[發(fā)明專利]一種焊點焊接質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法

在審

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• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107958850A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設計）人: 謝秀鐲;于海波;顏向乙;張承軍;夏小康;王椿
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波尚進自動化科技有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(普通合伙)33243
• 代理人: 張向飛

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于機械技術(shù)領域，涉及一種焊點焊接質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法。

背景技術(shù)

半導體后道封裝有一道很重要的工序就是引線鍵合，主要是將晶元上的電路與外部框架用金絲焊接起來，完成這道工序的設備是金絲球焊鍵合機。在整個焊線的過程中，對于“焊上與否”設置有叫做斷線檢測的裝置，但是對于焊接的質(zhì)量的檢測是缺失的。

對此，本發(fā)明設計一種焊點焊接質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，是基于金絲變形量的監(jiān)控系統(tǒng)，可以實時地檢測出焊點的焊接質(zhì)量，避免了因缺失焊點焊接質(zhì)量監(jiān)控而給大規(guī)模生產(chǎn)帶來的損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種工作可靠、能實現(xiàn)實時在線監(jiān)控的焊點焊接質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種焊點焊接質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，包括：

金絲；

焊接元件，用于和金絲焊接，所述焊接元件設置為框架或焊盤；

加熱機構(gòu)，為焊接元件加熱；

鍵合機，具有劈刀和位于劈刀上方的線夾，所述劈刀可供金絲穿過，所述劈刀位于焊接元件上方且連接有超聲波換能器，所述鍵合機鍵合過程中向金絲施加向下的壓力；

監(jiān)測機構(gòu)，通過提取劈刀焊接時的下壓距離，計算出金絲變形量，所述監(jiān)測機構(gòu)通過監(jiān)測鍵合過程金絲變形來監(jiān)控金絲和焊接元件的焊點焊接質(zhì)量。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述監(jiān)測機構(gòu)通過沿豎直方向設置的編碼器提取獲得所述劈刀的下壓距離。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述監(jiān)測機構(gòu)主要監(jiān)測鍵合過程金絲變形來進行焊點焊接質(zhì)量監(jiān)控。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述劈刀設置為陶瓷劈刀。

一種焊點焊接質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，其基于金絲變形量，所述金絲在熱能、壓力、超聲波能量的作用下與焊接元件緊密焊接，并產(chǎn)生塑性變形，該監(jiān)控方法在焊接過程中使用金絲變形量對焊點焊接質(zhì)量進行監(jiān)測，實現(xiàn)實時在線監(jiān)控。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述焊接元件設置為焊盤時，焊接方式采用包含熱能、壓力、超聲波能量的球焊焊接方式，所述焊接元件設置為框架時，焊接方式采用包含熱能、壓力、超聲波能量的楔焊焊接方式。

基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明實施例至少可以產(chǎn)生如下技術(shù)效果：本焊點焊接質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)是基于金絲變形量的監(jiān)控系統(tǒng)，工作可靠，針對微波領域和射頻領域模塊組件，突破傳統(tǒng)電信號焊點監(jiān)測方式，在焊接過程中使用金絲變形對焊點焊接質(zhì)量進行監(jiān)測，實現(xiàn)實時在線監(jiān)控；在焊接過程中，金絲在熱、壓力、超聲波能量的作用下與焊接元件(如基板焊盤)緊密焊合，金絲產(chǎn)生塑性變形，其變形量客觀反映了焊點的焊接質(zhì)量，通過金絲的變形量可以監(jiān)控焊點的焊接質(zhì)量；本發(fā)明可以實時地檢測出焊點的焊接質(zhì)量，避免了因缺失焊點焊接質(zhì)量監(jiān)控而給大規(guī)模生產(chǎn)帶來的損失。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明，其中：

圖1是本發(fā)明一較佳實施例的半導體器件封裝鍵合工藝示意圖。

圖2是本發(fā)明一較佳實施例的金絲焊接示意圖。

圖3是本發(fā)明一較佳實施例的焊接原理局部示意圖。

圖4是本發(fā)明一較佳實施例的變形量監(jiān)測指標過程圖。

圖中，10、金絲；20、焊接元件；21、框架；22、焊盤；31、劈刀；32、線夾。

具體實施方式

以下是本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。

下面結(jié)合圖1至圖4對本發(fā)明提供的技術(shù)方案進行更為詳細的闡述。

如圖1至圖4所示，本焊點焊接質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)包括：

金絲10；

焊接元件20，用于和金絲10焊接，所述焊接元件20設置為框架21或焊盤22；

加熱機構(gòu)，為焊接元件20加熱；

鍵合機，具有劈刀31和位于劈刀31上方的線夾32，所述劈刀31可供金絲10穿過，所述劈刀31位于焊接元件20上方且連接有超聲波換能器，所述鍵合機鍵合過程中向金絲10施加向下的壓力；

監(jiān)測機構(gòu)，通過提取劈刀31焊接時的下壓距離，計算出金絲 10變形量，所述監(jiān)測機構(gòu)通過監(jiān)測鍵合過程金絲10變形來監(jiān)控金絲10和焊接元件20的焊點焊接質(zhì)量。