一种芯片封装装置及其封装系统的制作方法

1.本发明涉及芯片封装领域，尤其涉及一种芯片封装装置及其封装系统。


背景技术：

2.芯片封装即安装半导体集成电路芯片用的外壳，具有安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用。芯片封装是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁，芯片的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接；封装对cpu和其他lsi集成电路都起着重要的作用，引脚数增多，引脚间距减小、重量减小、可靠性提高，使用更加方便。
3.在芯片封装过程中，晶圆切割其中一道很重要的工序，现有的技术中，大多通过切割刀轮对晶圆进行切割，使其成为若干晶粒。在晶圆切割过程中，一般通过贴蓝膜再切割的方式，使切割分散的晶粒不会四处散落。但贴蓝膜再褪蓝膜的操作不仅操作繁琐，还需要耗费大量的蓝膜材料，极大地浪费了人力物力。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对现有技术中的不足，提供一种芯片封装装置。
5.一种芯片封装装置，用于切割晶圆，其包括工作台、机架、切割组件及固定组件。所述机架固定于工作台上，所述工作台的上端还设有加工槽，所述固定组件装设于机架上且可活动升降。所述切割组件包括切割刀、切割架及承载台，所述承载台包括若干呈间隔设计的承载块。所述切割刀固定装设于加工槽内，所述切割架包括一个转环及穿设于转环上的若干连接杆。所述加工槽内设有第一滑轨，所述转环活动卡合于第一滑轨内，若干所述承载块均穿设于连接杆上，若干所述连接杆纵横交错地装设于转环上且可活动伸缩。
6.进一步地，所述切割刀包括刀轮、伸缩刀柄、支撑杆及刀架。所述刀架固定装设于加工槽的槽底，且其内侧设有第二滑轨，所述支撑杆的两端分别嵌合于第二滑轨内且可沿第二滑轨滑动。所述伸缩刀柄的下端穿设于支撑杆中且可沿支撑杆滑动，所述刀轮固定装设于伸缩刀柄的上端。
7.进一步地，若干所述连接杆的两端均设有滑动轮，所述转环上对应设有第三滑轨。所述滑动轮嵌合于第三滑轨内，任意平行且相邻的两个所述连接杆之间的距离均设计为活动可调。
8.进一步地，若干所述连接杆均呈两段式间隔相对设置，其间隔距离大于或等于相邻两个承载块之间的间隔距离，相邻两个所述承载块之间的间隔距离大于切割刀的刀轮厚度。
9.进一步地，所述固定组件包括固定架及若干可活动伸缩的固定杆，所述机架上设有升降通孔，所述固定架活动卡合于升降通孔内，若干所述固定杆均装设于固定架上。
10.进一步地，所述固定架上还设有第四滑轨及若干滑动杆。若干所述滑动杆的两端均嵌合于第四滑轨内且可沿第四滑轨滑动。若干所述固定杆的上端均穿设于滑动杆中且可
沿滑动杆滑动。
11.进一步地，所述固定杆呈中空设计，且其下端设有负压吸盘，可用于吸附固定。所述负压吸盘的材质为弹性密封材质。
12.进一步地，所述芯片封装装置还包括若干清洁降温组件，所述清洁降温组件包括清洁喷头及输水管。所述清洁喷头装设于固定杆的外侧下端，所述输水管与清洁喷头连接。
13.此外，本发明还提供一种芯片封装系统。
14.一种芯片封装系统，包括晶圆切割装置及芯片焊接装置。所述晶圆切割装置为上述的芯片封装装置，其包括工作台、机架、切割组件及固定组件。所述机架固定于工作台上，所述工作台的上端还设有加工槽，所述固定组件装设于机架上且可活动升降。所述切割组件包括切割刀、切割架及承载台，所述承载台包括若干呈间隔设计的承载块。所述切割刀固定装设于加工槽内，所述切割架包括一个转环及穿设于转环上的若干连接杆。所述加工槽内设有第一滑轨，所述转环活动卡合于第一滑轨内，若干所述承载块均穿设于连接杆上，若干所述连接杆纵横交错地活动装设于转环上且可活动伸缩。
