一种半导体封装设备

本实用新型涉及半导体封装技术领域，具体涉及一种半导体封装设备。

背景技术：

焊线(wirebonding)与塑封(molding)均为半导体芯片封装过程中的关键工序。焊线是使芯片与封装基板或引线框架等完成电路连接，以使芯片实现电子信号传输的功能；塑封则是用环氧树脂等有机材料将晶圆表面的部分结构包覆保护。

现有技术中，焊线工序与塑封工序分别在不同的设备中进行，需要操作人员将在焊线设备中完成焊线工序的晶圆转移到塑封设备内进行塑封。其中，焊线工序与塑封工序均为高温加工工序，晶圆在焊线工序前需进行预热，而在完成焊线工序后通常要将晶圆降至室温后再进行传送以避免高温晶圆在转移过程中对操作人员造成伤害。上述加工方式存在一些问题：晶圆降温时间过长不仅导致生产效率的下降，同时在传送至塑封设备内进行塑封工序前同样需要进行预热，导致塑封设备产出率低下；其次，晶圆的转移都是依赖操作人员的手工作业，生产效率不足，并且十分容易造成晶圆的污染与损伤。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种半导体封装设备，旨在解决现有技术中因焊线设备与塑封设备相互独立，导致设备产出率低下，且人工操作转移时容易造成晶圆污染和损坏的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下技术方案来实现的：一种半导体封装设备，包括机台，所述半导体封装设备还包括设于所述机台之上的焊线机构、塑封机构与第一传送手臂，所述第一传送手臂设于所述焊线机构与塑封机构之间，用于将所述焊线机构加工后的晶圆传送至所述塑封机构内；

所述焊线机构包括空心结构的第一壳体，所述第一壳体内设有用于承载所述晶圆的第一承台、对所述晶圆进行预热的第一控温单元、对预热后的所述晶圆进行焊线的焊线器具；

所述塑封机构包括空心结构的第二壳体，所述第二壳体内设有用于承载所述晶圆的第二承台，对所述晶圆进行预热的第二控温单元、对预热后的所述晶圆进行塑封的塑封器具。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过将焊线机构与塑封机构同时设置于机台之上，焊线机构与塑封机构之间设有用于传送晶圆的第一传送手臂，该第一传送手臂能够取代人工操作实现晶圆的自动化传送，焊线加工完成后的晶圆可直接被第一传送手臂传送至塑封机构内进行塑封，避免了现有技术中晶圆冷却后才可转移的技术不足，因此，采用本实用新型当中所示的半导体封装设备，能够有效保证产出率，同时能有效避免晶圆污染和损坏。

根据上述技术方案的一方面，所述第一传送手臂的端部设有伯努利吸盘，所述第一传送手臂将所述第一承台之上的所述晶圆吸取，并将已被吸取的所述晶圆放置于所述第二承台之上。

根据上述技术方案的一方面，所述焊线机构与所述塑封机构之间设有中转平台，所述第一传送手臂将所述第一承台之上的所述晶圆吸取后放置于所述中转平台之上，所述第一传送手臂将所述中转平台之上的所述晶圆吸取放置于所述第二承台之上。

根据上述技术方案的一方面，所述中转平台的底部设有用于对所述晶圆进行预热的第三控温单元。

根据上述技术方案的一方面，所述焊线机构的数量多于所述塑封机构的数量，每个所述第一承台之上的所述晶圆均通过所述第一传送手臂吸取并放置于所述中转平台之上，所述第一传送手臂将所述中转平台上的所述晶圆吸取放置于所述第二承台之上。

根据上述技术方案的一方面，所述第一控温单元设于所述第一承台的内部。

根据上述技术方案的一方面，所述第二控温单元设于所述第二承台的内部。

根据上述技术方案的一方面，所述半导体封装设备还包括盖设于所述机台之上的保护罩。

根据上述技术方案的一方面，所述保护罩在临近所述焊线机构的侧面设有进料通道，所述保护罩在临近所述塑封机构的侧面设有出料通道。

根据上述技术方案的一方面，所述半导体封装设备还包括设于所述机台之上的第二传送手臂与第三传送手臂，所述第二传送手臂设于所述进料通道与所述焊线机构之间，所述第三传送手臂设于所述出料通道与所述塑封机构之间。

