一種半導體器件的制造設備和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及半導體器件領域。尤其涉及一種半導體器件的制造設備和方法。包括軌道以及設置在軌道上方的固晶機或金絲球焊機，軌道上設有夾具，軌道的入口處設有上料機械手，上料機械手的末端處設有上料機構，所述上料結(jié)構末端處設有預熱機構，預熱機構末端處設有定位結(jié)構，所述定位結(jié)構之間設有夾具軌道，夾具軌道上設有抽真空裝置，定位結(jié)構的末端處設有冷卻機構，冷卻機構的末端處設有下料機構，所述下料機構末端處設有下料機械手。通過上料結(jié)構和下料結(jié)構配合上料機械手以及下料機械手完成整個工序的自動化進行，大大提高工作效率，通過定位結(jié)構限制夾具水平方向移動，通過抽真空裝置限制夾具豎直方向移動，提高工作精度，從而提高最終產(chǎn)品質(zhì)量。
【專利說明】一種半導體器件的制造設備和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體器件領域。尤其涉及一種半導體器件的制造設備和方法。
【背景技術】
[0002]隨著電子產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，尤其是半導體材料研究技術的進展，半導體器件的市場需求量呈現(xiàn)不斷上升的趨勢。在這種趨勢下，對半導體器件制造的效率提出了更高的要求。
[0003]半導體器件由于體積小，重量輕，壽命長，效率高，在光通信，光泵浦，光存儲和激光顯示領域應用廣泛。針對半導體器件的制造方法，傳統(tǒng)的工藝流程一般是經(jīng)過夾具裝夾、固晶、焊線以及封帽等。涉及到的制造制具和設備包括器件夾具、固晶機、金絲球焊機及封帽機等。
[0004]一般的半導體器件整個封裝制造過程為:來自晶圓前道工藝的晶圓通過劃片工藝后被切割為小的晶片，然后將切割好的晶片用膠水貼裝到相應的器件基板上，再利用超細的金屬導線或者導電性樹脂將晶片的接合焊盤連接到基板的相應引腳，并構成所要求的電路；然后再對獨立的晶片用外殼加以封裝保護，塑封之后還要進行一系列操作，封裝完成后進行成品測試，通常經(jīng)過入檢、測試和包裝等工序，最后入庫出貨。
[0005]傳統(tǒng)的制造方法操作繁瑣，需要頻繁更換夾具調(diào)試設備工作臺，工作效率低，操作繁瑣且無法與自動化設備的效率相匹配。因此亟需一種方法及設備來適應半導體的自動化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種半導體器件的制造方法及一種半導體器件的制造設備來解決現(xiàn)有技術中由于制造方法操作繁瑣，需要頻繁更換夾具調(diào)試設備工作臺，工作效率低，操作繁瑣且無法與自動化設備的效率相匹配的問題。
[0007]本發(fā)明解決上述技術問題采用的一種半導體器件的制造設備的技術方案如下:包括軌道以及設置在軌道上方的固晶機和金絲球焊機，所述軌道上設有夾具，所述軌道的入口處設有上料機械手，所述軌道上上料機械手的末端處設有上料機構，所述軌道上上料結(jié)構末端處設有預熱機構，所述軌道上預熱機構末端處設有定位結(jié)構，所述定位結(jié)構之間設有夾具軌道，所述夾具軌道上設有抽真空裝置，所述軌道上定位結(jié)構的末端處設有冷卻機構，所述軌道上冷卻機構的末端處設有下料機構，所述軌道上下料機構末端處設有下料機械手。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:在通過使用上料機械手和下料機械手將夾具盒中的夾具送入軌道進行加工，加工完成后再送入夾具盒，通過上料結(jié)構和下料結(jié)構配合上料機械手以及下料機械手完成整個工序的自動化進行，大大提高工作效率，通過定位結(jié)構限制夾具水平方向移動，通過抽真空裝置限制夾具豎直方向移動，提高工作精度，從而提高最終產(chǎn)品質(zhì)量，整個過程自動化進行，操作簡便，工作效率高，由于使用的軌道相同，在轉(zhuǎn)換固晶、焊線等過程中，無需對設備進行調(diào)試即可自動化進行。
