一种半导体器件焊接机构的制作方法

一种半导体器件焊接机构，属于半导体器件焊接设备领域。

背景技术：

随着现代科技的发展，半导体器件和组件在工程、商业上得到了广泛应用。它在雷达、遥控遥测、航空航天等的大量应用对其可靠性提出了越来越高的要求。而因芯片焊接（粘贴）不良造成的失效也越来越引起了人们的重视，因为这种失效往往是致命的，不可逆的。

在组装半导体器件时，使用粘接剂对电路部与外围壳体进行加热、固定的工序，之后，进行通过利用焊膏（焊锡）的焊接来连接形成于外围壳体的端子部与绝缘基板的配线的工序。在粘接电路部与外围壳体的情况下，在电路部或外围壳体涂敷粘接剂，并在以适度压力按压外围壳体的状态下加热粘接面，由此使粘接剂固化，固接电路部与外围壳体。

目前，半导体器件是将多个、排列整齐的半导体晶块焊接在底板上制成的，在现有技术中，所使用的半导体器件的焊接装置是电加热盘；使用时，将摆放有晶块的底板放置在电加热盘上，用手使用按压工具按压晶块，使晶块和底板热熔焊接在一起，达到焊接的目的；这样的装置具有工人劳动强度大、效率低、精度低、合格率低、能耗大的缺点。在加热过程中必须准确的控制加热温度，同时又要保证加热效果，不影响焊接效果。但申请人发现，目前的焊接板多为一体式结构，焊接板的一侧或上部设有加热丝或加热管，此种结构形成的加热面不够均匀，加热效果并不好，影响了半导体器件的焊接效果；而且，半导体器件在每个工序之间的输送多为人工或者器械夹持，容易破坏半导体器件表面，或对人体造成一定损害。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种避免器件损伤、便于输送、提高焊接效果的半导体器件焊接机构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该半导体器件焊接机构，包括机架，其特征在于：所述的机架上设有加热机构，所述的加热机构包括多个并排铺设在机架上的加热板，每个加热板顶面分别单独放置一半导体器件；机架上还设置有提升移动机构，提升移动机构将导体器件从一个加热板上提升之后同时带动半导体器件水平移动至下一加热板。

改变传统的加热方式，采用接触时加热模式，直接通过半导体与加热机构的加热面的接触实现接触式加热，且加热机构为多个并排铺设在机架顶部的加热板，在机架上还设置送半导体器件水平方向移位的提升移动机构，通过提升移动机构提升半导体的位置，将将完成前一工序的半导体器件托送至下一工位，无需移动加热板，而且，半导体器件直接移动输送，可避免夹取方式对半导体器表面造成损伤，以及夹具对工位的定位不准的问题。

所述的加热板包括上下拼组而成的上板体和下板体，上板体和下板体之间设有加热装置及测温热电阻。

将传统的一体式的板体改为上下分体式拼装的结构，然后在上下板体之间安装加热装置，并配装测温热电阻，能够保证板体整体的加热效果，彻底杜绝板体对半导体器件的加热面不均匀的现象，同时利用热电阻进行实时测温，从而灵活调控加热装置的加热温度，进一步保证了板体的加热均匀性和加热温度的恒定。再者，板体分为上下两部分，更便于安装和拆卸，便于后期对加热装置和热电阻的维修、更换，嵌入式的内部安装结构，保证了加热板顶面的平整度，进一步保证焊接效果。

所述的上板体顶面设有多条纵向设置的工位移动插槽，提升移动机构的动力输出端穿套在所述的工位移动插槽内，并可在工位移动插槽升降及前后移动。优选的，工位移动插槽的设置方向与上板体的宽度方向一致，在需要转移半导体器件时，可通过工位移动插槽从下方将半导体器件提升转移，方便快捷，又避免对半导体器件表面造成损伤。

所述的上板体的底部和下板体的顶部沿长度方向对应开设有相匹配的电加热安装槽，两组电加热安装槽对接形成放置加热装置的安装通孔。通过在上板体和下板体内部设置电加热安装槽，在上板体与下板体之间形成多条安装加热装置的通道，该通道与板体的长度相匹配，充分保证了上板体整体的加热，保证整体温升的均匀。同时，还能保证加热装置的平整，放置压缩变形。

