一种双芯片粘片机的制作方法

[0001]
本实用新型涉及半导体芯片封装共晶及软焊料粘片技术领域，具体是一种双芯片粘片机。


背景技术：

[0002]
在半导体器件如igbt或模组等的封装过程中，固定晶体（简称固晶）是一个重要的工序。固晶的过程通常分为三步：1、在基板的框架基岛上，由焊料机构(也称焊料模块)进行点画锡；2、吸片机械臂将晶片从晶圆盘上取出；3、机械臂将取出的晶片移放到已点/画锡的固晶工位上。因此，固晶的强度、加热时间和加热次数是保证功率器件质量的重要条件，该条件是衡量粘片机固晶效率的一项重要指标。
[0003]
现有的双芯片固晶方式有两种：1、一种是分别在两台机器上各固一种芯片，但固第二种芯片时，由于已经固了前一种芯片，要求前一种芯片的焊料不能熔化，所以只能使用熔点低一些的焊料，这为后面工序如波峰焊或其他焊接方式带来隐患；2、另一种是在一台机器上设置两个晶圆芯盘，两个点焊料装置和两个焊头，该方式使机器的加热导轨增长，机器尺寸增加，加热导轨的气体保护难度增加，同时还增加了机器“卡料”的概率，使机器制造成本高、占地空间大、粘片可靠性低。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种双芯片粘片机。
[0005]
实现本实用新型目的的技术方案是：
[0006]
一种双芯片粘片机，包括进料器、加热导轨、送料机构、上料机构、自动扩晶机构a、自动扩晶机构b、芯片拾放机构、三轴联动机构、收料器和中转台；
[0007]
所述加热导轨设在工作台上，进料器设在加热导轨一端的工作台上，收料器设在加热导轨另一端的工作台上；所述送料机构将待粘片的框架搬运至加热导轨上；所述收料器将已粘片的框架收集；
[0008]
所述送料机构设在加热导轨一侧的工作台上，用于搬运进料器上待粘片的框架，从加热导轨一端运输到加热导轨的另一端；
[0009]
所述自动扩晶机构a、芯片拾放机构、自动扩晶机构b和三轴联动机构依次设在加热导轨另一侧的工作台上；中转台固定在三轴联动机构上用于中转置放芯片；三轴联动机构上还设有两个旋转吸头；
[0010]
所述上料机构设在芯片拾放机构和三轴联动机构之间的工作台上，用于为加热后待粘片的框架进行点焊料或点画锡；芯片拾放机构从自动扩晶机构a上吸取芯片a移动至中转台上；三轴联动机构的两个旋转吸头分别吸取中转台上的芯片a和扩晶机构b上的芯片b移动到加热导轨的粘片工位上，将芯片a、b置于已点焊料或点画锡的基岛上，完成双芯片的粘片过程；
[0011]
所述的进料器、加热导轨、送料机构、上料机构、自动扩晶机构a、自动扩晶机构b、
芯片拾放机构、三轴联动机构、收料器和旋转吸头分别与控制系统连接。
[0012]
所述的上料机构，为点焊料机构或点画锡机构。
[0013]
所述的芯片拾放机构为摆臂机构或直线机构，用于将芯片从自动扩晶机构a上吸取芯片a移动至中转台上。
[0014]
所述的三轴联动机构，架设在工作台上，包括支撑座，以及设在支撑座上的x轴直线模组、y轴直线模组和z轴直线模组，y轴直线模组与x轴直线模组在水平方向垂直连接，z轴直线模组与x轴直线模组、y轴直线模组在x-y坐标系基准面上垂直连接，两个旋转吸头设在x轴直线模组、y轴直线模组和z轴直线模组构成的三轴模组上，中转台设在支撑座上，控制系统分别与x轴直线模组、y轴直线模组、z轴直线模组和旋转吸头连接，控制系统控制旋转吸头分别从自动扩晶机构b和中转台上依次吸取两种不同芯片，再控制x轴直线模组、y轴直线模组、z轴直线模组联合运动，使旋转吸头上的芯片依次贴合到框架基岛上完成粘片动作。
[0015]
本实用新型提供的一种双芯片粘片机，该粘片机是在一台机器上利用一个芯片拾放机构、一个三轴联动机构、一个中转台相互配合进行双芯高速粘片，两个旋转吸头设置在三轴联动机构上，通过芯片拾放机构与三轴联动机构配合中转台同时完成两种芯片的吸取贴合动作，实现一次加热完成两颗不同类型芯片的贴装工艺。该双芯片粘片工艺较传统工艺，芯片贴片的传送行程更短、速度更快，避免双芯片贴装中的重复加热，工艺更先进，实现方式更优化，生产中提高器件性能，提高产品成品率，生产效率更高、生产成本更低。
附图说明
[0016]
图1为一种双芯片粘片机各组成部分的位置摆放示意图；
[0017]
图2为三轴联动机构的结构示意图；
[0018]
图中：1.进料器
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2.加热导轨
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3.送料机构
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4.芯片拾放机构
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5. 上料机构