[0009]在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0010]進一步，所述上料機械手與下料機械手為相同結(jié)構，均包括與軌道平行的直線導軌和機械手本體，設置于軌道底部的機械手平動電機，與機械手本體平行的傳動機構，設置于機械手本體一端的機械手氣缸；
[0011]進一步，上料機構與下料機構為相同結(jié)構，均包括兩端開口的料盒，所述上料機構與下料機構的內(nèi)側(cè)壁上設有卡槽，所述料盒內(nèi)層疊放置夾具，所述軌道底部設有固定結(jié)構，所述固定結(jié)構連接有豎直軌道的一端，所述豎直軌道的另一端連接有料盒電機；
[0012]進一步，所述預熱機構為安裝在軌道上的熱電偶，所述熱電偶所在位置上設有預熱溫度傳感器，所述熱電偶的末端設有預熱位置傳感器，所述定位結(jié)構為設置在夾具軌道兩端的沿豎直方向運動的細柱；
[0013]進一步，所述抽真空裝置包括設置在夾具軌道中央的通孔，所述通孔的底部連接有真空泵，所述夾具軌道的末端設有抽真空位置傳感器。
[0014]進一步，所述夾具包括管狀支撐體，所述管狀支撐體沿軸向方向的一端固定連接有蓋板，所述蓋板上設有若干個階梯通孔，所述階梯通孔靠近管狀支撐體的一端設置在管狀支撐體徑向橫截面內(nèi)，每個所述階梯通孔的直徑均沿遠離管狀支撐體一端到靠近管狀支撐體一端的方向依次減小，所述階梯通孔的邊緣上設有定位卡口，所述蓋板面積大于管狀支撐體的徑向截面面積，使蓋板的四周形成凸邊。
[0015]采用上述進一步方案的有益效果是:通過真空泵對夾具內(nèi)的空間進行抽真空，通過預熱溫度傳感器和預熱位置傳感器能夠高精度的控制夾具達到預定位置才開始加熱，并將加熱溫度控制在最佳溫度，所述上料機構與下料機構的內(nèi)側(cè)壁上設有的卡槽能將夾具卡在卡槽內(nèi)，進而整齊置放在料盒中，進一步提聞工作效率及工作精度，從而提聞最終廣品質(zhì)量。
[0016]本發(fā)明基于上述方案的一種半導體器件的制造方法的技術方案如下:包括以下步驟，
[0017]步驟一，將夾具盒內(nèi)裝有半導體器件的夾具分別通過機械手放入上料機構的料盒;
[0018]步驟二，料盒升起將夾具送入軌道，預熱位置傳感器檢測到夾具，軌道停止，并對夾具進行加熱，當預熱溫度傳感器檢測到預熱溫度達到閾值溫度時，停止加熱，并重新啟動軌道；
[0019]步驟三，當抽真空位置傳感器檢測到夾具時，軌道停止，定位結(jié)構升起，真空泵開始抽真空,達到閾值壓強時,停止抽真空；
[0020]步驟四，對夾具上的電子器件進行貼片，貼片完成后，定位結(jié)構下降，夾具內(nèi)壓強恢復，將夾具送入下料機構的料盒；
[0021]步驟五，重復步驟一至步驟四直至夾具盒內(nèi)夾具全部貼片完成，并將夾具盒送入烘烤箱進行烘烤；
[0022]步驟六，將烘烤后的夾具盒送入與固晶機有相同軌道的金絲球焊機完成打線過程;
[0023]步驟七，將完成打線過程的夾具盒送至封冒機中進行封冒處理完成整個制造過程。
[0024]進一步，所述所述步驟二中閾值溫度為110°C至130°C，所需的預熱時間為2min至4min ；
[0025]所述步驟三中閾值壓強為16Kpa至81Kpa ；
[0026]所述步驟二中的溫度傳感器的檢測精度為正負1°C，所述步驟二中預熱位置傳感器和步驟三中抽真空位置傳感器的檢測精度為正負Imm ；
[0027]采用上述方案的有益效果是:通過抽真空對夾具進行上下限位，通過定位結(jié)構對水平進行限位，達到較好的固定效果，進而提高后續(xù)工藝的效率，由于溫度傳感器的檢測精度為正負1°C，且預熱位置傳感器和抽真空位置傳感器的檢測精度為正負1mm，進一步提高了溫度精度以及位置精度，從而提高工藝精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明半導體器件的制造設備的結(jié)構示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明半導體器件的制造設備中夾具結(jié)構示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明一種半導體器件的制造方法的流程圖。
[0031]附圖中，各標號所代表的部件如下:
[0032]1、上料機械手，101、機械手本體，102、直線導軌，103、傳動機構，104、機械手氣缸，105、機械手平動電機，2、下料機械手，3、上料機構，301、料盒，302、料盒電機，303、豎直軌道,304、固定結(jié)構,4、下料機構，5、預熱機構,6、冷卻機構,7、定位結(jié)構,8、抽真空裝置,9、夾具，10、蓋板，11、管狀支撐體，12、階梯通孔，13、定位卡口。
【具體實施方式】
[0033]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0034]如圖1所示，為本發(fā)明半導體器件的制造設備的結(jié)構示意圖，包括軌道以及設置在軌道上方的固晶機和金絲球焊機，所述軌道上設有夾具9，所述軌道的入口處設有上料機械手1，所述軌道上上料機械手I的末端處設有上料機構3，所述軌道上上料結(jié)構3末端處設有預熱機構5，所述軌道上預熱機構5末端處設有定位結(jié)構7，所述定位結(jié)構7之間設有夾具軌道，所述夾具軌道上設有抽真空裝置8，所述軌道上定位結(jié)構7的末端處設有冷卻機構6，所述軌道上冷卻機構6的末端處設有下料機構4，所述軌道上下料機4構末端處設有下料機械手2。
[0035]所述上料機械I手與下料機械手2為相同結(jié)構，均包括與軌道平行的直線導軌102和機械手本體101，設置于軌道底部的機械手平動電機105，與機械手本體101平行的傳動機構103，設置于機械手本體101 —端的機械手氣缸104 ;上料機構3與下料機構4為相同結(jié)構，均包括兩端開口的料盒301，所述上料機構3與下料機構4的內(nèi)側(cè)壁上設有卡槽，所述料盒301內(nèi)層疊放置夾具9，所述軌道底部設有固定結(jié)構304，所述固定結(jié)構304連接有豎直軌道303的一端，所述豎直軌道303的另一端連接有料盒電機302 ;所述預熱機構5為安裝在軌道上的熱電偶，所述熱電偶所在位置上設有預熱溫度傳感器，所述熱電偶的末端設有預熱位置傳感器，所述定位結(jié)構7為設置在夾具軌道兩端的沿豎直方向運動的細柱；所述抽真空裝置8包括設置在夾具軌道中央的通孔，所述通孔的底部連接有真空泵，所述夾具軌道的末端設有抽真空位置傳感器。
[0036]圖2為為本發(fā)明半導體器件的制造設備中夾具結(jié)構示意圖，包括管狀支撐體11，所述管狀支撐體11沿軸向方向的一端固定連接有蓋板10，所述蓋板10上設有若干個階梯通孔12，所述階梯通孔12靠近管狀支撐體11的一端設置在管狀支撐體11徑向橫截面內(nèi)，每個所述階梯通孔12的直徑均沿遠離管狀支撐體11 一端到靠近管狀支撐體11 一端的方向依次減小，所述階梯通孔12的邊緣上設有定位卡口 13，所述蓋板10面積大于管狀支撐體11的徑向截面面積，使蓋板10的四周形成凸邊。
[0037]圖3是本發(fā)明一種半導體器件的制造方法的流程圖，包括以下步驟:
[0038]步驟Si，將夾具盒內(nèi)裝有半導體器件的夾具分別通過機械手放入上料機構的料盒;
[0039]步驟s2，料盒升起將夾具送入軌道，預熱位置傳感器檢測到夾具，軌道停止，并對夾具進行加熱，當預熱溫度傳感器檢測到預熱溫度達到閾值溫度時，停止加熱，并重新啟動軌道；
[0040]步驟s3，當抽真空位置傳感器檢測到夾具時，軌道停止，定位結(jié)構升起，真空泵開始抽真空,達到閾值壓強時,停止抽真空；
[0041]步驟s4，對夾具上的電子器件進行貼片，貼片完成后，定位結(jié)構下降，夾具內(nèi)壓強恢復，將夾具送入下料機構的料盒；
[0042]步驟s5，重復步驟一至步驟四直至夾具盒內(nèi)夾具全部貼片完成，并將夾具盒送入烘烤箱進行烘烤；
[0043]步驟s6，將烘烤后的夾具盒送入與固晶機有相同軌道的金絲球焊機完成打線過程;
[0044]步驟s7，將完成打線過程的夾具盒送至封冒機中進行封冒處理完成整個制造過程。
[0045]所述所述步驟s2中閾值溫度為11(TC至13(TC,所需的預熱時間為2min至4min ；所述步驟s3中閾值壓強為16Kpa至SlKpa ;所述步驟s2中的溫度傳感器的檢測精度為正負1°C，所述步驟s2中預熱位置傳感器和步驟s3中抽真空位置傳感器的檢測精度為正負Imm0
