半导体外延薄膜贴片式封装设备转让专利

申请号 : CN201910652243.6

文献号 : CN110364462B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 陈海吟

申请人 : 苏州施密科微电子设备有限公司

摘要 :

本发明公开了一种半导体外延薄膜贴片式封装设备,包括主架构支撑台、封装执行模块和封装盘组:所述主架构支撑台以鞍座为轴心互为对称设置,所述气动杆气动连接有呈水平横向延伸的第二连杆,所述第二连杆上滑动安装有封装执行模块。所述封装执行模块用于对上层工段处传递的集成电路芯片与封装基板或引脚架之间的粘贴工序进行操作的主动机构模块。该种半导体外延薄膜贴片式封装设备采用晶体管内形网格阵列式封装,区别于晶体管外形封装和插针网格阵列封装等封装方式,具有减少芯片薄膜外延率,减少芯片封装大的失误率,采用线型切割的点接触切割方式对引脚、针脚或上片多余延薄膜组织进行一次性切除,破坏性小,切割速度更快,效率更高。

权利要求 :

1.一种半导体外延薄膜贴片式封装设备,包括主架构支撑台(1)、封装执行模块(2)和封装盘组(6):

所述主架构支撑台(1)用于整个封装设备的架构组成,与电气连接部位的过渡以及组成连接结构,所述主架构支撑台(1)上固定安装有封装执行模块(2)和气动杆(4);

所述主架构支撑台(1)以鞍座(5)为轴心互为对称设置,所述气动杆(4)气动连接有呈水平横向延伸的第二连杆(41),所述第二连杆(41)上滑动安装有封装执行模块(2),所述封装执行模块(2)用于对上层工段处传递的集成电路芯片与封装基板或引脚架之间的粘贴工序进行操作的主动机构模块,所述封装执行模块(2)包括有用于和动力源电机相连接的旋转电机连接端(21),使封装执行模块(2)具有动能源提供,便于工作;

所述旋转电机连接端(21)底部轴承传动连接有垂直滑座(22),所述垂直滑座(22)自旋转电机连接端(21)处延伸至磨切盘松刀端(23),并螺栓旋拧入磨切盘松刀端(23)内,所述封装盘组(6)用于进行基板、子母板进行引脚操作和引线粘连、针脚切割时的被动传递操作机构,所述封装盘组(6)包括有上片盘(61)、PCB板(62)和抬板(63)组成,其所述上片盘(61)呈圆饼状,上片盘(61)上以自轴心处制有贯通孔,所述上片盘(61)包括有针脚齐切线轮(611),以及缠绕于针脚齐切线轮(611)和主线轮(612)上的切割线(6111),所述上片盘(61)自上而下扣于PCB板(62)两端;

所述PCB板(62)底部卡入抬板(63)内;所述针脚齐切线轮(611)和主线轮(612)自抬板(63)两端相对设置于上片盘(61)四周,所述切割线(6111)沿上片盘(61)的内周轴向分布;

所述抬板(63)与上片盘(61)于同一平面内呈交叉状互为平行设置,所述鞍座(5)上固定连接有抬板(63),所述PCB板(62)上等距分布有贯穿的PTH孔(621),所述鞍座(5)内部底侧安装有径向输送的输送轮带(7),鞍座(5)中部具有替换基板的递料孔(51),所述输送轮带(7)连接有用于检测和限定自身传输速度的速度执行器(71),其速度执行器(71)于鞍座(5)外端限定位置处安装。

2.根据权利要求1所述的半导体外延薄膜贴片式封装设备,其特征在于:所述主架构支撑台(1)上安装有存放引脚操作用料以及制作桥架引线用料的料箱(3),所述料箱(3)与螺纹凝固固定在主架构支撑台(1)上的放料插排(31)相连通。

3.根据权利要求1所述的半导体外延薄膜贴片式封装设备,其特征在于:所述垂直滑座(22)的纵向垂直长度不大于磨切盘松刀端(23)的纵向行走路径长度。

4.根据权利要求1所述的半导体外延薄膜贴片式封装设备,其特征在于:所述垂直滑座(22)包括有传动连接有旋转电机连接端(21)的旋转主轴(221),所述旋转主轴(221)传动连接有从动支轴(2211),所述磨切盘松刀端(23)包括有磨切盘(231)。