15.进一步地，所述切割刀包括刀轮、伸缩刀柄、支撑杆及刀架。所述刀架固定装设于加工槽的槽底，且其内侧设有第二滑轨，所述支撑杆的两端分别嵌合于第二滑轨内且可沿第二滑轨滑动。所述伸缩刀柄的下端穿设于支撑杆中且可沿支撑杆滑动，所述刀轮固定装设于伸缩刀柄的上端。
16.进一步地，若干所述连接杆的两端均设有滑动轮，所述转环上对应设有第三滑轨。所述滑动轮嵌合于第三滑轨内，任意平行且相邻的两个所述连接杆之间的距离均设计为活动可调。
17.进一步地，若干所述连接杆均呈两段式间隔相对设置，其间隔距离大于或等于相邻两个承载块之间的间隔距离，相邻两个所述承载块之间的间隔距离大于切割刀的刀轮厚度。
18.进一步地，所述固定组件包括固定架及若干可活动伸缩的固定杆，所述机架上设有升降通孔，所述固定架活动卡合于升降通孔内，若干所述固定杆均装设于固定架上。
19.进一步地，所述固定架上还设有第四滑轨及若干滑动杆。若干所述滑动杆的两端均嵌合于第四滑轨内且可沿第四滑轨滑动。若干所述固定杆的上端均穿设于滑动杆中且可沿滑动杆滑动。
20.进一步地，所述固定杆呈中空设计，且其下端设有负压吸盘，可用于吸附固定。所述负压吸盘的材质为弹性密封材质。
21.进一步地，所述芯片封装装置还包括若干清洁降温组件，所述清洁降温组件包括清洁喷头及输水管。所述清洁喷头装设于固定杆的外侧下端，所述输水管与清洁喷头连接。
22.进一步地，所述芯片焊接装置包括电焊、控制开关及定时器。所述控制开关可以控制电焊启动或停止，所述定时器与控制开关信号连接，可以向控制开关发送断开信号或接收来自控制开关的连通信号。
23.综上所述，本发明一种芯片封装装置及其封装系统的有益效果在于：通过设置特殊的切割组件与固定组件对待切割的晶圆进行固定以防止切割后的晶粒散落，使晶圆在切割过程中无需贴蓝膜再褪蓝膜，不仅极大地优化了工艺流程，还节省了大量的生产成本；切割架上连接杆之间的间隔距离设计为可调，使晶圆切割装置能够适用于切割不同大小规格
的晶圆；固定组件设置若干固定杆对每一块晶粒进行点压固定，进一步提升了晶圆切割时的稳固性，有效避免因振动导致晶圆偏位；固定杆设置负压吸附功能，便于在切割完成后对合格与不合格的晶粒进行快速筛选区分；固定杆的下端还设置清洁喷头喷射水流，一方面对切割时产生的粉尘进行冲刷清洁，另一方面也对高速切割所产生的高温进行降温，避免高温对产品或设备造成破坏；封装系统的芯片焊接装置设置定时器与控制开关，可对焊接时长进行有效控制，避免因焊接时间过长而导致的芯片焊接品质不良甚至报废；本发明实用性强，具有较强的推广意义。
附图说明
24.图1为本发明一种芯片封装装置及其封装系统中晶圆切割装置的结构示意图；
25.图2为图1的分解结构示意图；
26.图3为图2中的切割组件的结构示意图；
27.图4为图2中的固定组件及清洁降温组件的结构示意图；
28.图5为图3中的部分结构示意图；
29.图6为图4中的部分结构示意图。
具体实施方式
30.为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释发明，并不用于限定发明。
31.如图1至图6所示，本发明提供一种芯片封装系统，其包括晶圆切割装置100及芯片焊接装置(图未示)。所述晶圆切割装置100包括工作台10、机架20、切割组件30及固定组件40。所述机架20固定于工作台10上，所述工作台10的上端还设有加工槽11，所述固定组件40装设于机架20上且可活动升降。
