一种半导体集成电路封装器件加工装置的制作方法

本发明涉及半导体封装技术领域，具体涉及一种半导体集成电路封装器件加工装置。

背景技术：

集成电路封装不仅起到集成电路芯片内键合点与外部进行电气连接的作用，也为集成电路芯片提供了一个稳定可靠的工作环境，对集成电路芯片起到机械或环境保护的作用，从而集成电路芯片能够发挥正常的功能，并保证其具有高稳定性和可靠性。因此，集成电路封装质量的好坏，对集成电路总体的性能优劣关系很大。

在集成电路封装完成后需要对芯片封装框架外部的引脚进行上锡操作以保护引脚以及增加引脚的可焊接性，在目前技术中对于引脚上锡有两种方式，一是电镀，二是浸锡，其中，浸锡容易由于液面张力的作用引起镀层不均匀，因此常采用电镀方式，现有装置中，对于电镀上锡加工工序通常依次为电镀和烘干，即将芯片外引脚置于电镀池中进行电镀，并在电镀完成后送至烘干箱用于对镀层进行烘干操作获得上锡成品，但是此种方式使将芯片外引脚全部置于同一电镀池中，由于芯片引脚间距较小会导致相邻引脚上的镀层重合，从而引起芯片引脚短路，影响芯片性能，而且从电镀池移动到烘干箱过程中，导致镀层受重力堆聚在引脚底部造成镀层不均同时还会导致电镀溶液四散造成环境粒子污染。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种半导体集成电路封装器件加工装置，以解决现有技术中将芯片外引脚全部置于同一电镀池中，由于芯片引脚间距较小会导致相邻引脚上的镀层重合，从而引起芯片引脚短路，影响芯片性能，而且从电镀池移动到烘干箱过程中，导致镀层受重力堆聚在引脚底部造成镀层不均同时还会导致电镀溶液四散造成环境粒子污染的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种半导体集成电路封装器件加工装置，包括装载封装器件的加工平台，以及为封装器件外引脚镀层的镀层机构，在所述加工平台中部设置有夹持机构，所述镀层机构位于夹持机构的正下方，其中，

所述夹持机构包括围于所述封装器件外周部的环壁和设置在环壁底部与所述封装器件底壁相匹配的底板，以及对称设置在环壁内周部的限位结构，所述底板的两侧边与所述环壁内周部存有供所述封装器件外引脚外露与镀层机构相接触的镀层孔隙，所述限位结构包括设置在所述环壁内周部朝向所述封装器件一侧上的第一顶升装置，一端与第一顶升装置的驱动轴相连接的第二联动件第一联动件，以及设置在第一联动件另一端的顶升板，所述顶升板依次通过所述第一联动件、第一顶升装置的驱动轴与所述第一顶升装置构成第一一体传动结构，所述第一一体传动结构在所述第一顶升装置的驱动力作用下轴向滑动靠近或远离所述封装器件的外周部以夹持或释放所述封装器件。

作为本发明的一种优选方案，所述镀层机构包括竖直设置在所述镀层孔隙下方的与所述封装器件外引脚一一对应的镀层管道组，以及设置在镀层管道组下方的顶升组件，所述顶升组件用于将所述镀层管道组顶升输送到所述封装器件外引脚外周部进行镀层操作，所述镀层管道组由内向外依次嵌套设有电镀管道、冲刷管道以及烘干管道，所述顶升组件包括与所述电镀管道、冲刷管道以及烘干管道分别匹配的第二顶升装置和第二联动件、第三顶升装置和第三联动件以及第四顶升装置和第四联动件，所述第二顶升装置的一端与所述电镀管道下表面相连接，另一端与所述第二顶升装置的驱动轴相连接，所述第三顶升装置的一端与所述冲刷管道下表面相连接，另一端与所述第三顶升装置的驱动轴相连接，所述第四顶升装置的一端与所述烘干管道下表面相连接，另一端与所述第四顶升装置的驱动轴相连接。