5.根据权利要求4所述的半导体外延薄膜贴片式封装设备,其特征在于:所述磨切盘(231)包括有散热通轴(2311)和磨切头(2312)组成,所述磨切头(2312)与上片盘(61)的贯通孔相契合,所述磨切头(2312)和垂直滑座(22)之间具有释放热能的散热通轴(2311),所述磨切头(2312)内部安装有贯通整个磨切盘(231)的针脚插装引导端(23121),所述针脚插装引导端(23121)与导料管(312)相连通。

6.根据权利要求2所述的半导体外延薄膜贴片式封装设备,其特征在于:所述放料插排(31)包括有溶料箱(311)和导料管(312),所述溶料箱(311)为矩形状砼块结构,其导料管(312)呈上粗下细的管柱状结构,多个导料管(312)沿溶料箱(311)的长度方向等距穿插入溶料箱(311)内并贯通连接,所述溶料箱(311)一侧安装有具有启动性能的推压块(3121),所述推压块(3121)嵌入溶料箱(311)内部并凸出于溶料箱(311)外侧壁平面。

7.根据权利要求1所述的半导体外延薄膜贴片式封装设备,其特征在于:所述第二连杆(41)的杆体长度不大于封装执行模块(2)的横向运动路径长度。

8.根据权利要求1所述的半导体外延薄膜贴片式封装设备,其特征在于:所述上片盘(61)与PCB板(62)呈上下相对设置,PCB板(62)为方型结构,且上片盘(61) 的轴心与PCB板(62)水平轴心线和纵向轴心线所形成的交叉中心点于同一垂直线上一致,同时上片盘(61)与PCB板(62)除两侧连接端紧贴,其余连接端皆具有悬空缝隙。

说明书 :

半导体外延薄膜贴片式封装设备

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体封装设备,特别是涉及一种半导体外延薄膜贴片式封装设备。

背景技术

[0002] 如今电子芯片迎来高度发展的时代,在半导体封装领域使用微电子封装技术愈发成熟,传统的单面母版所使用的SOP、PLCC、PQFP、LCCC、SOJ、QFJ等等分装方式都逐渐被PQFN和BGA等分装技术所替代,在大量采用三维式封装的基础上,半导体母板或者各个基层单元在进行压膜贴膜,由于键合后的二次压膜,原本在贴膜后进行切割服帖的薄膜会由于挤压向外侧进行扩散延伸,并且二次压膜后就要进行烘焙,同时为了获得最佳的芯片贴装率,IC芯片背面不仅要先镀膜还需要在承载座上先植入预留芯片,这就导致外延薄膜的难去除性始终存在,在电镀引脚成型和切割时,会残留薄膜无法被ADPE腐蚀技术所驱除,随之可造成引脚定位发生偏差,芯片过厚、封装过大等问题,引脚成型后针脚多余部位因切割面过大导致飞边、针脚飞出等问题。

