专利名称：管芯焊接机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于半导体封装(Package)工艺的管芯焊接机(Die Bonder),尤其涉及可以在进行管芯拾取(pickup)作业的同时进行管芯焊接 作业而提高生产效率的管芯焊接机。
背景技术：
通常，半导体封装制造工艺包含切割晶片而形成一个个半导体芯片的切 割(Sawing)工艺、将分割而成的半导体芯片贴附在基片(Substrate)上的 管芯焊接(Die Bonding)工艺、对半导体芯片与基片导线(lead)进行电连 接的引线焊接(Wire Bonding)工艺、为了保护半导体芯片的内部电路与其外 部的部件而包裹半导体芯片周围的模制(Molding)工艺、切割及折曲导线的 剪切(Trim) /成形(Form)工艺及检查经过上述工艺而完成的封装是否合格 的测试工艺。
管芯焊接机是用于上述工艺中的管芯焊接工艺的设备，是将由经过切割 (Sawing)工艺的晶片分割成一个个芯片的管芯通过粘接剂或热压焊贴附到 基片上的半导体产品制造设备。
这种管芯焊接机大致由与晶片移动有关的晶片物流单元、与基片移动有 关的指向(Index)物流单元及与各管芯移动有关的管芯物流单元构成，本发 明涉及其中的管芯物流单元。
管芯物流单元是指通过移动而利用分离器(ejector)从安放在晶片扩张
机(Wafer Expander)上的晶片分离各管芯，并将依靠分离器从晶片分离出的
管芯贴附到基片上的部分。为了将从晶片分离的管芯传送到基片上，会使用 具有拾取单元的管芯传送器。
但是，现有的管芯焊接机具有一个管芯传送器，而且管芯传送器只有一
个拾取单元，因此每次只能拾取一个从晶片分离的管芯传送到基片，所以管
芯焊接工艺需要耗费较多的作业时间，导致生产效率低下。
发明内容
本发明是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的在于提供一种减小 管芯焊接工艺作业时间以提高生产效率的管芯焊接机。
为了实现上述目的，依据本发明所提供的管芯焊接机包含被搭栽到导轨 上而移动的基片、安放晶片并为了管芯的拾取作业而移动的晶片扩张机、设 置在所述晶片扩张机下部从所述晶片分离管芯的分离器、将依靠所述分离器 从所述晶片分离的管芯传送到用于将其焊接到所述基片的作业位置的多个管 芯传送器，而且所述多个管芯传送器根据控制单元的控制而各自运行。
并且，所述各个管芯传送器具有多个拾取单元。
并且，所述多个拾取单元根据所述控制单元的控制而分别工作。
并且，所述分离器采用一个，所述分离器依次推出管芯以向所述多个拾 取单元依次贴附管芯。
并且，所述晶片扩张机采用一个，所述晶片扩张机沿与所述多个管芯传 送器运动方向交4晉的方向运动。
并且，还包含设在所述晶片上方用于识别所述晶片及管芯的多个晶片照 相机。
依据本发明所提供的管芯焊接机包含被搭载到导轨上而移动的基片、安 放晶片并为了管芯的拾取作业而移动的晶片扩张机、设置在所述晶片扩张机 下部从所述晶片分离管芯的分离器、将依靠所述分离器从所述晶片分离的多 个管芯同时传送到用于将其焊接到所述基片的作业位置的多个管芯传送器、 形成在所述各个管芯传送器上的多个拾取单元，而且所述多个管芯传送器和 所述多个拾取单元分别根据控制单元的控制而各自运行。
并且，所述晶片扩张机采用一个，所述晶片扩张机沿与所述管芯传送器 运动方向交4晉的方向运动。
并且，所述管芯传送器采用两个，所述拾取单元形成为四个。
图l是本发明所提供的管芯焊接机的俯视图； 图2是本发明所提供的管芯焊接机的正视图； 图3是本发明所提供的管芯焊接机的侧视图4是本发明所提供的设置在管芯传送器上的拾取装置的放大示意图。