作为本发明的一种优选方案，所述电镀管道依次通过第二联动件、第二顶升装置的驱动轴与所述第二顶升装置构成第二一体传动结构，所述第二一体传动结构在所述第二顶升装置的驱动力作用下将所述电镀管道顶升传送嵌套到所述封装器件外引脚外周部进行电镀反应，所述冲刷管道依次通过第三联动件、第三顶升装置的驱动轴与所述第三顶升装置构成第三一体传动结构，所述第三一体传动结构在所述第三顶升装置的驱动力作用下将所述冲刷管道顶升传送嵌套到所述封装器件外引脚外周部进行镀液冲刷，所述烘干管道依次通过第四联动件、第四顶升装置的驱动轴与所述第四顶升装置构成第四一体传动结构，所述第四一体传动结构在所述第四顶升装置的驱动力作用下将所述电镀管道顶升传送嵌套到所述封装器件外引脚外周部进行镀层烘干。

作为本发明的一种优选方案，所述电镀管道为顶部开闭式柱形腔体，在所述电镀管道内部填充有用于所述电镀反应的镀液，所述冲刷管道与所述烘干管道均为无顶壁和底壁的柱形腔体，在所述冲刷管道内壁表面设置有高压冲刷管口，所述高压冲刷管口通过传输管道外接有高压充气装置，在所述烘干管道内壁表面设置有高温充气管口，所述高温充气管口通过传输管道外接有高温充气装置。

作为本发明的一种优选方案，所有镀层管道组中的所有所述传输管道均为弹性管道且依次沿所述冲刷管道外管壁、第三联动件汇聚连接到所述高压充气装置上，以及依次沿所述烘干管道外管壁、第四联动件汇聚连接到所述高温充气装置上。

作为本发明的一种优选方案，所述电镀管道的外管壁、冲刷管道的内管壁、冲刷管道的外管壁和烘干管道的内管壁的横截半径依次增大且互不接触以保证所述电镀管道、冲刷管道和烘干管道独立顶升嵌套至所述封装器件外引脚外周部。

作为本发明的一种优选方案，所述镀层机构还包括设置在所述镀层管道组底部用于镀层管道组调距的调距机构，所述调距机构包括设置在调距轨道，设置在调距轨道上方与所述顶升组件相匹配的第五联动件，以及与为第五联动件在调距轨道上方提供滑动动力的驱动装置，所述镀层管道组依次通过顶升组件、第五联动件与所述驱动装置构成第五一体传动结构，所述第五一体传动结构依据所述封装器件外引脚的引脚间距进行平移滑动以使得镀层管道组与所述封装器件外引脚达到镀层位置匹配以进行镀层操作。

作为本发明的一种优选方案，还包括引脚测距模块、管道测距模块以及信息处理模块；

所述引脚测距模块包括激光扫描测距仪，所述激光扫描测距仪扫描所述封装器件外引脚形成引脚间距数据；

所述管道测距模块包括设置在调距轨道上的激光传感器矩阵，所述激光传感器矩阵检测调距轨道上各点压力数据判断镀层管道组的位置数据；

所述信息处理模块根据引脚间距数据以及镀层管道组的位置数据控制所有镀层管道组在所述调距轨道平移滑动与所述封装器件外引脚呈一致排布。

作为本发明的一种优选方案，所述镀层管道组在所述调距轨道平移滑动的距离计算公式为：

li＝(bi-b1)-(ai-a1)，i∈(2,n)