发明内容

[0003] 为解决上述问题,本发明提出一种半导体外延薄膜贴片式封装设备。
[0004] 为实现本发明目的,采用的技术方案是:一种半导体外延薄膜贴片式封装设备,包括主架构支撑台、封装执行模块和封装盘组:
[0005] 所述主架构支撑台用于整个封装设备的架构组成,与电气连接部位的过渡以及组成连接结构,所述主架构支撑台上固定安装有封装执行模块和气动杆;
[0006] 所述主架构支撑台以鞍座为轴心互为对称设置,所述气动杆气动连接有呈水平横向延伸的第二连杆,所述第二连杆上滑动安装有封装执行模块。
[0007] 所述封装执行模块用于对上层工段处传递的集成电路芯片与封装基板或引脚架之间的粘贴工序进行操作的主动机构模块,所述封装执行模块包括有用于和动力源电机相连接的旋转电机连接端,使封装执行模块具有动能源提供,便于工作;
[0008] 所述旋转电机连接端底部轴承传动连接有垂直滑座,所述垂直滑座自旋转电机连接端处延伸至磨切盘松刀端,并螺栓旋拧入磨切盘松刀端内。
[0009] 所述封装盘组用于进行基板、子母板进行引脚操作和引线粘连、针脚切割时的被动传递操作机构,所述封装盘组包括有上片盘、PCB板和抬板组成,其所述上片盘呈圆饼状,上片盘上以自轴心处制有贯通孔,所述上片盘包括有针脚齐切线轮,以及缠绕于针脚齐切线轮和主线轮上的切割线,所述上片盘自上而下扣于PCB板两端;
[0010] 所述PCB板底部卡入抬板内;所述针脚齐切线轮和主线轮自抬板两端相对设置于上片盘四周,所述切割线沿上片盘的内周轴向分布;
[0011] 所述抬板与上片盘于同一平面内呈交叉状互为平行设置,所述鞍座上固定连接有抬板,所述PCB板上等距分布有贯穿的PTH孔。
[0012] 所述鞍座内部底侧安装有径向输送的输送轮带,鞍座中部具有替换基板的递料孔,所述输送轮带连接有用于检测和限定自身传输速度的速度执行器,其速度执行器于鞍座外端限定位置处安装。
[0013] 优选的,所述主架构支撑台上安装有存放引脚操作用料以及制作桥架引线用料的料箱,所述料箱与螺纹凝固固定在主架构支撑台上的放料插排相连通。
[0014] 优选的,所述垂直滑座的纵向垂直长度不大于磨切盘松刀端的纵向行走路径长度。
[0015] 优选的,所述垂直滑座包括有传动连接有旋转电机连接端的旋转主轴,所述旋转主轴传动连接有从动支轴,所述磨切盘松刀端包括有磨切盘。
[0016] 优选的,所述磨切盘包括有散热通轴和磨切头组成,所述磨切头与上片盘的贯通孔相契合,所述磨切头和垂直滑座之间具有释放热能的散热通轴,所述磨切头内部安装有贯通整个磨切盘的针脚插装引导端,所述针脚插装引导端与导料管相连通。
[0017] 优选的,所述放料插排包括有溶料箱和导料管,所述溶料箱为矩形状砼块结构,其导料管呈上粗下细的管柱状结构,多个导料管沿溶料箱的长度方向等距穿插入溶料箱内并贯通连接,所述溶料箱一侧安装有具有启动性能的推压块,所述推压块嵌入溶料箱内部并凸出于溶料箱外侧壁平面。
[0018] 优选的,所述第二连杆的杆体长度不大于封装执行模块的横向运动路径长度,第二连杆用于控制并引导封装执行模块的横向行走路径,并确定封装执行模块的横向路径范围。
[0019] 优选的,所述上片盘与PCB板呈上下相对设置,PCB板为方型结构,且上片盘的轴心与PCB板水平轴心线和纵向轴心线所形成的交叉中心点于同一垂直线上一致,同时上片盘与PCB板除两侧连接端紧贴,其余连接端皆具有悬空缝隙。
[0020] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:该种半导体外延薄膜贴片式封装设备采用晶体管内形网格阵列式封装,区别于传统的双列直插式封装、晶体管外形封装和插针网格阵列封装等封装方式,具有减少芯片薄膜外延率,减少芯片封装大的失误率,可塑封有引线芯片载体,并且可对方形和圆形或者是内套型封装单元进行有效分装,在现代微电子信息技术越发精益求精的现代社会,可普遍适用于堆叠式封装的半导体基材,在上片盘的支撑下可对薄膜进行减薄处理,降低芯片厚度,使芯片的散热性稳定,从而缩短元件之间的连线,实现更高的性能,减薄之后再划片,可以减少划片的工作量,降低芯片崩片的情况,采用线型切割的点接触切割方式对引脚、针脚或上片多余延薄膜组织进行一次性切除,破坏性小,切割速度更快,效率更高。

附图说明

[0021] 图1是本发明结构示意图;
[0022] 图2是本发明封装执行模块结构放大示意图;
[0023] 图3是本发明磨切头俯视结构放大示意图;
[0024] 图4是本发明封装盘组仰视结构放大示意图;
[0025] 图5是本发明上片盘俯视结构放大示意图;
[0026] 图6是本发明放料插排结构放大示意图。
[0027] 图中:1、主架构支撑台,2、封装执行模块,21、旋转电机连接端,22、垂直滑座,221、旋转主轴,2211、从动支轴,23、磨切盘松刀端,231、磨切盘,2311、散热通轴,2312、磨切头,23121、针脚插装引导端,3、料箱,31、放料插排,311、溶料箱,312、导料管,3121、推压块,4、气动杆,41、第二连杆,5、鞍座,6、封装盘组,61、上片盘,611、针脚齐切线轮,6111、切割线,
612、主线轮,62、PCB板,621、PTH孔,63、抬板,7、输送轮带,71、速度执行器。

