限位治具及限位压合装置的制作方法

1.本发明涉及一种限位治具及限位压合装置，尤指用以定位如半导体元件的基板及散热片并提供压合作业的限位治具及限位压合装置。


背景技术：

2.随着科技进步，人们对资讯处理速度的要求提升，现有半导体元件逐渐朝向高频化发展，而高频半导体元件在工作过程中容易产生高温，因此，为了避免半导体元件因产生的高温受损或是性能下降的问题，现今半导体元件除了能通过外部的散热结构提供冷却效果外，半导体元件在制造过程中会在设有半导体芯片的基板上压合一具有提高散热功能的散热片，由此让半导体元件在工作过程中，所产生的高温能传导至所述散热片上，并通过所述散热片扩大散热面积，以达到散热的效果。
3.而现今在基板压合散热片的制程中，设有半导体芯片的基板顶面周缘涂布导热胶后，将散热片先初步对位地贴附于所述基板上，再将贴附有散热片的半导体元件置放于一承载盘上，接着，将置放有多个半导体元件的工件承载盘移置于半导体元件压合机中，并利用所述半导体元件压合机中的压合治具的上模与下模相对压合所述半导体元件的基板及散热片，待压合完毕，将置放有半导体元件的工件承载盘自所述半导体元件压合机中取出。
4.而其中，所述压合治具的上模与下模之间设置一限位模具，所述限位模具上会形成有一工件对位口，所述工件对位口的侧壁形成有由内朝外侧向倾斜的导斜面，当在进行压合制成的过程中，所述半导体元件的基板与散热片会利用所述工件对位口由内朝外侧向倾斜的导斜面设计，使所述导斜面能在压合动作的过程中推动所述散热片，使所述散热片与所述基板自动对位，然而通过使用所述工件对位口提供对位功能时，所述工件对位口须配合所述半导体元件外形设计，且所述工件对位口的尺寸精度需求较高，导致模具在制造的成本较高。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一限位治具及限位压合装置，希由此改善现今工件对位时的精度需求，提高对位效果。
6.为达成前述目的，本发明的限位治具包含：
7.一下模；
8.一上模，其装设于该下模上方，该上模具有至少一压抵组件，所述压抵组件包含多个压抵结构，该多个压抵结构能伸缩地设置于该上模底部；以及
9.一限位机构，其设置于该下模与该上模之间，该限位机构包含一限位模块及至少一限位组件，所述限位模块上形成对应所述上模块的至少一工件对位口，所述限位组件包含多个限位结构，该多个限位结构分布于该限位模块的工件对位口的周缘，并分别对应该多个压抵结构，每一限位结构具有一推抵部，所述压抵结构能压抵所述限位结构，使所述推抵部朝所述工件对位口方向偏转。
10.其中，如上所述的限位治具，所述下模包含一下模板及至少一下模块，所述下模块形成于该下模板上，所述下模块能伸入所述限位模块的工件对位口内，且所述下模块与对应的工件对位口的侧壁之间形成能供所述推抵单元枢转的一枢转间隙，所述上模包含对应所述下模块的至少一上模块，所述上模板形成有至少一活动孔，该多个装配孔形成于所述活动孔的外围，所述上模块能上下直线运动地设置于所述活动孔中。
11.为达成前述目的，本发明的限位压合装置包含：
12.一如前述的限位治具；以及
13.一压力供给机构，其包含一基座、至少一压力供给单元以及一升降驱动组件，该基座底部具有一活动空间，该限位治具的上模与该限位机构能上下运动地设置该活动空间，该下模位于该基座的下方，所述压力供给单元能上下运动地穿设于该基座中，所述压力供给单元连接位置相对应的上模块且能对所述上模块提供下压力，所述升降驱动组件设于该基座中且连接该限位机构及驱动该限位机构升降运动。
14.本发明限位治具及所述限位压合装置应用于如半导体元件的工件压合作业，其中，所述限位压合装置主要是利用下模或上模相对压合的过程中，所述下模的下模块会将贴附有散热片的半导体元件推入所述限位治具的工件对位口中，接着，当下模与上模继续相对压合时，所述限位机构的限位模块会随着下模移动而贴近所述上模，并使上模的压抵结构会分别推顶所述限位机构上对应的限位结构，使所述限位结构的推抵部分别朝所述工件对位口方向摆动，并同时推动并扶正所述半导体元件的基板及位于其上方的散热片，使所述散热片与基板能在该多个限位结构的推抵部的推抵下能上下对位，使所述压力供给机构在将所述散热片压合于基板上时能保持精准对位的状态，进而提高产品品质。