主要符号i兌明10为导库九(IndexRail), ll为基片，15为作业位置，20 为晶片盒，22为晶片，22a为管芯，40为传送才几构，50为转动装置，60为分 离器，70a和70b为第一管芯传送器和第二管芯传送器，75a和75b为第一拾 取装置和第二拾取装置，76为拾取单元。
具体实施例方式
以下，参照附图详细说明依据本发明的优选实施例所提供的管芯焊接机。 如图1及图2所示，本发明所提供的管芯焊接机包含与基片的移动有关 的基片移动部、与晶片的装载和卸载及用于决定被拾取的管芯位置的晶片移 动有关的晶片移动部以及从晶片拾取管芯贴附到基片上的管芯移动部。
如图l所示，基片移动部具有搭载基片(Substrate) 11进行传送的导轨 10,设在导轨10 —端并装有将供应到导轨10的基片11的基片供应盒12, 设在导轨的另一端用于装载完成管芯焊接工艺的基片11的基片收纳盒13。 基片11从基片供应盒12 ^皮装载到导轨10之后沿导轨10移动，并在作业位 置15贴附管芯。完成管芯焊接工艺的基片11从导轨10被装载到基片收纳盒 13。
晶片移动部包含沿上下方向保持一定间距而收纳晶片环(WaferRing) 21的晶片盒(Wafer Cassette) 20;用于安放晶片环21并为了管芯的拾取作 业而运动的晶片扩张机30;用于传送装在晶片盒20中的晶片环21以将其安 放到晶片扩张机30的传送机构40;位于晶片盒20与晶片扩张机30之间将 置于其上的晶片环21传送到晶片扩张才几30侧的转动(rolling)装置50。
晶片盒20沿上下方向保持适当间距地装有晶片环21,并依靠升降机23 上下移动。另外，所装载的晶片环21上贴附着晶片黏胶片(WaferSheet)的 外圆周部分，而晶片黏胶片上粘贴着由沿纵向和横向分割而成的管芯22a组 成的晶片22。
所述晶片扩张机30为了能接收包含管芯22a的晶片22而位于所述晶片 盒20的收纳口侧，在为了才合取管芯22a而移动晶片22时可以沿Y轴方向移 动。
图2是本发明所提供的管芯焊接机的正视图，图3是本发明所提供的管 芯焊接才几的侧视图。
如图2及图3所示，管芯移动部包含用于从安放在晶片扩张机30内的晶片22分离各管芯22a的分离器60;设置在晶片22上方用于识别晶片22 及管芯22a的多个晶片照相机61a、 61b;分别具有拾取装置75a、 75b的多个 管芯传送器70a、 70b，所述拾取装置75a、 75b对依靠分离器60从晶片22 分离的管芯22a进行传送以贴附到基片11;用于识别基片ll的基片照相机 62。
各管芯传送器70a、 70b只能沿着前后方向(Y轴方向)及上下方向(Z 轴方向)移动，以便从晶片22拾取管芯22a之后在最短的时间内将其贴附到 基片11。并且，各管芯传送器70a、 70b具有在一端设有拾取装置75a、 75b 的机械臂72和沿上下方向移动机械臂72的气缸71。另外，拾取管芯22a的 拾取装置75a、 75b可以由机械爪(Gripper)或套爪(Collet)等形成。
本发明中管芯传送器包含第一管芯传送器70a及第二管芯传送器70b, 并且各管芯传送器70a、 70b由控制单元(未图示)分别加以控制。
如上所述，由于第一管芯传送器70a及第二管芯传送器70b只能沿前后 方向(Y轴方向)移动，而不能沿左右方向(X轴方向)移动，因此为了从 安放在晶片扩张机30的管芯22a中拾取所需要的管芯22a，可以使晶片扩张 才几30、晶片照相才几(61a、 61b)及分离器60沿左右方向(X轴方向)移动。
并且，本发明所提供的第一管芯传送器70a及第二管芯传送器70b分别 具有的第 一拾取装置75a及第二拾取装置75b分别具有多个拾取单元76。这 种多个拾取单元76由控制单元(未图示)分别加以控制。