l1＝b1-a1，i＝1

式中，li：第i个镀层管道组较当前位置移动的距离；

bi：第i个镀层管道组当前位置数据；

b1：第1个镀层管道组当前位置数据；

ai：封装器件第i个外引脚位置数据；

a1：封装器件第1个外引脚位置数据；

n：封装器件外引脚总数。

作为本发明的一种优选方案，所述激光扫描测距仪形成的所述引脚间距数据由信息处理模块换算至置于所述夹持机构上位于调距轨道上的绝对距离，所述镀层管道组的位置数据为位于调距轨道上的绝对距离，所述镀层管道组在所述调距轨道平移滑动的距离计算结果中的正负号分别代表朝第1个镀层管道组靠近方向和远离方向做平移滑动。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明为封装器件所有的外引脚均设置独立的镀层管道组作为独立电镀空间，避免相邻引脚间的镀层产生重合，而且镀层管道组中集成一体化电镀功能，可依次实现电镀反应、镀液冲刷和镀层烘干操作，避免芯片在多种设备之间转移而导致的镀层不均以及粒子污染，提高效率的同时提高镀层精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供的加工装置剖视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的加工装置俯视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的镀层机构结构示意图；

图4为本发明实施例提供的电镀管道工作结构示意图；

图5为本发明实施例提供的加工装置工作结构示意图。

图中的标号分别表示如下：

1-加工平台；2-镀层机构；3-夹持机构；4-镀层孔隙；5-高压冲刷管口；6-高温充气管口；7-调距机构；8-封装器件；9-封装器件外引脚；

201-镀层管道组；202-顶升组件；

2011-电镀管道；2012-冲刷管道；2013-烘干管道；

2021-第二顶升装置；2022-第二联动件；2023-第三顶升装置；2024-第三联动件；2025-第四顶升装置；2026-第四联动件；

301-环壁；302-底板；303-限位结构；

3031-第一顶升装置；3032-第一联动件；3033-顶升板；

701-调距轨道；702-第五联动件；703-驱动装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，本发明提供了一种半导体集成电路封装器件加工装置，包括装载封装器件的加工平台1，以及为封装器件外引脚镀层的镀层机构2，在加工平台1中部设置有夹持机构3，镀层机构2位于夹持机构3的正下方。

半导体集成电路封装器件外引脚决定封装后半导体集成电路的电学性能，因此需要对其表面进行上锡操作用以保护引脚的同时增加引脚的可焊性，由于封装器件外引脚向外延伸一定长度并且脆弱，在上锡的过程中难以把握浸入镀液的高度，若过长则会导致锡料浸入封装壳体内部损坏集成电路，而过引脚上锡效果差，因此本实施例提供了一种只外露外引脚部分的夹持机构3。

夹持机构3包括围于封装器件外周部的环壁301和设置在环壁301底部与封装器件底壁相匹配的底板302，以及对称设置在环壁301内周部的限位结构303，底板302的两侧边与环壁301内周部存有供封装器件外引脚外露与镀层机构2相接触的镀层孔隙4，限位结构303包括设置在环壁301内周部朝向封装器件一侧上的第一顶升装置3031，一端与第一顶升装置3031的驱动轴相连接的第二联动件2022第一联动件3032，以及设置在第一联动件3032另一端的顶升板3033，顶升板3033依次通过第一联动件3032、第一顶升装置3031的驱动轴与第一顶升装置3031构成第一一体传动结构，第一一体传动结构在第一顶升装置3031的驱动力作用下轴向滑动靠近或远离封装器件的外周部以夹持或释放封装器件。

如图5所示，在外力或外部装置作用力的作用下将封装器件两侧的外引脚分别置于两条镀层孔隙4中并使封装器件壳体下表面与底板302相接触，则从镀层孔隙4中外露处的外引脚部分即为需要镀层的部分，该部分的长度在满足外引脚可焊性长度的同时镀液与封装器件壳体间存在一定距离，可避免镀液进入封装器件壳体内部。

在封装器件置于夹持机构3中与底板302相接触时为夹持以限定封装器件在镀层过程中的位置时，使得第一一体传动结构在第一顶升装置3031的驱动力作用下轴向滑动靠近封装器件的外周部，以避免封装器件在夹持机构3中滑动，在完成电镀操作后需要释放封装器件便于取出电镀成品，使得第一一体传动结构在第一顶升装置3031的驱动力作用下轴向滑动远离封装器件的外周部。

