TWI736025B - 載板熱壓模封設備及其方法 - Google Patents

Abstract

一種載板熱壓模封設備及其方法，該載板熱壓模封設備包含一熱壓模封裝置、一膠材供給裝置及一載板輸送裝置；熱壓模封裝置包括一上模與一下模，上模用以承接欲進行熱壓模封之載板半成品，下模用以承接膠材，下模與上模相對運動，使載板半成品與膠材相互熱壓結合以形成載板成品；膠材供給裝置用以將膠材設置於下模；載板輸送裝置用以將載板半成品移送至熱壓模封裝置。

Description

載板熱壓模封設備及其方法

本發明有關於一種載板熱壓模封設備及其方法，尤指一種全自動化執行載板半成品熱壓模封製程，提升載板成品生產率及良率之載板熱壓模封設備及其方法。

就載板模封技術而言，尤其針對大尺寸載板，主要是於已焊接有複數積體電路的大尺寸載板表面以樹脂材料覆蓋封裝，而後再將已完成模封之載板進行切割，使形成一個一個模封的積體電路。

習知載板模封利用人工移放載板，然由於載板的尺寸大且非常輕薄，因此在模封製程中的移動、對位非常困難，必須耗費大量時間。

此外，封裝之樹脂為熱固性材料，受熱後即產生特性反應，因此必須在特定時間內完成填裝製程，而現有的佈膠技術存在至少兩個缺點。一為將樹脂直接塗佈在載板上，再將載板與樹脂一同加熱並封裝，樹脂會因受熱時間過長且不均，產品品質不佳。二為將樹脂直接塗佈至模穴內，因佈膠面積大因而所需時間長，樹脂受熱時間不均，影響其流動性與封裝品質。

據此，如何能有一種全自動化執行載板熱壓模封製程，提升載板成品生產率及良率之『載板熱壓模封設備及其方法』，是相關技術領域人士亟待解決之課題。

於一實施例中，本發明提出一種載板熱壓模封設備，包含： 一熱壓模封裝置，其包括： 一上模，用以承接欲進行熱壓模封之載板半成品； 一下模，用以承接膠材，下模與上模相對運動，使載板半成品與膠材相互貼合以形成載板成品； 一膠材供給裝置，用以將膠材設置於下模；以及 一載板輸送裝置，用以將載板半成品及載板成品在熱壓模封裝置往復移送。

於另一實施例中，本發明提出一種載板熱壓模封方法，其步驟包含有： 利用一熱壓模封裝置之上模承接欲進行熱壓模封之載板半成品； 利用一膠材供給裝置將膠材設置於該熱壓模封裝置之下模； 該下模與該上模相對運動，使該載板半成品與該膠材相互貼合以形成載板成品；以及 利用一載板輸送裝置將該載板半成品及該載板成品在該熱壓模封裝置往復移送。

請參閱圖1所示，本發明所提供之一種載板熱壓模封設備1，包含一熱壓模封裝置10、一膠材供給裝置20及一載板輸送裝置30。膠材供給裝置20用以將膠材設置於熱壓模封裝置10中，載板輸送裝置30用以將載板半成品移送至熱壓模封裝置10中，再由熱壓模封裝置10將載板半成品與膠材相互熱壓結合以形成載板成品。

關於熱壓模封裝置10、膠材供給裝置20及載板輸送裝置30的具體結構及作動方式，請參閱以下說明。

請參閱圖2所示，本發明之載板輸送裝置30包括一第一承載模組31、一第二承載模組32及一支撐平台33。第一承載模組31可水平移動地設置於支撐平台33。第二承載模組32可垂直移動地設置於支撐平台33之下方。

第一承載模組31包括一第一基座311與複數第一承載單元312。第一基座311具有垂直貫穿第一基座311之複數孔洞314。複數第一承載單元312設置於第一基座311上。每一第一承載單元312之頂部設有一第一吸附單元313，複數第一吸附單元313之頂部位於一第一高度H1。第一承載單元312與孔洞314錯位設置。於支撐平台33設有滑軌331，以支撐第一承載模組31的水平移動。

第二承載模組32包括一第二基座321與複數第二承載單元322。每一第二承載單元322係相對應於每一孔洞314之位置設置於第二基座321上，每一第二承載單元322之頂部設有一第二吸附單元323。由於第一承載單元312與孔洞314錯位設置，亦即，第二承載單元322與第一承載單元312錯位設置。

