CN102903648A

CN102903648A - 电子标签倒扣封装设备固晶压头

Info

Publication number: CN102903648A
Application number: CN2012103109435A
Authority: CN
Inventors: 邴玉霞; 吴玉彬; 刘亚忠; 张德龙; 黄波
Original assignee: CHANGCHUN GUANGHUA MICRO-ELECTRONICS EGUIPMENT ENGINEERING CENTER Co Ltd
Current assignee: CHANGCHUN GUANGHUA MICRO-ELECTRONICS EGUIPMENT ENGINEERING CENTER Co Ltd
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2013-01-30

Abstract

本发明涉及一种电子标签倒扣封装设备固晶压头，该压头的气缸缸筒通过连接组件与上热压头模板连接；弹簧安装在调整环内，调整环及弹簧套装在气缸的活塞杆上，并且调整环的上端与气缸缸筒螺纹连接；压头通过隔热散热装置与活塞杆的下部连接；气缸采用间隙密封气缸。本发明采用间隙密封气缸代替低摩擦气缸，这种间隙密封气缸结构简单，低摩擦性能好，密封良好，并且导向间隙比较小，能够避免活塞杆在运动过程中产生晃动，因而热压精度高。由于间隙密封气缸结构中没有不耐热材料的密封件，因此对隔热不是很严格，简化了隔热散热装置的结构。

Description

电子标签倒扣封装设备固晶压头

技术领域

本发明涉及一种电子标签倒扣封装设备，特别涉及一种可实现芯片与天线的良好热粘接的电子标签倒扣封装设备固晶压头。

背景技术

固晶压头应用于电子标签设备上，对上道粘片工序的芯片加热加压实现芯片有效的固定并实现电导通。

经查阅有关资料及对多种电子标签倒扣封装机设备的考察我们了解到，在制造晶圆切片、粘片等多道工序中芯片可能产生微小的裂纹。芯片的失效主要为芯片裂纹引起的，热压力太大芯片易产生裂纹，热压力太小达不到热压固晶效果，因此热压力的大小调节，及压力均匀性的控制调整显得极为重要。由于要求的焊接压力在0.49N～12.5N范围内，灵敏度10g。要满足这个要求必须使用能产生微小压力的，灵敏度高的低摩擦汽缸。低摩擦汽缸的特点是低摩擦，即使略有压力变化，亦能够灵敏的应答。

由于标签使用的芯片大小薄厚不一，针对不同种类的芯片，要求压头的压力也不一样，因此需要对压力进行微小的调整。但是由于多个压头的气缸个体差异不同，导致各压头压力不均匀，从而造成热压多个芯片时，有的芯片压力不够、有的芯片压力过大造成失效或裂纹，因此需要调节各压头的压力使其均匀一致。

由于加压的同时需对芯片进行加热近220度的高温，为保护气缸，对安装在气缸活塞上的加热装置的隔热是必须的。

大多数电子标签设备为了提高工作效率往往采用多个固晶压头同时对上道粘片工序的芯片加热加压实现芯片有效的固定。设备的压头数量达36个，并且由于天线载带的芯片布置位置经常有变化，导致经常要变换压头在上压头连板上的位置，因此要求压头可按天线载带上芯片的位置迅速调整。

中国专利公报公开了一种“应用在电子标签倒扣封装设备上的固晶压头”（公开号：CN101973011A，公开日：2011-02-16）。该压头包括低摩擦气缸，连接组件，弹簧，调整环，隔热散热装置，作为压头的加热块；所述低摩擦气缸的缸体通过连接组件与上热压头模板连接；弹簧安装在调整环上，调整环及弹簧套装在活塞杆上，并且调整环的上端与缸体的下端螺纹连接；加热块通过隔热散热装置与活塞杆的下端连接。这种固晶压头虽然低摩擦性、隔热效果及压力调整性能都比较好，但也有其不足之处。采用的低摩擦气缸是外购件，低摩擦性能很好，但其导向间隙比较大，对热压精度有一定影响。另外它的密封结构采用的是橡胶隔膜密封，耐热性比较差，因此对压头的隔热要求比较高，造成压头隔热结构比较复杂，从而造成压头外形结构不规整。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种热压精度高，且结构比较简单的电子标签倒扣封装设备固晶压头。

为了解决上述技术问题，本发明的电子标签倒扣封装设备固晶压头包括气缸，连接组件，弹簧，调整环，隔热散热装置，压头；所述气缸的缸筒通过连接组件与上热压头模板连接；弹簧安装在调整环内，调整环及弹簧套装在气缸的活塞杆上，并且调整环的上端与气缸缸筒螺纹连接；压头通过隔热散热装置与活塞杆的下部连接；所述气缸采用间隙密封气缸。

