TWM646265U - 貼片機的貼片裝置 - Google Patents

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達志 陳
宏偉 關
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大陸商先進半導體材料(深圳)有限公司
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Abstract

本創作提供一種貼片機的貼片裝置以及貼片機。所述貼片裝置包括:貼片軌道,用於放置引線框架,所述貼片軌道能夠上下移動;以及貼片元件,用於對膠帶進行預熱,並對所述引線框架進行貼片;其中,在貼片過程中,所述貼片軌道下降,使得所述引線框架放置於預熱後的所述膠帶上,所述貼片元件對放置於預熱後的所述膠帶上的所述引線框架進行貼片。所述貼片機包括:預熱裝置,用於對引線框架進行預熱;貼片裝置,用於對所述引線框架進行貼片;以及冷卻裝置,用於對所述引線框架進行冷卻。通過對所述膠帶進行預熱,可以有效避免在貼片時由於膠帶發生熱膨脹而導致的貼片後的引線框架翹曲的現象。

Description

貼片機的貼片裝置
本創作涉及半導體的封裝工藝,具體涉及一種貼片機的貼片裝置以及貼片機。
近年來,隨著電子技術的高速發展,以可擕式消費類產品為代表的電子市場需求暴漲,對半導體封裝中的進一步高密度安裝技術的需求日益增加。四方扁平無引腳封裝(Quad Flat No-leads Package,QFN)封裝是一種用於表面貼裝的無引腳封裝技術,用QFN封裝的產品具有體積小、重量輕、適合可擕式應用的特點,且封裝後的結構具有優異的電性能和熱性能。所以,QFN封裝方式能滿足IT設備的小型化、薄型化和多功能化需求,為此,QFN封裝在少引腳類型的封裝中被廣泛採用。
然而,當前引線框架在貼片時容易產生變形翹曲的問題。
為了解決現有技術中存在的技術問題,本創作的實施例提供了一種貼片機的貼片裝置以及貼片機,通過對所述膠帶進行預熱,可以有效避免在貼片時由於膠帶發生熱膨脹而導致的貼片後的引線框架翹曲的現象。
根據本創作的一個方面,提供一種貼片機的貼片裝置。所述貼片裝置包括:貼片軌道,用於放置引線框架,所述貼片軌道能夠上下移動;以及貼片元件,用於對膠帶進行預熱,並對所 述引線框架進行貼片;其中,在貼片過程中,所述貼片軌道下降,使得所述引線框架放置於預熱後的所述膠帶上,所述貼片元件對放置於預熱後的所述膠帶上的所述引線框架進行貼片。
可選地,所述貼片元件包括位於所述貼片軌道上方的上加熱元件和位於所述貼片軌道下方的下加熱元件。
可選地,所述下加熱元件包括下加熱模組和安裝到所述下加熱模組的下加熱模具,所述下加熱模具用於預熱所述膠帶。
可選地,所述上加熱元件包括上加熱模組和安裝到所述上加熱模組的上加熱模具,所述上加熱模具用於壓緊並加熱放置於預熱後的所述膠帶上的所述引線框架來進行貼片。
可選地,所述貼片裝置還包括壓力控制裝置,用於在貼片過程中向所述引線框架施加貼片壓力。
可選地,所述壓力控制裝置採用壓力和位置雙閉環伺服控制系統。
可選地,所述貼片裝置還包括用於驅動所述上加熱元件上下運動的驅動系統。
可選地,所述貼片裝置還包括貼片機架,所述貼片機架包括上運動基板、中間固定基板以及下運動基板,所述上加熱元件固定到所述上運動基板,所述下加熱元件固定到中間固定基板,所述上運動基板與所述下運動基板相連接。
可選地,所述驅動系統包括伺服電機、皮帶齒輪元件、旋轉絲杆元件以及肘節連杆機構,所述伺服電機通過所述皮帶齒輪元件驅動所述旋轉絲杆元件運動,進而通過所述肘節連杆機構帶動所述上運動基板和所述下運動基板運動。