本实用新型的附加方面与优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述与/或附加的方面与优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显与容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例中半导体封装设备的俯视示意图。

图2为图1当中半导体封装设备的主视示意图。

图3为本实用新型实施例中焊线机构的结构示意图。

主要元器件符号说明：

半导体封装设备100、机台10、焊线机构20、第一壳体21、第一承台22、第一控温单元23、塑封机构30、第二壳体31、第二承台32、第一传送手臂40、第二传送手臂41、第三传送手臂42、中转平台50、保护罩60、进料通道61、出料通道62、晶圆200。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、特征与优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造与操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定与限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的与所有的组合。

请结合图1-3，本实用新型的实施例提供了一种半导体封装设备，涉及半导体封装技术领域，该半导体封装设备100包括机台10，半导体封装设备100还包括设于机台10之上的焊线机构20、塑封机构30与第一传送手臂40，第一传送手臂40设于焊线机构20与塑封机构30之间，用于将焊线机构20加工后的晶圆200传送至塑封机构30内；上述的机台10用于承载焊线机构20、塑封机构30与第一传送手臂40。

在本实施例当中，焊线机构20包括空心结构的第一壳体21，第一壳体21内设有用于承载晶圆200的第一承台22、对晶圆200进行预热的第一控温单元23、对预热后的晶圆200进行焊线加工的焊线器具(图未示)。本实施例中所示的焊线机构20用于对晶圆200进行焊线加工，通常是用金线、铜线、铝线等金属线将晶圆200上的接点与外部的封装基板或引线框架的引脚相连接，以使芯片实现电子信号传输的功能。

在焊线加工之前需要先对晶圆200进行预热，使晶圆200到达一定温度，以便于焊线加工的正常运行，因此，在本实施例当中，焊线机构20内部设置有能够对晶圆200进行预热的第一控温单元23，该第一控温单元23的运行能够使得晶圆200的温度满足焊线加工的条件。

具体的，第一控温单元23设于第一承台22的内部，晶圆200被放置于第一承台22之上，第一控温单元23工作散发大量热量，热量经过第一承台22传导至晶圆200内，从而提升了晶圆200的温度。上述的第一控温单元23可以为电阻丝等加热装置，通过控制该第一控温单元23的开闭及工作时间，即可有效控制晶圆200的温度，以保证晶圆200温度满足焊线加工的条件。

在本实施例当中，塑封机构30包括空心结构的第二壳体31，第二壳体31内设有用于承载晶圆200的第二承台32，对晶圆200进行预热的第二控温单元、对预热后的晶圆200进行塑封的塑封器具(图未示)。

本实施例中所示的塑封机构30用于对焊线加工后的晶圆200进行塑封包裹，通常是采用压缩成型、转移成型、液体密封成型、模塑底部填充、毛细底部填充、真空层压和旋涂等方法将聚酰亚胺层、硅胶层、环氧树脂层、可固化的聚合物基材料层和可固化的树脂基材料层等材料涂布到待塑封的结构表面以对器件起到保护等作用，其中，晶圆200的焊线就需要被塑封以对焊线起到固定保护等作用。

同样的，晶圆200在塑封加工之前需要进行预热，使得晶圆200到达一定温度，以便于塑封加工的正常运行，因此，在本实施例当中，塑封机构30内部设置有能够对晶圆200进行预热的第二控温单元(图未示)，该第二控温单元的运行能够使得晶圆200的温度满足塑封加工的条件。

具体的，第二控温单元设于第二承台32的内部，当晶圆200被放置于第二承台32之上时，第二控温单元工作散发大量热量，热量经过第二承台32传导至晶圆200内部，从而提升了晶圆200的温度。上述第二控温单元可以为电阻丝等加热装置，通过控制该第二控温单元的开闭及工作时间，既能够有效控制晶圆200的温度，以保证晶圆200温度能够满足塑封加工的条件。

