载带回收系统和方法、载带裁减装置、载带焊接装置以及载带收集装置与流程

本发明涉及芯片的制造和封装测试，尤其涉及芯片制造和封装测试过程中用于回收承载晶片的载带的载带回收系统和方法、载带裁减装置、载带焊接装置以及载带收集装置。

背景技术：

在芯片制造和封装测试过程中，具有依次形成的多个凹袋的载带通常被卷绕在由供应商提供的相对大的标准卷盘上。载带被进给到晶片分类机，由晶片分类机分出的合适的晶片被放置在载带上的凹袋中并且被塑封。这种装有晶片并且被塑封的载带被卷绕在相对小的卷盘上，随后被进给到晶片贴装装置。晶片贴装装置将去掉载带上的塑封、从凹袋中取出晶片并且将晶片焊接到基板上以形成芯片。

在载带被进给到晶片分类机上时，相对大的标准卷盘上的载带可以被分别卷绕在几个相对小的卷盘上，但由于各种原因，相对大的标准卷盘上通常会剩下一些没有被使用的载带。这些没有被使用的载带以及从晶片贴装装置排出的已经使用过的载带通常作为废物被处理掉了。载带通常由聚碳酸酯或聚苯乙烯等材料制成，将载带作为废物被处理掉不仅会浪费资源并造成严重的环境问题，而且处理这些载带需要额外的费用，增加了成本。

因此，需要对现有的芯片制造和封装测试工艺进行改进。

技术实现要素：

本发明的目的就是要克服上述现有技术中的至少一种缺陷，提出一种载带回收系统和方法，以便对标准卷盘上剩余的没使用的载带以及使用过的载带进行回收以便再次使用，而不会作为废物被处理掉。

为此，根据本发明的一方面，提供一种载带回收系统，包括：

用于对需要回收的载带进行裁剪的裁减装置；

用于对已经裁剪的载带进行焊接的焊接装置；以及

用于将焊接后的载带卷绕在回收卷盘上的卷绕装置。

优选地，所述裁减装置包括下模和用于与所述下模相互作用以便对需要回收的载带进行裁剪的裁减头。

优选地，所述下模包括基体、形成在所述基体上用于接收所述裁减头的凹部、以及在所述基体上位于所述凹部两侧的凸起部，所述凸起部的尺寸选择成与所述载带上的凹袋的尺寸相同，所述凸起部到所述凹部的距离大于所述载带上相邻凹袋之间的连接部的宽度的一半并且小于所述宽度，所述裁减头具有与所述凹部对应的形状。

优选地，所述凹部靠近所述凸起部的一个侧面形成凹形形状，所述凹部靠近所述凸起部的另一个侧面形成凸形形状。

优选地，所述焊接装置是超声波焊接装置，所述超声波焊接装置包括产生振动能量的机体、安装到所述机体上以便将振动能量传递到载带焊接部位的焊接头以及用于支撑将要被焊接在一起的载带的支撑座。

优选地，所述焊接头包括焊接头本体，所述焊接头本体的末端形成有用于压在载带焊接部位的平的端面。

优选地，所述支撑座包括支撑座本体，在所述支撑座本体上形成有至少两个相邻的凹腔，所述凹腔的尺寸与所述载带上的凹袋的尺寸相同，相邻的所述凹腔之间的分隔部的宽度与所述载带上相邻的凹袋之间的连接部的宽度相同。

优选地，在所述支撑座本体上沿着直线形成有多个相邻的所述凹腔。

优选地，在所述支撑座本体上形成有纵向凹槽，所述纵向凹槽的宽度选择成与所述载带的宽度相同，并且使得多个相邻的所述凹腔形成在所述纵向凹槽的底表面上。

优选地，所述载带回收系统还包括设置在所述卷绕装置上游并且用于对焊接后的载带进行清洁的清洁装置。

优选地，所述清洁装置是离子风机。

优选地，所述载带回收系统还包括用于将使用过的载带收集在收集卷盘上的收集装置，所述收集装置包括支架、设置在所述支架上的电机、以及由所述电机驱动并且用于装载所述收集卷盘的转轴。

