[發明專利]一種板上芯片封裝鍵合自動生產線

有效

• 申請號: 201410028407.5
• 申請日: 2014-01-21
• 公開（公告）號: CN103779244B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 彭捷;謝創
• 申請（專利權）人: 謝創;彭捷
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H05K3/34
• 代理公司: 東莞市科安知識產權代理事務所(普通合伙)44284
• 代理人: 羅崇保

技術領域

本發明涉及將半導體的(裸)芯片(Chip or Die)鍵合(Bonding)至印刷電路板[Chip On Board Bonding(COB)]的自動生產線；屬半導體后封裝技術領域。

背景技術

板上芯片封裝鍵合(Chip On Board Bonding)的生產工藝依次經過以下工序：

印刷電路板(PCB)鍵合位清潔(通常通過擦拭達成，業內稱“擦板”，下稱“擦板”)、往鍵合位點粘接膠(通常為厭氧膠，或稱“厭氧膠”)然后往鍵合位粘貼芯片(業內稱“固晶”，下稱“固晶”，其中“晶”所指為芯片)、烘干粘接膠、鍵合(Bonding，即焊線)、BOI(Binding Optic Inspection，鍵合光學檢測)、通電檢測、以封裝膠覆蓋芯片(業內稱“滴膠”，下稱“滴膠”)、烘烤固化封裝膠；然后再進行產品檢測(全檢或抽樣檢查)和包裝。

本文的“工件”，是指在工序中某一時刻被作業或輸送的對象。比如在擦板工序，不包含芯片的一個線路板是該時刻的工件；而在鍵合工序，其“工件”則包含一個線路板和其上安裝的芯片。

本文的“工位”，是指工件的某一停留位置，并且在該位置工件被施加工序中的某一作業。“工序名”+“工位”的組合詞，是指相應工序時刻的工件停留位置；比如擦板工位、鍵合工位，等。

現在，即使是知名的工廠，也還是單機、單工序、一機一技工操作。其存在人工成本高、工效低、成品率低、能耗大、易發生工人燙傷的缺陷。

由于鍵合工序的作業時間遠大于其它各個工序的作業時間(相差幾倍到幾十倍。前述工序中烘干粘接膠和烘烤固化封裝膠，工件在隧道爐中被輸送的同時被烘干，在比較各工序作業時間時被忽略。)，所以在一條上述工序所對應的人工流水線上，往往有幾十臺鍵合機。

發明內容

本發明公開一種板上芯片封裝鍵合自動生產線，以降低對技術工人的需求，也兼有提升工效和成品率的效果。

在研發該板上芯片封裝鍵合自動生產線的過程中，我們設想過分別如圖1和圖2的兩種布局：

其中圖1布局以一個機械手從緊臨鍵合機的上一工位取得工件，然后依次給多個鍵合機安放工件；以另一個機械手依次從多個鍵合機卸載工件，并且傳遞到下一工位；

其中圖2布局以同一個機械手依次給多個鍵合機安放工件；也以該機械手依次從多個鍵合機卸載工件，并且傳遞到下一工位。

圖1布局和圖2布局都需要臂展很大的機械手，這本身會帶來場地、時間和安全方面的問題；再者，無論該機械手的臂展有多大，其作業區域內可容納的鍵合機的數量總是有限的。

我們構思和試驗了如圖3所示的布局，其基本構成是：

一種板上芯片封裝鍵合自動生產線，其包含最少兩臺鍵合機、鍵合前處理設備、鍵合后處理設備、有機械手和運輸帶參與構成的輸送裝置、以及傳感器和控制器；其特征是：所有鍵合機同向沿一直線排列；于所有鍵合機的對應位置，鍵合前運輸帶和鍵合后運輸帶并排分別設置且均平行于該直線；每臺鍵合機配套一個機械手，其作業區域涵蓋該臺鍵合機的鍵合工位、鍵合前運輸帶和鍵合后運輸帶。

當某臺鍵合機處于待工狀態、并且其面前區域的鍵合前運輸帶上有工件時，鍵合前運輸帶運載工件到針對該鍵合機的設定位置然后停頓，對應的鍵合工位工件裝卸機械手將該工件移動到該鍵合機的鍵合工位，鍵合機的工件夾具夾緊工件，該鍵合機進行鍵合作業；

當某臺鍵合機處于工作狀態、并且其面前區域的鍵合前運輸帶上有工件時，運輸帶繼續運轉，將工件往后運送到相鄰的鍵合機的面前區域。

當某臺鍵合機的鍵合工位有已經鍵合完成的工件，鍵合機的工件夾具釋放工件，與之配套的鍵合工位工件裝卸機械手將該工件移動到其面前區域的鍵合后運輸帶，鍵合機回復到待工狀態。

鍵合后運輸帶持續運轉，或者控制為通常不運轉、檢測到運載有工件時才運轉；兩者均可。

本發明的有益效果：顯而易見的，本發明可以減少所需要的技工數量，提高工效；同時，由于在多環節減少了手工的參與，減少了人為差錯的發生機會，因此具有更高的成品率。

附圖說明

下面結合附圖詳細介紹本發明的實施例：

圖1是板上芯片封裝鍵合自動生產線構成示意圖之一。

圖2是板上芯片封裝鍵合自動生產線構成示意圖之二。

圖3是本發明一種板上芯片封裝鍵合自動生產線的構成示意圖。

圖4是圖3所示一種板上芯片封裝鍵合自動生產線的實施例1的構成示意圖。

圖5是實施例1的立體示意圖。