自动封装产线、封装方法及封装系统与流程

本发明涉及一种自动封装产线、封装方法及封装系统。

背景技术：

封装制作工艺的良莠关系到电子元件或光电元件的电性品质、可靠度、耐用度、使用寿命等，因此封装制作工艺在电子与光电领域中为关键制作工艺之一。一般而言，封装制作工艺包含多道子制作工艺，而现有技术是将这些子制作工艺分别在多个分开的工作站来完成，也就是采用单站式的方式来完成一道子制作工艺。此外，现有技术是采用人工抽验的方式来检测经由这些子制作工艺所完成的产品。

然而，传统单站式的设备使用较大的生产空间。此外，若采用单站式人工抽检，产品的品质及产量受限于人力及工作人员的能力，例如检测的稳定度。再者，采用传统单站式的制作工艺会使得生产弹性受限，例如受限于单站设备能力及人工的训练。除此之外，若采用抽检或制作工艺完成后方才检查，则无法即时发现产品的缺陷并反馈到制作工艺中进行即时的制作工艺改善。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自动封装产线，其能够提升封装生产效能、节省人力、减少生产设备置放空间、降低生产设备投资金额、提高生产良率、简化生产流程及加速出货速度以增加市场竞争力。

为达上述目的，本发明提供一种封装方法，其能够提升封装生产效能、节省人力、减少生产设备置放空间、降低生产设备投资金额、提高生产良率、简化生产流程及加速出货速度以增加市场竞争力。

本发明提供一种封装系统，其能够提升封装生产效能、节省人力、减少生产设备置放空间、降低生产设备投资金额、提高生产良率、简化生产流程及加速出货速度以增加市场竞争力。

本发明的一实施例提出一种自动封装产线，用以对物品进行封装制作工艺。此自动封装产线包括多个依序配置的加工站及多个自动光学检测(automatedopticalinspection,aoi)装置。这些自动光学检测装置分别配置于这些加工站之后，以分别检测被这些加工站加工后的物品，其中每一加工站后皆设置一自动光学检测装置。

本发明的一实施例提出一种封装方法，包括：利用多个加工站来依序对物品加工；以及在每一加工站加工完物品后，利用一自动光学检测装置检测物品，且判断被前一个加工站加工后的物品的多个部分是否为良品。若为良品，则继续下一个加工站的制作工艺或完成封装方法。若物品的这些部分有至少一部分为不良品，则根据不良品的不良种类以多个不同的筐(bin)来分类，其中一个筐将不良品归类为废品，而其他的这些筐将不良品归类为可重工物品。

本发明的一实施例提出一种封装系统，包括多个加工站、多个自动光学检测装置及至少一控制单元。每一自动光学检测装置用以检测被前一个加工站加工后的物品。控制单元电连接至这些自动光学检测装置，且用以根据每一自动光学检测装置的检测结果判断被前一个加工站加工后的物品的多个部分是否为良品。若为良品，则继续下一个加工站的制作工艺或完成封装系统的封装制作工艺。若物品的这些部分有至少一部分为不良品，则控制单元根据不良品的不良种类以多个不同的筐来分类，其中一个筐将不良品归类为废品，而其他的这些筐将不良品归类为可重工物品。

在本发明的实施例的自动封装产线、封装方法及封装系统中，由于在每一加工站对物品加工后，即利用自动光学检测装置来检测被加工站加工后的物品，因此可达到自动检测的效果。如此一来，便能够提升封装生产效能、节省人力、减少生产设备置放空间、降低生产设备投资金额、提高生产良率、简化生产流程及加速出货速度以增加市场竞争力。此外，在本发明的实施例的封装方法及封装系统中，由于根据不良品的不良种类以多个不同的筐来分类，其中一个筐将不良品归类为废品，而其他的这些筐将不良品归类为可重工物品，因此可减少材料的浪费，进而降低物品的制作成本。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的一实施例的自动封装产线及封装系统的示意图；