图4表示包含具有四个拾取单元76的第 一拾取装置75a的第 一管芯传送 器70a。如此，由于各管芯传送器70a、 70b分别包含具有多个拾取单元76 的第一拾取装置75a及第二拾取装置75b，因此可以同时将多个管芯22a从晶 片扩张机30传送到作业位置15,从而可以节省管芯22a的传送时间。
以下，对具有如上所述结构的本发明所提供的管芯焊接机的动作进行说明。
管芯焊接机起动之后，基片供应盒12中的基片11被逐一供应到导轨10, 供应到导轨10的基片11被传送到作业位置15，基片11被传送到作业位置 15之后对其进行预热(Preheat )。
另外，为了装载晶片22，升降机23对晶片盒20进行升降，从而决定将 由传送机构40取出的晶片环21的位置。此时，传送机构40将晶片盒20侧 的晶片环21夹紧(Grip)之后传送到转动装置50 (抓取工艺)。此后，转动200610156571.X
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装置50将晶片环21传送一定距离(转动工艺)。如此，当完成由转动装置 50进行的转动传送时，通过将晶片环21推入晶片扩张机30 (推入工艺)而 完成晶片装载作业。
如此，当晶片环21被安放到晶片扩张机30,并且由第一晶片照相机61a 识别出被判定为良好的管芯22a位置时，晶片扩张机30、分离器60及第一晶 片照相机61a向第一拾取装置75a侧移动。此时，晶片扩张机30沿X轴方向 移动而对准要拾取的管芯22a的X轴位置，而第一管芯传送器70a沿Y轴方 向移动而对准要冲合取的管芯22a30 及第一管芯传送器70a的移动而完成要拾取的管芯22a的位置对准操作时， 分离器60上升而推出贴附在晶片22上的管芯22a。此时，由于用于拾取管芯 22a的第一拾取装置75a早已等候在管芯22a上部，因此通过第一拾取装置 75a下降而吸附一个管芯22a。第一拾取装置75a具有四个拾取单元76,因此 在四个拾取单元76上均载有管芯22a之前，第一管芯传送器70a不向作业位 置15移动，直到四个拾取单元76上均贴附管芯22a之后再向作业位置15移 动。
在四个拾取单元76上均贴附管芯22a之前，反复进行第一晶片照相机 61a确认管芯22a位置、晶片扩张机30移动、要被拾取的管芯22a的位置对 准、分离器60推出管芯22a等动作。
当四个拾取单元76才合取到四个管芯22a时，第一管芯传送器70a向上方 上升之后，根据从基片照相机62获取的有关基片ll位置信息而移动到作业 位置15以进行焊接(Bonding)作业。
另外，在第一管芯传送器70a位于晶片扩张机30上部拾取多个管芯22a 期间，第二管芯传送器70b在作业位置15进行在基片11上焊接管芯22a的 作业，如果第一管芯传送器70a拾取多个管芯22a之后移动到作业位置15, 则第二管芯传送器70b在作业位置15完成焊接管芯22a的作业之后向晶片扩 张机30侧移动。
如此，在第一管芯传送器70a拾取安放在晶片扩张机30上的管芯22a时， 第二管芯传送器70b可以将管芯22a焊接到基片11上，而在第二管芯传送器 70b拾取安放在晶片扩张机30上的管芯22a时，第一管芯传送器70a可以将 管芯22a焊接到基片11上，因此可以提高拾取管芯22a并将其焊接到基片11 的生产速度。
另夕卜，在基片ll被预热的状态下，当第一管芯传送器70a基于从基片照 相机62获取的基片位置信息向基片ll进行下降运动时， 一个管芯22a与一 个基片ll发生热压焊而被焊接。完成一个管芯22a与基片11的焊接之后， 第一管芯传送器70a再次向上方上升，而下一个基片11由导轨10移动到作 业位置15。如此，当下一个基片11移动到作业位置15时，第一管芯传送器 70a沿水平方向移动以使贴有管芯22a的拾取单元76中的某一个单元位于基 片11上部。