镀层机构2包括竖直设置在镀层孔隙4下方的与封装器件外引脚一一对应的镀层管道组201，以及设置在镀层管道组201下方的顶升组件202，顶升组件202用于将镀层管道组201顶升输送到封装器件外引脚外周部进行镀层操作，镀层管道组201由内向外依次嵌套设有电镀管道2011、冲刷管道2012以及烘干管道2013，顶升组件202包括与电镀管道2011、冲刷管道2012以及烘干管道2013分别匹配的第二顶升装置2021和第二联动件2022、第三顶升装置2023和第三联动件2024以及第四顶升装置2025和第四联动件2026，第二顶升装置2021的一端与电镀管道2011下表面相连接，另一端与第二顶升装置2021的驱动轴相连接，第三顶升装置2023的一端与冲刷管道2012下表面相连接，另一端与第三顶升装置2023的驱动轴相连接，第四顶升装置2025的一端与烘干管道2013下表面相连接，另一端与第四顶升装置2025的驱动轴相连接。

电镀管道2011依次通过第二联动件2022、第二顶升装置2021的驱动轴与第二顶升装置2021构成第二一体传动结构，第二一体传动结构在第二顶升装置2021的驱动力作用下将电镀管道2011顶升传送嵌套到封装器件外引脚外周部进行电镀反应，冲刷管道2012依次通过第三联动件2024、第三顶升装置2023的驱动轴与第三顶升装置2023构成第三一体传动结构，第三一体传动结构在第三顶升装置2023的驱动力作用下将冲刷管道2012顶升传送嵌套到封装器件外引脚外周部进行镀液冲刷，烘干管道2013依次通过第四联动件2026、第四顶升装置2025的驱动轴与第四顶升装置2025构成第四一体传动结构，第四一体传动结构在第四顶升装置2025的驱动力作用下将电镀管道2011顶升传送嵌套到封装器件外引脚外周部进行镀层烘干。

电镀管道2011为顶部开闭式柱形腔体，在电镀管道2011内部填充有用于电镀反应的镀液，冲刷管道2012与烘干管道2013均为无顶壁和底壁的柱形腔体，在冲刷管道2012内壁表面设置有高压冲刷管口5，高压冲刷管口5通过传输管道外接有高压充气装置，在烘干管道2013内壁表面设置有高温充气管口6，高温充气管口6通过传输管道外接有高温充气装置。

如图4和5所示，具体的，首先开启电镀管道2011，第二一体传动结构在第二顶升装置2021的驱动力作用下同步将电镀管道2011顶升传送嵌套到封装器件外引脚外周部进行电镀反应，第三一体传动结构、第四一体传动结构中的第三顶升装置2023、第四顶升装置2025不启动使冲刷管道2012、烘干管道2013维持原始高度，在电镀反应完成后，关闭电镀管道2011，第二一体传动结构在第二顶升装置2021的反向驱动力作用下将电镀管道2011从封装器件外引脚外周部下降到原始高度，第三一体传动结构在第三顶升装置2023的驱动力作用下同步将冲刷管道2012顶升传送嵌套到封装器件外引脚外周部进行镀液冲刷，第四一体传动结构中的第四顶升装置2025不启动使烘干管道2013维持原始高度，在镀液冲刷完成后，第三一体传动结构在第三顶升装置2023的反向驱动力作用下将冲刷管道2012顶从封装器件外引脚外周部下降到原始高度，第四一体传动结构在第四顶升装置2025的驱动力作用下同步将电镀管道2011顶升传送嵌套到封装器件外引脚外周部进行镀层烘干，第二一体传动结构中的第二顶升装置2021不启动使电镀管道2011维持原始高度，整个电镀操作中的电镀反应、镀液冲刷和镀层烘干均位于每个外引脚外周部独立完成，避免了封装器件的移动过程以及相邻引脚的位于同一镀液中。