具体实施方式

[0028] 以下将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0029] 本领域普通技术人员将认识到的是,“上端”、“下端”、“外”、“内”等方位用语是针对于附图的描述用语,并不表示对所述权利要求限定的保护范围的限制。
[0030] 请参阅图1-2,本发明提供一种技术方案:一种半导体外延薄膜贴片式封装设备,包括主架构支撑台1、封装执行模块2和封装盘组6:主架构支撑台1用于整个封装设备的架构组成,与电气连接部位的过渡以及组成连接结构,主架构支撑台1上固定安装有封装执行模块2和气动杆4,主架构支撑台1上安装有存放引脚操作用料以及制作桥架引线用料的料箱3,料箱3与螺纹凝固固定在主架构支撑台1上的放料插排31相连通,放料插排31包括有溶料箱311和导料管312,溶料箱311为矩形状砼块结构,其导料管312呈上粗下细的管柱状结构,多个导料管312沿溶料箱311的长度方向等距穿插入溶料箱311内并贯通连接,溶料箱311内部材料为半导体封装时引脚过程中所需对应材料基材,优选基材形态为液体,溶料箱
311内部材料为碳化钨、铜、金等电气性能佳的导电材料。
[0031] 所述溶料箱311一侧安装有具有启动性能的推压块3121,所述推压块3121嵌入溶料箱311内部并凸出于溶料箱311外侧壁平面,气压推动推压块3121向溶料箱311内做往复式挤压动作,从而使得溶料箱311内部压力增大,溶料箱311内的材料因受到增大的压力的挤压从导料管312内导出的速度得以增快,自料箱3处输送至溶料箱311时温度降低,从而在各个输送接口呈半凝固状态或微凝固状态的引脚材料被送入溶料箱311加热,使得材料重新形成可被流动疏导的液体状态。
[0032] 所述主架构支撑台1以鞍座5为轴心互为对称设置,气动杆4气动连接有呈水平横向延伸的第二连杆41,第二连杆41上滑动安装有封装执行模块2,第二连杆41的杆体长度不大于封装执行模块2的横向运动路径长度,第二连杆41用于控制并引导封装执行模块2的横向行走路径,并确定封装执行模块2的横向路径范围。
[0033] 所述封装执行模块2用于对上层工段处传递的集成电路芯片与封装基板或引脚架之间的粘贴工序进行操作的主动机构模块,封装执行模块2包括有用于和动力源电机相连接的旋转电机连接端21,使封装执行模块2具有动能源提供,便于工作;
[0034] 针脚成型时,为了增加针脚多余结构被切除时针脚断面的圆滑度,减少导体板块毛边和毛刺产生,在针脚成型阶段采用线型切割方式,使用针脚齐切线轮611带动切割线6111对超过上片盘61高度限制的针脚多余模块进行一次性整体切割,切割线6111的线型圆润切割端在接触针脚需切割接触面时,两者在一瞬间所产生的切割原始接触形态为点接触形态,从而最大程度的减少了切割时因切割面过大造成的针脚在切割时被带起、飞脚、针脚倾斜等系列问题,且更容易突破针脚歪结构层,切割速度更快,效率更高。
[0035] 所述旋转电机连接端21底部轴承传动连接有垂直滑座22,垂直滑座22自旋转电机连接端21处延伸至磨切盘松刀端23,并螺栓旋拧入磨切盘松刀端23内,垂直滑座22的纵向垂直长度不大于磨切盘松刀端23的纵向行走路径长度,垂直滑座22用于控制并引导磨切盘松刀端23的纵向行走路径,并确定磨切盘231的纵向路径范围,垂直滑座22包括有传动连接有旋转电机连接端21的旋转主轴221,旋转主轴221传动连接有从动支轴2211,磨切盘松刀端23包括有磨切盘231,磨切盘231通过旋转电机连接端连接动能电力源,形成高速动态工作状态,磨切盘231通过垂直滑座22完成上下高度的调节,气动杆4电气连接,通过电气控制气动杆4带动磨切盘231横向移动,从而控制磨切盘231的左右位置的移动调节;