然后，贴附管芯22a的第一拾取装置75a下降，使管芯22a与基片11发 生热压焊而被焊接。如此，贴附在四个拾取单元76上的管芯22a全部被焊接 到各个基片ll之前，第一管芯传送器70a不需要移动到晶片扩张机30侧。
因此，可以减小各个管芯传送器70a、 70b在晶片扩张机30与作业位置 15之间往返的时间，从而可以提高管芯焊接机的生产效率。
以上虽然只对具有两个管芯传送器，并且各个管芯传送器包含具有四个 拾取单元的拾取装置的实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，只 要包含多个管芯传送器或者拾取装置包含多个拾取单元均属于本发明的发明 构思。
综上所述，依据本发明所提供的管芯焊接机，由于采用多个管芯传送器， 因此可以同时进行管芯的拾取作业和焊接作业，从而提高了管芯焊接机的生 产效率。
并且，由于各管芯传送器包含具有多个拾取单元的拾取装置，因此在多 个拾取单元均吸附管芯之后管芯传送器才移动到作业位置，而在作业位置只 有在贴附于多个拾取单元的多个管芯均被焊接到各个基片之后管芯传送器才 移动到晶片扩张机。因此，可以减小管芯传送器在晶片扩张机与作业位置之 间往返的时间，从而提高了管芯焊接机的生产效率。
权利要求
1、一种管芯焊接机，其特征在于包含被搭载到导轨上而移动的基片、安放晶片并为了管芯的拾取作业而移动的晶片扩张机、设置在所述晶片扩张机的下部从所述晶片分离管芯的分离器、将依靠所述分离器从所述晶片分离的管芯传送到用于将其焊接到所述基片的作业位置的多个管芯传送器，而且所述多个管芯传送器根据控制单元的控制而各自运行。
2、 根据权利要求1所述的管芯焊接机，其特征在于所述各个管芯传送器 具有多个拾取单元。
3、 根据权利要求2所述的管芯焊接机，其特征在于所述多个拾取单元根 据所述控制单元的控制而分别工作。
4、 根据权利要求2所述的管芯焊接机，其特征在于所述分离器采用一个， 所述分离器依次推出管芯以向所述多个拾取单元依次贴附管芯。
5、 根据权利要求1所述的管芯焊接机，其特征在于所述晶片扩张机采用 一个，所述晶片扩张机沿与所述多个管芯传送器运动方向交错的方向运动。
6、 根据权利要求1所述的管芯焊接机，其特征在于还包含设在所述晶片 上方用于识别所述晶片及管芯的多个晶片照相机。
7、 一种管芯焊接机，其特征在于包含被搭载到导轨上而移动的基片、安 放晶片并为了管芯的才合取作业而移动的晶片扩张机、设置在所述晶片扩张机 的下部从所述晶片分离管芯的分离器、将依靠所述分离器从所述晶片分离的 多个管芯同时传送到用于将其焊接到所述基片的作业位置的多个管芯传送 器、形成在所述各个管芯传送器上的多个拾取单元，而且所述多个管芯传送 器和所述多个拾取单元分别根据控制单元的控制而各自运行。
8、 根据权利要求7所述的管芯焊接机，其特征在于所述晶片扩张机采用 一个，所述晶片扩张机沿与所述管芯传送器运动方向交错的方向运动。
9、 根据权利要求7所述的管芯焊接机，其特征在于所述管芯传送器采用 两个，所述才合取单元形成为四个。
全文摘要
本发明涉及生产效率提高的管芯焊接机。本发明所提供的管芯焊接机包含被搭载到导轨上而移动的基片、安放晶片并为了管芯的拾取作业而移动的晶片扩张机、设置在所述晶片扩张机下部从所述晶片分离管芯的分离器、将依靠所述分离器从所述晶片分离的管芯传送到用于将其焊接到所述基片的作业位置的多个管芯传送器，而且所述多个管芯传送器根据控制单元的控制而各自运行。由此，可以同时进行管芯的拾取作业和焊接作业，从而提高了管芯焊接机的生产效率。
文档编号H01L21/50GK101179031SQ20061015657
公开日2008年5月14日 申请日期2006年12月28日 优先权日2006年11月7日
发明者康盛旭, 李祯培, 石承大, 金重铉 申请人:三星电子株式会社