第一吸附單元313與第二吸附單元323所提供的吸附力可包括，但不限於此，例如，真空吸附、氣流負壓吸附、擠壓排氣負壓吸附等等，依實際所需而設計，不限於此。

請參閱圖3所示，控制第二承載模組32上升並使複數第二承載單元322由第一基座311之下方向上穿設過相對應之複數孔洞314，使複數第二吸附單元323之頂部位於支撐平台33之上方且位於一第二高度H2以承接並吸附載板半成品P1。第二高度H2高於第一高度H1。

請參閱圖4及圖5所示，第二承載模組32承接並吸附載板半成品P1之後下降，使複數第二吸附單元323之頂部之高度等於第一高度H1，將第二吸附單元323的吸附力解除，將載板半成品P1轉移由複數第一吸附單元313承接並吸附，再控制第二承載模組32下降。

請參閱圖6所示，熱壓模封裝置10包括一上模11與一下模12。上模11朝向下模12之面具有吸附力，可用以吸附載板半成品P1。上模11內設有加熱模組111，可用以對所承接的載板半成品P1加熱。

上模11所提供的吸附力可包括，但不限於此，例如，真空吸附、氣流負壓吸附、擠壓排氣負壓吸附等等，依實際所需而設計，不限於此。

下模12用以承接膠材（圖中未示出），熱壓模封裝置10包括一隔離膜輸送模組13，用以提供隔離膜131覆蓋於下模12朝向上模11之面，膠材設置於隔離膜131朝向上模11之面。

第一吸附單元313承接載板半成品P1後，控制第一承載模組31水平移動由載板輸送裝置30伸出，以將載板半成品P1置入熱壓模封裝置10的上模11與下模12間，之後，控制第一吸附單元313上升，使載板半成品P1與上模11的底面貼合，由於上模11的底面具有吸附力，因此可使載板半成品P1吸附於上模11的底面，且由加熱模組111對所承接的載板半成品P1加熱。

請參閱圖7所示，載板半成品P1被吸附於上模11的底面之後，控制第一承載模組31水平移動收回載板輸送裝置30中。載板輸送裝置30回復到圖2所示狀態。

請參閱圖8所示，膠材供給裝置20用以將膠材設置於下模12。膠材供給裝置20主要包括一供膠單元21及一載膠單元22。供膠單元21內盛裝有膠材，用以撒佈於載膠單元22上，而後控制載膠單元22移動至熱壓模封裝置10之上模11與下模12之間，再控制載膠單元22將膠材撒佈於隔離膜131朝向上模11之面。於進行上述佈膠之過程時，可由加熱模組111持續對所承接的載板半成品P1加熱。

關於本發明之膠材供給裝置20之詳細結構，可參閱申請人於中華民國106年12月19日提出中華民國發明專利申請，申請案號為106144643，發明名稱為「佈膠裝置及其方法」，後於中華民國108年08月11日獲准公告，公告號碼為I668770。

請參閱圖8至圖10所示，當完成佈膠後，控制載膠單元22退出上模11與下模12之間，而後，控制下模12與上模11相對運動相互靠合，使載板半成品P1與膠材相互熱壓結合以形成載板成品P2。再控制下模12與上模11相對運動相互分離，如圖10所示，載板成品P2吸附於上模11底面。

請參閱圖11所示，控制第一承載模組31由載板輸送裝置30水平移動至熱壓模封裝置10內，控制第一吸附單元313上升接觸並吸附載板成品P2。再控制上模11的吸附力解除，使載板成品P2與上模11分離，第一吸附單元313吸附載板成品P2並下降，第一承載模組31再水平移動返回載板輸送裝置30。而後反向執行前述承接載板半成品之動作（圖3至圖5所示），將載板成品P2擺放至如圖3所示原擺放載板半成品P1之位置，即可再利用機械手臂或其他物件承接載板成品P2並移送到可儲存載板成品P2的區域。

請參閱圖12所示，本實施例之載板熱壓模封設備1A包含一熱壓模封裝置10、一膠材供給裝置20及一載板輸送裝置30之外，更搭配有機械手臂40、載板供應裝置50、光學檢測裝置60、不良載板儲存裝置70及成品存放裝置80。

載板供應裝置50用以存放載板半成品，由機械手臂40將載板半成品由載板供應裝置50取出並移送至載板輸送裝置30，而後即可進行圖2至圖10所示熱壓模封的製程，並形成圖11所示之載板成品P2，而後利用機械手臂40將載板成品P2移送至成品存放裝置80內。