32.所述切割组件30包括切割刀31、切割架32及承载台33，所述承载台33包括若干呈间隔设计的承载块331。所述切割刀31固定装设于加工槽11内，所述切割架32包括一个转环321及穿设于转环321上的若干连接杆322。所述加工槽11内设有第一滑轨111，所述转环321活动卡合于第一滑轨111内，若干所述承载块331均穿设于连接杆322上，若干所述连接杆322纵横交错地活动装设于转环321上且可活动伸缩。承载台33用于承载晶圆，其上方的固定组件40通过升降对承载台33上的晶圆进行压合固定。而承载台33下方的切割刀31通过承载块331之间的空隙对晶圆进行切割分粒。受承载台33与固定组件40的压合固定，晶圆无需贴蓝膜即可确保晶粒不会散落。
33.所述切割刀31包括刀轮311、伸缩刀柄312、支撑杆313及刀架314。所述刀架314固定装设于加工槽11的槽底，且其内侧设有第二滑轨315，所述支撑杆313的两端分别嵌合于第二滑轨315内且可沿第二滑轨315滑动。所述伸缩刀柄312的下端穿设于支撑杆313中且可沿支撑杆313滑动，所述刀轮311固定装设于伸缩刀柄312的上端。将伸缩刀柄312活动装设于可滑动的支撑杆313上，使刀轮311能够进行任意的横向或纵向水平运动，再配合可旋转的转环321，使切割装置仅设置一组切割刀31即可完成对晶圆的完整切割。
34.若干所述连接杆322的两端均设有滑动轮323，所述转环321上对应设有第三滑轨
324。所述滑动轮323嵌合于第三滑轨324内，任意平行且相邻的两个所述连接杆322之间的距离均设计为活动可调。在连接杆322上设计滑动轮323并在转环321上滑动，以调整相邻连接杆322之间的间隔距离，使承载台33的承载面积也发生变化。承载面积可调的承载台33能够适配承载多种大小规格的晶圆，大大提升了晶圆切割装置100的适用性。
35.若干所述连接杆322均呈两段式间隔相对设置，其间隔距离大于或等于相邻两个承载块331之间的间隔距离，相邻两个所述承载块331之间的间隔距离大于切割刀31的刀轮311厚度。连接杆322设置为间隔相对的两段，切割刀31从连接杆322之间的间隙穿过对晶圆进行切割，既保证了连接杆322对承载台33的支撑固定，又避免了连接杆322对切割刀31的阻挡，使切割得以顺利进行。且两段式的连接杆322，便于其活动伸缩调节间隔位置从而切割晶圆的不同位置。
36.所述固定组件40包括固定架41及若干可活动伸缩的固定杆42，所述机架20上设有升降通孔21，所述固定架41活动卡合于升降通孔21内，若干所述固定杆42均装设于固定架41上。固定组件40设置若干可伸缩的固定杆42与若干承载块331对应，固定杆42可以通过活动伸缩对晶圆进行多点点压，在切割完成后对每一块晶粒保持压合固定，使晶粒更加不易散落。
37.所述固定架41上还设有第四滑轨411及若干滑动杆412。若干所述滑动杆412的两端均嵌合于第四滑轨411内且可沿第四滑轨411滑动。若干所述固定杆42的上端均穿设于滑动杆412中且可沿滑动杆412滑动。活动装设于滑动杆412上的若干固定杆42可以自由调整彼此之间的间隔，使之可以与下方的承载块331进行精准对应。
38.所述固定杆42呈中空设计，且其下端设有负压吸盘421，可用于吸附固定。所述负压吸盘421的材质为弹性密封材质。中空的固定杆42配合下端的负压吸盘421，可对晶粒进行吸附固定。在切割完成后，不合格的晶粒则无需吸附固定，通过工具将其清理移除。而合格的晶粒则在负压吸盘421的吸附固定下得以保留，从而完成快速筛选。