气缸缸体内部的气压作用在活塞杆上，通过活塞杆将压力传递给压头，再由压头将热压力施加到芯片上。用精密调压阀调节气缸的初始压力，通过比例阀调节气缸的供气气压可以适应不同种类芯片的输入压力。旋转调整环使弹簧伸缩，即可实现施加到芯片上的热压力的微调，微调精度为3-5g。

本发明采用间隙密封气缸代替低摩擦气缸，这种间隙密封气缸结构简单，低摩擦性能好，密封良好，并且导向间隙比较小，能够避免活塞杆在运动过程中产生晃动，因而热压精度高。由于间隙密封气缸结构中没有不耐热材料的密封件，因此对隔热不是很严格，可以简化隔热散热装置的结构。

本发明还包括锁紧螺母；所述锁紧螺母与缸筒螺纹连接并旋紧在调整环的上端。

所述气缸活塞杆的上部位于缸筒内，其侧面带有一纵向凹槽，定位销穿过缸筒的筒壁嵌入该纵向凹槽；活塞杆的上部还加工有一环形凹槽；活塞杆的上部与下部衔接处加工有一台肩，弹簧的上端卡在该台肩处；活塞杆的下部穿过调整环底部的通孔与隔热散热装置连接。

所述活塞杆与缸筒之间的间隙为4~5μm。

活塞杆的上部带有一纵向凹槽，当活塞杆上下运动时，定位销始终位于纵向凹槽内，能够防止活塞杆在运动过程当中发生旋转；活塞杆的上部加工有环形凹槽，能够起到减摩的作用；并且由于活塞杆与缸筒之间的间隙可达到4~5μm，即不影响其低摩擦性能，又能够保证活塞杆在运动过程中有较高的位置精度。因而进一步提高了整个固晶压头的热压精度。

所述连接组件包括连接座、连接螺钉；连接座通过连接螺钉固定在接头连板上、接头连板通过螺钉连接在缸筒上；连接座上端的凹孔内嵌有磁块，连接座嵌入上热压头模板的对应开口中。

选用磁性材料制作上压头连板，按天线载带芯片位置在上热压头模板上加工尺寸与连接座一致的开口。将上热压头模板贴附连接在上压头连板上，再将带有磁块的连接座嵌入上热压头模板的开口中，连接座即吸附到上压头连板上，达到了快速安装的目的。变换上热压头模板与上压头连板的相对位置，即可按天线载带上芯片的位置迅速调整固晶压头的位置。

所述隔热散热装置包括压头连接件、铝连接件、第一隔热块、第二隔热块、第三隔热块；所述压头连接件通过其上的内螺纹与活塞杆连接，通过其上的外螺纹与铝连接件连接，铝连接件的下部通过螺钉与叠放在一起的第一隔热块、第二隔热块、第三隔热块固定连接；压头与第三隔热块固定连接。

所述铝连接件为筒形，其上分布多个散热孔。

所述压头连接件由PKA工程材料制成；第一隔热块、第三隔热块材料由HIPAL材料制成；第二隔热块为铝制隔热块。

所述压头由压头外壳、加热块、热电偶构成，加热块和热电偶固定于压头外壳的内部，压头外壳与第三隔热块固定连接。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的电子标签倒扣封装设备固晶压头的轴向剖视图。

图2为本发明的电子标签倒扣封装设备固晶压头的侧视图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明的电子标签倒扣封装设备固晶压头包括气缸，连接组件，弹簧21，调整环6，隔热散热装置，压头。

所述气缸采用间隙密封气缸；连接组件包括连接座18、连接螺钉22；连接座18与连接柱22的上端固定连接；连接座18上端的凹孔内嵌有磁块1。上压头连板由磁性材料制作，上热压头模板贴附连接在上压头连板上，连接座18嵌入上热压头模板的对应开口中，通过磁块1的磁力使整个固晶压头连接在上热压头模板上；连接柱22的下端与间隙密封气缸的接头连板3固定连接。接头连板3通过螺钉与缸筒4固定连接；接头2连接安装在接头连板3上，通过接头2输入气压推动活塞杆16运动使压头下压实现热压功能。调整环6的上部与缸筒4螺纹连接；锁紧螺母5与缸筒4螺纹连接并旋紧在调整环6的上端。气缸活塞杆16的上部位于缸筒4内，其侧面带有一纵向凹槽20，定位销17穿过缸筒4的筒壁嵌入该纵向凹槽20；活塞杆16的上部还加工有一环形凹槽7；活塞杆16的上部与下部衔接处加工有一台肩，弹簧21的上端卡在该台肩处；活塞杆16的下部穿过调整环6底部的通孔与隔热散热装置连接。通过旋转调整环6调整弹簧21的伸缩从而调整弹簧力实现压头压力调整的目的。锁紧螺母5用来锁紧调整环6。隔热散热装置包括压头连接件15、铝连接件8、第一隔热块9、第二隔热块14、第三隔热块13。活塞杆16的下端穿过调整环6的底板通过其上的外螺纹与压头连接件15连接。压头连接件15由PKA工程材料制成。PKA工程材料由日本米思米公司购买得到，该材料具有一定隔热、耐热性并有良好强度；铝连接件8为筒形，其上分布多个散热孔，起到通风散热的作用。压头连接件15通过其上的外螺纹与铝连接件8的上部连接，铝连接件8的下部通过螺钉19与叠放在一起的第一隔热块9、第二隔热块14、第三隔热块13固定连接；压头与第三隔热块13固定连接。第一隔热块9、第三隔热块13材料由隔热性能良好的HIPAL材料，HIPAL材料由日本米思米公司购买得到制成。第一隔热块9、第三隔热块13之间加一块起散热作用的铝制第二隔热块14，能够提高隔热效果。压头由压头外壳10、加热块12、热电偶11构成，加热块12和热电偶11固定于压头外壳10的内部，压头外壳10与隔热块13固定连接。