优选地，所述转轴包括连接到所述电机的电机轴上的第一部分和能够与所述第一部分可分离地接合并且用于装载所述收集卷盘的第二部分，当被收集的载带受到的拉力大于预定值时，所述转轴的所述第一部分与所述转轴的所述第二部分之间的接合自动地断开。

优选地，所述转轴的所述第一部分包括用于与所述电机轴连接的第一轴部以及与所述第一轴部连接或成一体的第一盘体，所述转轴的所述第二部分包括用于装载所述收集卷盘的第二轴部以及与所述第二轴部连接或成一体的第二盘体，所述第二轴部上设置有弹簧，所述弹簧趋于将所述转轴的所述第二部分向着所述转轴的所述第一部分压靠，使得所述第二盘体与所述第一盘体保持摩擦接触。

优选地，所述收集装置还包括第一支撑套筒和第二支撑套筒，所述第一支撑套筒被所述支架支撑并且用于容纳至少所述第一盘体和所述第二盘体，所述第二支撑套筒包括具有较大内径的第一部分和具有较小内径的第二部分，所述第二支撑套筒通过纵向穿过所述第二支撑套筒的调节螺钉与所述第一支撑套筒连接，可转动并且可轴向移动地支承所述第二轴部的第二轴承安装在所述第二支撑套筒的第二部分中，所述弹簧的一端抵靠在所述第二支撑套筒的第二部分上，所述弹簧的另一端抵靠在所述转轴的所述第二部分的所述第二轴部上，通过拧紧或松动所述调节螺钉，所述第二支撑套筒相对于所述第一支撑套筒的距离被改变以调节所述弹簧的压缩状态。

优选地，所述第一支撑套筒被安装在可转动地支承所述第一轴部的第一轴承的轴承座上，所述轴承座被所述支架支撑。

根据本发明的另一方面，提供一种载带回收方法，包括：

对需要回收的载带进行裁剪；

对已经裁剪的载带进行焊接；以及

将焊接后的载带卷绕在回收卷盘上。

优选地，两条载带需要相互连接的端部被裁剪成从端部到最近的凹袋的距离大于载带上相邻凹袋之间的连接部的宽度的一半并且小于所述宽度。

优选地，两条载带需要相互连接的端部中的一个被裁剪成凹形端，另一个被裁剪成凸形端。

优选地，两条载带需要相互连接的端部被部分重叠地焊接在一起。

优选地，所述载带回收方法还包括在将焊接后的载带卷绕在回收卷盘上之前对焊接后的载带进行清洁。

优选地，所述载带回收方法还包括在对需要回收的载带进行裁剪之前将使用过的载带收集在收集卷盘上。

优选地，在使用过的载带的收集过程中，当使用过的载带受到的拉力大于预定值时，自动停止将使用过的载带收集在收集卷盘上，以及当使用过的载带受到的拉力低于预定值时，自动恢复将使用过的载带收集在收集卷盘上。

优选地，所述预定值是可调节的。

根据本发明的载带回收系统和方法，可以对标准卷盘上剩余的没使用的载带以及使用过的载带进行回收以便再次使用，而不会作为废物被处理掉，这不仅可以节约资源并且避免对环境造成污染，而且可以节约处理这些载带的费用，同时载带的再次使用更进一步降低了成本。

根据本发明的又一方面，提供一种载带裁减装置，包括：

下模；和

用于与所述下模相互作用以便对载带进行裁剪的裁减头；

其中，所述下模包括基体、形成在所述基体上用于接收所述裁减头的凹部、以及在所述基体上位于所述凹部两侧的凸起部，所述凸起部的尺寸选择成与所述载带上的凹袋的尺寸相同，所述凸起部到所述凹部的距离大于所述载带上相邻凹袋之间的连接部的宽度的一半并且小于所述宽度，所述裁减头具有与所述凹部对应的形状。

