[发明专利]用于压机中力的线性放大的楔形装置

说明书

发明领域

本发明涉及半导体封装领域，尤其涉及一种用于压机的楔形装置，在半导体封装工艺中它能够在夹紧操作中有控制地施加较大的力，并促使力的输出与力的输入成线性关系。

发明背景

在半导体封装工业中，夹紧操作在树脂复合物送到模具用于密封一半导体元件之前对固定模具之间的预制品是至关重要的。为了确保预制品在夹紧操作的过程中不被抓坏或损坏，以及在封装工艺的模制过程中提供足够的夹紧力，使树脂的渗漏最少，在整个夹紧操作中的良好控制是重要的。

已经使用和提出了各种机械装置来改进对作用力的控制。由于所需的夹紧力很大，即60吨左右，误差又相当小，即几吨，夹紧机构必须能够施加极大的力同时精确度要高。目前，流行的选择是使用一种液压型的压机。对于这类操作，液压系统是一个好的选择，因为输出力基本上是与输入力成线性。这样可以使操作者较容易和精确地施加操作所需的恰当数量的力。此外，液压系统能够施加较大的力。

但是，液压系统具有许多缺点，尤其是由于半导体封装工艺往往要在净室环境下运行。液压系统由于其本身的物理性能要求使用液体。目前通常所使用的液体是油。当施加较大的力，尤其是以持续的和反复方式施加时，液体和它的烟雾会渗漏出该系统。虽然这种渗漏在诸如机动车修理的工业中不是很重要，但是在清洁度高度优先的半导体封装工业中是一个严重的问题。此外液压系统往往包含需要精密配合的和较高要求的维修的复杂零件和机构。

虽然施加较大的力还有其它的手段，例如具有曲柄杠杆机构的气动或机电一体化压机，这些系统并不理想地适合于用于半导体封装中的夹紧操作。一些曲型的缺点其中包括：不能施加大的力；缺乏控制、准确度和精确度；输入力与输出力之间的非线性关系；复杂的零件或机构；维修要求高；零件之间的过量摩擦；效率低；操作慢等等。因此，由于上述缺点，需要一种新型的加压装置，在不危及操作中的环境清洁度的情况下能够有控制地传递较大的力，并能避免复杂的机构或较高要求的维修。

发明目的

因此，本发明的目的是提供一种设备，它能克服上述的缺点，并采用了一种简单的有效的机构，以便精确地传递适用于半导体封装工业中的夹紧操作的较大量的力。

发明概要

本发明通过提供一种简单的机构来解决上述的问题，这种机构能够在不会对净室环境有不利影响的情况下有控制地施加大的力。楔形装置是由一伺服电动机驱动的，伺服电动机通过一组皮带轮和一同步皮带连接于轨道丝杆。丝杆与不能旋转的螺母配合，这样丝杆的旋转使螺母沿直线方向运动。一金属延伸件将螺母连接到一底部楔块，使楔块与螺母一起运动。可滑动地设置在底部楔块的顶面的是一牢固地安装于一互补楔块的支承轴承(block bearing)。使互补楔块沿垂直方向而不是水平方向移动。当底部楔块沿水平方向移动时，底部沿垂直方向移动。互补楔块置于压机之下，以提供半导体封装操作中需要的夹紧力。在本发明的另一个实施例中，支承轴承被装在保持架内的滚柱所替代。

附图简要说明

图1是本发明的侧视图。

图1A是具有凸轮从动件的互补楔块的局部视图。

图1B是装在保持架内的滚柱和它们与楔块的相互作用的示意图。

图2是与用于半导体装置的夹紧装置对接的本发明的侧视图。

图3是本发明另一实施例的侧视图。

图4是一曲线图，它示出了本发明的输出力与输入力的相互关系，伺服电动机的位置是用从原始位置步进的次数来计量的。

发明的详细说明

本发明是一种楔形装置，它用于通过机械手段放大力的压机。它尤其适用于半导体封装工艺，因为输出力与输入力呈线性关系，从而能够较高程度控制力的输出，而该力的输出是半导体封装操作中的一个必要条件。此外，不象液压机构，本发明不采用任何液体去放大力。因此，由于不用担心可能污染环境的泄漏或其它有关液体的问题，它能充分适应在净室环境下进行的半导体封装应用。此外，由于本发明使用了许多标准零件和很容易制造的定制元件，所以事实上它有利于不需维护的操作和迅速生产。