可選地,所述貼片裝置還包括貼片軌道驅動裝置,所述貼片軌道驅動裝置包括皮帶傳動元件和凸輪,通過所述皮帶 傳動元件帶動所述凸輪轉動來驅動所述貼片軌道上下移動。
可選地,所述貼片軌道驅動裝置還包括用於驅動所述皮帶傳動元件的步進電機。
根據本創作的另一個方面,提供一種貼片機。所述貼片機包括:預熱裝置,用於對引線框架進行預熱;貼片裝置,用於對所述引線框架進行貼片;以及冷卻裝置,用於對所述引線框架進行冷卻。
與現有技術相比,本創作的實施例的技術方案具有以下優點:在所述貼片裝置中,所述貼片元件用於對膠帶進行預熱,將所述引線框架放置於預熱後的所述膠帶上,並對所述引線框架進行貼片。通過所述貼片元件對所述膠帶進行預熱,可以有效避免在貼片時由於膠帶發生熱膨脹而導致的貼片後的引線框架翹曲的現象。而且,通過將所述引線框架置於所述膠帶上進行貼片能夠避免所述膠帶在加熱時產生自由捲曲。
20:貼片裝置
21:貼片軌道
211:導軌
2111:軌道槽
212:軌道支撐件
22:貼片元件
221:上加熱元件
2211:上加熱模組
22111:上熱電偶
2212:上加熱模具
222:下加熱元件
2221:下加熱模組
22211:下熱電偶
2222:下加熱模具
23:貼片軌道驅動裝置
231:皮帶傳動元件
2311:主動帶輪
2312:從動帶輪
2313:皮帶
232:凸輪
2321:凸輪軸
233:步進電機
2331:電機軸
24:支撐板
241:支撐架
25:壓力控制裝置
251:壓力感測器
26:貼片機架
261:上運動基板
262:中間固定基板
263:下運動基板
264:支柱
27:驅動系統
271:伺服電機
272:皮帶齒輪元件
273:旋轉絲杆元件
274:肘節連杆機構
本創作的其它特徵以及優點將通過以下結合圖式詳細描述的可選實施方式更好地理解,圖式中相同的標記表示相同或相似的部件,其中:圖1示出了根據本創作的一個實施例的貼片機的貼片裝置的前視圖;圖2示出了圖1中的貼片裝置的貼片元件的上加熱元件的前視圖;圖3示出了圖1中的貼片裝置的貼片元件的貼片軌道、下加熱元件以及貼片軌道驅動裝置的前視圖;圖4示出了圖1中的貼片裝置的貼片元件的貼片軌道、下加 熱元件以及貼片軌道驅動裝置的側視圖。
下面詳細討論實施例的實施和使用。然而,應當理解,所討論的具體實施例僅僅示範性地說明實施和使用本創作的特定方式,而非限制本創作的範圍。在描述時各個部件的結構位置例如上、下、頂部、底部等方向的表述不是絕對的,而是相對的。當各個部件如圖中所示佈置時,這些方向表述是恰當的,但圖中各個部件的位置改變時,這些方向表述也相應改變。
根據本創作的實施例,提供一種貼片機的貼片裝置。所述貼片裝置包括:貼片軌道,用於放置引線框架,所述貼片軌道能夠上下移動;以及貼片元件,用於對膠帶進行預熱,並對所述引線框架進行貼片;其中,在貼片過程中,所述貼片軌道下降,使得所述引線框架放置於預熱後的所述膠帶上,所述貼片元件對放置於預熱後的所述膠帶上的所述引線框架進行貼片。通過所述貼片元件對所述膠帶進行預熱,可以有效避免在貼片時由於膠帶發生熱膨脹而導致的貼片後的引線框架翹曲的現象。
圖1示出了根據本創作的一個實施例的貼片機的貼片裝置的前視圖;圖2示出了圖1中的貼片裝置的貼片元件的上加熱元件的前視圖;圖3示出了圖1中的貼片裝置的貼片元件的貼片軌道、下加熱元件以及貼片軌道驅動裝置的前視圖;圖4示出了圖1中的貼片裝置的貼片元件的貼片軌道、下加熱元件以及貼片軌道驅動裝置的側視圖。
如圖1到圖4中所示,貼片裝置20包括貼片軌道21和貼片元件22。貼片軌道21包括相對平行佈置的兩個導軌211,用於放置引線框架。導軌211上設有軌道槽2111,引線框架能夠沿著軌道槽2111自由移動。貼片元件22用於對膠帶進行預熱,將所述引線框架放置於預熱後的所述膠帶上,並對所述引線框架進 行貼片。