關於本發明之載板供應裝置50，其詳細結構可參閱申請人於中華民國107年06月29日提出中華民國發明專利申請，申請案號為107122535，發明名稱為「具有對準功效之儲存盒」，後於中華民國108年02月21日獲准公告，公告號碼為I651253。

光學檢測裝置60設置於載板半成品被移送至載板輸送裝置30之路徑中。機械手臂40將載板半成品由載板供應裝置50取出後，先由光學檢測裝置60對載板半成品進行檢測，檢測為良品的載板半成品送入載板輸送裝置30，檢測具有瑕疵的載板半成品則送至不良載板儲存裝置70存放。

關於機械手臂40，更可採用一種具有雙取手的機械手臂（例如設置有上下兩層取手之機械手臂），當其中之一取手將已於熱壓模封裝置10完成熱壓模封之載板成品自載板輸送裝置30取出後，另一取手可接續將載板半成品放入載板輸送裝置30中，並將完成熱壓模封之載板成品放入成品存放裝置80中，以提高生產效益。

光學檢測裝置60亦可設置於載板成品被移送至成品存放裝置80之路徑中，機械手臂40將載板成品由載板輸送裝置30取出後，先由光學檢測裝置60對載板成品進行檢測，檢測為良品的載板成品送入成品存放裝置80內，檢測具有瑕疵的載板成品則送至不良載板儲存裝置70存放。

請參閱圖13所示，本實施例之載板熱壓模封設備1B包含熱壓模封裝置10、膠材供給裝置20、載板輸送裝置30、機械手臂40、載板供應裝置50、光學檢測裝置60、不良載板儲存裝置70、成品存放裝置80及載板翻面裝置90。

熱壓模封裝置10、膠材供給裝置20、載板輸送裝置30、機械手臂40、載板供應裝置50、光學檢測裝置60、不良載板儲存裝置70、成品存放裝置80的作用與圖12實施例相同。載板翻面裝置90的作用則是在於將載板半成品或載板成品翻面，以供光學檢測裝置60檢測載板半成品或載板成品的兩面或供熱壓模封裝置10進行熱壓模封。

請參閱圖14所示，本實施例之載板熱壓模封設備1C包含二熱壓模封裝置10A、10B、一膠材供給裝置20、二載板輸送裝置30A、30B、一機械手臂40、一載板供應裝置50、一光學檢測裝置60、一不良載板儲存裝置70、一成品存放裝置80及一載板翻面裝置90。

本實施例與圖13實施例之差異在於本實施例具有二熱壓模封裝置10A、10B及二載板輸送裝置30A、30B，機械手臂40將載板半成品分別送入載板輸送裝置30A、30B之後，每一載板輸送裝置30A、30B再將載板半成品移送至相對應之熱壓模封裝置10A、10B，藉此提高產能。

機械手臂40將載板半成品由載板供應裝置50取出後，先由光學檢測裝置60對載板半成品進行檢測，檢測為良品的載板半成品送入載板輸送裝置30A、30B，檢測具有瑕疵的載板半成品則送至不良載板儲存裝置70存放。

關於機械手臂40，更可採用一種具有雙取手的機械手臂，當其中之一取手將已於熱壓模封裝置10完成熱壓模封之載板成品自載板輸送裝置30取出後，另一取手可接續將載板半成品放入載板輸送裝置30中，並將完成熱壓模封之載板成品放入成品存放裝置80中，以提高生產效益。

光學檢測裝置60亦可設置於載板成品被移送至成品存放裝置80之路徑中，機械手臂40將載板成品由載板輸送裝置30A、30B取出後，先由光學檢測裝置60對載板成品進行檢測，檢測為良品的載板成品送入成品存放裝置80內，檢測具有瑕疵的載板成品則送至不良載板儲存裝置70存放。

於本實施例中僅設置一膠材供給裝置20，於載板輸送裝置30A、30B將載板半成品移送至相對應之熱壓模封裝置10A、10B的過程中，可由膠材供給裝置20將膠材一一撒佈於熱壓模封裝置10的下模。而後，熱壓模封裝置10A、10B可同時或分別對載板半成品進行熱壓模封。最後再由機械手臂40將完成熱壓模封之載板成品一一放入成品存放裝置80中。

