、植片裝置E間之控制單元D1、E1彼此間以訊號交握線(Smema line)聯結作電訊連接；植片裝置E、壓合裝置F之控制單元E1、F1彼此間以訊號交握線(Smema line)聯結作電訊連接；壓合裝置F、第二檢測裝置G之控制單元F1、G1彼此間以訊號交握線(Smema line)聯結作電訊連接。

請參閱圖2、4、5，該裝送機構A與一裝卸機構B各以料盒A1、B1用以儲放或承收置放載盤H，該載盤H用以載置複數個呈矩陣排列的基板1，各基板1上設有晶片2；該塗佈裝置C，包括一機台C2，在機台C2上設置相隔間距並相互平行之X軸向固定式軌架C3與固定式軌架C4，固定式軌架C3上提供一可供載盤H定位或輸送之軌道，固定式軌架C4上提供一可供載盤H定位或輸送之軌道；在固定式軌架C3與固定式軌架C4上方設有相隔間距並相互平行的Y軸向第一龍門C5及第二龍門C6，第一龍門C5及第二龍門C6間形成一操作區間C7，同時第一龍門C5、第二龍門C6與固定式軌架C3的軌道、固定式軌架C4的軌道相互垂直設置；第一龍門C5上設有可作X、Y、Z軸向位移的第一操作裝置C51，該第一操作裝置C51上於操作區間C7中設有包括一第一膠閥C511及一第一雷射測高儀C512、一第一CCD檢測裝置C513；第二龍門C6上設有設有可作X、Y、Z軸向位移的第二操作裝置C61，該第二操作裝置C61上於操作區間C7中設有包括一第二膠閥C611及一第二雷射測高儀C612、一第二CCD檢測裝置C613；該操作區間C7與裝送機構A間設有一第一轉換機構C8，其設有包括一與軌架C3的軌道、軌架C4的軌道相互垂直設置的Y軸向軌座C81，並在軌座C81上設有一與軌架C3的軌道、軌架C4的軌道相互平行設置的X軸向可移動式軌架C82，該軌架C82可於軌座C81上作Y軸向選擇性位移及定位，其上並設有可供載盤H輸送之X軸向軌道；該操作區間C7相對軌座C81的另一側設有一第二轉換機構C9，其設有包括一與固定式軌架C3的軌道、固定式軌架C4的軌道相互垂直設置的Y軸向軌座C91，並在軌座C91上設有一與固定式軌架C3的軌道、固定式軌架C4的軌道相互平行設置的X軸向可移動式軌架C92，該軌架C92可於軌座C91上作Y軸向選擇性位移及定位，其上並設有可供載盤H輸送之X軸向軌道；該裝送機構A可固設於該塗佈裝置C之機台C2的一側；該第一檢測裝置D，包括一機台D2，在機台D2上設置包括一與塗佈裝置C中軌架C3的軌道、軌架C4的軌道相互垂直設置的Y軸向軌座D3，並在軌座D3上設有一與該軌架C3的軌道、軌架C4的軌道相互平行設置的X軸向可移動式軌架D4，該軌架D4可於軌座D3上作Y軸向選擇性位移及定位，其上並設有可供載盤H輸送之X軸向軌道；機台D2上設有跨設軌座D3上方的一龍門D5，該龍門D5上設有X軸向的軌道D51，一檢測單元D6(例如CCD檢測鏡頭)設於該軌道D51上可作X軸向滑移，並對應下方軌架D4上留置的載盤H進行檢測；該軌架D4上之X軸向軌道可經位移與該塗佈裝置C中軌架C92上之X軸向軌道對應，並承接該軌架C92所傳送的載盤H；該植片裝置E，包括一機台E2，在機台E2上設置包括一預壓機構E3，該預壓機構E3設有由四樞柱E31架起的固定座E32，固定座E32上設有一驅動件E33可對固定座E32下方同樞設於該四樞柱E31的一下方設有可進行加熱之壓模的壓件E34進行上、下驅動；壓件E34下方的樞柱E31間於機台E2上設有Y軸向軌道E35，該軌道E35延伸至預壓機構E3外，並於軌道E35上設有一可移動式軌架E36，該軌架E36上設有X軸向軌道；該預壓機構E3外的軌道E35一側設有一料倉E37，該料倉E37以多個置料槽儲放疊置待取用之散熱片；該預壓機構E3外的軌道E35上方跨架一龍門E38，龍門E38上設有一X軸