专利名称：管芯接合装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及管芯(die)接合装置，特别是涉及在用LOC管芯接合把作为记忆元件的半导体芯片(chip)之晶片(Wefer)结合到与导线成一体的引线框上时，使用第一结合部形成临时压接、然后用第二结合部形成完全正式的压接，与使用1个结合部进行压接的工序相比、能显著地提高生产率的管芯接合装置。
现在下述已公认，即，半导体引线框(Lead Frame)是一个与晶板一起构成半导体组件的核心结构元件，它能起到连接半导体组件的内部和外部、即连接回路基板的导线(Lead)的作用、起到支持半导体芯片的支持体(Frame)的作用。
而且，上述半导体引线框是将有一定宽度的薄板坯料依次输送、用冲压模型装置形成规定形状的；或者是用化学药品、通过蚀刻工序而形成规定形状的。
把这样制作的半导体引线框与作为记忆元件的半导体芯片等其他构件一起经过组装过程、譬如经过管芯接合(Die Bonding)或引线接合(WireBonding)等过程而形成半导体组件。
在上述一个薄板坯料上将多个单元引线框纵、横地排列配置的状态下进行成形，同时把搭接半导体芯片用的粘接用带条熔接在它的底面上，由此形成单元引线框构件。
然后，在用真空吸附的方法把上述熔接着粘接用带条的单元引线框构件排列到导轨上之后，进行管芯接合工序。
在管芯接合工序、在形成多个单一元件的管芯的硅晶片中，用譬如喷嘴等机构吸附着管芯、输送并放置到规定位置上之后，再输送搭载到排列着管芯安装部位的引线框的下边，用热压接机等进行接合。
把这样接合过的引线框输送到相邻的引线接合工序，在引线接合过程中，由导电性优良的金或银那样的金属丝连接各种引线和管芯的回路。
也即，以前通常使用的是LOC(Lead On Chip)管芯接合，它是如
图1所示地进行缠带工序，即把搭接芯片用的粘接用带条2熔接在形成于一个薄板坯料上的多个单元引线框1上，形成单元引线框构件；使上述缠带工序加工完的引线框以粘接用带条2朝下的方式移动、从下方附着记忆元件芯片那样的管芯3的如图1B所示的结合。
而且，把上述管芯压接在引线框上的过程必需根据粘接带的种类，用1～3秒压接时间、400～450℃的温度和一定的压接力(2～8kg重)。
由于上述以前的把半导体晶片的管芯接合到底面上附有粘接用带条2的引线框1上的管芯接合工序是用1个结合头将管芯压接在输送中的引线框上的，因而在用1个结合头将管芯完全压接的这段时间里，即使快速进行引线框的输送和晶片的供给等工序，也不能在把管芯稳定地压接好之前把引线框输送到下一道工序，也就有全部工序整体的进行速度较慢的缺点。
本发明是为了解决上述现有技术存在的缺点而作出的，其目的是提供一种管芯接合装置，它在用LOC管芯接合把半导体芯片的晶片结合到与导线成一体的引线框上时，用第一结合头形成临时压接，同时输送这临时压接过的引线框，由第二结合头形成完全压接，由此，与使用1个结合头进行压接的工序相比，能显著提高生产率。
为了达到上述目的而作出的本发明的管芯接合装置由下述构件构成，即，形成能收容多个把粘接用带条熔接在底面上的引线框的引线框供给部；把层叠在上述引线框供给部里的引线框逐个地移动到移动导轨的框输送部；用推片使上述由框输送部输送的引线框在移动导轨上、向前方移动的移动导轨部；使内部的料箱上下地移动，同时用料箱的多层结构接受在上述移动导轨部上向前方移动而供来的引线框的预热部；把从外部人为地供给的半导体晶片依次输送并供给的晶片供给部；把通过上述晶片供给部依次供给的上述晶片在以轴为中心回转的中途输送到一定位置的晶片装填部；将由上述晶片装填部输送到一定位置上的半导体晶片(芯片)逐个把持并输送供给到管芯接合作业位置的管芯输送部；通过输送辊接受从上述预热部逐个传递来的引线框、同时把由上述管芯输送部逐个输送来的管芯在短时间里正确地附着在引线框的底面熔接有粘接用带条的位置上而进行临时压接的第一结合部；通过输送辊接受传递来的由上述第一结合部临时压接着管芯的引线框、同时稳定地进行压接、形成完全正式压接的第二结合部；在输送由上述第二结合部稳定地附着上半导体元件的管芯的引线框时，使内部的料箱上下地移动、同时进行装载的自动加料器。