根据本发明的又一方面，提供一种载带焊接装置，所述载带焊接装置是超声波焊接装置，所述超声波焊接装置包括：

产生振动能量的机体；

安装到所述机体上以便将振动能量传递到载带焊接部位的焊接头；以及

用于支撑将要被焊接在一起的载带的支撑座；

所述焊接头包括焊接头本体，所述焊接头本体的末端形成有用于压在载带焊接部位的平的端面。

根据本发明的又一方面，提供一种载带收集装置，所述载带收集装置用于将使用过的载带收集在收集卷盘上，所述载带收集装置包括：

支架；

设置在所述支架上的电机；以及

由所述电机驱动并且用于装载所述收集卷盘的转轴；

其中，所述转轴包括连接到所述电机的电机轴上的第一部分和能够与所述第一部分可分离地接合并且用于装载所述收集卷盘的第二部分，当被收集的载带受到的拉力大于预定值时，所述转轴的所述第一部分与所述转轴的所述第二部分之间的接合自动地断开。

附图说明

图1是在芯片制造过程中用于承载晶片的载带的示意图；

图2是根据本发明优选实施例的载带回收系统的简化示意图；

图3是根据本发明的裁减装置的下模的示意立体图；

图4是根据本发明的裁减装置的下模的俯视图；

图5是根据本发明的裁减装置裁剪后的两条载带的示意图；

图6是根据本发明的裁减装置裁剪后的两条载带在连接部位重叠在一起的示意图；

图7是根据本发明的超声波焊接装置的焊接头的示意立体图；

图8是根据本发明的超声波焊接装置的支撑座的示意立体图；

图9是根据本发明的超声波焊接装置的支撑座的俯视图；

图10是根据本发明的收集装置的示意立体图；

图11是根据本发明的收集装置的示意侧视图；

图12是根据本发明的收集装置的分解立体图；

图13是根据本发明的收集装置的第一支撑套筒示意立体图；以及

图14是根据本发明的收集装置的第二支撑套筒示意立体图。

具体实施方式

下面结合示例详细描述本发明的优选实施例。本领域技术人员应理解的是，这些示例性实施例并不意味着对本发明形成任何限制。

图1是在芯片制造过程中用于承载晶片的载带的示意图。如图1所示，载带1大体包括细长的带体3和依次形成在带体3上的多个凹袋5。相邻凹袋5之间的带体构成相邻凹袋的窄的连接部7，在凹袋5的侧部形成有用于与驱动机构的齿啮合以驱动载带1的一系列孔9。载带1通常被卷绕在由供应商提供的相对大的标准卷盘上。正如所知，在使用时，通过晶片分类机将晶片(未示出)放置在载带1的凹袋5中并且被塑封在其中。这种装有晶片并且被塑封的载带1被卷绕在相对小的卷盘上，随后被进给到晶片贴装装置。晶片贴装装置去掉载带上的塑封、从凹袋中取出晶片并且将晶片焊接到基板上以形成芯片。

图2是根据本发明优选实施例的载带回收系统的简化示意图。如图2所示，根据本发明优选实施例的载带回收系统11大体包括用于对载带进行裁剪的裁减装置13、用于对已经裁剪的载带进行焊接的焊接装置15、以及用于将焊接后的载带卷绕在回收卷盘上的卷绕装置17。

