自动楔焊键合机用夹具的制作方法

本发明涉及半导体封装技术领域。

背景技术：

随着半导体器件生产规模的扩大，自动楔焊键合机越来越广泛的应用在键合工艺。自动键合设备的夹具在发挥全自动设备稳定、高效等优点上起着重要的作用，夹具设计的好坏甚至会影响到一台自动设备的产能。大部分自动键合机设备生产商自带的夹具结构单一且生产通用性差。目前，国内还没有自动楔焊键合机的夹具专利。类似的键合夹具设计专利：《一种引线键合夹具》（中国cn102446803a2012.05.9）、《柔性超声引线键合夹具》（中国cn102335893b2014.02.26）、《一种键合夹具》（中国cn104517881a2015.04.15），以上设计或者结构复杂需要齿轮传动或利用弹簧夹持待键合器件，或者只是适合单一的一种产品，带来的问题是，夹具制作周期长或不同产品夹具不兼容，且不能实现矩阵式生产，导致这些键合夹具不能在自动化生产中得到应用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种自动楔焊键合机用夹具，结构简单，使用方便，通用性强，能适用于不同的产品，节约材料，降低成本，提高工作效率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：包括底座、器件承载体和若干个定位块；器件承载体放置在底座上，定位块放置在器件承载体上；所述底座上设有若干个与设备连接的螺丝定位孔；底座正面设有第一真空孔；其特征在于：所述器件承载体上设有2个以上的键合器件定位单元；每个键合器件定位单元包括若干定位沉孔、与定位沉孔相配合的定位块和至少一个第二真空孔；所述第二真空孔通过器件承载体背面设有的第二真空槽与第一真空孔连通。

作为优选，器件承载体分为左侧器件承载体和右侧器件承载体，其中一个覆盖在第一真空孔上；左侧器件承载体和右侧器件承载体上均设有独立的定位单元。

作为优选，2个以上的键合器件定位单元按照矩阵式排列。

作为优选，底座背面设有的第一真空槽，第一真空槽起始端与键合机设备上的真空孔相对应，第一真空槽终止端与第一真空孔相连。

作为优选，底座为槽状，底座其中三侧面边缘设有若干个挡板，挡板为间隔分布，相邻两个挡板之间设有螺丝定位孔。

作为优选，器件承载体上还设有辅助定位沉孔。

作为优选，定位块的结构包括定位板和两个以上插柱，定位板固定在插柱上，插柱插放在定位沉孔或辅助定位沉孔中，定位板与键合器件结构相配合，相邻两插柱之间的距离与定位沉孔或辅助定位沉孔之间的距离相配合。

进一步的，还包括防止第二真空孔漏气的附件。

作为优选，附件结构包括一个插柱和设置在插柱上的盖板。

作为优选，底座、器件承载体和、定位块和附件都是金属结构的。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明结构简单，使用方便，通用性强，能适用于不同的产品；本发明采用金属材料制作，传热性好，有利于热量散发；螺丝定位孔有利于本发明与键合机设备加热平台的紧固，底座为槽状可以防止器件承载体发生移动；两个器件承载体同时放置在底座上，可以循环生产，一个生产的同时另一个可进行预热和装卸操作，提高了生产效率；本发明采用在器件承载体上拔插定位块的方法实现不同尺寸产品的兼容定位，在真空孔附近位置布有插拔定位块的定位沉孔，沉孔的位置分布通过优化计算后得到，分为主要位置和辅助位置，可以兼容不同的产品，使用范围广，节约材料，降低成本，提高工作效率；自动键合机都具有矩阵键合的功能，本发明将每个定位单元的第二真空孔和定位沉孔矩阵分布到夹具平面上，满足了矩阵生产的要求，提高了工作效率；

本发明，节省了针对不同器件设计夹具和制作的周期，节省了切换夹具操作和升温时间，以及重新探高和校准初始位置的时间，实现了矩阵式键合生产，提高了生产效率；一套夹具可以满足多种器件生产，降低了夹具制作的生产成本。

附图说明

图1是本发明底座的结构示意图；

图2是本发明器件承载体的结构示意图；

图3是本发明定位块实施例1结构示意图；

图4是本发明定位块实施例2结构示意图；

图5是本发明附件的结构示意图。

图中：1、底座；2、螺丝定位孔；3、第一真空孔；4、挡板；5、器件承载体；6、第二真空孔；7、定位沉孔；8、辅助定位沉孔；9、定位块；10、附件；11、定位板；12、插柱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-5所示，为本发明一种自动楔焊键合机用夹具的一个实施例，

实施例1：

包括底座1、器件承载体5和若干个定位块9；器件承载体5放置在底座1上，定位块9放置在器件承载体5上；底座1上设有若干个与设备连接的螺丝定位孔2；底座1正面设有第一真空孔3；器件承载体5上设有2个以上的键合器件定位单元；每个键合器件定位单元包括若干定位沉孔7、与定位沉孔7相配合的定位块9和至少一个第二真空孔6；第二真空孔6通过器件承载体5背面设有的第二真空槽与第一真空孔3连通。

第一真空孔3为一个，第二真空槽将第一真空孔3与第二真空孔6相连通，起到引流的作用；底座1用于固定器件承载体5；定位块9用于固定键合器件。

定位块9与定位沉孔7相配合插放在定位沉孔7中，对键合器件定位，定位块9能插入或取下，可以插放在不同的定位沉孔7中，节省了针对不同器件设计不同的夹具和制作的周期，节省了切换夹具操作和升温时间，以及重新探高和校准初始位置的时间；大大提高了工作效率，本装置使用范围广，兼容的待键合器件。一套夹具可以满足多种器件生产，降低了夹具制作的生产成本。拔插定位块9的方法实现不同尺寸产品的兼容定位，简化定位方式，在第二真空孔6附近位置布有插拔定位块9的定位沉孔7，定位沉孔7的位置分布通过优化计算后得到，解决了更换产品必须更换夹具的问题。