最好上述本发明的引线框供给部形成如下结构，即装载时能收容多个引线框。
最好上述本发明的框输送部由下列构件构成，即、用来把层叠在引线框供给部的引线框逐个地把持的真空吸盘；使所述真空吸盘上下移动，同时将引线框提起或放下的上下移动器；使上述真空吸盘和上下移动器左右移动同时输送到移动导轨上的左右移动器。
最好本发明的预热部由下列构件构成，即、把由推片移动到移动导轨前方的引线框收集在上下形成的多个层叠凹沟内部的料箱；使上述料箱上下移动，同时依次将供来的引线框接受或排出到上述内部的层叠凹沟里的升降器；使层叠在上述料箱里的引线框逐个地排出的排出器；将上述料箱所处的壳体内部温度保持成适当温度的加热器。
最好所述本发明的晶片装填部由下列构件构成，即、使晶片供给部的通过供给通路供给的晶片处在一定范围里的圆形环；设置在上述圆形环的底面上、对管芯加压，使它们在晶片上容易各个分离的升降销驱动器。
最好本发明的管芯输送部由下列构件构成，即、用来把连续输送到上述晶片装填部的圆形环的一定位置上的半导体元件之管芯逐个把持地附着到引线框的一定位置上的真空吸盘；使上述真空吸盘在一定轨道上往复移动、同时使管芯输送到管芯接合作业位置的驱动器。
最好本发明的第一和第二结合部由下列构件构成，即、接受从上述预热部排出的逐个传递来的引线框的移动导轨；从引线框的下端支持上述真空吸盘传递来的半导体元件的管芯附着器；从上部对上述管芯附着器支持的管芯加压、同时进行压接的头部。
最好本发明的自动加料器由下列构件构成，即、为了逐个地接受从上述结合部传递来的带有半导体元件管芯的引线框，并通过料箱抽出器进行层叠同时进行贮藏而上下形成层叠凹沟的多个自动加料器料箱；为了将上述料箱移动到输送组件上而进行推动的供给器；在移动上述自动加料器料箱时，前后或左右地进行移动、同时在容易移动的层叠板上将自动加料器之料箱理齐的输送组件。
而且，上述输送组件最好是在由垂直驱动器上下输送的途中、由水平驱动器前后输送；在层叠板上由料箱抽出器加以整理和汇集后，能由料箱排出器输送到外部的。
图1A是表示将带条熔接在引线框上的状态的示意图，图1B是表示LOC结合的状态的示意图；图2是表示本发明的整体结构的示意图；图3是本发明的俯视图；图4是本发明的正视图；图5是本发明的侧视图；图6A、图6B是表示本发明的第一和第二结合部的结构的正视图；图7是表示本发明的预热部的料箱结构的斜视图；图8是表示本发明的自动加料器结构的斜视图。
下面，参照附图，详细地说明本发明。
图2是表示本发明1个实施例的整体结构的示意图，本实施例的管芯接合装置由以下所述几部分构成，即、以装载箱11的形式构成能将多个引线框12层叠地收容的引线框供给部10；用真空吸盘21将层叠在上述引线框供给部10里的引线框12逐个把持并朝移动导轨31输送的框输送部20；在移动导轨31上、用推片32使由上述框输送部20的真空吸盘21输送的引线框12向前方移动的移动导轨部30；使预热器41的料箱42上下移动、同时以多层接受在移动导轨部30的移动导轨31上被移动到前方而供来的引线框12的预热部40；把从外部人为地供给的半导体元件的晶片依次输送供给的晶片供给部50；把通过上述晶片供给部50依次提供的所述晶片输送到在其回转途中的一定位置的晶片装填部60；把输送到上述晶片装填部60的一定位置上的半导体元件的管芯逐个把持输送到管芯接合的作业位置的管芯输送部70；通过移动导轨81接受从上述预热部40逐个传来的涂好的引线框、同时把由上述管芯输送部70逐个输送来的管芯正确地粘附到引线框的带条粘接位置上的临时压接的第一结合部80；在上述第一结合部80上已经用临时压接方式粘附有半导体元件的管芯的引线框12被输送时、再次使其完全压接上的进行正式压接的第二结合部90；在上述第二结合部90上已经稳定地粘附着半导体元件的管芯的引线框12被输送时、使自动加料器之料箱101上下移动、同时进行装载的自动加料器100。
