[發(fā)明專利]基于激光熱應(yīng)力成形的芯片引腳整形裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410440423.5
• 申請(qǐng)日: 2014-08-29
• 公開（公告）號(hào): CN104332428B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王東平;吳志會(huì);倪明陽;李顯凌;楊懷江;隋永新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): H01L21/67
• 分類號(hào): H01L21/67;H01L21/48
• 代理公司: 長春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所(普通合伙)22210
• 代理人: 劉慧宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于激光熱應(yīng)力成形技術(shù)的芯片引腳整形裝置及方法，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，雙列直插式(DIP)封裝IC芯片具有安裝和布線方便等優(yōu)點(diǎn)獲得了廣泛應(yīng)用，但由于制造過程和運(yùn)輸包裝環(huán)節(jié)中振動(dòng)、沖擊的影響，芯片引腳彎曲的情形時(shí)有發(fā)生，集成電路制造商在進(jìn)行電子元件裝前必須對(duì)芯片引腳進(jìn)行檢測(cè)剔除不合格品，這增加了電子產(chǎn)品的制造成本和生產(chǎn)周期；另一方面隨著電子產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來越快，產(chǎn)生大量廢棄的DIP封裝IC芯片，這些芯片多數(shù)尚可使用，但是拆解過程芯片的引腳發(fā)生了彎曲，必須進(jìn)行相應(yīng)整形較正后方可使用。

中國專利公告號(hào)CN202363435，名稱為“自動(dòng)調(diào)整芯片引腳的整腳裝置”，采用機(jī)械沖壓塑性成形原理對(duì)彎曲芯片引腳進(jìn)行校正，由于壓力塑性成形存在一定量的彈性回彈，因此引腳校正后的一致性精度不易控制。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)引腳校正后的一致性精度不易控制的缺陷，本發(fā)明提供一種基于激光熱應(yīng)力成形技術(shù)的芯片引腳整形裝置及方法，結(jié)合非接觸位移測(cè)量技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)DIP封裝IC芯片引腳0.5微米的高度一致性的非接觸無模校正，該方法具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬓裕こ虒?shí)現(xiàn)簡單，精度可靠，無回彈問題，且具備自動(dòng)化加工的條件，具有較好的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

基于激光熱應(yīng)力成形技術(shù)的芯片引腳整形裝置，包括激光熱應(yīng)力整形系統(tǒng)和非接觸位移測(cè)量系統(tǒng)兩部分；

激光熱應(yīng)力整形系統(tǒng)包括二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、芯片夾具、激光掃描單元和光纖激光器，芯片夾具用于夾持芯片，且兩者設(shè)置在二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，光纖激光器發(fā)出的激光經(jīng)過光纖傳輸進(jìn)入激光掃描單元后做掃描運(yùn)動(dòng)，最終形成聚焦激光投射在待整形的芯片引腳上，對(duì)芯片引腳做整形加工；

非接觸位移測(cè)量系統(tǒng)包括色差位移傳感器探頭、傳感器控制器和計(jì)算機(jī)，傳感器探頭在引腳整形加工前后測(cè)量芯片引腳的高度變化并通過傳感器控制器將測(cè)量結(jié)果傳至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將測(cè)量結(jié)果與目標(biāo)值比對(duì)后反饋給激光熱應(yīng)力整形系統(tǒng)進(jìn)行下一輪整形加工，直至多次加工后芯片的所有芯片引腳高度差都調(diào)整在公差范圍以內(nèi)。

基于激光熱應(yīng)力成形技術(shù)的芯片引腳整形方法，包括以下步驟：

步驟一，將芯片通過芯片夾具固定在二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，使二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)沿著y軸做掃描運(yùn)動(dòng)，通過傳感器探頭測(cè)量并獲取各個(gè)芯片引腳的相對(duì)高度差，通過傳感器控制器將測(cè)量結(jié)果傳至計(jì)算機(jī)；

步驟二，調(diào)整聚焦激光在芯片引腳上的相對(duì)位置，使聚焦激光的掃描方向與y軸方向平行；依據(jù)步驟一測(cè)得的各個(gè)芯片引腳的目標(biāo)整形高度，通過計(jì)算機(jī)設(shè)定光纖激光器的激光功率和掃描速度，光纖激光器發(fā)出的激光經(jīng)過光纖傳輸進(jìn)入激光掃描單元后做掃描運(yùn)動(dòng)，最終形成聚焦激光投射在待整形的芯片引腳上，對(duì)芯片引腳進(jìn)行激光整形加工；

步驟三，完成一次整形加工后通過傳感器探頭再次測(cè)量芯片引腳的相對(duì)高度，然后計(jì)算機(jī)通過相應(yīng)程序決定對(duì)當(dāng)前芯片引腳繼續(xù)整形加工或者對(duì)下一個(gè)芯片引腳進(jìn)行整形，直至所有芯片引腳滿足公差要求。

本發(fā)明的有益效果是：1、非接觸加工，可實(shí)現(xiàn)不依靠模具的快速引腳變形校正，且無回彈現(xiàn)象；2、整形精度高，結(jié)合非接觸測(cè)量系統(tǒng)反饋，可實(shí)現(xiàn)0.5微米的高精度引腳一致性整形，滿足目前芯片安裝中對(duì)引腳的一致性公差要求；3、整形效率高，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工，由于本裝置采用激光作為加工手段，測(cè)量采用非接觸位移傳感器，兩者構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)大批量芯片的快速引腳檢測(cè)和整形；4、制造成本低，無需針對(duì)不同尺寸的芯片重新設(shè)計(jì)整形模具而增加投資。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于激光熱應(yīng)力成形技術(shù)的芯片引腳整形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，基于激光熱應(yīng)力成形技術(shù)的芯片引腳整形裝置，包括激光熱應(yīng)力整形系統(tǒng)和非接觸位移測(cè)量系統(tǒng)兩部分。

激光熱應(yīng)力整形系統(tǒng)包括二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)11、芯片夾具1、激光掃描單元4和光纖激光器6。芯片夾具1用于夾持芯片9，且兩者設(shè)置在二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)11上，芯片9上具有多個(gè)芯片引腳2。光纖激光器6發(fā)出的激光經(jīng)過傳輸光纖5進(jìn)入激光掃描單元4后可做掃描運(yùn)動(dòng)，最終聚焦激光3投射在待整形的芯片引腳2上，對(duì)變形的芯片引腳2做整形加工。