专利名称：传感器封装设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体封装技术领域，特别涉及一种传感器封装设备。
背景技术：
多芯片传感器现在被广泛应用于各个领域和产品中，如用于MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems,微机电系统)等产品中的传感器。现在对于这类多芯片传感器的封装方式主要包括了 MCM (Multichip Module，多芯片模块)方式和SIP(System In a Package,系统级封装)方式等,而这些封装主要是借助于人工或者半人工的生产方式来实现。通过人工方式实现，一般是根据芯片数量来通过相应数量的工序来完成，如果是对具有两块芯片的传感器进行封装，则通过第一、第二两道工序来完成，即一位工人先在基板的一个位置上进行点胶和固晶，然后再由自己或者转交给下一位工人在基板的另一个位置上再进行点胶和固晶，来完成整个传感器的芯片和基板的封装作业。由于，现在都是大批量地生产规模，以这种人工方式来进行封装，在两道工序的交接过程中，往往还需要通过人工或者设备将物料从一道工序运送到下一道工序，有时候还会需要先对物料进行收集作业，然后在运送完毕后还需要对物料继续进行分解作业，来分给工人进行下一道工序的作业。通过半人工方式实现一般是通过多台类似的设备来完成封装作业，这些设备各完成将一片芯片封装到基板上的工序，因此是需要根据芯片的数量来设置这些设备的数量。同人工方式类似的是，这种方式也是在两道工序的交接过程中需要通过人工或者设备将物料从一道工序运送到下一道工序的。上面所讲的几种方式主要存在着以下缺点:
首先，人工的方式从封装作业到搬运作业等都投入了大量的人力，对人力依赖程度高，而半人工的方式，虽然实现了封装作业的机器化操作，但是对于搬运作业等还是需要投入一定量的人力，对人力的依赖程度依然不低；可以看到的是:一方面，人工或者半人工的作业方式，其生产效率显然也是不高的，并且工人的情绪高低势必都会影响到其工作中来，使得加工效率不稳定；另一方面，在人力成本日益看涨以及出现用工荒的今天，许多企业都在竭力压缩工人数量，来控制企业的成本支出或者保证企业的正常生产，这种作业方式显然难以满足企业的需求；
其次，上述的方式中，各道工序之间都是断开进行作业，加工过程缺乏连贯性，并且各道工序之间分开的作业也会影响到作业效果的一致性，而成品之间所出现的各种差异也会进一步地造成对产品良率的难以控制，潜在地影响了成品的质量。因此，为了能够更好地完成对多芯片传感器的封装作业，亟需一种可以克服上述缺点的设备
发明内容
本发明的目的就是针对上述问题，提供一种可以提高封装作业效率、减少人工干预并且提高成品一致性的传感器封装设备。为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案:传感器封装设备，用于将传感器的多个芯片贴合于传感器的基板上，该传感器封装设备包括:
机座；
至少一输送机构，其滑动连接于上述机座上；
驱动机构，其设置于上述机座上，用于驱动上述输送机构到达多个工位；
多个点胶机构，其沿着上述输送机构的运动方向间隔设置于上述机座上，该多个点胶机构均包括至少一个点胶头；
多个固晶机构，其沿着上述输送机构的运动方向间隔设置于上述机座上、分设于每个上述的点胶机构之后，该固晶机构包括固晶摆臂以及驱动该固晶摆臂的摆臂驱动装置，该固晶摆臂的一端与上述机座转动连接；
多个供晶机构，其间隔设置于上述机座上、分设于每个上述的固晶机构的一侧位置，该供晶机构包括顶针机构和取晶运动机构，该取晶运动机构与上述机座滑动连接和/或转动连接，该顶针机构设置于上述机座上、该取晶运动机构的运动方向的下方；
