专利名称：冲压切割系统和方法
技术领域：
本发明涉及基板上的集成电路单元(I⑶)的切割(singulation),所述基板包括多个所述单元。特别地，根据本发明的切割方法涉及冲压(stamping)或冲压(punching)工艺且可特别适用于方形扁平无引脚QFN(Quad Flat No-lead)单元。
背景技术：
包括集成电路单元的基板在传输给最终使用者之前需要切割。从基板上切割单元的方式包括锯切(Sawing)、水射流、激光和冲压。使用哪一种切割方法将取决于所需的处理速度、基板性质和各个单元的性质。例如，对于QFN单元，从基板上冲压单元是一种由于处理速度而被青睐且因为QFN不需要其它单元类型经常使用的塑性塑模(plastic molding)而合适的常见技术。
发明内容
第一方面，本发明提供一种用于切割IC单元的方法，所述方法包括以下步骤 传输基板至冲压组件；将所述基板切割成IC单元；提供旋转载体，所述旋转载体具有用于容纳所述单元的至少一部分的凹槽；在旋转载体的第一位置处接收所述单元；通过将所述旋转载体从所述第一位置旋转至第二位置将所述单元运送至所述第二位置。第二方面，本发明提供一种用于切割IC单元的冲压系统，包括冲压组件，配置成接收基板和将所述基板切割成IC单元；旋转载体，可从第一位置旋转至第二位置，所述旋转载体配置成在所述第一位置接收所述单元以及通过旋转将所述单元运送至所述第二位置；其中，所述旋转载体包括用于容纳所述单元的至少一部分的凹槽。相应的，包括所述旋转载体的所述冲压系统提供许多优势。例如，具有多个凹槽可使得对从所述冲压组件传输至下游工艺的单元进行缓冲。进一步的，所述冲压系统在以下方面允许灵活性所述加工是否为线性，所述旋转载体应该接收与所述冲压组件成直线的所述单元，或者如果所述旋转载体在适合所述冲压组件的角度处接收所述单元，所述旋转载体接收与冲压组件更紧凑的单元。在进一步实施例中，所述冲压组件可以是两阶段加工，通过冲压组件基板经历沿第一轴的每一边缘的冲压阶段，之后经历沿正交轴冲压每一边缘的第二阶段。冲压组件可具有压床(press)和安装于压床上的凸轮轴，使得每一阶段是同步的。进一步的，所述旋转载体的旋转也可与所述冲压阶段的一或两个阶段同步。为此目的，所述旋转载体可以与所述凸轮轴连动以实现所述同步。在此实施例中，为加工基板，基板可进入第一轴冲压(例如X轴)，之后进入正交轴(诸如y轴)冲压，然后使经切割的单元传输至所述旋转载体。旋转载体呈现空凹槽以接收经切割的单元的时序可与X轴和y轴的冲压冲程同步。所述冲压系统可进一步包括装载站。在一实施例中，所述装载站可以是具有堆叠的基板的堆叠装载器。在此情况下，所述堆叠装载器最上面的基板可以举起至入口轨道且随后使所述基板传输至所述第一阶段冲压。在所述堆叠装载器和所述入口轨道之间可设置翻转部件(flipper)，所述翻转部件用于接收基板和沿水平轴翻转(flipping)所述基板以便使基板的焊盘处于上表面。在进ー步实施例中，所述冲压系统可包括分类站，所述分类站能够基于预定准则将所述经切割的IC単元从所述旋转载体传输至各个箱(bin)。所述预定准则可从各种检验点接收。第一检验点可位于临近分度送料器(index feeder)处，以便检查基板类型和其方向，以防未对准。第二站可位于所述旋转载体之上且可用来检查所述IC単元的上表面，所述IC单元的上表面为同时在所述旋转载体内的每一切割単元的导线侧。第三检验点可位于所述旋转载体与穿梭件(shuttle)之间，且位置处于将经切割的单元从所述旋转载体运送至所述穿梭件的传输装置之下。这种第三检验可以来确定标记和基准点(fiduciary)标记以检验所述IC单元的底面。因而，提供ー种冲压组件，通过所述冲压组件，包括选择性可替换的插入件的块形压膜(die block)可允许重新配置所述冲压组件以适应不同封装尺寸的有效方式。在一实施例中，所述预定的IC封装配置可以是3X3、4X4等。因而，当基板尺寸变化，而未提到此实质变化所需的停エ时间和因此使所述冲压组件脱机的经济损失时，通过提供插入件以适应不同封装尺寸和不同基板尺寸，相比于替换整个压膜，可大大节省资本成本。
參照示出本发明的可能配置的附图，进一歩描述本发明将是方便的。本发明的其他配置是可能的，因而附图的特殊性并不被理解成代替本发明的前面说明的一般性。图I为根据本发明的一个实施例的冲压系统的平面视图；图2A和2B是根据本发明的一个实施例的负载站的正视图；图3是根据本发明的一个实施例的冲压块形压膜的分解等距视图；及图4A和4B是根据本发明的进ー步实施例的块形压膜的X和Y冲头和压膜配置的分解等距视图；图5根据本发明的进ー步实施例的冲头和压膜的分解等距视图。