貼片軌道21能夠上下移動,當貼片軌道21移動到高位時,引線框架與貼片元件22分開,當貼片軌道21移動到低位時,引線框架放置於預熱後的所述膠帶上,貼片元件22對引線框架進行貼片。
貼片元件22包括位於貼片軌道21上方的上加熱元件221和位於貼片軌道21下方的下加熱元件222。下加熱元件222包括下加熱模組2221和安裝到下加熱模組2221的下加熱模具2222,下加熱模具2222用於預熱所述膠帶。下加熱模組2221可以包括多個下電加熱器和/或下熱電偶22211,用於加熱下加熱模具2222,下加熱模具2222用於接觸膠帶,以預熱膠帶。
上加熱元件221包括上加熱模組2211和安裝到上加熱模組2211的上加熱模具2212,上加熱模具2212用於壓緊並加熱放置於預熱後的所述膠帶上的所述引線框架來進行貼片。上加熱模組2211可以包括多個上電加熱器和/或上熱電偶22111,用於加熱上加熱模具2212,上加熱模具2212用於接觸引線框架,以加熱引線框架。
在一些實施例中,貼片裝置20還包括貼片軌道驅動裝置23,用於驅動貼片軌道21上下移動。當貼片軌道21移動到高位時,引線框架與下加熱模具2222相分離,引線框架可以沿著軌道槽2111移動到相鄰的其它裝置;當貼片軌道21移動到低位時,引線框架與下加熱模具2222相接觸,軌道槽2111能夠將軌道槽2111內的引線框架壓在下加熱模具2222上,使引線框架平整地接觸下加熱模具2222並防止其自由移動,從而達到均勻加熱的目的。
在一些實施例中,貼片軌道驅動裝置23包括皮帶傳動元件231和一對凸輪232,通過皮帶傳動元件231帶動這一對凸 輪232轉動來驅動貼片軌道21上下移動,這一對凸輪232之間通過凸輪軸2321連接並同軸轉動。貼片軌道驅動裝置23還包括用於驅動皮帶傳動元件231的步進電機233。皮帶傳動元件231包括主動帶輪2311、從動帶輪2312、繞設於主動帶輪2311與從動帶輪2312之間的皮帶2313。主動帶輪2311安裝在步進電機233的電機軸2331上,從動帶輪2312安裝在凸輪軸2321上。當步進電機233工作時,步進電機233通過電機軸2331帶動主動帶輪2311轉動,主動帶輪2311通過皮帶2313帶動從動帶輪2312轉動,從動帶輪2312通過凸輪軸2321帶動凸輪232轉動,從而驅動貼片軌道21上下移動。通過控制步進電機233驅動曲線實現引線框架平穩上下移動,避免啟停衝擊造成引線框架移位變形。
在一些實施例中,貼片裝置20還包括用於支撐貼片軌道21的支撐板24,凸輪232抵靠支撐板24的底表面。支撐板24上設有支撐架241,貼片軌道21的底部設有軌道支撐件212,軌道支撐件212安裝到支撐架241上。步進電機233通過皮帶傳動元件231,帶動一對凸輪232轉動來推動支撐板24,再推動軌道支撐件212來實現貼片軌道21的上下移動。
在一些實施例中,貼片裝置20還包括壓力控制裝置25,用於在貼片過程中向所述引線框架施加貼片壓力。壓力控制裝置25可以採用壓力和位置雙閉環伺服控制系統。
在一些實施例中,貼片裝置20還包括貼片機架26,貼片機架26包括上運動基板261、中間固定基板262以及下運動基板263,上加熱元件221固定到上運動基板261,下加熱元件222固定到中間固定基板262,中間固定基板262是固定到貼片機的機架上,上運動基板261通過4個支柱264安裝到下基板263。
在一些實施例中,貼片裝置20還包括驅動系統27,用於驅動上加熱元件221上下運動。驅動系統27包括伺服電機 271、皮帶齒輪元件272、旋轉絲杆元件273以及肘節連杆機構274。伺服電機271通過皮帶齒輪元件272驅動旋轉絲杆元件273的旋轉絲杆旋轉,帶動旋轉絲杆元件273的螺帽上下運動,螺帽上下運動通過肘節連杆機構274傳遞給下運動基板263,從而帶動上運動基板261和下運動基板263運動,再由上運動基板261上的上加熱元件221向下壓在固定在中間固定基板262的下加熱元件222,形成貼片壓力。