上述的多个点胶机构和多个固晶机构所在的位置形成上述的多个工位。进一步地，上述的传感器封装设备还包括一电控机构，其与上述的多个点胶机构、多个固晶机构和多个供晶机构分别电连接，用于控制和驱动上述的多个点胶机构、多个固晶机构和多个供晶机构作业，该电控机构包括中央处理单元、驱动电路板和电机，该中央处理单元与该驱动电路板电连接，该驱动电路板与该电机电连接，用于通过所述驱动电路板向所述电机发送控制信号，该电机与所述多个点胶机构、多个固晶机构和多个供晶机构分别连接。进一步地，上述的传感器封装设备还包括外壳，其罩设于上述的机座上，该外壳上设置有可视窗。进一步地，上述的传感器封装设备还包括下料机构，其设置于上述的机座上、上述多个固晶机构中的最后一个之后，该下料机构包括抓料机械手。进一步地，上述的传感器封装设备还包括至少一托盘，其设置于上述的输送机构上。进一步地，上述的输送机构包括导轨以及滑动连接于该导轨上的滑座。进一步地，上述的驱动机构包括多个气缸，其间隔设置于上述机座的多个位置上。进一步地,上述的点胶机构还包括与上述的点胶头对应的相机模块。进一步地,上述的取晶运动机构包括底座和取晶夹具，该底座与上述的机座滑动连接和/或转动连接，该取晶夹具包括夹具臂和晶圆夹具，该夹具臂的一端与上述的底座固定连接、另一端与上述的晶圆夹具固定连接，上述的顶针机构设置于该晶圆夹具的运动方向的下方。进一步地，上述固晶摆臂的另一端设置有吸嘴。采用以上技术方案的有益效果在于:
I)本发明的传感器封装设备在一机座上设置了多个点胶机构、多个固晶机构、多个供晶机构、至少一输送机构和驱动机构，其中，输送机构和驱动机构用来输送物料到达各个加工工位上，而多个点胶机构和多个固晶机构则沿着输送机构的运动方向间隔设置形成这些工位，而多个固晶机构分设于每个点胶机构之后、多个供晶机构又分设于每个固晶机构的一侧位置上，也就是说，点胶机构、固晶机构和供晶机构在机座上是穿插设置的，这样也就在机座上形成了多套用于点胶和固晶的封装机构，每套封装机构可以负责一片芯片的封装作业，从上述可以看到，本设备使得多芯片的感应器可以在一台设备上完成多片芯片的封装，其与现有技术相比，免去了人工的搬运等工序，可以进一步地提高封装的作业效率，并且减少人工的干预；
2)从第一点中对技术方案的介绍可以看到，一台设备上不间断的作业方式，与现有技术相比，可以提高封装效果的一致性，便于控制产品的良率，以保证成品的质量；
3)本发明进一步的实施方案中，本设备中的多套封装机构使用了同一电控机构，可以方便地对这些封装机构进行控制和驱动等作业，以便于把握封装作业的一致性；
4)本发明进一步的实施方案中，上述的封装设备还包括外壳，其罩设于机座上，该外壳上设置有可视窗，可以在对内部装置进行保护的同时还可以方便工作人员观察内部的作业情况；
5)本发明进一步的实施方案中，上述的封装设备还包括下料机构，其设置于机座的另一端，该下料机构包括抓料机械手，用于抓取完成封装的二极管成品，方便整理出货；
6)本发明进一步的实施方案中，上述的封装设备还包括至少一托盘，其设置于输送机构上，用于放置目标物。
图1是本发明的传感器封装设备在实施例1中前视角度的结构示意图。图2是本发明的传感器封装设备在实施例1中俯视角度的结构示意图。图3是本发明的传感器封装设备在实施例1中加装外壳的结构示意图。图4是本发明的传感器封装设备在实施例2中前视角度的结构示意图。其中，1.机座11.外壳111.可视窗2.输送机构21.导轨22.滑座31.第一点胶机构311.点胶头312.相机模块313.传感器314.支架32.第一固晶机构321.固晶摆臂322.摆臂驱动装置、邦头4.第一供晶机构41.顶针机构411.顶针412.顶针座42.取晶运动机构421.底座422.夹具臂423.晶圆夹具51.第二点胶机构52.第二固晶机构6.第二供晶机构71.机械手711.机械臂712.机械爪72.支座8.驱动机构81.气缸9.电控机构10.托盘12.第三点胶机构13.第三固晶机构14.第三供晶机构。
