專利名稱：在烘箱中輸送襯底的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在烘箱中輸送襯底的裝置。
金屬襯底，即所謂的引線框架，主要用作襯底，在該襯底處將半導(dǎo)體芯片焊接在一個接一個或彼此鄰接設(shè)置的芯片島上。使引線框架逐步地進給到施加焊料的焊接工位，并接著進給到粘結(jié)工位，在焊接工位通過選放系統(tǒng)(Pick and Place system)將半導(dǎo)體芯片放置在液體焊料上。引線框架具有沿其縱邊設(shè)置的孔，當(dāng)輸送引線框架時，使多個銷與這些孔結(jié)合。本申請人銷售了命名為2007 SSI的適于實現(xiàn)該加工的芯片焊接機。
但是還使用單位置(single position)襯底即所謂的分立襯底(singulated substrate)作為襯底。這樣的單位置襯底例如由一個兩側(cè)覆蓋有金屬層的陶瓷盤組成。以手動方式安裝半導(dǎo)體芯片，由此將最初的預(yù)成形焊料部分，即所謂的焊料預(yù)成形件，放置到單位置襯底上，接著將半導(dǎo)體芯片放置在焊料部分上。此后，在烘箱中焊接整個合成物。還已知一種半自動裝配過程，該過程不使用預(yù)成形焊料部分，而是以機械操作方式將糊狀焊料涂在單位置襯底上。然后以手動方式將半導(dǎo)體芯片裝備在單位置襯底上，再在烘箱中焊接。
此外，還將兩側(cè)覆蓋有金屬層的陶瓷盤用作裝備有相同類型或不同類型的多個半導(dǎo)體芯片的襯底。這些襯底加工適于以手動方式進行的小批量生產(chǎn)。由于已知的輸送裝置必須為每種襯底進行獨立設(shè)計，因此自動加工僅對大批量生產(chǎn)是經(jīng)濟的。
本發(fā)明包括如權(quán)利要求1所述的特征。獨立權(quán)利要求體現(xiàn)了有益的發(fā)明構(gòu)思。
在通過焊接將半導(dǎo)體芯片裝配在襯底上時，在烘箱中將襯底傳遞到施加焊料的焊接工位，然后將其傳遞到將半導(dǎo)體芯片設(shè)置在熔化焊料上的粘結(jié)工位。為了實現(xiàn)這一過程，在由底部和兩側(cè)壁構(gòu)成的通道中沿輸送方向輸送襯底。根據(jù)本發(fā)明，通道的底部具有一個凹部，該凹部沿一側(cè)壁延伸以便接納并沿輸送方向引導(dǎo)一個導(dǎo)軌。設(shè)置導(dǎo)軌以便接納至少一個襯底。驅(qū)動機構(gòu)沿輸送方向移動導(dǎo)軌。當(dāng)襯底是引線框架時，則將引線框架擰緊在導(dǎo)軌上或通過夾緊來固定。為了輸送陶瓷襯底，可以將沿垂直于輸送方向延伸的延伸臂安裝在導(dǎo)軌上，所述延伸臂接納所述的陶瓷襯底。
其中

圖1是采用具有輸送裝置的烘箱的芯片焊接機平面圖；圖2是沿圖1中I-I線的烘箱和輸送裝置的截面圖；圖3是導(dǎo)軌的側(cè)視圖；圖4是導(dǎo)軌和引線框架的平面圖；圖5是具有用于輸送陶瓷襯底的延伸臂的導(dǎo)軌視圖；圖6是沿圖5中II-II線的延伸臂和陶瓷襯底的剖視圖；
圖7示出了延伸臂與陶瓷襯底的交互作用的另一實施例。
一方面，提供每向前進給距離P僅設(shè)置一個半導(dǎo)體芯片1的襯底2。另一方面，提供每向前進給距離P設(shè)置幾個半導(dǎo)體芯片1的襯底2。通過使用這些襯底，使烘箱3與運送裝置4一起沿x和/或y方向移動，以便準確地使襯底2關(guān)于焊接工位5和粘結(jié)工位6定位。