39.所述晶圆切割装置100还包括若干清洁降温组件50，所述清洁降温组件50包括清洁喷头51及输水管52。所述清洁喷头51装设于固定杆42的外侧下端，所述输水管52与清洁喷头51连接。在切割过程中，清洁喷头51将输水管52内的水向下方受固定的晶圆喷射，对切割所产生的粉尘碎屑进行冲刷使切割后的晶粒保持洁净。同时，喷射的低温水流也吸收了大量由切割刀31与晶圆高速摩擦产生的热量，有效防止切割产生的高温对切割刀31或晶圆产生破坏。不仅增强了切割刀31的使用寿命，也提升了切割后形成的晶粒的品质。
40.所述芯片焊接装置包括电焊(图未示)、控制开关(图未示)及定时器(图未示)。所述控制开关可以控制电焊启动或停止，所述定时器与控制开关信号连接，可以向控制开关发送断开信号或接收来自控制开关的连通信号。当控制开关连通启动电焊时，定时器同时接收到控制开关的连通信号并开始同步计时；当定时器达到设定时间时，向控制开关发送断开信号，控制开关断开使电焊停止工作。控制开关与定时器组合可以控制电焊的焊接时长，超过时长则强制电焊停止工作，避免因焊接时间过长而导致芯片焊接品质不良甚至焊盘损坏报废。
41.本发明在切割晶圆时，首先根据待切割晶圆的规格大小调整好切割架32上各连接杆322之间的间隔距离，使承载台33的承载面积与晶圆恰好匹配。接着将晶圆放置于承载台33上，令固定组件40下降并使每一根固定杆42压合于晶圆的上表面将晶圆固定。然后启动
切割刀31从承载块331的间隙中从下方对晶圆进行切割；切割过程中连接杆322通过活动伸缩调整连接杆322之间的间隙位置，使切割刀31连续对晶圆进行完整切割使其分割成多个晶粒；同时连接杆322下端的清洁喷头51不断喷射水流，对下方的晶圆进行冲刷清洁，并对切割刀31与晶圆进行降温。切割完成后，启动固定杆42的吸附功能，对之前检测合格的晶粒进行吸附固定，而不合格的晶粒则使用工具清理移除。
42.在芯片焊接时，首先对定时器进行设定，使其可以对特定时长进行计时。然后手动打开控制开关使电焊启动，将芯片焊接于引线框架上。当手动打开控制开关的同时，控制开关同步向定时器发送连通信号；而定时器接收到连通信号后立即开始计时。在定时器到达设定的计时时长时，定时器停止计时并初始化，同时向控制开关发送断开信号。控制开关接收到定时器发送的断开信号后，断开电路使电焊停止工作，以此确保焊接的时间不超过定时器所设定的时长。
43.综上所述，本发明一种芯片封装装置及其封装系统的有益效果在于：通过设置特殊的切割组件30与固定组件40对待切割的晶圆进行固定以防止切割后的晶粒散落，使晶圆在切割过程中无需贴蓝膜再褪蓝膜，不仅极大地优化了工艺流程，还节省了大量的生产成本；切割架32上连接杆322之间的间隔距离设计为可调，使晶圆切割装置100能够适用于切割不同大小规格的晶圆；固定组件40设置若干固定杆42对每一块晶粒进行点压固定，进一步提升了晶圆切割时的稳固性，有效避免因振动导致晶圆偏位；固定杆42设置负压吸附功能，便于在切割完成后对合格与不合格的晶粒进行快速筛选区分；固定杆42的下端还设置清洁喷头51喷射水流，一方面对切割时产生的粉尘进行冲刷清洁，另一方面也对高速切割所产生的高温进行降温，避免高温对产品或设备造成破坏；封装系统的芯片焊接装置设置定时器与控制开关，可对焊接时长进行有效控制，避免因焊接时间过长而导致的芯片焊接品质不良甚至报废；本发明实用性强，具有较强的推广意义。
44.以上所述实施例仅表达了发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。因此，发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。