半导体芯片封装装置的制作方法

本发明涉及芯片封装，尤其涉及一种半导体芯片封装装置。

背景技术：

1、半导体元件产品的统称，缩写作ic；或称微电路、微芯片、晶片/芯片在电子学中是一种将电路（主要包括半导体设备，也包括被动组件等）小型化的方式，半导体芯片主体与金属引脚，称为排针焊接并检测后，就需要通过封装流程对半导体芯片（部分金属引脚除外）进行封装处理，现有封装工艺有dip双列直插式、组件封装式、pga插针网格式、csp芯片尺寸式等。半导体集成电路芯片用的封装起到安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用。

2、其中，dip封装的芯片有两排引脚，需要插入到具有dip结构的芯片插座上。当然，也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。双列直插封装芯片的封装一般是由塑胶或陶瓷制成。陶瓷封装的气密性良好，常用在需要高可靠度的设备。不过大部分的双列直插封装芯片都是使用热固性树脂塑胶。

3、dip封装的芯片整体为芯片主体以及适配的芯片插座，现有进行dip封装的封装装置整体功能单一，多通过单一模具进行添加热固性树脂塑胶进行封装处理，在dip封装的芯片实际使用中需要通过同规格的芯片插座进行适配插接安装，现有芯片及同规格的芯片插座通过两种不同的模具进行封装制成，在实际生产制备过程中多通过两个机器装置进行加工封装，芯片及芯片插座鉴生产成本较高，因此如何设计一种可同步封装加工芯片及芯片插座降低制备成本的封装装置就显得尤为重要，我们提出一种半导体芯片封装装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种半导体芯片封装装置，以解决当前芯片主体以及适配的芯片插座多通过两个机器装置进行加工封装，芯片及芯片插座鉴生产成本较高的技术问题。

2、为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：设计一种半导体芯片封装装置，包括操作机台、滑轨、工件夹臂、泵供机、二级驱动机构、上模具机构、驱动块、下模具机构、翻转机构、错位机构、辅助驱动机及上料机构；操作机台；其中，所述操作机台台面开设有调节槽，滑轨布置于所述调节槽两侧，工件夹臂横向布置于所述滑轨输入端上方连接所述操作机台，泵供机布置于所述滑轨输出端一侧连接所述操作机台，二级驱动机构布置于所述工件夹臂与泵供机之间连接所述操作机台，两个上模具机构布置于所述二级驱动机构推动端上联接所述泵供机，驱动块布置于所述滑轨上，两个下模具机构通过翻转机构铰接于所述驱动块上，错位机构通过安装座a布置于两个所述下模具机构之间，辅助驱动机通过安装座b布置于所述驱动块两端连接所述翻转机构，上料机构穿设于所述翻转机构内，其中，所述错位机构、辅助驱动机、上料机构、下模具机构、驱动块与所述二级驱动机构、泵供机、上模具机构构成双封装成型结构，其中，所述辅助驱动机、错位机构驱动两个所述下模具机构相对旋转，且所述二级驱动机构驱动两个上模具机构分别与所述下模具机构相对贴合，致使两组下模具机构内壁与上模具机构内壁交错形成芯片封装腔及芯片插座成型腔。本发明通过下模具机构翻转设置，上模具机构多级错位设置，形成芯片封装加工及插座成型必要结构，致使该半导体芯片封装装置可同步加工芯片封装与插座成型工作，有效降低dip芯片的生产制备成本。

3、优选地，所述二级驱动机构包括立架、横向气缸及升降气缸；立架布置于所述操作机台上，两个横向气缸布置于所述立架两侧架体上，升降气缸布置于所述横向气缸活动端上。

4、优选地，所述上模具机构包括第一上模具、限位轴a、弹簧a、第二模具、第三模具、限位轴b及弹簧b；第一上模具通过连杆布置于所述升降气缸活动端，其中，所述第一上模具两侧延伸端分别固设有若干限位轴a，且所述限位轴a外部套设有弹簧a，两个第二模具对称布置于所述第一上模具两侧，其中，所述第二模具与所述第一上模具活动连接，其中，所述第二模具通过弹簧a、限位轴a与所述第一上模具弹性连接，第三模具布置于所述第一上模具下方，其中，所述第三模具顶部固设有至少两个限位轴b，且所述限位轴b外部套设有弹簧b，其中，所述第三模具与所述第一上模具活动连接，且所述第三模具通过弹簧b、限位轴b与所述第一上模具弹性连接，其中，所述第三模具表面设置有与所述泵供机相连通的灌装端口。本发明通过第三模具通过弹簧b、限位轴b与所述第一上模具弹性连接设置及第三模具通过弹簧b、限位轴b与所述第一上模具弹性连接设置，致使该上模具机构可同步形成与芯片及芯片插座所需封装成型闭合形变处理，同时通过灌装端口与所述泵供机连通设置，致使该上模具机构可同步为芯片及芯片插座成型进行灌注热固性树脂塑胶。