所述的上板体的底面设有安装热电阻测温端的固定孔，下板体顶面对应设有安装热电阻管体及线路的热电阻安装槽。通过热电阻安装槽将热电阻也隐藏在上板体与下板体内部，节省整体结构空间，结构更紧凑。

所述的下板体下方设有加热板底座，下板体底部四周通过插销插接加热板底座顶面的插接内孔，并在插销上套装套筒。通过设置加热板底座，将加热板的高度略微提升，在下板体的下方形成一定的空间，该空间用于焊接时，防氧化气氛的流通，保证焊接效果。

所述的提升移动机构包括端板、提升移动板和提升组件及平移组件，提升组件和平移组件的顶部分别连接所述的提升移动板。

所述的提升组件包括提升臂和升降滑板，提升臂包括上部的伸缩气缸和气缸下部活动端连接的走轮，走轮滑动设置在坡形设置的升降滑板上；平移组件包括平移电机、平移臂和丝杠，平移电机输出端连接丝杠，并通过丝杠螺纹连接平移臂的下部。

所述的加热机构的下部设有气氛输送机构，气氛输送机构包括向下突出的弧形气氛挡板和穿过气氛挡板设置在加热板下方的氮气输送管。通过设置气氛输送机构，在加热板的下方及周围形成抗氧化的氛围，防止焊接后半导体器件表面金属发生氧化，进而影响其性能。

所述的装货机械手包括两平行设置的夹紧板，两侧的夹紧板的内侧下部设有上下平行设置的提升凸台和校正凸台。通过提升凸台和校正凸台的设置，使得机械手的夹紧板在夹取两层芯片时，无需实现定位，即可完成两层芯片的校准动作，节省工艺步骤及工作时间，进一步保证焊接效果。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：本实用新型改变传统的加热方式，采用接触时加热模式，直接通过半导体与加热机构的加热面的接触实现接触式加热，避免了传统的隧道窑式加热所存在的加热不均匀的弊端，且加热机构为多个并排铺设在机架上的加热板，在机架上还设置送半导体器件水平方向移位的提升移动机构，通过提升移动机构提升半导体的位置，将将完成前一工序的半导体器件托送至下一工位，无需移动加热板，而且，半导体器件直接移动输送，可避免夹取方式对半导体器表面造成损伤，以及夹具对工位的定位不准的问题。

附图说明

图1为半导体器件焊接机构轴测图示意图。

图2为半导体器件焊接机构侧视图示意图。

图3为加热机构爆炸图示意图。

图4为图3的主视图示意图。

图5为图1的A部分局部放大示意图。

其中，1、控制柜 2、龙门架 3、提升移动机构 301、端板 302、提升移动板 303、提升臂 304、升降滑板 305、平移电机 306、平移臂 307、丝杠 4、装货机械手 401、提升凸台 402、校正凸台 403、夹紧板 5、焊接压盖 6、机架 601、纵向挡板 602、水平挡板 7、加热机构 701、下板体 7011、插销 7012、电热丝上安装槽 7013、热电阻安装槽 702、加热套管 7021、电热丝 703、上板体 7031、电热丝下安装槽 7032、工位移动插槽 7033、固定孔 704、安装孔 8、冷却机构 9、卸货机械手 10、连接转臂 11、半导体器件 12、气氛挡板 13、氮气输送管 14、加热板底座 1401、插接内孔 15、套筒 16、热电阻。

具体实施方式

图1~5是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~5对本实用新型做进一步说明。

参照附图1~5：一种半导体器件焊接机构，包括机架6，机架6上设有加热机构7，加热机构7包括多个并排铺设在机架6上的加热板；机架6上还设置有输送半导体器件水平方向移位的提升移动机构3，提升移动机构3将导体器件11从一个加热板上提升之后同时带动半导体器件11水平移动至下一加热板。