在冲刷管道2012位于外引脚外周部时，开启高压充气装置将高压气体喷射到外引脚上，冲刷掉外引脚上多余的镀液，冲刷完成后关闭高压充气装置，在烘干管道2013位于外引脚外周部，开启高温充气装置将高温气体喷射到外引脚上，利用高温气体的热辐射加速镀液的凝结干燥。

所有镀层管道组201中的所有传输管道均为弹性管道且依次沿冲刷管道2012外管壁、第三联动件2024汇聚连接到高压充气装置上，以及依次沿烘干管道2013外管壁、第四联动件2026汇聚连接到高温充气装置上。

采用弹性管道用以适应电镀操作过程中的冲刷管道2012、烘干管道2013的升降，而且所有传输管道均连接至一台高压充气装置、高温充气装置可保证冲刷和烘干的一致性，保证所有外引脚的电镀一致性。

电镀管道2011的外管壁、冲刷管道2012的内管壁、冲刷管道2012的外管壁和烘干管道2013的内管壁的横截半径依次增大且互不接触以保证电镀管道2011、冲刷管道2012和烘干管道2013独立顶升嵌套至封装器件外引脚外周部。

镀层机构2还包括设置在镀层管道组201底部用于镀层管道组201调距的调距机构7，调距机构7包括设置在调距轨道701，设置在调距轨道701上方与顶升组件202相匹配的第五联动件702，以及与为第五联动件702在调距轨道701上方提供滑动动力的驱动装置703，镀层管道组201依次通过顶升组件202、第五联动件702与驱动装置703构成第五一体传动结构，第五一体传动结构依据封装器件外引脚的引脚间距进行平移滑动以使得镀层管道组201与封装器件外引脚达到镀层位置匹配以进行镀层操作。

还包括引脚测距模块、管道测距模块以及信息处理模块；

引脚测距模块包括激光扫描测距仪，激光扫描测距仪扫描封装器件外引脚形成引脚间距数据；

管道测距模块包括设置在调距轨道701上的激光传感器矩阵，激光传感器矩阵检测调距轨道701上各点压力数据判断镀层管道组201的位置数据；

信息处理模块根据引脚间距数据以及镀层管道组201的位置数据控制所有镀层管道组201在调距轨道701平移滑动与封装器件外引脚呈一致排布。

镀层管道组201在调距轨道701平移滑动的距离计算公式为：

li＝(bi-b1)-(ai-a1)，i∈(2,n)

l1＝b1-a1，i＝1

式中，li：第i个镀层管道组201较当前位置移动的距离；

bi：第i个镀层管道组201当前位置数据；

b1：第1个镀层管道组201当前位置数据；

ai：封装器件第i个外引脚位置数据；

a1：封装器件第1个外引脚位置数据；

n：封装器件外引脚总数。

镀层管道组201在调距轨道701平移滑动的距离计算主要用于控制镀层管道组201的平移方向和距离，以快速对镀层管道组201和封装器件外引脚进行位置匹配，防止位置不匹配导致引脚镀层失败甚至损坏封装器件外引脚。

激光扫描测距仪形成的引脚间距数据由信息处理模块换算至置于夹持机构3上位于调距轨道701上的绝对距离，镀层管道组201的位置数据为位于调距轨道701上的绝对距离，镀层管道组201在调距轨道701平移滑动的距离计算结果中的正负号分别代表朝第1个镀层管道组201靠近方向和远离方向做平移滑动。

本发明为封装器件所有的外引脚均设置独立的镀层管道组201作为独立电镀空间，避免相邻引脚间的镀层产生重合，而且镀层管道组201中集成一体化电镀功能，可依次实现电镀反应、镀液冲刷和镀层烘干操作，避免芯片在多种设备之间转移而导致的镀层不均以及粒子污染，提高效率的同时提高镀层精度。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。