[0046]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種半導體器件的制造設備，包括軌道以及設置在軌道上方的固晶機或金絲球焊機，其特征在于:所述軌道上設有夾具，所述軌道的入口處設有上料機械手，所述軌道上上料機械手的末端處設有上料機構，所述軌道上上料結(jié)構末端處設有預熱機構，所述軌道上預熱機構末端處設有定位結(jié)構，所述定位結(jié)構之間設有夾具軌道，所述夾具軌道上設有抽真空裝置，所述軌道上定位結(jié)構的末端處設有冷卻機構，所述軌道上冷卻機構的末端處設有下料機構，所述軌道上下料機構末端處設有下料機械手。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種半導體器件的制造設備，其特征在于:所述上料機械手與下料機械手為相同結(jié)構，均包括與軌道平行的直線導軌和機械手本體，設置于軌道底部的機械手平動電機，與機械手本體平行的傳動機構，設置于機械手本體一端的機械手氣缸。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種半導體器件的制造設備，其特征在于:上料機構與下料機構為相同結(jié)構，均包括兩端開口的料盒，所述上料機構與下料機構的內(nèi)側(cè)壁上設有卡槽，所述料盒內(nèi)層疊放置夾具，所述軌道底部設有固定結(jié)構，所述固定結(jié)構連接有豎直軌道的一端，所述豎直軌道的另一端連接有料盒電機。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種半導體器件的制造設備，其特征在于:所述預熱機構為安裝在軌道上的熱電偶，所述熱電偶所在位置上設有預熱溫度傳感器，所述熱電偶的末端設有預熱位置傳感器，所述定位結(jié)構為設置在夾具軌道兩端的沿豎直方向運動的細柱。
5.根據(jù)權利要求1至4任一所述的一種半導體器件的制造設備，其特征在于:所述抽真空裝置包括設置在夾具軌道中央的通孔，所述通孔的底部連接有真空泵，所述夾具軌道的末端設有抽真空位置傳感器。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種半導體器件的制造設備，其特征在于:所述夾具包括管狀支撐體，所述管狀支撐體沿軸 向方向的一端固定連接有蓋板，所述蓋板上設有若干個階梯通孔，所述階梯通孔靠近管狀支撐體的一端設置在管狀支撐體徑向橫截面內(nèi)，每個所述階梯通孔的直徑均沿遠離管狀支撐體一端到靠近管狀支撐體一端的方向依次減小，所述階梯通孔的邊緣上設有定位卡口，所述蓋板面積大于管狀支撐體的徑向截面面積，使蓋板的四周形成凸邊。
7.一種半導體器件的制造方法，其特征在于:包括以下步驟， 步驟一，將夾具盒內(nèi)裝有半導體器件的夾具分別通過機械手放入固晶機的上料機構的料盒； 步驟二，料盒升起將夾具送入軌道，預熱位置傳感器檢測到夾具，軌道停止，并對夾具進行加熱，當預熱溫度傳感器檢測到預熱溫度達到閾值溫度時，停止加熱，并重新啟動軌道； 步驟三，當抽真空位置傳感器檢測到夾具時，軌道停止，定位結(jié)構升起，真空泵開始抽真空，達到閾值壓強時，停止抽真空； 步驟四，對夾具上的電子器件進行貼片，貼片完成后，定位結(jié)構下降，夾具內(nèi)壓強恢復，將夾具送入下料機構的料盒； 步驟五，重復步驟一至步驟四直至夾具盒內(nèi)夾具全部貼片完成，并將夾具盒送入烘烤箱進行烘烤； 步驟六，將烘烤后的夾具盒送入與固晶機有相同軌道的金絲球焊機完成打線過程； 步驟七，將完成打線過程的夾具盒送至封冒機中進行封冒處理完成整個制造過程。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種半導體器件的制造方法:所述步驟二中閾值溫度為11(TC至13(TC,所需的預熱時間為2min至4min。
9.根據(jù)權利要求7所述的一種半導體器件的制造方法:所述步驟三中閾值壓強為16Kpa 至 81Kpa。
10.根據(jù)權利要求7至9任一所述的一種半導體器件的制造方法:所述步驟二中的溫度傳感器的檢測精度為正負rc，所述步驟二中預熱位置傳感器和步驟三中抽真空位置傳感器的檢測精度為正負1mm。.
【文檔編號】H01L21/60GK103441091SQ201310389210
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權日:2013年8月30日
【發(fā)明者】李軍 申請人:武漢邁拓電子科技有限公司