具体实施例方式下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。实施例1
如图1、图2所示，本实施例中的传感器封装设备包括:机座I ;一输送机构2，其滑动连接于机座I上；驱动机构6，其设置于机座I上，用于驱动输送机构2到达四个工位；第一点胶机构31,其沿着输送机构2的运动方向设置于机座I上，该第一点胶机构31包括两个点胶头311 ;第一固晶机构32,其沿着输送机构2的运动方向设置于机座I上、第一点胶机构31之后，该第一固晶机构32包括固晶摆臂321以及驱动该固晶摆臂321的摆臂驱动装置322，该固晶摆臂321的一端与机座I转动连接，摆臂驱动装置322在本实施例中采用邦头322进行实施；第一供晶机构4，其设置于机座I上、第一固晶机构32的一侧位置，该第一供晶机构4包括顶针机构41和取晶运动机构42，取晶运动机构42与机座I滑动连接和转动连接，来实现取晶运动机构42各个方向的运动，滑动连接可以通过安装滑轨和滑座等来实现，转动连接可以通过安装铰接件等来实现，顶针机构41设置于机座I上、取晶运动机构42的运动方向的下方，上述的取晶运动机构42与机座I的连接方式也可以设置为滑动连接或者转动连接，以满足实际操作中的使用需要；第二点胶机构51，其设置在机座I上、第一固晶机构32和第一供晶机构4之后,其结构和第一点胶机构31相同；第二固晶机构52,其设置在机座I上、第一点胶机构31之后,其结构和第一固晶机构32相同；第二供晶机构6,其设置在机座I上、第二固晶机构52的一侧位置。上述的第一点胶机构31和第二点胶机构51、第一固晶机构32和第二固晶机构52、第一供晶机构4和第二供晶机构6都是间隔设置于机座I上，其中，第一点胶机构31、第一固晶机构32、第二点胶机构51和第二固晶机构52所在的位置形成上述的四个工位。上述的输送机构2还可以设置为多于一个，来适应更大规模的作业需要。上述的点胶头311的数量也可以设置为一个或者多于两个，来满足不同的作业需要，如作业规模较小则可以只设置一个、如作业规模较大则可以设置两个以上，至少应该设置一个。如图1所示,上述的顶针机构41包括顶针411和顶针座412,顶针411固定连接在顶针座412上，顶针座412与机座I滑动连接和转动连接，来实现顶针机构41各个方向的运动，滑动连接可以通过安装滑轨和滑座等来实现，转动连接可以通过安装铰接件等来实现。如图1所示，上述的传感器封装设备还包括一电控机构9，其与上述的第一点胶机构31、第二点胶机构51、第一固晶机构32、第二固晶机构52、第一供晶机构4和第二供晶机构6分别电连接，用于控制和驱动这些机构作业，电控机构9包括中央处理单元、驱动电路板和电机(未示出)，中央处理单元与驱动电路板电连接，驱动电路板与电机电连接，用于通过驱动电路板向电机发送控制信号，电机与上述的机构分别连接。如图3所不,上述的传感器封装设备还包括外壳11，其罩设于机座I上，该外壳11上设置有可视窗111，可视窗111可以开设一扇或者多扇。如图1、图2所示，上述的传感器封装设备还包括下料机构，其设置于机座I上、第二固晶机构52之后，用来对封装完成的传感器进行下料和整理作业，该下料机构包括机械手71，还包括了支座72。该机械手71包括机械臂711和机械爪712。支座72与机座I滑动连接，机械臂711与支座72转动连接，这样可以实现机械手71多个方向的运动。如图1所示，上述的封装设备还包括一托盘10，其设置于输送机构2上，用来承装工件。如图1、图2所示，上述的输送机构2包括导轨21以及滑动连接于该导轨上的滑座22，来使得输送机构2可以滑动。导轨21和滑座22也可以用滑槽和滑块等现有技术中已知的滑动连接方式来代替实施。如图1所示，上述的驱动机构8包括四个气缸81，其间隔设置于机座I的四个位置上。气缸81的数量应该根据工位的多少来进行调整，但是至少都是多于一个的。