壓力控制裝置25包括安裝在支柱264上的壓力感測器251,例如在其中相鄰的或成對角的2個支柱264上安裝壓力感測器251。上運動基板261和下運動基板263的運動位置是根據伺服電機271的內置數字光柵來決定,貼片壓力根據壓力感測器251回饋的壓力信號,控制伺服電機271輸出力矩來實現控制壓力的大小。採用壓力和位置雙閉環伺服控制,配合肘節連杆機構,能夠實現速度快、壓力大、清潔無污染。
使用中,引線框架的貼片方法包括:首先,對膠帶進行預熱。
在膠帶進行切片後,放置在真空吸附平臺上,傳送單元將切好的膠帶放入貼片裝置20的下加熱元件222中。下加熱元件222的下加熱模具2222上可以設有多個吸附孔,用於真空吸附所述膠帶。下加熱模組2221加熱下加熱模具2222,下加熱模具2222根據預設的時間和溫度對膠帶進行預熱。
在一些實施例中,所述膠帶可以為三層結構,三層結構的膠帶包括黏合層、基膜及非黏合層;所述膠帶也可以為兩層結構,兩層結構的膠帶只包括黏合層與基膜;所述基膜的材料通常選用聚醯亞胺材料,所述基膜的厚度約為20um~50um。
在一些實施例中,所述膠帶採用熱塑性膠帶,所述膠帶的預熱溫度為200℃~260℃,所述膠帶的預熱升溫速率為 40℃/s~43℃/s。經過10~15s後,預熱完成,這時候,所述膠帶的形變比較充分,後續在貼片時膠帶基本不會再產生變形。
在一些實施例中,可以採用Showa Denko RT系列熱塑性膠帶進行貼片,所述預熱溫度選擇250℃,所述最大預熱升溫速率為41.3℃/s,在升溫6s左右可達所述預熱溫度,10s左右即可穩定在所述預熱溫度。
接著,對引線框架進行預熱。
在一些實施例中,通過貼片機的預熱裝置對引線框架進行預熱,引線框架的預熱溫度為150℃~200℃,引線框架的預熱升溫速率在8℃/s~15℃/s,引線框架的預熱時間為10s~25s。
在一些實施例中,所述引線框架可以是銅合金引線框架,表面處理有鍍鎳鈀金、鍍銀或粗化處理等多種處理方式。由於所述引線框架受熱均勻所用的時長和所述引線框架的材料及厚度都相關,所以採用不同的引線框架需要選擇不同的溫度、升溫速率及時間,但一般情況下,所述引線框架的預熱溫度不要超過260℃,因為常見的銅引線框架超過260℃易發生快速氧化。
對所述膠片和引線框架預熱之後,需要進行貼片。
通過上料傳送手臂將預熱後的引線框架送入貼片軌道21的貼片位置,然後將貼片軌道21下降,將預熱好的引線框架放在對應的膠帶上一起預熱。然後,根據設定的溫度、壓力和時間,通過上加熱模組2211壓下引線框架和膠帶,進行貼片。貼片時,溫度控制在200℃~260℃,上加熱模具2212和下加熱模具2222可以同時為貼片進行加溫。
通過將所述引線框架置於所述膠帶上進行貼片能夠避免所述膠帶在加熱時產生自由捲曲。
在一些實施例中,貼片壓力控制在3MPa~15MPa,以避免在後續工藝中剝離所述膠帶時所述貼片後的引線框架出現 剝離強度下降、或所述貼膠後的引線框架扭曲變形的問題。
完成貼片後,需要對所述貼片後的引線框架進行冷卻。
在一些實施例中,對完成貼片的引線框架進行加速冷卻,通過加壓和快速冷卻,降低在冷卻時引線框架和膠帶翹曲變形的程度,旨在保持貼片後引線框架的平整度。
根據本創作的另一個方面,提供一種貼片機。所述貼片機包括:預熱裝置,用於對引線框架進行預熱;貼片裝置,用於對膠帶進行預熱,將所述引線框架放置於所述膠帶上,並對所述引線框架進行貼片;以及冷卻裝置,用於對貼片後的所述引線框架進行冷卻。
