[实用新型]全自动粘片键合设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体封装行业，特别是功率模块封装前段粘片和键合工序(Die Bonder-Wire Bonder)的生产设备。

背景技术

半导体封装芯片粘贴方式一般有共晶、焊接、导电胶、玻璃胶这4种方式，其中各有其特性优缺点，功率模块封装粘片更适合用焊接和导电胶这两种方式，并且更适合用焊接方式中的软焊料(铅锡银等合金焊料)以及导电胶粘片中的点锡膏方式，主要是这两种方式对应功率器件中芯片和框架粘片完成后的应力和热阻综合效果比较好。

半导体封装引线键合是当前最重要的电子封装技术之一，目前90％以上的芯片均采用这种技术封装。引线键合可分为热压键合，超声键合，热压超声键合三种，根据键合点形状又分为球星键合和楔形键合。功率器件以及模块封装一般采用引线键合。大功率IGBT模块一般对IGBT芯片和FRD芯片采用超声引线键合比较可靠。由于需要承载大电流，故采用楔形劈刀将粗铝线键合到芯片表面及衬板表面，这种方法叫超声楔键合。功率器件封装工艺中最常用的是引线键合法和铜片搭桥方式，键合方式工艺简单，成本低，可靠性高。

目前国内还没有完全掌握大功率IGBT模块和智能功率模块(IPM)以及技术，相应的模块封装工艺技术掌握不足，缺乏工艺技术数据积累，所以在封装设备相应的发展缓慢。但是智能功率模块IPM，功率电子模块PEBB,集成功率电子模块IPEM在家用电器(微波炉，空调，洗衣机等)和工业电器(伺服机，变频器等)应用越来越广泛，市场前景广阔。

实用新型内容

为实现上述目的，本实用新型的目的在于提供一种，全自动粘片键合设备，采用工业电脑配运动控制卡，控制伺服电机和步进电机，通过相机识别定位，达到高精度控制的目的，是通过如下技术方案实现的。

全自动粘片键合设备，包括:

上料部：上料部位于设备的一侧，包括运送引线到拾取位的载料台，所述上料部用于拾取引线到上料推送台；

搬运部：与上料部连接，包括伺服电机驱动导轨丝杠的夹爪，用于运送引线到供锡整形区；

供锡整形部：包括用于平整锡层或锡膏层整形头；

识别定位部：包括采集照片数据的相机；

芯片XY平台部：包括X向伺服电机导轨丝杠和Y向伺服电机导轨丝杠，根据相机识别定位数据用于将晶圆上芯片移动到拾取位置；

芯片拾取部：包括由X向伺服电机导轨丝杠和Z向伺服电机导轨丝杠带动的拾取头，所述拾取头包括吸取到芯片从所述拾取位置放置到引线焊接位置的真空吸嘴；

键合搬送部：包括引线夹，用于搬送粘完芯片的引线到第一键合头位置；

键合相机定位部：读取焊接模板数据，用于超声焊接定位；

键合头：包括伺服电机带动键合头Z向和R向运动的第一键合头和第二键合头，还包括用于将铝丝引线分别键合到引线脚和芯片焊盘的超声键合装置；

下料部：位于与所述上料部相对的设备另一侧，包括若干料盒，所述下料部用于将完成键合的引线自动搬送到料盒中，自动卸下装满后的料盒，并替换上一个空料盒；

其中，所述设备还包括连接上料部和下料部的轨道，显示所述相机中采集到照片数据的第一显示屏和键合相机定位部通信连接的第二显示屏，及操作识别定位部和键合相机定位部的第一操作台和第二操作台。

所述上料部是通过真空吸盘吸取或手指气缸夹取的方式拾取引线到上料推送台。

识别定位部的相机采集到照片数据，并上传到电脑通讯模块。

超声键合装置由超声发生器，压电换能器，变幅杆及键合工具组成。

所述芯片拾取部的拾取头包括吸取芯片的真空吸嘴、检测拾取状态的数字流量计。

本实用新型的有益效果是：能实现高精度控制粘片键合的目的。

附图说明

图1是全自动粘片键合设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，图1是本实用新型的全自动粘片键合设备的结构示意图，设备的结构包括：

位于设备的一侧上料部1，包括运送引线到拾取位的载料台，所述上料部用于拾取引线到搬运部2，搬运部2包括伺服电机驱动导轨丝杠的夹爪，用于运送引线到供锡整形区；供锡整形部3：包括整形头，根据芯片尺寸平整锡层或锡膏层。

识别定位部4：包括采集照片数据的相机，采集相片数据后上传；

芯片平台部5：包括X向伺服电机导轨丝杠和Y向伺服电机导轨丝杠(图中未显示)，根据相机识别定位数据用于将晶圆上芯片移动到拾取位置；