半导体产品封装机及其监控设备的制作方法

本实用新型涉及电子产品封装机，特别是涉及用于对半导体器件封装流程进行监管的设备。

背景技术：

在半导体工业中，经常需要将半导体产品进行批量封装以进行销售。而在封装过程中需要消耗大量的封装材料。以CPU产品为例，在制造出CPU后，在将其提供给下一级用户例如电脑生产厂家之前，通常将这些裸露CPU封装成卷，每卷包含一定数量的独立包装的CPU。目前，封装工厂采用载带来封装CPU，在CPU封装耗材中，载带占据封装成本的很大一部分。通常市场上可得到的载带具有固定的长度，能完成多卷的CPU封装。

然而，在产品的实际封装过程中，由于一些不可预料的因素以及一些必然的因素，会造成载带的浪费，通常载带的实际使用率仅80％。如果封装过程中载带剩余量过多但不足以完成一卷的封装，则显然会造成极大的浪费；同时，如果操作人员判断失误即认为该剩余量仍够完成一卷的封装，则加剧了这种浪费，因为对于未完成的一卷封装，操作人员需要拆除该卷上的CPU。而在实践中，操作人员多以经验判断剩余量是否满足下一卷的封装。

技术实现要素：

本实用新型提供一种改进的封装机，其可以实时地监控封装载带的消耗量以便为操作人员提供有用信息，帮助操作人员准确地判断是否进行下一卷的封装。而且，利用实用新型，可以优化用于封装的载带的长度，在考虑不可避免的耗费同时，降低不必要的浪费。

按照本发明的一个方面，提供一种半导体产品封装机，包括封装主机，用于按预定的条件、利用具有预定总长度的载带将半导体产品封装成多个卷，其中每卷包含预定数量的独立包装的半导体产品；其特征在于该封装机还包括：与封装主机电气连接的监控设备，用于监控所述载带的剩余量并根据该载带的剩余量是否满足预定的条件来控制该封装主机。

按照本发明的另一个方面，提供一种用于半导体产品封装的监控设备，其特征在于包括：传感器，用于检测被封装的每一个半导体产品，并输出相应的检测信号；与该传感器相连接的计算装置，其包括数据总线接口、剩余量计算单元和判断单元；其中该剩余量计算单元从该数据总线接口接收来自所述传感器的检测信号，根据所接收的检测信号计算载带的剩余量，并将所计算的剩余量发送给判断单元；该判断单元从所述剩余量计算单元接收所述剩余量，并基于该剩余量判断载带的剩余量是否仍满足产品封装的预定条件，其中预定条件是将电子产品封装成一卷所需要的标准载带消耗量；与该计算装置相连的报警装置，当该判断单元判断剩余量不满足所述预定的条件时，发出报警提示信号，该报警装置通过数据总线接收到所述报警提示信号之后进行报警。

附图说明

图1示出子根据本实用新型实施例的封装机的示例性示意图；

图2示出了根据本实用新型实施例的监控处理流程图；

图3示出了根据本实用新型的另一个实施例的监控设备的示意图；

图4示出根据本实用新型另一实施例的监控处理流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。此外，尽管为了说明的目的，下面的实施例采用CPU作为封装产品作为示例，但显然本实用新型并不限于CPU，还可适用于其它利用载带封装的半导体产品或芯片。

如图1所示，根据本实用新型的封装机包括封装主机以及监控设备100。封装主机用于完成CPU的封装过程，将CPU封装到载带中，每个CPU在载带中具有独立的包装。通常市场上可得到的载带具有预定的长度LTOTAL，封装主机可用该预定长度的载带完成多卷CPU的封装。按照产品类型，每卷包含预定数量的独立包装的CPU。对于完成的每一卷，通常需要封装主机停机并分离出该卷，封装检查，然后才能继续下一卷的封装。因此在此过程中造成了不可避免的载带浪费，同时在封装成卷过程中，也可能存在着一些不可预料的因素，例如断电、机器故障等，这些也会造成载带的浪费。

监控设备100用于检测封装过程中载带的消耗，实时地判断载带剩余量是否满足预定的条件，并根据该载带的剩余量是否满足预定的条件来控制该封装主机。这里的该预定的条件例如可以是封装完整一卷CPU所需要的载带消耗量，此外，CPU的类型不同，所要求的封装成一卷的CPU的数量也可能会不同。而且，由于载带中CPU是独立包装的，因此载带的剩余量可以长度或可独立包装的个数来表示。

如图1所示，该图示出了监控设备100的一个具体实施例，其包含输入界面101，检测单元102，计算装置103以及显示装置104。输入界面101用于输入有关载带、CPU类型等参数信息。如前所述，通过输入的CPU类型信息，监控设备100可以确定要封装的产品的封装标准，即用于监控的预定条件。而输入的载带信息包括该载带的型号以及长度等信息，或者通过仅输出载带的型号，监控设备100根据内部存储的数据库记录可以直接确定所对应载带的固定长度LTOTAL。此外，通过输入界面101输入的信息可以存储在内部数据库中。

