[发明专利]芯片焊接装置

说明书

本发明涉及一种用于制造半导体器件的芯片焊接装置，更具体地，涉及一种用于可选择地进行直接或间接焊接的芯片焊接装置。另外，本发明涉及一种带有筒夹替换器的芯片焊接装置，筒夹替换器能根据芯片大小自动选择多个燕尾型的筒夹。

半导体芯片(semiconductor chip or die)通过焊接工艺连接到晶片上。芯片焊接装置用来将半导体芯片连接到引线框架上。引线框架起着将半导体芯片的功能传送到外部线路中的作用，并且它还支撑着半导体芯片。根据是否使用预调准系统，焊接工艺可以是直接焊接，也可能是间接焊接。

随着半导体器件的高度集成化，芯片的尺寸也越来越大。另外，由于使用了GaAs晶片，芯片的厚度也减少到0.25mm。所以，焊接工艺要有高精度，这里，最好利用装有预调准系统的芯片焊接装置进行间接焊接。

在直接焊接时，从晶片上取下的半导体芯片不必用预调准系统就直接焊到引线框架上。用于直接焊接的芯片焊接装置的速度比用于间接焊接的焊接装置的速度快。所以能提高生产效率。另外，由于装置简单，操作和维修也很方便，同时装置出现的问题也就减少了。因为用于改变芯片大小的控制部分小，直接焊接的装置适合于各种类型的芯片和有限量的生产。

用于直接焊接的芯片焊接装置或用于间接焊接的芯片焊接装置，已根据操作的需要，分别予以应用。由于各种操作条件而需要使用直接焊接和间接焊接两种焊接工艺时，必须提供两种焊接装置，这样会增加成本并需要有安装空间。

同时，在通常的芯片焊接装置中，为了将晶片式芯片焊接到引线框架或印刷电路板上，它具有芯片传送装置。因为半导体芯片的尺寸非常小，在传送过程中，芯片由一个吸嘴或筒夹靠真空吸力来抓持。这里，当芯片是靠筒夹来传送时，由于半导体芯片的尺寸会有变化，筒夹必须根据半导体芯片的大小而进行更换。

通常，筒夹是由技术熟练的操作人员，利用特殊的装配工具，一种夹具，进行手工更换。它需要许多时间，所以也就降低了生产率。

因而，本发明的目的是提供一种芯片焊接装置，它既能用于直接焊接，也能用于间接焊接。

本发明的另一目的是提供一种芯片焊接装置，它具有能根据半导体芯片的大小自动更换筒夹的筒夹替换器。

为了达到上述目的，本发明提供了一种芯片焊接装置，它包括：一个框架元件；一个第一焊头，它可受控沿框架元件在水平方向作直线运动；晶片支撑装置，它用于支撑其上制作有半导体芯片的晶片；第一半导体芯片吸取装置，它安装在第一焊头上，用于通过真空吸力从晶片上拾取半导体芯片；和引线框架传送装置，用于将引线框架传送到半导体芯片焊接位置。

最好是，芯片焊接装置还包括：一个第二焊头，它可受控沿框架元件在水平方向作直线运动；一个预调准系统，用于调准来自第一半导体芯片吸取装置的半导体芯片；和第二半导体芯片吸取装置，它安装在第二焊头中，用于拾取由预调准系统调准的半导体芯片。

最好是，第一和第二半导体芯片吸取装置分别是可更换地安装在第一和第二焊头上的第一和第二筒夹，筒夹由音圈马达提升和下降。

最好是，第一和第二焊头在作水平运动时，是由线性步进马达来驱动。

最好是，在作水平运动时，第一和第二焊头的每个位置都由安装在每个焊头上的线性编码器和安装在框架元件上的线性刻度尺来测定。

最好是，每个筒夹的位置由感应板和接近度检测器来测定。

最好是，第一焊头受控在晶片支撑装置和引线框架传送装置之间往返运动，从而使第一半导体芯片吸取装置从由上述晶片支撑装置支撑的晶片上拆下半导体芯片，然后，将半导体芯片焊接到引线框架传送装置支撑的引线框架上。

最好是，第一焊头受控在晶片支撑装置和预调准系统之间往返运动，从而使第一筒夹从由晶片支撑装置支撑的晶片上拆下半导体芯片，然后，在预调准系统中对其调准。而第二焊头受控在预调准系统和引线框架传送装置之间作往返运动，从而使第二筒夹将预调准系统调准过的半导体芯片焊接到由引线框架支撑装置支撑的引线框架上。

最好是，第一和第二半导体芯片吸取装置都包括：一个第一卡盘，它包括一个燕尾槽和一个孔；一个第一柱体，它包括一个可以通过第一卡盘的孔受控在燕尾槽里作往返运动的杆；和一个筒夹，在它的一侧有一个和第一卡盘上的槽相对应的燕尾形凸缘，另一侧是第二燕尾形凸缘。

最好是，芯片焊接装置还包括一个用于更换筒夹的筒夹替换器，该筒夹替换器包括：多个第二卡盘，其中包括一个和筒夹的第二凸缘相对应的燕尾槽和一个孔；和一个第二柱体，它包括一个可以经过第二卡盘的孔受控作往返运动的杆。