在本实施例当中，设于焊线机构20与塑封机构30之间的第一传送手臂40是这样对晶圆200进行传送的：第一传送手臂40的端部设有伯努利吸盘，第一传送手臂40将第一承台22之上的晶圆200吸取，并将已被吸取的晶圆200放置于第二承台32之上。

当第一承台22之上的晶圆200被焊线加工完成后，中央控制器控制第一传送手臂40运动，并使用伯努利吸盘对第一承台22之上的晶圆200进行吸取，中央控制器控制第一传送手臂40运动并将已被吸取的晶圆200放置于第二承台32之上，从而完成了晶圆200由焊线工序到塑封工序的传送。

更进一步的，焊线机构20与塑封机构30之间设有中转平台50，其中，中转平台50的底部设有用于对晶圆200进行预热的第三控温单元，第一传送手臂40将第一承台22之上的晶圆200吸取后放置于中转平台50之上，第一传送手臂40将中转平台50之上的晶圆200吸取放置于第二承台32之上。

上述中央控制器控制第一传送手臂40运动，并使用伯努利吸盘对晶圆200进行吸取，并驱动第一传送手臂40将被吸取的晶圆200放置于中转平台50之上，通过中转平台50底部的第三控温单元能有效维持晶圆200的温度，中央控制器控制第一传送手臂40运动并通过伯努利吸盘将中转平台50之上的晶圆200吸取，控制第一传送手臂40运动以将晶圆200放置于第二承台32之上。

由于焊线工序的用时长于塑封工序，考虑到焊线工序与塑封工序的生产节拍不一，焊线机构20的数量多于塑封机构30的数量，例如：焊线机构20设有三组，塑封机构30设有两组，每个第一承台22之上的晶圆200均通过第一传送手臂40吸取并放置于中转平台50之上，第一传送手臂40将中转平台50上的晶圆200吸取放置于第二承台32之上。通过对上述焊线机构20与塑封机构30数量的优化设置，能够有效避免中转平台50之上堆料，以提升晶圆200的封装效率。

在本实施例当中，为了提升晶圆200在封装过程中的清洁程度，半导体封装设备100还包括盖设于机台10之上的保护罩60。通过上述保护罩60能够有效防止生产车间内的灰尘等杂质附着于晶圆200表面，从而保证了晶圆200的质量。

尽管焊线工序和塑封工序是半导体封装中的关键工序，然而，半导体完整的封装过程还包括其它工序，为了便于焊装工序与前道工序的衔接、塑封工序与后道工序的衔接，保护罩60在临近焊线机构20的侧面设有进料通道61，保护罩60在临近塑封机构30的侧面设有出料通道62。

进一步的，半导体封装设备100还包括设于机台10之上的第二传送手臂41与第三传送手臂42，其中，第二传送手臂41设于进料通道61与焊线机构20之间，第二传送手臂41用于将前道工序加工完成后的晶圆200放置于第一承台22之上；第三传送手臂42设于出料通道62与塑封机构30之间，第三传送手臂42用于将塑封工序加工完成后的已封装晶圆200传送至后道工序的工作区；通过上述第二传送手臂41与第三传送手臂42的设置，使得该半导体封装设备100具有与前后工序衔接的能力。

本实施例当中所示的半导体封装设备100具有以下有益效果：通过将焊线机构20与塑封机构30同时设置于机台10之上，焊线机构20与塑封机构30之间设有用于传送晶圆200的第一传送手臂40，该第一传送手臂40能够取代人工操作实现晶圆200的自动化传送，焊线加工完成后的晶圆200可直接被第一传送手臂40传送至塑封机构30内进行塑封，避免了现有技术中晶圆200冷却后才可转移的技术不足，因此，采用本实用新型当中所示的半导体封装设备100，能够有效保证产出率，同时能有效避免晶圆200污染和损坏。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体与详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形与改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。