在CPU封装过程中利用检测单元102来实时检测载带的消耗量，可以检测封装时载带行进过程中每个被封装的CPU，并输出相应的检测信号。在本例中检测单元102可以用传感器来实现，例如可以是一个热敏传感器。由于CPU刚被封装进独立包装时，其独立包装的表面温度要明显高于周围温度，因此利用热敏传感器通过检测这个温度变化就可以检测到新的独立包装完成。在另外一个示例中，该检测单元102还可以由一对红外发射-接收装置构成，其中由载带一侧的发射机发出的光线穿过载带，同时由位于载带另一侧的接收机检测光线。例如，可用发射机照射载带上间隔预置的穿孔，接收机每接收到一次信号则表明通过一次独立包装。根据接收到的信号的次数，就可以确定通过了多个少独立包装，这些通过的独立包装中包括了未封装CPU而被浪费的包装。可选地，也可用发射机照射封装有CPU的部位，由于在封装了CPU芯片后光线路径被遮蔽，接收机不能接收到发射机发出的光线，因此其基本没有输出信号，由此可以记录独立包装的个数。而且由于封装有CPU的独立包装部位与相邻的其它部位(例如独立包装部位之间的间隔空间)结构不同，接收的信号强度也不一样。因此通过分析红外接收机实际接收的信号特征，就可以判断已经通过了多少个独立包装，包括浪费掉的包装。

计算装置103可根据检测单元102检测的载带的消耗量来计算载带的剩余量并做出相应的处理。在本实施例中，如图1所示，该计算装置103可包括数据总线接口(图中示出)、剩余量计算单元1031和判断单元1032。数据总线接口连接到检测单元102，用于接收检测单元输出的检测信号。计算装置103中的剩余量计算单元1031用于对通过数据总线接口接收的每个包装的标识信号进行处理。以上面提及的红外发射-接收机为例，每通过一个独立包装，该红外发射-接收机就会输出一个指示信号，无论该独立包装中是否封装了CPU。剩余量计算单元1031根据接收的每个包装的检测信号，就可以计算出一定时间内通过封装主机的独立包装数，以下记为N。由于载带中每个独立包装之间的间距P(或者说每个CPU所占用的载带长度)是固定的，因此可以计算出该时间内消耗的载带的长度LUSED＝N*P。因此，剩余量计算单元1031可以计算出经过了该时间后的载带的剩余量LREMAIN，LREMAIN＝LTOTAL-LUSED，其中LTOTAL表示载带的预定的总长度。剩余量计算单元可以将剩余量LREMAIN发送给显示装置105，以便操作人员直观地看到。

同时，计算装置103中的判断单元1032根据输入界面101设定的待封装产品的类型，可以确定封装一卷当前类型的CPU所消耗的标准载带长度。进一步，该判断单元1032从剩余量计算单元1031接收所计算出的剩余量信息并将其与标准载带长度进行对比。当判断单元1032判断LREMAIN大于或等于该标准长度时，意味着剩余载带仍可以封装一整卷CPU，因此，可以指示显示装置104输出一个可以继续封装的符号，例如以绿色图案显示所述剩余量LREMAIN的方式表示。反之，如果判断单元1032判断LREMAIN小于该标准长度时，意味着剩余载带量不足以封装一整卷CPU，因此，可以指示显示装置104输出一个禁止继续封装的符号，例如以红色闪烁背景图案显示所述剩余量LREMAIN的方式表示，同时向封装主机发出停止封装的控制信号。

上面的实施例是以长度形式来显示剩余量以及判断是否该剩余量满足封装CPU的条件。在另一个实施例中还可以是用可封装的独立包装个数来进行判断。由于在载带上每个可封装的独立包装的间距是固定的，因此可计算出未封装之前具有总长度LTOTAL的载带可封装的独立包装总数TTOTAL，即TTOTAL＝LTOTAL/P。如前述实施例所记载的，剩余量计算单元1031根据从检测单元102接收的信号，就可以确定出已经封装的独立包装总数N，因此还可封装的独立包装数为TTOTAL-N，然后判断单元1032将其与封装一卷CPU所需要的标准独立包装数进行对比，就可以判断是否可以继续封装下一卷了。在本例中，显示装置104可以选择不显示剩余包装数，而是例如可以显示还可封装的卷数，并如前所述采用绿色或红色图案来提醒操作人员。

图2示出了按照本实用新型一个实施例的监控设备100监控处理流程示意图。在201，对监控设备100进行初始化设定，包括设定载带的类型或载带长度等信息。该步骤也可以作为缺省设置而略过。

在202，在载带封装过程中，利用传感器实时检测已经完成对CPU封装的每个独立包装，并输出检测信号。在203，计算装置103利用接收的检测信号确定完成封装通过传感器的CPU独立包装数量，并由此计算出已经用掉的载带量LUSED，并进而在204计算出载带剩余量LREMAIN＝LTOTAL-LUSED。