图2为物品在经过图1的自动封装产线的封装制作工艺前与后的示意图；

图3为图1的自动封装产线及封装系统的局部立体示意图；

图4为本发明的一实施例的封装方法与封装系统的流程图。

符号说明

50、50'：物品

52：元件

54：导电线路

56：绝缘层

100：自动封装产线

110、110a、110b：加工站

111：载板

112：滚轮

114：载体

120：自动光学检测装置

130：回焊炉或加热炉

140：壳体

150：负离子风扇

160：温度感测器

170：输送带

180：云端伺服器

190：控制单元

200：封装系统

s110：前段制作工艺群组

s122、s123、s124、s125：步骤

s130：后段制作工艺群组

具体实施方式

图1为本发明的一实施例的自动封装产线及封装系统的示意图，图2为物品在经过图1的自动封装产线的封装制作工艺前与后的示意图，图3为图1的自动封装产线及封装系统的局部立体示意图，而图4为本发明的一实施例的封装方法与封装系统的流程图。请参照图1至图4，本实施例的自动封装产线100用以对物品50进行封装制作工艺，其中在经过自动封装产线100的封装制作工艺之前的物品50例如为基板(substrate)。自动封装产线100包括多个依序配置的加工站110及多个自动光学检测装置120。这些自动光学检测装置120分别配置于这些加工站110之后，以分别检测被这些加工站110加工后的物品50，其中每一加工站110后皆设置一自动光学检测装置120。

在本实施例中，这些加工站110包括光刻(phtolithography)加工站、印刷(printing)加工站、元件转移加工站或其组合，这些加工站110的种类与顺序可依产品的特性自由组合。在本实施例中，印刷加工站例如是采用三维打印技术，亦即印刷加工站可对物品50进行三维打印。然而，在其他实施例中，印刷加工站也可以采用传统的二维打印技术。此外，元件转移加工站例如是橡胶打印(rubberstamp)加工站，其例用滚轮112将载体114上的元件52滚压而转移至物品50上，其中载体114例如是胶带、载板或其他适当的载体。印刷加工站如图3的加工站110a所绘示，而元件转移加工站如图3的加工站110b所绘示。

具体而言，关于元件转移加工站，载体114先吸附位于载板111上的元件52，然后滚轮112再将载体114上的元件52滚压而转移至物品50上。

在本实施例中，这些自动光学检测装置120为三维光学检测装置，其除了可检测物品50于平行于基板的方向上的资讯之外，也可以检测物品50于垂直于基板的方向上的深度的资讯。换言之，自动光学检测装置120可对物品50进行三维光学检测。

在本实施例中，自动封装产线100还包括壳体140，包覆这些加工站110，以避免灰尘或微粒影响加工站110的制作工艺品质与良率。此外，在本实施例中，自动封装产线100还包括负离子风扇(ionizer)150、温度感测器160或其组合，其配置于壳体140内。负离子风扇150可避免物品50在制作工艺中受到静电放电(electrostaticdischarge,esd)的损害，而温度感测器160可用以监测制作工艺的温度，以维持制作环境的稳定。在本实施例中，自动 封装产线100还包括输送带170，用以依序将物品50输送至这些加工站110以进行加工。

在本实施例中，这些自动光学检测装置120的检测项目包括物品50中的晶体或基板的表面刮伤、物品50中的线路或图样的瑕疵、物品50中的基板表面缺件(例如元件52未转移至基板上)、物品50的裂痕、物品50的垂直于基板方向上的重大差距或瑕疵(例如爆板或某层的脱层造成变形)、物品50中的三维线路品质检测(包括深度方向的检测)或其组合。

此外，在本实施例中，自动封装产线100可还包括至少一个回焊炉或加热炉130，或同时包括回焊炉及加热炉，以对加工站110所加工完的物品50作进一步的处理，其中加热炉可确保印刷加工站所形成的印刷线路的干燥或固化，而回焊炉可使元件转移加工站所转移的元件52贴附于基板上。