图3～图8是表示本发明1个实施例的详细结构的视图，下面参照这些视图来说明整个工序的过程。
用框输送部20的真空吸盘21把人为地层叠在引线框供给部10的装载箱11里的粘接加工用引线框12逐个把持、并在设置在撑架24上的状态下，由传递上下移动器22的动力的气缸23移动到上方之后，由接受左右移动器25传来的动力的皮带26使其移动到移动导轨部30的移动导轨31的上方，再由传递上下移动器22的动力的气缸23使其移动到下方，安放在移动导轨31上。
接着，在把底面粘接着粘接用带条的引线框12输送到移动导轨31上时、能适时地使推片32动作并使其向前方移动将引线框供到预热部40的料箱42里，同时，使马达33运转、通过传递齿轮34而使上述移动导轨31回转，从而使引线框12顺畅地移动。
在上述预热部40、通过升降器43使料箱42逐级地向上或向下移动、同时把由推片32移动到前方而供来的引线框12依次接受到形成多个的层叠凹沟44里。
在上述料箱42所处的预热器41内部，使加热器46发热，使其保持适当温度，从而使粘接在引线框12上的带条稍微进行一下预热，同时使含在带条里的水分蒸发，此后、由排出器45使引线框逐个地排出。
另一方面，在操作者人为地把半导体元件的管芯供给到晶片供给部50的上面开口的盒状供给箱51时，由晶片加载/卸载器52使晶片保持在晶片供给通路53上。
把上述通过晶片供给部50的供给通路53供给的晶片输送到晶片装填部60的上面开口的圆筒状的圆形环61、并使供来的上述晶片安放在圆形环61的内部，而圆形环61由设置在底面上的回转驱动器62作用而以轴63为中心、低速地回转。
安放在上述晶片装填部60的圆形环61里的半导体元件的管芯被逐个把持到管芯输送部70的由真空吸盘71的作用而动作的动作片72上，并将其输送、附着到引线框12的设定位置上。
由驱动器73使上述真空吸盘71在一定轨道74上往复移动，同时将管芯输送到引线框12下面的管芯接合位置。
逐个接受从上述预热部40的排出器45传递来的引线框12、将其放在第一结合部80的输送辊81的上面并使之移动，同时借助由第一上下移动器84的作用而上下移动的管芯附着器82从引线框12的下面支撑由上述管芯输送部70的真空吸盘71传递来的半导体元件的管芯、同时用接受由内部加热器83产生的热量的头部85进行短时间的临时压接、同时进行熔接而使其附着上。
这里，在第一结合部80上，由管芯附着器82将管芯自引线框12的底面支着，同时借助由第二上下移动器86的作用而上下移动的头部85将其临时压接、并使其熔接之后，接着在第二结合部90上再完全地熔接上。
在第二结合部90上，借助放在输送辊81上面移动的引线框12下面的由第一上下移动器93的作用而升降的管芯附着器91将管芯支着，同时借助接受内部加热器92产生的热量，并由第二上下移动器95作用而升降的头部94进行完全压接，同时进行熔接、使其形成正式压接。
即、在上述第一结合部80上消耗掉管芯接合所需要时间的30％～40％地进行临时压接之后，在后面的第二结合部90上消耗掉管芯接合所需要时间的60％～70％地进行完全正式接合。
从上述第二结合部90将带有半导体元件的管芯的引线框12、通过输送辊81逐个传递时，由抽出器103将其把持、将其层叠到自动加料器之料箱101的上下形成的多层凹沟102里，进行贮藏。
当上述自动加料器之料箱101内堆满引线框12时，使供给器104动作，推动上述自动加料器之料箱101，将其移动到输送组件105上。