以圖14實施例架構為依據，可依所需增加載板輸送裝置與熱壓模封裝置的數量，或增加膠材供給裝置的數量，不限於圖示架構。

必須說明的是，於圖13及圖14兩實施例架構中，光學檢測裝置60與載板翻面裝置90分別設置於機械手臂40之移動路徑之相對兩側，然除此之外，亦可將光學檢測裝置60與載板翻面裝置90設置於機械手臂40之移動路徑之同一側。換言之，光學檢測裝置60與載板翻面裝置90的設置位置沒有一定限制，視實際所需與實際環境空間而定。

請參閱圖15所示，本發明所提供之一種載板熱壓模封方法之流程100，其步驟包含有： 步驟102：利用一熱壓模封裝置10之上模11承接欲進行熱壓模封之載板半成品P1（其態樣請參閱圖7所示）； 步驟104：利用一膠材供給裝置20將膠材設置於熱壓模封裝置10之下模12（其態樣請參閱圖8所示）； 步驟106：下模12與上模11相對運動，使載板半成品P1與膠材相互貼合以形成載板成品P2（其態樣請參閱圖9~10所示）；以及 步驟108：利用一載板輸送裝置30將載板半成品P1及載板成品P2在熱壓模封裝置10往復移送（其態樣請參閱圖1、圖6及圖11所示）。

綜上所述，本發明所提供之載板熱壓模封設備及其方法，藉由載板輸送裝置將載板半成品自動送入熱壓模封裝置之上模，並藉由膠材供給裝置將膠材自動撒佈於熱壓模封裝置之下模，因此可達成全自動化執行載板熱壓模封製程之目的，大幅縮短製造時間。若再輔以機械手臂將載板由具有對準功效之儲存盒中取出並自動置入載板輸送裝置，由機械手臂將完成熱壓模封之載板成品自動移送至成品置放區，再者，或若該機械手臂具有雙層取手，則其中之一取手可用以取放載板半成品，而另一取手可於同時取放載板成品，更可大幅提高生產效益；以及，由光學檢測裝置自動檢測載板半成品，可避免錯置載板半成品及計算其所需膠量，如此更能加快製程、提高產能，且能提升載板成品良率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

1、1A、1B、1C:載板熱壓模封設備 10、10A、10B:熱壓模封裝置 11:上模 111:加熱模組 12:下模 13:隔離膜輸送模組 131:隔離膜 20:膠材供給裝置 21:供膠單元 22:載膠單元 30、30A、30B:載板輸送裝置 31:第一承載模組 311:第一基座 312:第一承載單元 313:第一吸附單元 314:孔洞 32:第二承載模組 321:第二基座 322:第二承載單元 323:第二吸附單元 33:支撐平台 331:滑軌 40:機械手臂 50:載板供應裝置 60:光學檢測裝置 70:不良載板儲存裝置 80:成品存放裝置 90:載板翻面裝置 100:載板熱壓模封方法之流程 102~108:載板熱壓模封方法之流程之步驟 H1:第一高度 H2:第二高度 P1:載板半成品 P2:載板成品

圖1為本發明之載板熱壓模封設備之一實施例之架構示意圖。 圖2為本發明之載板輸送裝置之結構示意圖。 圖3至圖7為本發明之載板輸送裝置承接載板半成品並將載板半成品移送至熱壓模封裝置之連續動作示意圖。 圖8為本發明之膠材供給裝置將膠材撒佈於熱壓模封裝置之下模之隔離膜上之結構示意圖。 圖9至圖10為本發明之熱壓模封裝置對載板半成品進行熱壓模封並形成載板成品之連續動作示意圖。 圖11為控制第一承載模組水平移動至熱壓模封裝置內承接載板成品之架構示意圖。 圖12為圖1實施例搭配機械手臂、載板供應裝置、光學檢測裝置、不良載板儲存裝置之架構示意圖。 圖13為圖12實施例搭配載板翻面裝置之架構示意圖。 圖14為圖13實施例具有二熱壓模封裝置與二載板輸送裝置之架構示意圖。 圖15為本發明所提供之載板熱壓模封方法之流程圖。

無

1:載板熱壓模封設備

10:熱壓模封裝置

20:膠材供給裝置

30:載板輸送裝置

Claims (14)