在本实施例中，自动封装产线100还包括云端伺服器180，用以将这些自动光学检测装置120所传来的信号反馈给这些加工站110来调整制作工艺参数。举例而言，云端伺服器将部分这些自动光学检测装置120所传来的信号反馈给其后的这些加工站110来调整制作工艺参数。

具体而言，可将本实施例的自动封装产线100视为封装系统200，封装系统200可包括至少一控制单元190，电连接至这些自动光学检测装置120。在本实施例中，是以多个控制单元190分别电连接至这些自动光学检测装置120为例。此外，此至少一控制单元190也可电连接至这些加工站110，例如是上述这些控制单元190也分别电连接至这些加工站110。如此一来，自动光学检测装置120所传来的信号可经由控制单元190传给云端伺服器180。云端伺服器180在分析控制单元190所传来的信号号，可产生反馈信号给控制单元190，而控制单元190再将反馈信号传给加工站110，以使加工站针对自动光学检测装置120的检测结果来调整制作工艺参数。这些控制单元190可以是电连接至云端伺服器180，或者也可以是利用无线传输的方式传递信号至云端伺服器180及接收来自云端伺服器180的信号。

在本实施例的自动封装产线100中，由于在每一加工站110对物品加工后，即利用自动光学检测装置120来检测被加工站110加工后的物品50，因此可达到自动封装、自动检测及自动生产的效果。如此一来，便能够提升封装生产效能、节省人力、减少生产设备置放空间、降低生产设备投资金额、提高生产良率、简化生产流程及加速出货速度以增加市场竞争力，且能够垂 直整合封装产业链。此外，通过云端伺服器180可有效地通过大数据将客户端与生产端现况做分析。

此外，在各加工站110后进行三维自动光学检测，可确保各站的全检，并将各站资讯反馈，进行制作工艺的调整，以提升良率，如此的作法符合政府所推动的生产力4.0的计画。再者，在打印金属线路后，自动光学检测可三维检测线路印刷状态，以确保线路品质。在制作多层线路后，印刷表面可能会呈现高低起伏状态，此时搭配三维打印技术可克服线路粗细变化等相关问题。在元件转移加工站的制作工艺中，可以将元件52放置于欲组装位置，而自动光学检测可确保放置位置无误。

在本实施例中，封装系统200的系统流程图如图4所绘示。封装系统200所进行的封装制作工艺可以是物品50的其中n道制作工艺，其中n大于或等于2，但也可以是物品50的全部制作工艺。在本实施例中，以图4为例，在这n道制作工艺前，可先在自动封装产线100外完成前段制作工艺群组s110，而在这n道制作工艺后，可在自动封装产线100外继续完成后段制作工艺群组s130。这n道制作工艺在图4中分别以制作工艺a+1、制作工艺a+2、…及制作工艺a+n来表示，其中a代表前段制作工艺群组的制作工艺数，其可以为0(当没有前段制作工艺时)或正整数。这n道制作工艺中的每一道是通过一个加工站110来完成。这n道制作工艺可包括光刻制作工艺、印刷制作工艺、元件转移制作工艺或其组合，且这些制作工艺的种类与顺序可依产品的特性自由组合。

在本实施例中，每一控制单元190用以根据其所对应的自动光学检测装置120的检测结果判断被前一个加工站110加工后的物品50的多个部分是否为良品。举例而言，在图4的n道制作工艺中的任何一道制作工艺后，即利用自动光学检测(aoi)来判读品质(步骤s122)。封装系统200所进行的封装制作工艺所形成的物品50例如是包括设置于基板上的多个芯片封装体，这些芯片封装体可通过后续的裁切或芯片分离制作工艺来形成多个彼此分离的芯片封装体，而上述物品的多个部分则例如是预计要分别形成这些芯片封装体的多个部分。

若在步骤s122中判断物品50的这些部分为良品，则继续下一个加工站110的制作工艺或完成封装系统200的封装制作工艺。若在步骤s122中判断物品的这些部分有至少一部分为不良品，则控制单元根据不良品的不良种类 以多个不同的筐来分类(步骤s123)，其中一个筐将不良品归类为废品，而其他的这些筐将不良品归类为可重工物品。