接下来，在205，计算装置103根据正在封装的CPU类型，确定封装一卷CPU所需要的标准载带量，例如可以直接从数据库中读出与该CPU类型对应的标准载带量。随后计算装置103将所计算的载带剩余量LREMAIN与该标准载带量进行对比，当载带剩余量LREMAIN大于或等于该标准载带量时，向显示单元104输出显示绿色背景图案的载带剩余量信息。如果当载带剩余量LREMAIN小于该标准载带量时，向显示单元104输出显示红色背景图案的载带剩余量信息，同时可闪烁该红色背景以提醒用户载带耗尽、需要更换等信息，并控制封装主机停止封装操作并。在该实例中，载带的剩余量信息地实时地显示。作为一个变例，剩余量信息也可以在完成一卷CPU封装时再显示，以提示用户是否可以进行下一卷封装。在这种情况下，每当计算装置103计算出完成一卷CPU封装时，可以发送一个完成信号，指示封装主机停止本卷封装，并显示剩余量信息。

在本实用新型的另一实施例中，提供了一种对封装用载带长度LTOTAL进行优化的方法以及实现这种优化的装置，通过这种优化方法可以降低对载带的浪费从而节省CPU封装过程的成本。图3示出具有优化功能的监控设备100。除了输入界面101、检测单元102、计算装置103之外，该监控设备100还包括分析单元106以及优化单元107，为简化起见，图中未出监控设备100的其它部件。

如前所述，利用检测单元102，计算装置103可以确定载带的实际消耗量LUSED。按照本实用新型的该实施例，利用分析单元106根据计算单元103提供的信息，统计在这个实际消耗量下所完成的封装卷数，就可以确定实际中有多少个独立包装是被浪费掉了，即没有用于封装CPU。可以统计在一预定的时间内浪费的载带量或统计封装预定卷数的载带所浪费的载带量。作为一个示例，这里以统计耗尽具有固定长度LTOTAL的载带的浪费量来予以说明。分析单元106可计算出耗尽长度为LTOTAL的载带的实际浪费总量LT_WASTE＝LREMAIN+Lwaste，其中Lwaste表示在实际封装过程中浪费的载带量，Lwaste＝LUSED-m*W*P，其中m表示实际封装的卷数，W表示每卷包含的独立包装数。不难理解，这里的LREMAIN就是在载带耗尽时剩余的不够一卷的剩余量，因此属于浪费量，而如能将载带的总长度LTOTAL优化截短LREMAIN，则可以恰好用尽载带。而Lwaste表示在封装出m卷过程中由于各种可能因素或偶发因素所浪费的载带量，这些因素包括在封装主机上安装载带并进行密封检查、解决故障造成的浪费、以及主机操作等。利用统计Lwaste则将所有这些必然和偶发的因素造成的浪费都考虑了进来。

优化单元107从分析单元106接收统计数据，对初始的载带的总长度LTOTAL进行如下优化：

Loptimize＝LTOTAL-LREMAIN+β·Lwaste

在该公式中，设置系数β的目的在于为所统计的浪费量Lwaste再设定一个冗余量，β>1,以避免再有其它不可预见因素导致载带预留量Lwaste不够而造成LREMAIN变大，从而导致可能的更大浪费，尽管从实践中来看，这样的‘其它不可预见因素’极少发生。使用具有优化总长度Loptimize的载带来进行产品封装可以将载带的利用率提高16％左右，并且因此将封装成本降低了10％，因此对成本控制具有显著的意义。

图4示出利用上述的具有优化功能的监控设备的工作流程图。如图所示，其中401-405的执行过程与图2中201-205的处理流程相同，因此这里不再赘述。在405确定载带的剩余量不再满足封装一卷的条件后，计算装置103确定载带剩余量LREMAIN，该剩余量也是浪费量。在406，分析单元106从计算装置103提取封装信息，这些信息包括剩余量LREMAIN，已经封装的卷数m，以及原始载带长度LTOTAL、CPU产品类型等信息。这些信息也可以事先由计算装置103确定后存储在内部数据库中，因此分析单元106可以直接从内部数据库中提取相应的信息。

然后在407，分析单元106利用所提取的信息计算封装过程中的载带浪费量。如前所述，浪费量主要由二部分构成，即在载带耗尽时剩余的不够一卷的剩余量LREMAIN，以及封装了m卷的实际浪费量Lwaste，其中Lwaste＝LUSED-m*W*P。

随后在408，优化单元107根据分析单元106提供的浪费量信息，利用如下公式对原始载带总长度LTOTAL进行优化：

Loptimize＝LTOTAL-LREMAIN+β·Lwaste。因此，在封装过程中使用具有优化长度为Loptimize的载带，利用该优化长度的载带，可以将封装作业中造成的载带浪费量降至最小。

以上结合各实例描述了本实用新型的优选实施例。不难理解，上述实施例公开的各单元中一个或多个也可以根据实际需要而进行取舍。因此，本领域技术人员应当理解，上面所公开的各个实施例，可以在不偏离发明实质的情况下做出各种变形和改变。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书来限定。