[0036] 磨切盘231包括有散热通轴2311和磨切头2312组成,磨切头2312与上片盘61的贯通孔相契合,磨切头2312和垂直滑座22之间具有释放热能的散热通轴2311,散热通轴2311释放垂直滑座22上下频繁滑动时产生的滑动热能,通过向散热通轴2311气动导入冷凝或水冷等冷物质进行降温,同时也避免工作热压过大,磨切头2312内部安装有贯通整个磨切盘231的针脚插装引导端23121,针脚插装引导端23121与导料管312相连通,料箱3注入芯片封装时引脚工序所需半导体芯片内部电路与外围电路连接的引线所需材料,通过电气连接控制程序有序导入溶料箱311内部病进行保温或加温溶解,溶料箱311通过导料管312注入至针脚插装引导端23121,期间材料溶液通过溶料箱311外接的推压块3121进行压力流速补偿微操控。
[0037] 所述封装盘组6用于进行基板、子母板进行引脚操作和引线粘连、针脚切割时的被动传递操作机构,封装盘组6包括有上片盘61、PCB板62和抬板63组成,其上片盘61呈圆饼状,上片盘61上以自轴心处制有贯通孔,上片盘61包括有针脚齐切线轮611,以及缠绕于针脚齐切线轮611和主线轮612上的切割线6111,上片盘61自上而下扣于PCB板62两端,PCB板62通过递料孔51传递入封装盘组6处,上片盘61扣入PCB板62两端并于上方固定,薄膜覆盖于PCB板62或基板等半导体板上时,同时覆盖于上片盘61处,磨切盘231向下不断接近上片盘61,并穿过上片盘61上形成的圆形镂空孔抵达PCB板62上方,薄膜被同时带进入镂空孔内并吸附于PCB板62上,在不断接近PCB板62的过程中,磨切盘231内的针脚插装引导端23121将自导料管312出输入的原料挤出形成针脚或引线,穿破薄膜粘连在PCB板62上的各个PTH孔621内部,磨切盘231通过旋转主轴221和从动支轴2211的带动旋转,不断的对覆盖于上片盘61上的薄膜进行打磨或切减,减少芯片厚度,残余由ADPE进行残料自动分离。
[0038] 所述PCB板62底部卡入抬板63内;针脚齐切线轮611和主线轮612自抬板63两端相对设置于上片盘61四周,切割线6111沿上片盘61的内周轴向分布,抬板63一端具有向下延伸的柱形连接突出棱,另一端为具有梯形切面端,且该切面端上制有贯穿的连接孔;
[0039] 所述抬板63与上片盘61于同一平面内呈交叉状互为平行设置,鞍座5上固定连接有抬板63,PCB板62上等距分布有贯穿的PTH孔621,PTH孔621,优选为内侧镀铜或镀金的金属化孔,作用于通孔直插式元件内部,上片盘61与PCB板62呈上下相对设置,PCB板62为方型结构,且上片盘的轴心61与PCB板62水平轴心线和纵向轴心线所形成的交叉中心点于同一垂直线上一致,同时上片盘61与PCB板62除两侧连接端紧贴,其余连接端皆具有悬空缝隙,PTH孔621需要针脚插装,PCB板62上等距分布有PTH孔621,PTH孔621的导通层具有电气连接,引脚工序以及前期针脚插装皆通过PTH孔621内进行,其内部针脚插通过针脚插装引导端23121装入PCB板上。
[0040] 所述鞍座5内部底侧安装有径向输送的输送轮带7,鞍座5中部具有替换基板的递料孔51,输送轮带7连接有用于检测和限定自身传输速度的速度执行器71,其速度执行器71于鞍座5外端限定位置处安装,抬板63作为连接于鞍座5和PCB板62之间的引导结构,用于承载PCB板62并使其固定鞍座5表面,通过抬板63自身下方延伸于外的各个延伸脚插入并固定于鞍座5表面,通过将延伸部分拔出鞍座5内,解除PCB板62的被承载状态,或解除自身与鞍座5的连接状态,从而可让人们将抬板63或抬板63上的PCB板62拿起,进行抬板63的清洁维护或PCB板62的下工段封装。
[0041] 以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明,但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下,本领域的技术人员还可做出许多变形和改进,这些也应视为本发明的保护范围。