5、优选地，所述下模具机构由第一成型模具与第二成型模具组成，其中，所述第一成型模具与第二成型模具活动连接。

6、优选地，所述翻转机构包括第一组合驱动齿盘、半齿轮a、连接轴a、错位齿轮a、第二组合驱动齿盘、半齿轮b、连接轴b及错位齿轮b；第一组合驱动齿盘固设于所述第一成型模具端部，其中，所述第一组合驱动齿盘由半齿轮a、连接轴a、错位齿轮a组成，第二组合驱动齿盘，固设于所述第二成型模具两端，其中，所述第二组合驱动齿盘由半齿轮b、连接轴b、错位齿轮b组成，且所述半齿轮a与所述半齿轮b啮合连接，本发明通过所述半齿轮a与所述半齿轮b相啮合设置，可同步带动第一成型模具与第二成型模具进行对向旋转工作，且有效同步控制第一成型模具与第二成型模具旋转幅度，进一步提高第一成型模具与第二成型模具旋转精度。

7、优选地，所述错位齿轮a与所述错位齿轮b交错排布；且，所述错位齿轮a、错位齿轮b直径尺寸均大于半齿轮a、半齿轮b直径尺寸；其中，所述第一组合驱动齿盘与所述第二组合驱动齿盘呈错位结构间隙构成两个驱动腔。本发明通过所述错位齿轮a、错位齿轮b直径尺寸大于半齿轮a、半齿轮b直径尺寸设置，致使以半齿轮a、半齿轮b为圆心旋转过程中错位齿轮a、错位齿轮b进一步提高旋转弧长，满足上料机构所需升降长度；同时利用所述错位齿轮a与所述错位齿轮b呈交错状设置，进一步提高错位齿轮a、错位齿轮b半径尺寸，使得错位齿轮a、错位齿轮b之间相互无干涉，且利用错位可同步形成间隙构成两个驱动腔，来对上料机构进行同步限位处理。

8、优选地，所述错位机构包括微型电机、双向驱动架及对向驱动齿轮；微型电机布置于两个所述下模具机构之间连接所述驱动块，双向驱动架固设于所述微型电机端部，两个对向驱动齿轮通过轴承布置于所述双向驱动架两侧，其中，所述微型电机驱动端设置有驱动齿轮a，且所述驱动齿轮a与两个所述对向驱动齿轮之间啮合连接，其中，所述对向驱动齿轮由锥齿轮、连接轴、对向齿轮构成。本发明通过微型电机、驱动齿轮a、双向驱动架及对向驱动齿轮设置，致使驱动齿轮a驱动对向驱动齿轮进行对向旋转工作，从而来对两个上料机构进行相对升降工作，致使两组下模具机构与上模具机构交错形成芯片封装腔及芯片插座成型腔。

9、优选地，所述上料机构包括承载架及卡扣；承载架布置于所述第一成型模具、第二成型模具下方，其中，所述承载架两侧呈交错状设置有两个齿条，且两个所述齿条分别穿设于所述驱动腔内并分别与所述错位齿轮a、错位齿轮b啮合连接；若干卡扣，呈线性等间距布置于所述承载架上，其中，所述卡扣为中空结构，且所述卡扣由大于180度弧形的卡扣主体及两个对称向外呈弧形的端角组成。本发明通过齿条分别穿设于所述驱动腔内与所述错位齿轮a、错位齿轮b相啮合设置，致使错位机构及辅助驱动机旋转工作中，可同步带动承载架上升的同时，来对翻转机构施加驱动力，使下模具机构同步进行旋转九十度工作，致使其中一组下模具机构对卡扣中的插接端子进行夹持定位工作，进一步提高该封装装置整体自动化上料工作。

10、半导体芯片封装装置的使用方法包括以下步骤：

11、s100：预处理：人工添加未封装芯片至工件夹臂一侧的托盘上；及人工添加插座引脚致使操作机台内的上料机内进行排列；

12、s200：确定生产类型：若仅封装芯片或仅成型芯片插座，需要泵供机对应封装芯片或成型芯片插座输出端单一泵给至对应位置的上模具机构内；若同步封装芯片及芯片，需要通过泵供机同步供给至对应位置的上模具机构内；

13、s300：封装成型处理：

14、若仅对芯片封装处理，首先通过工件夹臂夹持一个未封装芯片至驱动块上进行放置，通过滑轨驱动驱动块行驶至上模具机构下方；接着二级驱动机构驱动对应上模具机构下降，致使下模具机构与上模具机构贴合，然后通过泵供机泵给热固性树脂塑胶至上模具机构与下模具机构形成的芯片封装腔内至固化封装成型；