裁减装置13包括下模19和用于与下模19相互作用以便对载带1进行裁剪的裁减头(未示出)。图3是根据本发明的裁减装置的下模19的示意立体图，图4是根据本发明的裁减装置的下模19的俯视图。如图3和4所示，下模19包括基体21、形成在基体21上用于接收裁减头(未示出)的凹部23、以及在基体21上位于凹部23两侧的凸起部25。凸起部25的尺寸选择成与载带1上的凹袋5的尺寸相同，这样，使得载带1可以被扣在凸起部25上，从而在对载带1进行裁剪时实现载带1在下模19上的快速准确定位。裁减装置13的裁减头具有与基体21上的凹部23大体对应的形状，在基体21上方与基体21上的凹部23对准，并且借助于形成在基体21上的孔26被支撑或安装在基体21上。例如，在基体21上的孔26中装有支撑杆，并且在支撑杆上设置有弹簧，裁减头通过弹簧被支撑，当向下压裁减头以克服弹簧作用时可以将裁减头压到凹部23中，当松开裁减头时在弹簧作用下可以将裁减头压从凹部23中移出。在裁剪时，通过向着基体21上的凹部23下压裁减头，可以对放置在凹部23两侧的需要连接在一起的载带进行裁剪。连接在一起的两条载带的连接部位的宽度应当与载带1上相邻凹袋5之间的连接部7的宽度相同，以确保连接后的载带能够被驱动机构正确地驱动。为此，基体21上的凸起部25到凹部23的距离应当大于载带1上相邻凹袋5之间的连接部7的宽度的一半并且小于该宽度。这样，在焊接时，两条需要相互连接的载带的端部在连接部位至少部分地重叠，以确保需要相互连接的两条载带可以可靠地相互连接。在需要相互连接的两条载带的连接部位，由于两条载带至少部分地重叠，这会使得连接部位厚度变厚。过厚的厚度可能会影响连接后的载带在使用时正常顺利地通过晶片分类机或晶片贴装装置，为此，需要尽可能减小连接部位的厚度。根据本发明，基体21上的凹部23靠近凸起部25的一个侧面27形成凹形形状，而基体21上的凹部23靠近凸起部25的另一个侧面29形成凸形形状。图5是根据本发明的裁减装置裁剪的两条载带的示意图，图6是根据本发明的裁减装置裁剪后的两条载带在连接部位重叠在一起的示意图。这样，需要相互连接的两条载带中的一条载带的端部被裁剪成凹形端31(如图5所示)，需要相互连接的两条载带中的另一条载带的端部被裁剪成凸形端33(如图5所示)。当一条载带的凹形端31与另一条载带的凸形端33如图6所示重叠在一起以便对它们进行焊接时，如此焊接在一起的载带不仅能够可靠地相互连接而且在连接部位的厚度会减小。

正如所知，载带通常由聚碳酸酯或聚苯乙烯等材料制成，用于对已经裁剪的载带进行焊接的焊接装置15可以是热压焊接装置，但优选地是超声波焊接装置。根据本发明的超声波焊接装置包括产生振动能量的机体，超声波焊接装置的机体没有在本发明中被示出并且省略对其详细描述。根据本发明的超声波焊接装置还包括安装到机体上以便将振动能量传递到载带焊接部位的焊接头35以及用于支撑将要被焊接在一起的载带的支撑座37。图7是根据本发明的超声波焊接装置的焊接头的示意立体图，图8是根据本发明的超声波焊接装置的支撑座的示意立体图，和图9是根据本发明的超声波焊接装置的支撑座的俯视图。如图7所示，焊接头35包括焊接头本体39，在焊接头本体39末端形成有用于压在载带焊接部位的平的端面41。用于支撑将要被焊接在一起的载带的支撑座37包括支撑座本体43，在支撑座本体43形成有至少两个相邻的凹腔45，凹腔45的尺寸与载带1上的凹袋5的尺寸相同，相邻凹腔45之间的分隔部47的宽度与载带1上相邻凹袋5之间的连接部7的宽度相同。这样，通过将需要相互连接的两条载带上的凹袋5放置在支撑座37上的凹腔45中并且使得它们的端部在分隔部47处至少部分地重叠，可以使得需要相互连接的两条载带在支撑座37上被快速准确地定位在合适的焊接位置。优选地，在支撑座本体43上沿着直线形成多个相邻的凹腔45，这样更有助于需要相互连接的两条载带在支撑座37上的定位。更优选地，在支撑座本体43上形成有纵向凹槽49，纵向凹槽49的宽度选择成与载带1的宽度大体相同，并且使得多个相邻的凹腔45形成在纵向凹槽49的底表面上。这样，纵向凹槽49可以使载带1在纵向方向保持在合适位置，有效地防止需要相互连接的两条载带在焊接过程中发生移位。在对需要相互连接的两条载带进行焊接时，首先将需要相互连接的两条载带上的凹袋5放置在支撑座37上的凹腔45中并且使得它们的端部在分隔部47处至少部分地重叠，随后将超声波焊接装置的焊接头35压在位于支撑座37上的分隔部47处的载带上，从而将高频振动波传递到需要相互连接的两条载带的相互重叠的表面上，使相互重叠的表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合而被焊接在一起。