如图1、图2所示，第一点胶机构31还包括与点胶头311对应的相机模块312，第二点胶机构32也包括了这种相机模块，相机模块分别可以保证第一点胶机构31和第二点胶机构32的点胶位的准确性。第一点胶机构31还可以包括支架314，第二点胶机构32也可以包括这种支架。如图1所示，上述的第一点胶机构31还包括用于检测目标物的传感器313，其与该第一点胶机构31电连接，第二点胶机构51也包括这种传感器。传感器可以在检测到工件进入后驱动第一点胶机构31和第二点胶机构51来对工件进行点胶。该传感器可以采用红外线传感器等现有技术中已知的一些传感器来进行实施。如图2所不，上述的取晶运动机构42包括底座421和取晶夹具，该底座421与机座I滑动连接和转动连接，该取晶夹具包括夹具臂422和晶圆夹具423，该夹具臂422的一端与底座I固定连接、另一端与上述的晶圆夹具423固定连接，上述的顶针机构41设置于该晶圆夹具423的运动方向的下方。底座421与机座I的连接方式也可以设置为滑动连接或者转动连接，以满足实际操作中的使用需要。上述的固晶摆臂321的另一端设置有吸嘴(图中未示出)，方便取拿晶粒。对于将芯片固晶到基板上不同的位置上，可以采用调整输送机构2的位置或者点胶机构、固晶机构和供晶机构的位置来实现。这种方式的实现可以通过电控机构9或者其他方式来控制。实施例2
其他与实施例1所述的内容相同，不同之处在于:如图4所示，还设置有包括第三点胶机构12、第三固晶机构13和第三供晶机构14的第三封装机构，其设置于包括第二点胶机构51、第二固晶机构52和第二供晶机构6的第二封装机构之后，下料机构之前，可以实施三片芯片的固晶作业。下面介绍本发明的工作原理:
将传感器的基板置于输送机构2上,在驱动机构8的驱动下,输送机构2将该基板输送至第一点胶机构31的工位上对其进行点胶作业，点胶完成的基板继续被输送至第一固晶机构32的工位上，同时晶圆在取晶运动机构42的作用下被输送至第一供晶机构4的工位上，即对应在顶针机构41的位置上，顶针机构41顶出晶粒，由第一固晶机构32的摆臂驱动装置322驱动固晶摆臂32在顶针机构41上取得晶粒再放置于基板的点胶位上，完成固晶，然后固晶完毕的基板再继续被输送至第二点胶机构51和第二固晶机构52的工位上进行下一芯片的封装。上述实施例的有益效果在于:
1)本发明的传感器封装设备在一机座上设置了多个点胶机构、多个固晶机构、多个供晶机构、至少一输送机构和驱动机构，其中，输送机构和驱动机构用来输送物料到达各个加工工位上，而多个点胶机构和多个固晶机构则沿着输送机构的运动方向间隔设置形成这些工位，而多个固晶机构分设于每个点胶机构之后、多个供晶机构又分设于每个固晶机构的一侧位置上，也就是说，点胶机构、固晶机构和供晶机构在机座上是穿插设置的，这样也就在机座上形成了多套用于点胶和固晶的封装机构，每套封装机构可以负责一片芯片的封装作业，从上述可以看到，本设备使得多芯片的感应器可以在一台设备上完成多片芯片的封装，其与现有技术相比，免去了人工的搬运等工序，可以进一步地提高封装的作业效率，并且减少人工的干预；
2)从第一点中对技术方案的介绍可以看到，一台设备上不间断的作业方式，与现有技术相比，可以提高封装效果的一致性，便于控制产品的良率，以保证成品的质量；
3)本发明进一步的实施方案中，本设备中的多套封装机构使用了同一电控机构，可以方便地对这些封装机构进行控制和驱动等作业，以便于把握封装作业的一致性；
4)本发明进一步的实施方案中，上述的封装设备还包括外壳，其罩设于机座上，该外壳上设置有可视窗，可以在对内部装置进行保护的同时还可以方便工作人员观察内部的作业情况；
5)本发明进一步的实施方案中，上述的封装设备还包括下料机构，其设置于机座的另一端，该下料机构包括抓料机械手，用于抓取完成封装的二极管成品，方便整理出货；
6)本发明进一步的实施方案中，上述的封装设备还包括至少一托盘，其设置于输送机构上，用于放置目标物。本发明其他未提及的内容皆为现有技术中可以得知的，因此在此不再赘述。以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和该进，这些都属于本发明的保护范围。