15.其中，本发明限位治具能利用该多个限位结构搭配上模的压抵结构的推抵部分别推抵定位所述散热片及所述基板，不但能适用于多种尺寸大小的半导体元件的制程，同时亦能减少所述工件对位口的尺寸精度需求，进而减少模具的生产成本。
附图说明
16.图1：为本发明限位治具的一种较佳实施例的立体外观示意图。
17.图2：为本发明限位治具的俯视剖面示意图。
18.图3：为本发明限位治具的侧视剖面示意图。
19.图4：为图3的局部放大示意图。
20.图5：为本发明限位压合装置的分解示意图。
21.图6：为本发明限位压合装置的平面分解示意图。
22.图7：为本发明限位压合装置的应用于工件压合作业的使用状态参考图(一)。
23.图8：为本发明限位压合装置的应用于工件压合作业的使用状态参考图(二)。
24.图9：为图8的a-a剖视示意图。
25.图10：为本发明限位压合装置的应用于工件压合作业的使用状态参考图(三)。
26.图11：为图10的俯视剖视示意图。
27.图12：为本发明限位压合装置的应用于工件压合作业的使用状态参考图(四)。
28.图13：为本发明限位压合装置的应用于工件压合作业的使用状态参考图(五)。
具体实施方式
29.请参阅图1至图4，为本发明限位治具的一种较佳实施例，其包含一下模10、一上模20及一限位机构30。
30.如图1至图3所示，该上模20装设于该下模10上方，该上模20具有至少一压抵组件，所述压抵组件包含多个压抵结构22，该多个压抵结构22能伸缩地设置于该上模20底部。
31.其中，所述上模20包含一上模板21，所述上模板21形成多个装配孔212，所述压抵组件设置于所述上模板21，所述压抵组件的每一压抵结构22包含一顶柱221以及一顶柱复位件222，所述顶柱221分别设置于该多个装配孔212中，且所述顶柱221凸伸出对应的装配孔212，所述顶柱复位件222设置于对应的装配孔212中，并能推抵对应的顶柱221，使所述顶柱221复位。
32.如图2至图4所示，该限位机构30设置于该下模10与该上模20之间，该限位机构30包含一限位模块31及至少一限位组件，所述限位模块31上形成至少一工件对位口311，所述限位组件包含多个限位结构32，该多个限位结构32分布于该限位模块31的工件对位口311的周缘，并分别对应该多个压抵结构22，每一限位结构31具有一推抵部322，所述压抵结构22能压抵所述限位结构31，使所述推抵部322朝所述工件对位口311方向偏转。
33.其中，所述限位模块31于所述工件对位口311的侧壁上形成多个组设槽312，该多个限位结构32设置于该多个组设槽312内，每一限位结构32包含一推抵单元321及一复位件324，所述推抵单元321枢设于对应的组设槽312内，且所述推抵单元321于面向工件对位口311方向向下形成所述推抵部322，所述复位件324设置于对应的组设槽312内，并抵接所述推抵单元321的底端，以提供所述推抵单元321复位的功能，所述压抵结构22的顶柱221能压抵所述堆抵单元321，使所述推抵单元321的推抵部322朝所述工件对位口311方向偏转。
34.如图4所示，每一推抵单元321具有一压抵部323及所述推抵部322，所述压抵部323枢设于对应的组设槽312内，所述推抵部322自该压抵部323朝所述工件对位口311方向向下延伸，所述复位件324抵接所述推抵单元321的压抵部323的底端，所述压抵结构22的顶柱221能压抵对应的推抵单元321的压抵部323，使所述推抵单元321的推抵部322朝所述工件对位口311方向偏转，此外，该多个组设槽312分别分布于所述工件对位口311的角隅处。
35.再者，如图3所示，所述下模10包含一下模板11及至少一下模块12，所述下模块12形成于该下模板11上，所述下模块12能伸入所述限位模块31的工件对位口311内，且所述下模块12与对应的工件对位口311的侧壁之间形成能供所述推抵单元321枢转的一枢转间隙，所述上模20包含对应所述下模块12的至少一上模块23，所述上模板21形成有至少一活动孔211，该多个装配孔212形成于所述活动孔211的外围，所述上模块23能上下直线运动地设置于所述活动孔211中。
36.请参阅图5、图6，为本发明限位压合装置的一种较佳实施例，其包含一如前述的限位治具以及一压力供给机构40。