在一些實施例中,所述貼片機還包括輸送裝置,用於在預熱裝置、貼片裝置和冷卻裝置之間輸送所述引線框架。
在一些實施例中,通過對膠帶進行預熱,貼片前膠帶已經處於較高溫度,已經充分烘乾水分並發生足夠的熱膨脹,在貼片時膠帶的形變已經比較穩定,就可以有效避免在貼片時由於膠帶發生熱膨脹而導致的貼片後的引線框架翹曲的現象。
在一些實施例中,通過對引線框架進行預熱,能有效避免在貼片過程中的翹曲變形以及折痕的現象。
在一些實施例中,對完成貼片的引線框架進行加速冷卻,通過加壓和快速冷卻,降低在冷卻時引線框架和膠帶翹曲變形的程度,旨在保持貼片後引線框架的平整度。
以上已揭示本創作的技術內容及技術特點,然而可以理解,在本創作的創作思想下,本領域的技術人員可以對上述公開的構思作各種變化和改進,但都屬於本創作的保護範圍。上述實施方式的描述是例示性的而不是限制性的,本創作的保護範圍由請求項所確定。
20:貼片裝置
21:貼片軌道
22:貼片元件
221:上加熱元件
222:下加熱元件
23:貼片軌道驅動裝置
233:步進電機
24:支撐板
25:壓力控制裝置
251:壓力感測器
26:貼片機架
261:上運動基板
262:中間固定基板
263:下運動基板
264:支柱
27:驅動系統
271:伺服電機
272:皮帶齒輪元件
273:旋轉絲杆元件
274:肘節連杆機構

Claims (10)

  1. 一種貼片機的貼片裝置,其特徵在於,包括:貼片軌道,用於放置引線框架,所述貼片軌道能夠上下移動;以及貼片元件,用於對膠帶進行預熱,並對所述引線框架進行貼片所述貼片元件包括位於所述貼片軌道上方的上加熱元件和位於所述貼片軌道下方的下加熱元件;其中,在貼片過程中,所述貼片軌道下降,使得所述引線框架放置於預熱後的所述膠帶上,所述貼片元件對放置於預熱後的所述膠帶上的所述引線框架進行貼片。
  2. 如請求項1所述的貼片機的貼片裝置,其中,所述下加熱元件包括下加熱模組和安裝到所述下加熱模組的下加熱模具,所述下加熱模具用於預熱所述膠帶。
  3. 如請求項1所述的貼片機的貼片裝置,其中,所述上加熱元件包括上加熱模組和安裝到所述上加熱模組的上加熱模具,所述上加熱模具用於壓緊並加熱放置於預熱後的所述膠帶上的所述引線框架來進行貼片。
  4. 如請求項1到3中任一項所述的貼片機的貼片裝置,其中,所述貼片裝置還包括壓力控制裝置,用於在貼片過程中向所述引線框架施加貼片壓力。
  5. 如請求項4所述的貼片機的貼片裝置,其中,所述壓力控制裝置採用壓力和位置雙閉環伺服控制系統。
  6. 如請求項4所述的貼片機的貼片裝置,其中,所述貼片裝置還包括用於驅動所述上加熱元件上下運動的驅動系統。
  7. 如請求項6所述的貼片機的貼片裝置,其中,所述貼片裝置還包括貼片機架,所述貼片機架包括上運動基板、中間 固定基板以及下運動基板,所述上加熱元件固定到所述上運動基板,所述下加熱元件固定到中間固定基板,所述上運動基板與所述下運動基板相連接。
  8. 如請求項7所述的貼片機的貼片裝置,其中,所述驅動系統包括伺服電機、皮帶齒輪元件、旋轉絲杆元件以及肘節連杆機構,所述伺服電機通過所述皮帶齒輪元件驅動所述旋轉絲杆元件運動,進而通過所述肘節連杆機構帶動所述上運動基板和所述下運動基板運動。
  9. 如請求項1到3中任一項所述的貼片機的貼片裝置,其中,所述貼片裝置還包括貼片軌道驅動裝置,所述貼片軌道驅動裝置包括皮帶傳動元件和凸輪,通過所述皮帶傳動元件帶動所述凸輪轉動來驅動所述貼片軌道上下移動。
  10. 如請求項9所述的貼片機的貼片裝置,其中,所述貼片軌道驅動裝置還包括用於驅動所述皮帶傳動元件的步進電機。
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