向軌道E381，其上設有可被驅動在該軌道E381上進行X軸向位移於該預壓機構E3外的軌道E35與料倉E37之間的取放機構E382，其以複數個吸嘴可對應於料倉E37的置料槽利用負壓進行吸放散熱片的操作；該預壓機構E3外與該第一檢測裝置D間的機台E2上設有一固定式軌架E39，其上設有一X軸向軌道可承接由第一檢測裝置D上該軌架D4之X軸向軌道所傳送的載盤H，並將載盤H傳送給移至預壓機構E3之壓件E34下方Y軸向軌道E35上的可移動式軌架E36；該壓合裝置F，包括一機台F2，在機台F2上設置包括一第一壓合機構F3及一第二壓合機構F4，該第一壓合機構F3設有由四樞柱F31架起的固定座F32，固定座F32上設有一驅動件F33可對固定座F32下方同樞設於該四樞柱E31的一下方設有可進行加熱之壓模的壓件F34進行上、下驅動；壓件F34下方的樞柱F31間於機台F2上設有一固定式軌架F35，該軌架F35上設有X軸向軌道；該第二壓合機構F4設有由四樞柱F41架起的固定座F42，固定座F42上設有一驅動件F43可對固定座F42下方同樞設於該四樞柱E41的一下方設有可進行加熱之壓模的壓件F44進行上、下驅動；壓件F44下方的樞柱F41間於機台F2上設有一固定式軌架F 45，該軌架F 45上設有X軸向軌道；機台F2上設有一Y軸向軌座F5位於第一壓合機構F3、第二壓合機構F4與該植片裝置E的預壓機構E3間，其上設有一可移動式軌架F51，可在軌座F5上作Y軸向選擇性位移及定位，其上設有X軸向軌道，可承接預壓機構E3的軌架E39上X軸向軌道所傳送的載盤H，並分別各位移對應第一壓合機構F3下方的軌架F35或第二壓合機構F4下方的軌架F 45，以將載盤H分別進行傳送；該第二檢測裝置G，包括一機台G2，在機台G2上設置包括一與第一壓合機構F3下方的軌架F35上軌道或第二壓合機構F4下方的軌架F 45上軌道相互垂直設置的Y軸向軌座G3，並在軌座G3上設有一與軌架F35的軌道、軌架F 45的軌道相互平行設置的X軸向可移動式軌架G4，該軌架G4可於軌座G3上作Y軸向選擇性位移及定位，其上並設有可供載盤H輸送之X軸向軌道；機台G2上設有跨設軌座G3上方的一龍門G5，該龍門G5上設有X軸向的軌道G51，一檢測單元G6(例如CCD檢測鏡頭)設於該軌道G51上可作X軸向滑移，並對應下方軌架G4上留置的載盤H進行檢測；該軌架G4上之X軸向軌道可經位移與該壓合裝置F2的第一壓合機構F3下方的軌架F35上軌道或第二壓合機構F4下方的軌架F 45上軌道對應，並承接軌架F35上軌道或軌架F 45上軌道所傳送的載盤H，並將載盤 H傳送至裝卸機構B的料盒B1進行收集；該裝卸機構B可固設於該第二檢測裝置G之機台G2的一側。

本發明實施例散熱片植放方法中，已盛載複數個矩陣排列的基板1且各基板1上設有晶片2的載盤H在經由裝送機構A的料盒A1被驅送出後，經由塗佈裝置C的第一轉換機構C8中軌座C81上可移動式軌架C82的軌道，以第一可選擇性傳送步驟將載盤H傳送至固定式軌架C3或固定式軌架C4，經由一塗膠步驟以該操作區間C7中的第一操作裝置C51的第一雷射測高儀C512、第一CCD檢測裝置C513檢測及第一膠閥C511進行軌架C3上載盤H中各晶片2周圍的基板1上四角落處分別各塗覆∟型朝中央框設狀之第一黏膠4，以及經由該操作區間C7中的第二操作裝置C61的第二雷射測高儀C612、第二CCD檢測裝置C613檢測及第二膠閥C611進行軌架C4上載盤H中各晶片2上表面塗覆呈交叉狀之第二黏膠5，完成後，該第一操作裝置C51與第二操作裝置C61的位置互換，第一操作裝置C51進行軌架C4上載盤H中第一黏膠4塗覆，第二操作裝置C61進行軌架C3上載盤H中第二黏膠5塗覆；而完成塗膠步驟後的載盤H分別各移出