1. 一種載板熱壓模封設備，包含：一熱壓模封裝置，其包括：一上模，用以承接欲進行熱壓模封之載板半成品；一下模，用以承接膠材，該下模與該上模相對運動，使該載板半成品與該膠材相互熱壓結合以形成載板成品；一膠材供給裝置，用以將該膠材設置於該下模；以及一載板輸送裝置，用以將該載板半成品及該載板成品在該熱壓模封裝置往復移送。
2. 如申請專利範圍第1項所述之載板熱壓模封設備，其中該載板輸送裝置包括：一支撐平台；一第一承載模組，可水平移動地設置於該支撐平台，該第一承載模組包括：一第一基座，其具有垂直貫穿該第一基座之複數孔洞；複數第一承載單元，設置於該第一基座上，每一該第一承載單元之頂部設有一第一吸附單元，該複數第一吸附單元之頂部位於一第一高度，該複數第一承載單元與該複數孔洞錯位設置；一第二承載模組，可垂直移動地設置於該支撐平台之下方，該第二承載模組包括：一第二基座； 複數第二承載單元，設置於該第二基座上，每一該第二承載單元之頂部設有一第二吸附單元；控制該第二承載模組上升，使該複數第二吸附單元位於該支撐平台之上方且位於一第二高度以承接並吸附該載板半成品，該第二高度高於該第一高度；控制該第二承載模組下降，使該複數第二吸附單元之高度等於該第一高度，將該載板半成品轉移由該複數第一吸附單元承接並吸附，再控制該第二承載模組下降，再控制該第一承載模組水平移動以將該載板半成品移送至該熱壓模封裝置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之載板熱壓模封設備，其中每一該第二承載單元相對應於每一該孔洞之位置設置於該第二基座；控制該第二承載模組上升並使該複數第二承載單元由該第一基座之下方向上穿設過相對應之該複數孔洞，使該複數第二吸附單元位於該支撐平台之上方且位於該第二高度以承接該載板半成品。
4. 如申請專利範圍第1項所述之載板熱壓模封設備，其中該熱壓模封裝置更包括一隔離膜輸送模組，用以提供隔離膜覆蓋於該下模朝向該上模之面，該膠材設置於該隔離膜朝向該上模之面。
5. 如申請專利範圍第1項所述之載板熱壓模封設備，其中該上模設有加熱模組，用以對該載板半成品加熱。
6. 如申請專利範圍第1項所述之載板熱壓模封設備，其更包括一機械手臂，用以將欲進行熱壓模封之載板半成品移送至該載板輸送裝置，以及，將該載板成品移送至一載板成品儲存裝置。
7. 如申請專利範圍第6項所述之載板熱壓模封設備，其更包括一載板供應裝置，用以存放該載板半成品，由該機械手臂將該載板半成品由該載板供應裝置取出並移送至該載板輸送裝置。
8. 如申請專利範圍第6項所述之載板熱壓模封設備，其更包括一光學檢測裝置，其設置於該載板半成品被移送至該載板輸送裝置或該載板成品被移送至該載板成品儲存裝置之路徑中，用以對該載板半成品或該載板成品進行檢測。
9. 如申請專利範圍第8項所述之載板熱壓模封設備，其更包括一不良載板儲存裝置，用以存放由該光學檢測裝置檢測後具有瑕疵之該載板半成品或該載板成品。
10. 如申請專利範圍第8項所述之載板熱壓模封設備，其更包括一載板翻面裝置，用以將該載板半成品或該載板成品翻面，以供該光學檢測裝置檢測該載板半成品或該載板成品的兩面，或供該熱壓模封裝置進行熱壓模封。
11. 如申請專利範圍第6項所述之載板熱壓模封設備，其中該機械手臂為具有雙層取手的機械手臂。
12. 如申請專利範圍第1項所述之載板熱壓模封設備，其中該上模朝向該下模之面具有吸附力，用以吸附該載板半成品。
13. 如申請專利範圍第1項所述之載板熱壓模封設備，其更包括另至少一該熱壓模封裝置與另至少一該載板輸送裝置，每一該載板輸送裝置將該載板半成品及該載板成品在相對應之該熱壓模封裝置往復移送。
14. 一種載板熱壓模封方法，其步驟包含有： 利用一熱壓模封裝置之上模承接欲進行熱壓模封之載板半成品；利用一膠材供給裝置將膠材設置於該熱壓模封裝置之下模；該下模與該上模相對運動，使該載板半成品與該膠材相互貼合以形成載板成品；以及利用一載板輸送裝置將該載板半成品及該載板成品在該熱壓模封裝置往復移送。

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