具体实施例方式图I显示ー种用于切割基板上的IC単元的冲压系统5。冲压是QFN封装的优选选择，且图I所示配置特别适合此类QFN封装的加工。基板被装入于堆叠装载器20，这样基板被一个ー个堆叠起来。图2A和2B显示包 括堆叠装载器20的装载站7。举起部件120向上推动所述堆叠的基板，使得最上面的基板HO能被基板拾取器105使用(engage)。拾取器105抬起基板110且将其置于翻转部件115上，所述翻转部件115翻转基板，并将其下放至入口轨道23上。翻转部件115具有真空接合配置，以保持基板在合适位置，并通过释放真空来释放基板。翻转部件115到入口轨道23间的轻微下放为足够低以避免损坏。入口轨道23进一步包括导向件24a、b，它们为基板提供足够的紧公差(closetolerance)以确保基板被正确导向。入口轨道23传输基板至第一检验点，所述第一检验点包括位于分度送料器(index feeder)上的摄像机。第一检验的目的是确保基板被正确导向以及根据尺寸和单元类型来识别基板类型。接着，基板被分度送料装置30使用，所述分度送料装置30使用基板且允许在冲压的各个阶段的运动。冲压组件10包括在两冲压块45、50上运行的压床(press)，所述两块作用成首先在基板的X方向上冲压，然后在I方向上切割。将了解的是，本发明不限于冲压基板的顺序。因而，虽然在此实施例中X冲压之后接着是Y冲压，实际上Y冲压可以在X冲压之前。特定顺序对本发明是不重要的，而是所述 单元随后如何向下游传输。更进一步的，虽然在此实施例中，单行单元对应于单行冲头，实际上，如图5所示，多于一行的冲头可被包含于冲压组件中。进一步的，虽然图5显示了能够冲压第二行单元的冲压块，实际上，取决于冲压块中包含的冲头的行数，可冲压多行。压床通过凸轮轴连接至块，从而允许冲压在所述两块之间同步，因而允许分度送料和压床之间的“冲压-移动-冲压”的顺序。沿y轴冲压基板将单元从基板分离，形成多个经切割的IC单元。从y轴冲压，单元传输至旋转载体15。旋转载体15包括多个凹槽56，IC单元可置于凹槽56中。在此实施例中，旋转载体15包括四个凹槽，所述旋转载体15在四个阶段以逆时针方向旋转57以对应于所述四个凹槽。图I显示一个凹槽56邻近y轴冲头并在此情况下准备接收一行经切割的单元，该行切割单元接着被行拾取器(图未显示)运输。行拾取器使用来自基板上的一行单元并将它们放置于凹槽中。在放置过程中，旋转载体旋转直至下一凹槽邻近y冲头。X冲头45、y冲头50和旋转载体15的同步是通过将这些站连接至凸轮轴来实现，使得所述三装置中的每一个同时执行相关动作。即是，在旋转载体从凹槽到凹槽旋转的同时，X冲头45和y冲头50对基板冲压。旋转载体15的特别优势是能够将所述凹槽中的一凹槽与摄像头55对齐，从而产生检验点。在此实施例中，检验点配置成检验QFN单元的焊盘,所述QFN单元在此点处向上朝向。此信息进而进一步向下游传输以便根据特性特征化单元。旋转载体15在将单元传输至开槽站是有效的，同时旋转载体15也提供进一步的检查点，而不需要为了经历需要的检验而必须为单元做出特殊配置。进一步的实施例中，也可包括第二检验点，来获取所需要的特征化单元的进一步信息。旋转载体15在其下一旋转位置，凹槽59邻近分类站17。这里，进一步的行拾取器(图未显示)传输多个IC单元至穿梭件(shuttle) 70。所述IC单元经过第三检验站65,所述第三检验站65检验单元的下侧且特别用于检验标记、基准点标记和任何其他缺陷。第三检验站也可以包括2. 5D检验。这种检验站包括镜阵列，所述镜阵列配置成通过下降单元至所述阵列界定的空间来环绕IC单元。镜的构造允许摄像机水平方向上具有视野以检查引线或单元的垂直对齐。所述镜的构造还允许检查单元的侧边质量，即是沿所述侧边识别任何缺陷，诸如材料滲出造成的短路。因此，通过四个环绕镜中的直接的底部视图和4个侧视图，单元的5个单独视图是可能的。在穿梭件70中，单元拾取器90、95将穿梭件70上的单元传输至各个箱75、80、85。基于从三个检验站35、55、65接收到的信息，単元放置干“良好”、“返エ”或“次品”箱中。作为放置干“良好箱”中的一种替代方式，取决于最終使用者的偏好，也提供管卸载器100。图3、4A显示用于Y切割的块形压膜组件123，图4B显示对应的X切割的块形压膜组件。这些块形压膜组件用于冲压基板、从基板上切割IC単元。如前所述，冲压是十分 适合于QFN封装的ー种加工。压膜组件包括安装于冲压持有部件和止动部件130上的冲压背板125。冲压背板125连接至剥离持有部件135，冲压背板125和剥离持有部件135环绕冲头133。