軌架C3或軌架C4時，由第一檢測裝置D的可移動式軌架D4選擇性地予以承接並定位，並以一第一檢測步驟使用檢測單元D6的CCD檢測鏡頭對應下方軌架D4上留置的載盤H，進行載盤H上晶片2及基板1塗膠狀況的檢測，該檢測包括：第一黏膠4、第二黏膠5塗膠之長度、寬度、位置、斷線的檢測；完成第一檢測步驟後的載盤H被經由植片裝置E的軌架E39上軌道傳送至預壓機構E3下方的軌架E36上，該軌架E36再經由Y軸向軌道E35移出於預壓機構E3外，使龍門E38上的取放機構E382執行一植片步驟，而由料倉E37逐一取用散熱片3置於載盤H上，並在散熱片3上周緣低階的框緣31貼覆黏設於基板1上四角落處分別各已塗覆的∟型朝中央框設狀之第一黏膠4 上，及散熱片3中央隆設面32內緣貼覆黏設於晶片2上表面塗覆呈交叉狀之第二黏膠5下，使載盤H被軌架E36再經由Y軸向軌道E35移入於預壓機構E3內以執行預壓固定步驟，使被受驅動件E33驅動下壓的壓件E34以下方可進行加熱之壓模進行對散熱片3壓抵及加熱，該預壓機構E3壓件E34的下壓及加熱時間較短，其目的僅在使該散熱片3可以暫時性固定在預設定位，不致因搬送過程而偏移；完成預壓固定步驟的載盤H被移送至壓合裝置F的軌架F51上，軌架F51經由一第二可選擇性傳送步驟將載盤H傳送至第一壓合機構F3的固定式軌架F35或第二壓合機構F4的固定式軌架F45執行一壓合固化步驟，使在第一壓合機構F3中以受驅動件F33驅動下壓的壓件F34以下方可進行加熱之壓模進行壓抵及加熱，或在第二壓合機構F4中以受驅動件F43驅動下壓的壓件F44以下方可進行加熱之壓模進行壓抵及加熱，二者的加壓及加熱時間較長，其目的在使該散熱片3可以獲得固化而牢固地固定在預設定位；完成壓合固化步驟的載盤H分別各移出固定式軌架F35或固定式軌架F 45時，由第二檢測裝置G的可移動式軌架G4選擇性地予以承接並定位，並以一第二檢測步驟使用檢測單元G6的CCD檢測鏡頭對應下方軌架G4上留置的載盤H進行對該已植放及壓合的散熱片3之位置、刮痕、型號、及壓合的定位作檢測；完成第二檢測步驟的載盤H將被移送至該裝卸機構B的料盒B1進行收集。

在前述各步驟中，當載盤H被執行的步驟發生故障或被檢出不良品發生時，執行該步驟的裝置將執行停機狀態並發出警示，故在載盤H經由裝送機構A的料盒A1被驅送出後，至被移送至該裝卸機構B的料盒B1進行收集，其間載盤H被傳送的路徑所形成的製程流路上，載盤H 準備由前一裝置(如塗佈裝置C)所執行的步驟被移送至下一裝置(如第一檢測裝置D)執行步驟前，前一裝置將經由控制單元C1與後一裝置的控制單元D1彼此聯結的訊號交握線傳遞電訊以確認後一裝置的控制單元D1是否允許進行接收載盤H。

本發明實施例散熱片植放方法及裝置，由於已盛載複數個矩陣排列的基板1且各基板1上設有晶片2的載盤H，其在經由裝送機構A的料盒A1被驅送出後，以複數軌架上軌道傳送至該裝卸機構B的料盒B1進行收集，其間載盤H所被傳送的路徑形成一製程流路，在該製程流路中依序歷經包括塗佈裝置C、第一檢測裝置D、植片裝置E、壓合裝置F、第二檢測裝置G的複數個機台，並依序執行包括第一可選擇性傳送步驟、塗膠步驟、第一檢測步驟、植片步驟、預壓固定步驟、第二可選擇性傳送步驟、壓合固化步驟、第二檢測步驟；其不僅使散熱片3的塗膠、植放、壓合被於裝送機構A至裝卸機構B間的製程流路一貫地完成，使其間無需人工搬送；且整體製程流路的規劃與設計，使塗膠、植放、壓合的執行時間與流程被有效率的管控，大幅減少工時、成本；同時藉由第一檢測步驟、第二檢測步驟使塗膠與植放、壓合的個別良率受到管控，增加成品良率的產出及減少成本浪費。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。