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6.旋转吸头
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7.三轴联动机构
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8.收料器
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9.中转台
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10.自动扩晶机构b11.自动扩晶机构a12. y轴直线模组
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13.z轴直线模组
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14.x轴直线模组
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15.支撑座
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16.第一旋转吸头
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17.第二旋转吸头。
具体实施方式
[0019]
下面结合附图和实施例对本实用新型内容做进一步阐述，但不是对本实用新型的限定。
[0020]
实施例：
[0021]
如图1所示，一种双芯片粘片机，包括进料器1、加热导轨2、送料机构3、芯片拾放机构4、上料机构5、自动扩晶机构a11、自动扩晶机构b10、三轴联动机构7、收料器8和中转台9；
[0022]
所述加热导轨2设在工作台上，进料器1设在加热导轨2一端的工作台，收料器8设在加热导轨2另一端的工作台上；所述送料机构3将待粘片的框架搬运至加热导轨2上；所述收料器8将已粘片的框架收集；
[0023]
所述送料机构3设在加热导轨2一侧的工作台上，用于搬运进料器1上待粘片的框架，从加热导轨2一端运输到加热导轨2的另一端；
[0024]
所述自动扩晶机构a11、芯片拾放机构4、自动扩晶机构b10和三轴联动机7构依次
设在加热导轨2另一侧的工作台上；中转台9固定在三轴联动机构7上用于中转置放芯片；三轴联动机构7上还分别设有第一旋转吸头15和第二旋转吸头16；
[0025]
所述上料机构5设在芯片拾放机构4和三轴联动机构7之间的工作台上，用于为加热后待贴片的框架进行点焊料或点画锡；芯片拾放机构4从自动扩晶机构a11上吸取芯片a移动到中转台9上；控制系统控制三轴联动机构7上第一旋转吸头15和第二旋转吸头16分别吸取中转台9上的芯片a和预先放置在扩晶机构b10上的芯片b移动到加热导轨2的粘片工位上，将芯片a、b置于已点焊料或点画锡的基岛上，完成双芯片的粘片过程；
[0026]
所述的进料器1、加热导轨2、送料机构3、上料机构5、自动扩晶机构a11、自动扩晶机构b10、芯片拾放机构4、三轴联动机构7、收料器8、第一旋转吸头16和第二旋转吸头17分别与控制系统连接。
[0027]
所述的上料机构5，可以是点焊料机构或点画锡机构。
[0028]
所述的芯片拾放机构4，为摆臂机构或直线机构，用于将芯片从自动扩晶机构a11上吸取芯片a移动至中转台9上。
[0029]
如图2所示，所述的三轴联动机构7，架设在工作台上，包括支撑座15，以及设在支撑座15上的x轴直线模组14、y轴直线模组12和z轴直线模组13，y轴直线模组12与x轴直线模组14在水平方向垂直连接，z轴直线模组13与x轴直线模组14、y轴直线模组12在x-y坐标系基准面上垂直连接，第一旋转吸头16和第二旋转吸头17设在x轴直线模组14、y轴直线模组12和z轴直线模组13轴构成的三轴模组上，中转台9设在支撑座15上，控制系统分别与x轴直线模组14、y轴直线模组12、z轴直线模组13、第一旋转吸头16、第二旋转吸头17连接，控制系统控制第一旋转吸头16、第二旋转吸头17分别从自动扩晶机构b10和中转台9上依次吸取两种不同芯片，再控制x轴直线模组14、y轴直线模组12和z轴直线模组13联合运动，使第一旋转吸头16和第二旋转吸头17上的芯片依次贴合到框架基岛上完成粘片动作。
[0030]
本实用新型贴片机整机工作流程为：框架基岛由进料器1推出到加热导轨2上，再由送料机构3一步步经过整个加热导轨2直至送进收料器8；此过程中芯片拾放机构4把自动扩晶机构a11上的芯片搬运到中转台9上等待，再由三轴联动机构7上的第一旋转吸头16和第二旋转机构17依次吸取自动扩晶机构b10和中转台9上的芯片，搬运到涂好锡的框架基岛上依次进行贴合，通过三轴联动机构7走最短的行程完成两种芯片的吸取贴合动作。