被焊接在一起的载带通过用于将焊接后的载带卷绕在卷盘上的卷绕装置17卷绕在回收(标准)卷盘上并且被手动或自动地切断。这种被卷绕在回收卷盘上的回收载带可以供晶片分类机再次使用，而不会作为废物被处理掉，这不仅可以节约资源并且避免对环境造成污染，而且可以节约处理这些载带的费用，同时载带的再次使用更进一步降低了成本。

为了防止再次使用时这种回收的载带上携带的污物对晶片造成污染，可以在回收的载带被卷绕在标准卷盘上之前对载带进行清洁。为此，可以在用于将焊接后的载带卷绕在卷盘上的卷绕装置17上游设置用于对焊接后的载带进行清洁的清洁装置49。清洁装置49优选地是离子风机，离子风机产生的气流不仅可以吹掉焊接后的载带上的灰尘等污物，而且还能够中和焊接后的载带上的电荷，从而对焊接后的载带除尘并且消除静电。

如上所述，需要回收的载带有两种，一种是提供给晶片分类机的标准卷盘上剩余的没使用的载带，另一种是从晶片贴装装置输出的使用过的载带。对于前一种载带，可以通过如上所述的载带回收系统11直接回收；而对于后一种载带，则需要先将这种使用过的载带收集在收集卷盘上。为此，根据本发明的载带回收系统11还可以包括用于将使用过的载带收集在收集卷盘上的收集装置51。

图10是根据本发明的收集装置的示意立体图，图11是根据本发明的收集装置的示意侧视图。根据本发明的用于将使用过的载带收集在收集卷盘上的收集装置51包括支架53、设置在支架53上的电机55、以及由电机55驱动并且用于装载收集卷盘57的转轴59。当然，用于将使用过的载带收集在收集卷盘上的收集装置51还可以包括用于控制电机55运行的配电箱61。在实践中，进给到晶片贴装装置的载带并不总是以恒定的速度从晶片贴装装置输出，由于多种原因有些时候载带从晶片贴装装置的输出甚至暂时中止。在这种情况下，如果收集装置51继续使收集卷盘57转动来卷绕载带，则有可能使正在或即将被贴装的晶片移位，从而影响晶片的正确贴装。为此，可以将用于装载收集卷盘57的转轴59设计成两个部分，即，连接到电机轴上的第一部分63和能够与第一部分63可分离地接合并且用于装载收集卷盘57的第二部分65，当载带1受到的拉力大于预定值时，第一部分63与第二部分65之间的接合自动地断开，从而避免强行卷拉载带而影响晶片的正确贴装。