為了理解本發(fā)明，圖2示出了烘箱3和有關(guān)的輸送裝置4的詳細結(jié)構(gòu)。圖2是沿圖1中I-I線的截面圖。烘箱3具有烘箱箱體8，箱體8上開有通道9，通道9具有平底部10和兩側(cè)壁11和12，在通道9中將襯底2向前輸送。通道9的底部10中具有沿第一側(cè)壁11的凹部13。凹部13作為引導(dǎo)L形導(dǎo)軌14的導(dǎo)向槽。導(dǎo)軌14支承一個或幾個襯底2。輸送裝置4包括驅(qū)動機構(gòu)15，驅(qū)動機構(gòu)15具有以距離P整數(shù)倍設(shè)置的幾個指狀部16，它們能夠上升或下降，并且在下降狀態(tài)下，沿輸送方向x’逐步地運送導(dǎo)軌14，由此在凹部13內(nèi)引導(dǎo)導(dǎo)軌14。通道9由蓋板17覆蓋。蓋板17實際上不接觸導(dǎo)軌14，但是防止導(dǎo)軌14從凹部13中跳出。蓋板17具有用于指狀部16的開口。
通常通道9中充滿惰性氣體?？梢砸袁F(xiàn)有技術(shù)常用的方式通過通道9底部10中設(shè)置的鉆孔來供應(yīng)惰性氣體。
圖3示出了導(dǎo)軌14的側(cè)視圖。導(dǎo)軌14具有以距離P設(shè)置的凹部18。為了向前進給導(dǎo)軌14，輸送裝置4的指狀部16(見圖2)下降以便使指狀部各自與導(dǎo)軌14的凹部18結(jié)合。
在圖2所示實施例中，襯底2是金屬引線框架。通常這樣的引線框架由銅構(gòu)成。由鉻鋼制造導(dǎo)軌14，鉻鋼具有與引線框架相同的熱膨脹系數(shù)?？梢砸愿鞣N方式將引線框架固定在導(dǎo)軌14上，例如通過螺釘19。當(dāng)在烘箱3中加熱和冷卻時，導(dǎo)軌14和引線框架的長度以不同速度變化。借助一個螺釘19的連接來保證在加熱和冷卻時引線框架中沒有機械應(yīng)力。
圖4是以夾緊方式將引線框架20固定在導(dǎo)軌14上的技術(shù)方案平面圖。圖中未示出引線框架20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。導(dǎo)軌14的前端21設(shè)有例如兩個螺栓22和23。設(shè)定它們之間的距離，使得在將螺栓22和23插入引線框架20中的孔24內(nèi)時通過夾緊而固定引線框架20。引線框架20的長度通常為20cm左右。因此，該長度導(dǎo)軌14后端25設(shè)有插入引線框架20附加縱向孔27內(nèi)的另一個螺栓26是有益的。螺栓26不用于夾緊引線框架20，而是僅對其進行引導(dǎo)，以便其縱邊靠在導(dǎo)軌14上。
如果引線框架的節(jié)距與輸送裝置的節(jié)距不一致，則引線框架可以分成更小的各個部分。可以將幾個這樣的各個部分固定于一個導(dǎo)軌14。
導(dǎo)軌14的外形容易適合導(dǎo)線框架。一方面，有些引線框架是完全平展的，另一方面，有些引線框架的縱邊比中部高或低。
圖5示出了適于陶瓷襯底28的導(dǎo)軌14的實施例。導(dǎo)軌14具有垂直于其縱軸29延伸的延伸臂30，以距離P或距離P的整數(shù)倍設(shè)置?？梢砸远喾N不同方式形成延伸臂30。延伸臂30與導(dǎo)軌14一起將陶瓷襯底28接納在限定的位置并沿輸送方向x’對進行輸送。根據(jù)圖5所示的實施例，延伸臂30具有沿邊緣延伸的凹部31。設(shè)定凹部31的長度L1，使得能夠從上面將陶瓷襯底28放置到內(nèi)部并靠在導(dǎo)軌14的側(cè)壁32上。在輸送過程中，陶瓷襯底28靠在延伸臂30上并有選擇地靠在導(dǎo)軌14上。具有凹部31的延伸臂30防止了陶瓷襯底28滑離。延伸臂的寬度適合于陶瓷襯底28的寬度和距離P。延伸臂30例如用螺釘19固定于導(dǎo)軌14。在該實施例中，兩延伸臂30之間的距離為節(jié)距P的兩倍。
圖6為沿圖5中II-II線的截面圖，示出了插入兩延伸臂30之間的陶瓷襯底28。陶瓷襯底28具有由陶瓷制成的襯底體33，襯底體33兩側(cè)覆蓋有金屬層34和35。金屬層34和35沒有掩蓋襯底體33的邊緣。確定凹部31尺寸和延伸臂之間的距離的大小，以便僅有陶瓷襯底28的未覆蓋邊靠在延伸臂30上。此外，使凹部31區(qū)域內(nèi)延伸臂30的厚度與金屬層34的厚度相同，以便陶瓷襯底28靠在烘箱3的底部10(見圖2)上。