在本实施例中，步骤s122判别良品与不良品可视为硬件筐(hardwarebin)的分类，亦即将物品50分成良品的筐与不良品的筐，这样的判别可通过硬件来完成。此外，在本实施例中，控制单元190可通过软件根据不良品的不良种类以这些不同的筐来分类。换言之，步骤s123可视为软件筐(softwarebin)的判读。

在本实施例中，封装系统200的流程可还包括以下步骤：舍弃被归类为废品的不良品(步骤s124)；在自动封装产线外离线重工被归类为可重工物品50的不良品(步骤s125)；以及将离线重工后的不良品再次放入自动封装产线100续流程，例如是再次回到当初检测为不良品的那个步骤s122重新检测一次，然后再继续后续的流程。

在本实施例中，物品50的上述这些部分可被编码与定位，而当一道步骤s123将这些部分的某一个部分判断为不良品，而其后的步骤s123又将其判断为可重工的不良品时，封装系统200会记录这个位置的这个部分为不良品，然后物品50会继续被送到下一个加工站110以进行下一道制作工艺，只是从此道制作工艺开始，加工站110就不会对被记录的这个位置进行制作工艺，以避免材料的浪费。等到整个封装系统200的流程进行完毕之后，被记录的这个位置的这个部分可利用裁切或芯片分离制作工艺分离出来，然后在步骤s125进行重工。

重工完毕的这个部分可与其他经重工的多个部分贴附至基板上，并将此基板放入自动封装产线100续流程。若这个部分当初是在某一个步骤s122(例如是在接着制作工艺a+2后的步骤s122)被判别为不良品，则封装系统200对于这个部分的流程就从此步骤s122(例如是在接着制作工艺a+2后的步骤s122)再开始进行。

经过封装系统200的流程制作完成的物品50如图2右方所绘示的物品50'，其例如为芯片封装体，其可具有内埋或配置于表面上的元件52、导电线路54及绝缘层56，其中元件52例如是有源元件、无源元件或芯片，而这些导电线路54与绝缘层56可以是多层结构。

在一实施例中，各加工站110的检测资讯可均集中于云端伺服器180的数据库，其可作为后绩重工数据、修补前一加工站110的些微调整的参考或 量产巨量数据的搜集。

本实施例的封装方法可利用图1与图3的封装系统200来完成。本实施例的封装方法包括：利用多个加工站110来依序对物品50加工；以及在每一加工站110加工完物品50后，利用一自动光学检测装置120检测物品，且判断被前一个加工站110加工后的物品50的多个部分是否为良品。若为良品，则继续下一个加工站110的制作工艺或完成本封装方法。若物品50的这些部分有至少一部分为不良品，则根据不良品的不良种类以多个不同的筐来分类，其中一个筐将不良品归类为废品，而其他的这些筐将不良品归类为可重工物品。这些步骤或方法的细节及一些附加的步骤或方法已在上述对于封装系统200及自动封装产线100的内容描述过，因此在此不再重述。此外，本实施例的封装方法也可达到上述自动封装产线100及封装系统200所能达到的优点与功效，在此不再重述。

综上所述，在本发明的实施例的自动封装产线、封装方法及封装系统中，由于在每一加工站对物品加工后，即利用自动光学检测装置来检测被加工站加工后的物品，因此可达到自动检测的效果。如此一来，便能够提升封装生产效能、节省人力、减少生产设备置放空间、降低生产设备投资金额、提高生产良率、简化生产流程及加速出货速度以增加市场竞争力。此外，在本发明的实施例的封装方法及封装系统中，由于根据不良品的不良种类以多个不同的筐来分类，其中一个筐将不良品归类为废品，而其他的这些筐将不良品归类为可重工物品，因此可减少材料的浪费，进而降低物品的制作成本。

虽然结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。