每个加热板顶面分别单独放置一半导体器件11，优选的，提升移动机构3设置在加热机构7下方，提升移动机构3的移动端托举半导体器件11的底面，加热机构7的下部设有气氛输送机构。如采用气缸或油缸实现，采用举升气缸实现半导体器件11的升降，通过平移气缸实现半导体器件11的平移。

也可将提升移动机构3设置在加热机构7的一侧，通过提升气缸或者伸缩杆等可实现上下升降的机构实现对半导体器件11的升降，通过直线导轨等可实现平移的机构实现半导体器件11的平移。即可通过在对半导体器件11上方提拉或者下方托举的方式实现半导体器件11的提升，再配合平移机构实现半导体器件11的移位。本实施例中，重点叙述采用在下方托举的方式实现半导体器件11的提升的工作原理。

此外，机架6上方设有通过连接转臂10连接的焊接压盖5，机架6上按照工序步骤依次设有加热机构7和冷却机构8，加热机构7的进料端设有装货机械手4，冷却机构8的出料端设有卸货机械手9；加热机构7和冷却机构8的下方设有输送半导体器件水平方向移位的提升移动机构3，加热机构7的下部设有气氛输送机构。

加热机构7包括多个并排铺设在机架6顶部的加热板，每个加热板顶面分别单独放置一半导体器件11，加热板包括上下拼组而成的上板体703和下板体701，上板体703和下板体701之间设有加热装置及测温热电阻16。上板体703顶面设有多条纵向设置的工位移动插槽7032，提升移动机构3的动力输出端穿套在工位移动插槽7032内，并可在工位移动插槽7032升降及前后移动，即多条提升移动板302穿套在工位移动插槽7032内，且提升移动板302纵向长度小于工位移动插槽7032的深度。上板体703的底部和下板体701的顶部沿长度方向对应开设有相匹配的电加热安装槽，两组电加热安装槽对接形成放置加热装置的安装通孔。上板体703的底面设有安装热电阻16测温端的固定孔7033，下板体701顶面对应设有安装热电阻16管体及线路的热电阻安装槽7013。下板体701下方设有加热板底座14，下板体701底部四周通过插销7011插接加热板底座14顶面的插接内孔1401，并在插销7011上套装套筒。

提升移动机构3包括端板301、提升移动板302和提升组件及平移组件，提升组件和平移组件的顶部分别连接提升移动板302，提升移动板302设有水平平行设置的多条，多条提升移动板302两端分别通过端板301封装固定。提升组件包括提升臂303和升降滑板304，提升臂303包括上部的伸缩气缸和气缸下部活动伸缩端连接的走轮，走轮滑动设置在坡形设置的升降滑板304上；平移组件包括平移电机305、平移臂306和丝杠307，平移电机305输出端连接丝杠307，并通过丝杠307螺纹连接平移臂306的下部。

在工作时，当半导体器件11完成在加热板处的操作工序后，启动平移电机305，平移电机305带动丝杠307转动，通过丝杠307带动平移臂306实现平移，平移臂306带动多个托举在提升移动板302上的半导体器件11同步移动一个或多个工位，在移动的过程中，提升臂303跟随提升移动板302同步移动，同样与提升移动板302连接的伸缩气缸伸缩端伸出，并通过走轮沿升降滑板304逐渐下滑，工位完成后，提升移动板302在伸缩气缸的带动下，下降一定的位置，脱离与半导体器件11的接触，而后，平移电机305翻转，平移臂306反向平移回原位，同理，伸缩气缸伸缩端逐渐缩回原位，并通过走轮沿升降滑板304逐渐上滑，加热机构7的下部设有气氛输送机构，气氛输送机构包括向下突出的弧形气氛挡板12和穿过气氛挡板12设置在加热板下方的氮气输送管13。装货机械手4包括两平行设置的夹紧板403，两侧的夹紧板403的内侧下部设有上下平行设置的提升凸台401和校正凸台402。通过提升凸台401和校正凸台402的设置，使得机械手的夹紧板403在夹取两层芯片时，无需实现定位，即可完成两层芯片的校准动作，节省工艺步骤及工作时间，进一步保证焊接效果。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。