冲头配置成经过剥离器140，剥离器140在冲击安装于压膜持有部件145和压膜背板150内的压膜142吋，对整个冲压冲程提供导向和控制。为控制和支撑，压膜142是压膜板插入件55。本发明的特征是使用压膜插入件142，压膜插入件142适于放置于压膜持有部件和压膜背板内。根据依赖于固定的配置的先前技术，将压膜与压膜持有部件、压膜背板集成。在此情况下，当基板类型改变，整个组件必须被替换以适应封装。根据本发明，使用压膜插入件142允许插入件根据被切割的封装类型而任意调换(swap around)。因此，当适应可应用的几个不同基板尺寸时，块形压膜组件123的成本相比于先前技术的成本是非常低的。必须随不同基板尺寸的改变而更换压膜持有部件和压膜背板的资本成本是相当大的。进ー步的，相比于仅仅更换插入件，改变压膜持有部件和压膜背板所需的时间量也是相当大的,这导致整个冲压过程较少的停机时间。如前所讨论，取决于块中包括的冲头组的数目，多行单元可被切割。类似地，图4B显示相对应的X切割块形压膜148，块形压膜148具有冲头134、144和压膜插入件147。图5显示多行块160，多行块160具有多行冲头180。将了解的是，取决于最终使用者的需求，也可使用三、四或更多行，所有这些落入本发明的范围。这里，在剥离器内安装冲头165、180以适应多行，从而与压膜插入件170对准。多行冲压组件的特定优势允许根据特定批次配置多行冲压组件，所述多行冲压组件也可包含本发明进一歩的使用压膜插入件的方面。因而，根据特定应用可使用并改变压膜插入件，而不是使一整套的压膜组适应单行以及进一步的设置以适应多行，因而，在需要时，単行的压膜插入件可被换出而用多行替代。
权利要求
1.一种用于切割IC单元的冲压系统，包括 冲压组件，配置成接收基板和将所述基板切割成IC单元； 旋转载体，可从第一位置旋转至第二位置，所述旋转载体配置成在所述第一位置接收所述单元以及通过旋转将所述单元运送至所述第二位置； 其中，所述旋转载体包括用于容纳所述单元的至少一部分的凹槽。
2.根据权利要求I所述的冲压系统，其中，所述冲压组件包括两个块，使得第一块沿一轴冲压所述基板，第二块沿正交轴冲压所述基板。
3.根据权利要求2所述的冲压系统，其进一步包括安装于压床上的凸轮轴，所述第一块和所述第二块与所述凸轮轴连动以便允许所述两冲压块同时操作。
4.根据前面权利要求中的任一项所述的冲压系统，其中，所述旋转载体的旋转与所述第一块和所述第二块同步连动。
5.根据权利要求4所述的冲压系统，其中，所述旋转载体与所述第一块和所述第二块的所述同步连动由所述凸轮轴提供。
6.根据前面权利要求中的任一项所述的冲压系统，其进一步包括用于将基板装入至所述冲压组件的装载站，所述装载站包括堆叠装载器，所述堆叠装载器配置成堆叠多个所述基板以随后传输至所述冲压组件。
7.根据权利要求6所述的冲压系统，其进一步包括翻转部件，使得从所述堆叠装载器传输至所述冲压组件的基板被放置于翻转部件上且在放置于朝向所述冲压组件的入口轨道上之前被翻转。
8.根据前面权利要求中的任一项所述的冲压系统，其中，所述冲压组件包括多行冲头，以便同时冲压多行IC单元。
9.一种冲压组件，包括 块形压膜，具有用于选择性接收可替换的插入件的凹槽； 其中所述插入件对应于预定的IC封装配置的特定的冲压图样。
10.根据权利要求9所述的冲压组件，其中所述预定的IC封装配置包括QFN配置。
11.根据权利要求10所述的冲压组件，其中所述QFN配置包括3X3、4X4、或5X5配置。
12.—种切割IC单元的方法，所述方法包括以下步骤 传输基板至冲压组件； 将所述基板切割成IC单元； 提供旋转载体，所述旋转载体具有用于容纳所述单元的至少一部分的凹槽； 在旋转载体的所述第一位置接收所述单元； 通过将所述旋转载体从所述第一位置旋转至所述第二位置而将所述单元运送至所述第二位置。
全文摘要
一种用于切割IC单元的冲压系统，包括冲压组件，配置成接收基板和将所述基板切割成所述IC单元；旋转载体，可从第一位置旋转至第二位置，所述旋转载体配置成在所述第一位置接收所述单元以及通过旋转将所述单元运送至所述第二位置；其中所述旋转载体包括用于容纳所述单元的至少一部分凹槽。一种冲压组件，包括块形压膜，具有用于选择性接收可替换的插入件的凹槽；其中所述插入件对应于预定IC封装配置特定的冲压图样。
文档编号B21D28/00GK102714174SQ201080044153
公开日2012年10月3日 申请日期2010年9月24日 优先权日2009年9月28日
发明者加里·仲振·林, 张德春, 杨海春, 林叔俊, 申允锡, 盛奎方 申请人:洛科科技有限公司