权利要求
1.传感器封装设备，用于将传感器的多个芯片贴合于传感器的基板上，其特征在于:所述传感器封装设备包括: 机座； 至少一输送机构，其滑动连接于所述机座上； 驱动机构，其设置于所述机座上，用于驱动所述输送机构到达多个工位； 多个点胶机构，其沿着所述输送机构的运动方向间隔设置于所述机座上，所述多个点胶机构均包括至少一个点胶头； 多个固晶机构，其沿着所述输送机构的运动方向间隔设置于所述机座上、分设于每个所述点胶机构之后，所述固晶机构包括固晶摆臂以及驱动所述固晶摆臂的摆臂驱动装置，所述固晶摆臂的一端与所述机座转动连接； 多个供晶机构，其间隔设置于所述机座上、分设于每个所述固晶机构的一侧位置，所述供晶机构包括顶针机构和取晶运动机构，所述取晶运动机构与所述机座滑动连接和/或转动连接，所述顶针机构设置于所述机座上、所述取晶运动机构的运动方向的下方； 所述多个点胶机构和多个固晶机构所在的位置形成所述多个工位。
2.根据权利要求1所述的传感器封装设备，其特征在于:还包括一电控机构，其与所述多个点胶机构、多个固晶机构和多个供晶机构分别电连接，用于控制和驱动所述多个点胶机构、多个固晶机构和多个供晶机构作业，所述电控机构包括中央处理单元、驱动电路板和电机，所述中央处理单元与所述驱动电路板电连接，所述驱动电路板与所述电机电连接，用于通过所述驱动电路板向所述电机发送控制信号，所述电机与所述多个点胶机构、多个固晶机构和多个供晶机构分别连接。
3.根据权利要求1所述的传感器封装设备，其特征在于:还包括外壳，其罩设于所述机座上，所述外壳上设置有可视窗。
4.根据权利要求1所述的传感器封装设备，其特征在于:还包括下料机构，其设置于所述机座上、所述多个固晶机构中的最后一个之后，所述下料机构包括抓料机械手。
5.根据权利要求1所述的传感器封装设备，其特征在于:还包括至少一托盘，其设置于所述输送机构上。
6.根据权利要求1或5所述的传感器封装设备，其特征在于:所述输送机构包括导轨以及滑动连接于所述导轨上的滑座。
7.根据权利要求1所述的传感器封装设备，其特征在于:所述驱动机构包括多个气缸，其间隔设置于所述机座的多个位置上。
8.根据权利要求1所述的传感器封装设备，其特征在于:所述点胶机构还包括与所述点胶头对应的相机模块。
9.根据权利要求1所述的传感器封装设备，其特征在于:所述取晶运动机构包括底座和取晶夹具，所述底座与所述机座滑动连接和/或转动连接，所述取晶夹具包括夹具臂和晶圆夹具，所述夹具臂的一端与所述底座固定连接、另一端与所述晶圆夹具固定连接，所述顶针机构设置于所述晶圆夹具的运动方向的下方。
10.根据权利要求1或9所述的传感器封装设备，其特征在于:所述固晶摆臂的另一端设置有吸嘴。
全文摘要
本发明公开了一种传感器封装设备，其包括机座；至少一输送机构，其滑动连接于机座上；驱动机构，其设置于机座上，用于驱动输送机构到达多个工位；多个点胶机构，其沿着输送机构的运动方向间隔设置于机座上；多个固晶机构，其沿着输送机构的运动方向间隔设置于机座上、分设于每个点胶机构之后；多个供晶机构，其间隔设置于机座上、分设于每个固晶机构的一侧位置，供晶机构包括顶针机构和取晶运动机构，取晶运动机构与机座滑动连接和/或转动连接，顶针机构设置于机座上、取晶运动机构的运动方向的下方；多个点胶机构和多个固晶机构所在的位置形成多个工位。本设备可以提高封装的作业效率、减少人工的干预并且提高成品的一致性。
文档编号B81C1/00GK103159167SQ20131009403
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月22日 优先权日2013年3月22日
发明者王敕 申请人:常熟艾科瑞思封装自动化设备有限公司