当把一定量的自动加料器之料箱101移动到上述输送组件105上时，在由垂直驱动器107将其上下输送的中途、由水平驱动器108将其前后地输送，同时在容易移动的层叠板106上将自动加料器之料箱101整齐地理好之后，可由料箱排出器将其移到外部。
这样，由于本发明的管芯接合装置在用LOC管芯接合把作为记忆元件的半导体芯片的晶片结合到与导线成一体的引线框上时，是输送借助第一结合头部形成临时压接的引线框、接着由第二结合头部形成完全、正式的压接，因此，与由1个结合头部进行压接的工序相比，能显著地提高生产率。
权利要求
1．一种管芯接合装置，其特征在于它由下述构件构成，即、用真空吸盘将层叠在以装载箱形式构成的引线框供给部的引线框逐个把持并朝移动导轨输送的框输送部；在移动导轨上、用推片把由上述框输送部的真空吸盘输送的引线框向前方移动的移动导轨部；使预热器的料箱上下移动、同时用料箱的多层结构接受在上述移动导轨部的移动导轨上向前方移动并供给的引线框，进行预热的预热部；在人为地将晶片供给到晶片供给部时、将依次供给的晶片输送到其回转途中的一定位置的晶片装填部；把输送到上述晶片装填部的一定位置上的半导体元件的管芯逐个把持并输送、供给到管芯接合作业位置的管芯输送部；通过移动导轨接受从上述预热部逐个传递来的引线框、同时把由上述管芯输送部逐个输送来的管芯正确地临时压接而附着在引线框的带条粘接位置上的第一结合部；在输送由上述第一结合部、通过临时压接而附着半导体元件的管芯的引线框时，进行再次完全正式压接的第二结合部；在输送由所述第二结合部稳定地压接的半导体元件管芯的引线框时，使内部的料箱上下移动同时进行装载的自动加料器。
2．如权利要求1所述的管芯接合装置，其特征在于上述框输送部由下列构件构成，即、将层叠在引线框供给部的装载箱里的引线框逐个把持的真空吸盘；通过气缸使上述真空吸盘在设置在撑架上的状态下进行上下移动，同时将引线框提起或放下的上下移动器；通过皮带使上述真空吸盘和上下移动器在设置在撑架上的状态下进行左右移动，同时沿移动导轨部的移动导轨而移动的左右移动器。
3．如权利要求1所述的管芯接合装置，其特征在于上述移动导轨部是由上述框输送部的真空吸盘将底面上粘接着粘接用带条的引线框把持，并输送到移动导轨的正确位置上时，能使推片动作而使其向前方移动适时地将其供到预热部的料箱里，同时，使马达运转，通过传递齿轮而使上述移动导轨回转、同时使引线框顺畅地移动的。
4．如权利要求1所述的管芯接合装置，其特征在于上述第一和第二结合部由下列构件构成，即、接受从上述预热部逐个传来的引线框并使其移动的输送辊；把由上述真空吸盘传递的半导体元件的管芯从引线框的下面加以支撑的管芯附着器；使上述加热器和管芯附着器上下移动的第一上下移动器；把由上述管芯附着器支撑的管芯从移动导轨的上部、由第二上下移动器使其下降同时进行加压而使其附着的头部。
5．如权利要求4所述的管芯接合装置，其特征在于上述第一和第二结合部在第一结合部消耗管芯接合所要时间的30％～40％，进行临时压接；然后在第二结合部消耗管芯接合所要时间的剩余部分即60％～70％，进行完全正式压接。
全文摘要
一种管芯接合装置,在用LOC管芯接合把半导体芯片的晶片结合到引线框上时,用第一结合头形成临时压接,同时输送这临时压接过的引线框,由第二结合头形成完全正式的压接,由此、与使用1个结合头进行压接的工序相比,能显著提高生产率。管芯接合装置由引线框供给部、框输送部、用推片使上述由框输送部输送的引线框向前方移动的移动导轨部、预热部、晶片供给部、晶片装填部、管芯输送部、第一结合部、第二结合部。
文档编号H01L21/50GK1230773SQ9812095
公开日1999年10月6日 申请日期1998年10月14日 优先权日1998年4月2日
发明者廉明圭, 金声峰 申请人:三星电子株式会社