15、若仅对成型芯片插座处理，先通过辅助驱动机以及微型电机驱动齿轮a驱动对向驱动齿轮进行对向旋转工作，[其中所述辅助驱动机结构与所述错位机构结构基本相同，致使第一成型模具、第二成型模具旋转展开，通过滑轨驱动驱动块行驶至上模具机构下方，然后通过操作机台夹臂对上料机上的插座引脚进行夹持推送至卡扣内，接着通过辅助驱动机以及微型电机驱动齿轮a驱动对向驱动齿轮进行相对的对向旋转工作同时对向驱动齿轮驱动齿条上升，致使齿条带动第一成型模具、第二成型模具旋转闭合；对金属插脚进行夹持限位，接着二级驱动机构驱动对应上模具机构下降，致使下模具机构与上模具机构贴合然后通过泵供机泵给热固性树脂塑胶至上模具机构与下模具机构形成的芯片插座至固化封装成型；

16、若同步对芯片、芯片插座进行同步封装成型工作，先通过辅助驱动机以及微型电机驱动齿轮a驱动对向驱动齿轮进行对向旋转工作，致使第一成型模具、第二成型模具旋转展开，通过滑轨驱动驱动块行驶至上模具机构下方，然后通过操作机台夹臂对上料机上的插座引脚进行夹持推送至卡扣内，接着通过辅助驱动机以及微型电机驱动齿轮a驱动对向驱动齿轮进行相对的对向旋转工作同时对向驱动齿轮驱动齿条上升，致使齿条带动第一成型模具、第二成型模具旋转闭合；对金属插脚进行夹持限位，然后通过滑轨驱动驱动块行驶至工件夹臂下方，通过工件夹臂夹持一个未封装芯片至驱动块上通过滑轨驱动驱动块行驶至上模具机构下方；接着二级驱动机构驱动对应上模具机构下降，通过泵供机泵给热固性树脂塑胶至两组上模具机构与下模具机构形成的芯片插座至芯片封装腔及芯片插座成型腔内至固化成型；

17、s400：收集处理，当封装芯片、芯片插座固化成型后，通过二级驱动机构驱动对应上模具机构上升，通过滑轨驱动驱动块行驶至上模具机构下方，利用工件夹臂进行脱落并放置操作机台下方收集箱内。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

19、1.本发明通过下模具机构翻转设置，上模具机构多级错位设置，形成芯片封装加工及插座成型必要结构，致使该半导体芯片封装装置可同步加工芯片封装与插座成型工作，有效降低dip芯片的生产制备成本。

20、2.本发明通过第三模具通过弹簧b、限位轴b与所述第一上模具弹性连接设置及第三模具通过弹簧b、限位轴b与所述第一上模具弹性连接设置，致使该上模具机构可同步形成与芯片及芯片插座所需封装成型闭合形变处理，同时通过灌装端口与所述泵供机连通设置，致使该上模具机构可同步为芯片及芯片插座成型进行灌注热固性树脂塑胶。

21、3.本发明通过所述半齿轮a与所述半齿轮b相啮合设置，可同步带动第一成型模具与第二成型模具进行对向旋转工作，且有效同步控制第一成型模具与第二成型模具旋转幅度，进一步提高第一成型模具与第二成型模具旋转精度。

22、4.本发明通过所述错位齿轮a、错位齿轮b直径尺寸大于半齿轮a、半齿轮b直径尺寸设置，致使以半齿轮a、半齿轮b为圆心旋转过程中错位齿轮a、错位齿轮b进一步提高旋转弧长，满足上料机构所需升降长度；同时利用所述错位齿轮a与所述错位齿轮b呈交错状设置，进一步提高错位齿轮a、错位齿轮b半径尺寸，使得错位齿轮a、错位齿轮b之间相互无干涉，且利用错位可同步形成间隙构成两个驱动腔，来对上料机构进行同步限位处理。

23、5.本发明通过微型电机、驱动齿轮a、双向驱动架及对向驱动齿轮设置，致使驱动齿轮a驱动对向驱动齿轮进行对向旋转工作，从而来对两个上料机构进行相对升降工作，致使两组下模具机构与上模具机构交错形成芯片封装腔及芯片插座成型腔

24、6.本发明通过齿条分别穿设于所述驱动腔内与所述错位齿轮a、错位齿轮b相啮合设置，致使错位机构及辅助驱动机旋转工作中，可同步带动承载架上升的同时，来对翻转机构施加驱动力，使下模具机构同步进行旋转九十度工作，致使其中一组下模具机构对卡扣中的插接端子进行夹持定位工作，进一步提高该封装装置整体自动化上料工作。