2个以上的键合器件定位单元，既能满足多个相同的键合器件放在同一个器件承载体5上键合，也满足多个不同的建和器件放在同一个器件承载体5上键合，适用于不同的产品使用，通用性强。

实施例2：

底座1、器件承载体5和定位块9的结构以及装配与实施例1相同。

器件承载体5分为左侧器件承载体和右侧器件承载体，其中一个覆盖在第一真空孔3上；左侧器件承载体和右侧器件承载体上均设有独立的定位单元。

使用时，左侧器件承载体放置在第一真空孔3上，左侧器件承载体先进行键合，右侧器件承载体进行预热，待左侧器件承载体完成后，将左侧器件承载体取下，将右侧器件承载体滑动至底座1上的第一真空孔3上，进行右侧器件承载体上键合器件的键合。

两块器件承载体的设置，能循环生产，一个生产的同时另一个可进行预热和装卸操作，提高了生产效率。

当然，器件承载体5也可以是3块等，根据底座1大小

实施例3：

底座1、器件承载体5和定位块9的结构以及装配与实施例1相同。

2个以上的键合器件定位单元按照矩阵式排列。

第二真空孔6和定位沉孔7分成若干个定位单元，定位单元按照矩阵式排列。第二真空孔6和定位沉孔7的位置分布是经过计算得到的，满足现有使用的待键合器件的要求；经过优化计算，得到器件承载体5里定位单元的第二真空孔6和定位沉孔7的位置分布，之后将定位单元按照矩阵式排列在器件承载体5内，自动键合机都具有矩阵键合的功能，将每个定位单元的第二真空孔6和定位沉孔7矩阵分布到器件承载体5平面上，满足了矩阵生产的要求，矩阵排列的第二真空孔6和定位沉孔7，使得自动键合机可以按照变好的程序连续键合器件，中间不会有停顿，，满足批量化生产，提高了工作效率。

实施例4：

底座1、器件承载体5和定位块9的结构以及装配与实施例1相同。

底座1背面设有的第一真空槽，第一真空槽起始端与键合机设备上的真空孔相对应，第一真空槽终止端与第一真空孔3相连。

第一真空槽为条状长方形槽，第一真空槽起到引流作用，使键合机设备上的真空孔与底座1上的第一真空孔3相连通。

实施例5：

底座1、器件承载体5和定位块9的结构以及装配与实施例1相同。

底座1为槽状，底座1其中三侧面边缘设有若干个挡板4，挡板4为间隔分布，相邻两个挡板4之间设有螺丝定位孔2。

底座1其中三侧面边缘设有若干个挡板4，方便器件承载体5的取放，挡板4为间隔分布，相邻两个挡板4之间设有螺丝定位孔2，既节约材料，又不会影响螺丝定位孔2的设置，不会妨碍底座1的固定。

实施例6：

底座1、器件承载体5和定位块9的结构以及装配与实施例1相同。

器件承载体5上还设有辅助定位沉孔8，辅助定位沉孔8是预留的孔，可以扩展产品尺寸的兼容性，为以后生产新型尺寸器件做铺垫。

实施例7：

底座1、器件承载体5和定位块9的结构以及装配与实施例1相同。

定位块9的结构包括定位板11和两个以上插柱12，定位板11固定在插柱12上，插柱12插放在定位沉孔7或辅助定位沉孔87中，定位板11与待键合器件结构相配合，相邻两插柱12之间的距离与定位沉孔7或辅助定位沉孔87之间的距离相配合。

定位板11可以是长方形、两条长方形围成的直角形，插柱12固定在定位板11下，插柱12可以是两个，也可以是3个，或者更多；根据定位沉孔7的距离决定插柱12的距离；定位块9的厚度和插柱12长度由定位块9在器件承载体5放置的稳定性决定，两插柱12间距由定位沉孔7的间距决定。

定位块9用于将放置在第二真空孔6内的键合器件固定，本结构下，只需要固定键合器件任意垂直两边即可将待键合器件固定不动，定位方式简化，由通用的四边的定位方法简化为两边定位法，使用更方便，定位更简单快捷。

实施例8：

底座1、器件承载体5和定位块9的结构以及装配与实施例1相同。

还包括防止第二真空孔6漏气的附件10。

附件10结构包括一个插柱12和设置在插柱12上的盖板，附件10的作用是当自动键合矩阵有变化或者有不用的真空孔时将附件10的插柱12插入第二真空孔6，防止漏气，附件10主要是防止器件承载体5上的空闲第二真空孔6漏气；附件10的结构也可以只有插柱12，只要能将第二真空孔6堵住即可。

底座1、器件承载体5和、定位块9和附件10都是金属结构的，金属传热性好，有利于热量传输。

使用过程：

将器件承载体5放置在底座1上，将键合器件放在第二真空孔6上，根据器件大小形状选择定位块9插在器件承载体5上的定位沉孔7内，挡住键合器件的任意垂直的两边，将待键合器件按矩阵摆满器件承载体5后，打开真空，就可以进行生产。当自动键合矩阵有变化或者有不用的真空孔时将附件10的插柱12插入第二真空孔6，防止漏气。

底座1上放置两个器件承载体5，放在底座1上第一真空孔3上的左侧器件承载体5进行键合生产，不在第一真空孔3上的右侧器件承载体5进行预热，待左侧器件承载体5生产完成后，将左侧器件承载体5取下，将右侧器件承载体5移动至第一真空孔3上方，右侧器件承载体5开始生产。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。