圖7示出了與圖6類似的實施例截面圖，延伸臂30具有通道36，以便從側(cè)面將陶瓷襯底28推入。設(shè)定延伸臂30的長度，使得其端邊與陶瓷襯底28的邊齊平。使用板來填充陶瓷襯底28邊緣和烘箱體8側(cè)壁12(圖2)之間的間隙，以便陶瓷襯底28不能沿y方向(見圖1)滑離。
本發(fā)明能自動加工其寬度小于烘箱3通道9的寬度的襯底。此外，本發(fā)明能夠加工不同類型襯底，如金屬襯底和陶瓷襯底。
權(quán)利要求
1.一種在烘箱(3)中輸送襯底(2)的裝置(4)，所述烘箱(3)具有由底部(10)和兩側(cè)壁(11、12)構(gòu)成的通道(9)，沿輸送方向(x’)在通道(9)中輸送襯底(2)，通道(9)的底部(10)具有沿一個側(cè)壁(11)延伸的凹部(13)，用于接納和沿輸送方向(x’)引導(dǎo)導(dǎo)軌(14)，設(shè)置導(dǎo)軌(14)以便接納至少一個襯底(2)，所述裝置進一步包括沿輸送方向(x’)移動導(dǎo)軌(14)驅(qū)動機構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置(4)，其中所述導(dǎo)軌(14)具有鉆孔，以便借助螺釘(19)將至少一個襯底固定于導(dǎo)軌(14)。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置(4)，其中導(dǎo)軌(14)具有插入在至少一個襯底(2)中的孔(24)中并牢牢夾緊襯底(2)的至少一個螺栓(22、23)。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置(4)，其中導(dǎo)軌(14)具有延伸臂(30)，所述延伸臂(30)接納至少一個襯底(2)。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置(4)，其中導(dǎo)軌(14)具有凹部(18)，驅(qū)動機構(gòu)(15)的指狀部(16)在所述輸送階段結(jié)合所述凹部(18)。
6.如權(quán)利要求2所述的裝置(4)，其中導(dǎo)軌(14)具有凹部(18)，驅(qū)動機構(gòu)(15)的指狀部(16)在所述輸送階段結(jié)合所述凹部(18)。
7.如權(quán)利要求3所述的裝置(4)，其中導(dǎo)軌(14)具有凹部(18)，驅(qū)動機構(gòu)(15)的指狀部(16)在所述輸送階段結(jié)合所述凹部(18)。
8.如權(quán)利要求4所述的裝置(4)，其中導(dǎo)軌(14)具有凹部(18)，驅(qū)動機構(gòu)(15)的指狀部(16)在所述輸送階段結(jié)合所述凹部(18)
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在烘箱(3)中輸送襯底(2)的裝置(4)。烘箱(3)具有由底部(10)和兩側(cè)壁(11、12)構(gòu)成的通道(9)，沿輸送方向(x’)在通道(9)中輸送襯底(2)。通道(9)的底部(10)具有沿一個側(cè)壁(11)延伸的凹部(13)，用于接納和沿輸送方向(x’)引導(dǎo)導(dǎo)軌(14)。設(shè)置導(dǎo)軌(14)以便接納至少一個襯底(2)。驅(qū)動裝置沿輸送方向(x’)移動導(dǎo)軌(14)。
文檔編號H01L21/677GK1448243SQ0310866
公開日2003年10月15日 申請日期2003年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月3日
發(fā)明者雷托·施米德, 圭多·蘇特 申請人:Esec貿(mào)易公司