37.如图6所示，该压力供给机构40包含一基座41、至少一压力供给单元42以及一升降驱动组件43，该基座41底部具有一活动空间，该限位治具的上模20与该限位机构30能上下运动地设置该活动空间，该下模10位于该基座41的下方，所述压力供给单元42能上下运动地穿设于该基座41中，所述压力供给单元42连接位置相对应的上模块23且能对所述上模块23提供下压力，所述升降驱动组件43设于该基座41中且连接该限位机构30及驱动该限位机
构30升降运动。
38.如图5、图6所示，关于本发明限位治具及限位压合装置的使用情形，所述上模20能连接一压力供给机构40组成一限位压合装置，所述压力供给机构40可选用现有的各式压力供给机构40，或是选用本发明所提供的压力供给机构40，再以该下模10连接一升降驱动机构(图未示)上，使所述下模10能通过所述升降驱动机构带动升降运动，所述基座41固定于该下模10正上方，用以对半导体元件等工件51进行压合作业。
39.其中，如图7所示，在压合作业前，所述下模10能对位承载一置放有至少一工件51(如：半导体元件)的工件承载盘50，所述工件51具有一下部件53(如：半导体元件的基板)及一上部件52(如：半导体元件的散热片)，所述上部件52以一胶体(如：导热胶，图未示)粘着于该下部件53的顶面，且所述胶体于未经压合前呈现未固化的状态。
40.如图7至图9所示，当在工件51的压合作业时，所述升降驱动机构能推顶下模10及其上置放有工件51的工件承载盘50一同上升，待所述下模10推动所述工件承载盘50，使所述工件承载盘50抵接所述限位模块31时，所述下模10的下模块12会推顶工件51，使工件51脱离工件承载盘50，并进入所述限位模块31对应的工件对位口311中。
41.接着，如图10、图11所示，待工件51完全进入所述工件对位口311中后，所述下模10持续上升时，设于基座41中的升降驱动组件43会带动所述限位机构30的限位模块31伴随着下模10一同上升，此时，位在所述限位模块31的工件对位口311周围的推抵单元321会抵接上模20的顶柱221，而所述顶柱221会在顶柱复位件222的推抵下，提供所述推抵单元321的压抵部323向下的推力，使所述推抵部322朝所述工件对位口311方向偏转，并推动所述工件51的上部件52或下部件53，使所述工件51的上部件52及下部件53在该多个推抵单元321的推抵部322的推动下能被导正及对位。
42.接着，如图12所示，所述下模10会继续上升，而设于基座41中的升降驱动组件43亦继续带动所述限位机构30的限位模块31一同上升，所述工件51会在下模块12的推顶及该多个推抵单元321的限位下，使所述工件51的上部件52接触所述上模20的上模块23，此时，所述下模块12会持续施予所述工件51的下部件53向上的推顶力量，使所述压力供给机构40中的压力供给单元42及所述上模块23对所述工件51的上部件52施予一向下的压力，使工件51在同时受到上下夹击的作用力下，压缩所述上部件52与下部件53的间隙，并使涂布于所述上部件52与下部件53之间的胶体受到挤压而扩散，此时，所述胶体会在压合作用中逐渐固化，并使所述上部件52稳固粘着于所述下部件53上而定型。
43.如图13所示，待所述工件51经压合定型后，所述升降驱动机构会带动下模10下降复位，而设于基座41中的升降驱动组件43亦会带动所述限位模块31一同下降复位，而在所述限位模块31下降复位的过程中，顶柱221会脱离推抵单元321的压抵部323，此时，所述复位件324会推抵所述推抵单元321复位，使所述推抵单元321的推抵部322脱离工件51，并朝远离所述工件对位口311的方向偏转，接着，下模10会持续下降复位，使工件51完全由工件承载盘50承载，并在下模10下降复位完毕后，将承载完成压合后的工件51的工件承载盘50移离下模10，即完成工件51的压合作业，并能接续进行下一工件51的压合作业。
44.综上所述，本发明限位治具及限位压合装置主要是能利用该限位机构30的限位结构32搭配上模20的压抵结构22，使工件51在压合作业过程中，能通过所述限位结构32的推抵部322分别推抵定位工件51的上部件52及下部件53，不但能适用于多种尺寸大小的工件
51压合作业，同时亦能减少所述工件对位口311的尺寸精度需求，进而减少模具的生产成本。