图12是根据本发明的收集装置的分解立体图，图13是根据本发明的收集装置的第一支撑套筒示意立体图，以及图14是根据本发明的收集装置的第二支撑套筒示意立体图。如图12所示，转轴59的第一部分63包括用于与电机轴55a连接的第一轴部63a以及与第一轴部63a连接或成一体的第一盘体63b。第一轴部63a可以是中空的，以便过盈配合地接收电机轴55a。当然，第一轴部63a也可以通过联轴器与电机轴55a连接或者与电机轴55a成一体。第一轴部63a可以被设置在轴承座67中的第一轴承69可转动地支承。转轴59的第二部分65包括用于装载收集卷盘57的第二轴部65a、以及与第二轴部65a连接或成一体并且用于与第一部分63的第一盘体63b摩擦接触的第二盘体65b。根据本发明的收集装置还包括第一支撑套筒71和第二支撑套筒73。如图12所示，第一支撑套筒71包括形成在筒体一端上的安装孔71a和形成在筒体另一端上的第一调节孔71b。通过穿过轴承座67上的安装孔67a拧入第一支撑套筒71上的安装孔71a中的安装螺钉(未示出)可以将第一支撑套筒71安装到轴承座67上。第一支撑套筒71用于容纳第一部分63的至少第一盘体63b和第二部分65的至少第二盘体65b。第二支撑套筒73包括较大内径的第一部分73a和具有较小内径的第二部分73b，在第二部分73b的端部上形成有纵向穿过第二部分73b的第二调节孔73c。调节螺钉(未示出)纵向穿过第二部分73b上的第二调节孔73c被拧入到第一支撑套筒71上的第一调节孔71b中。第二支撑套筒73的第二部分73b中安装有第二轴承75，转轴59的第二部分65的第二轴部65a由第二轴承75可转动地并且可轴向移动地支承。例如，转轴59的第二部分65的第二轴部65a的直径可以小于第二轴承75的内圈的内径，但使得它们通过键可轴向移动地相互连接。第二部分65的第二轴部65a上设置有弹簧77，使得弹簧77的一端抵靠在第二支撑套筒73的第二部分73b上，弹簧77的另一端抵靠在转轴59的第二部分65的第二轴部65a上。这样，弹簧77总是趋于将转轴59的第二部分65向着转轴59的第一部分63压靠，使得转轴59的第二部分65的第二盘体65b与转轴59的第一部分63的第一盘体63b保持摩擦接触，从而带动转轴59的第二部分65随着转轴59的第一部分63一起转动。转轴59的第二部分65的第二轴部65a的末端还设置有可移动的卡子79。当卡子79移动到与转轴59的第二部分65的第二轴部65a大体对齐的位置，可以允许收集卷盘57被装在转轴59的第二部分65的第二轴部65a上或从其上取走；当卡子79移动到与转轴59的第二部分65的第二轴部65a大体垂直的位置，可以使收集卷盘57被可靠地装在转轴59的第二部分65的第二轴部65a上以执行卷绕已经焊接的载带的作业。

如上所述，弹簧77总是趋于使得转轴59的第二部分65的第二盘体65b与转轴59的第一部分63的第一盘体63b保持摩擦接触，从而带动转轴59的第二部分65随着转轴59的第一部分63一起转动，进而将载带卷绕在装在转轴59的第二部分65上的收集卷盘57上。根据本发明的收集装置51，通过拧紧或松动调节螺钉，可以改变第二支撑套筒73相对于第一支撑套筒71的距离，进而调节弹簧77的压缩状态，从而最终改变转轴59的第二部分65的第二盘体65b与转轴59的第一部分63的第一盘体63b之间的摩擦力。因此，通过拧紧或松动调节螺钉将转轴59的第二部分65的第二盘体65b与转轴59的第一部分63的第一盘体63b之间的摩擦力设定在合适的值，可以使得当载带1由于某种原因暂停从晶片贴装装置输出而受到过大卷拉(拉力)作用时，转轴59的第二部分65的第二盘体65b与转轴59的第一部分63的第一盘体63b自动地分离或者相对于其打滑，从而使得载带1不再受到过大卷拉作用，避免影响晶片的正确贴装。一旦载带1从晶片贴装装置正常输出而不再受到过大卷拉作用时，在弹簧77的作用下，转轴59的第二部分65的第二盘体65b自动恢复与转轴59的第一部分63的第一盘体63b的摩擦接触，可继续将使用过的载带卷绕在收集卷盘57上。

以上结合具体实施例对本发明进行了详细描述。显然，以上描述以及在附图中示出的实施例均应被理解为是示例性的，而不构成对本发明的限制。对于本领域技术人员而言，可以在不脱离本发明的精神的情况下对其进行各种变型或修改，这些变型或修改均不脱离本发明的范围。