上面给出了本发明的优选实施方式，但不限于此实施方式。隔热散热装置还可以采用其他隔热形式，例如，第一隔热块、第二隔热块、第三隔热块还可以采用一块隔热材料制成，压头连接件15还可以采用其他隔热材料，铝连接件8还可以采用其他结构形式。应当理解的是，凡是在本发明权利要求1技术方案基础上作出的任何简单变形，均在本发明意图保护范围之内。

Claims

1.一种电子标签倒扣封装设备固晶压头，包括气缸，连接组件，弹簧（21），调整环（6），隔热散热装置，压头；气缸的缸筒（4）通过连接组件与上热压头模板连接；弹簧（21）安装在调整环（6）内，调整环（6)及弹簧(21)套装在气缸的活塞杆(16)上，并且调整环(6)的上端与气缸缸筒(4)螺纹连接；压头通过隔热散热装置与活塞杆(16)的下部连接；其特征在于所述气缸采用间隙密封气缸。

2.根据权利要求1所述的电子标签倒扣封装设备固晶压头，其特征在于还包括锁紧螺母(5)；所述锁紧螺母（5）与缸筒（4)螺纹连接并旋紧在调整环(6)的上端。

3.根据权利要求1或2所述的电子标签倒扣封装设备固晶压头，其特征在于所述气缸活塞杆(16)的上部位于缸筒(4)内，其侧面带有一纵向凹槽(20)，定位销(17)穿过缸筒(4)的筒壁嵌入该纵向凹槽(20)；活塞杆(16)的上部还加工有一环形凹槽(7)；活塞杆(16)的上部与下部衔接处加工有一台肩，弹簧(21)的上端卡在该台肩处；活塞杆(16)的下部穿过调整环(6)底部的通孔与隔热散热装置连接。

4.根据权利要求1所述的电子标签倒扣封装设备固晶压头，其特征在于所述活塞杆(16)与缸筒(4)之间的间隙为4~5μm。

5.根据权利要求1所述的电子标签倒扣封装设备固晶压头，其特征在于所述连接组件包括连接座(18)、连接螺钉(22)；连接座(18)通过连接螺钉(22)固定在接头连板(3)上、接头连板(3)通过螺钉连接在缸筒(4)上；连接座(18)上端的凹孔内嵌有磁块(1)，连接座(18)嵌入上热压头模板的对应开口中。

6.根据权利要求3所述的电子标签倒扣封装设备固晶压头，其特征在于所述隔热散热装置包括压头连接件(15)、铝连接件(8)、第一隔热块(9)、第二隔热块(14)、第三隔热块(13)；所述压头连接件(15)通过其上的内螺纹与活塞杆(16)连接，通过其上的外螺纹与铝连接件(8)连接，铝连接件（8）的下部通过螺钉（19）与叠放在一起的第一隔热块（9）、第二隔热块（14）、第三隔热块（13）固定连接；压头与第三隔热块（13）固定连接。

7.根据权利要求6所述的电子标签倒扣封装设备固晶压头，其特征在于所述铝连接件（8）为筒形，其上分布多个散热孔。

8.根据权利要求6所述的电子标签倒扣封装设备固晶压头，其特征在于所述压头连接件（15）由PKA工程材料制成；第一隔热块（9）、第三隔热块（13）材料由HIPAL材料制成；第二隔热块（14）为铝制隔热块。

9.根据权利要求6所述的电子标签倒扣封装设备固晶压头，其特征在于所述压头由压头外壳（10）、加热块（12）、热电偶（11）构成，加热块（12）和热电偶（11）固定于压头外壳（10）的内部，压头外壳（10）与第三隔热块（13）固定连接。