半導體封裝用鍵合絲生產設備的製作方法

2023-09-19 01:42:25 1

專利名稱：半導體封裝用鍵合絲生產設備的製作方法
技術領域：
半導體封裝用鍵合絲生產設備
本實用新型涉及一種具有拉絲功能、調質(退火)功能、分繞功能 的半導體封裝用鍵合絲生產設備。 [背景技術]
半導體封裝，是利用膜技術及微細連接技術，將半導體元器件及 其它構成要素在框架或基板上布置、固定及連接，引出接線端子，並 通過可塑性絕緣介質灌封固定，構成整體立體結構的工藝。為晶片的 正常工作提供能量、控制信號，並提供散熱及保護功能。而引線框架 和鍵合絲在半導體封裝過程就起著重要的作用。引線框架是一種用來 作為集成電路晶片載體，並藉助於鍵合絲使晶片內部電路引出端(鍵 合點)通過內引線(鍵合絲)實現與外引線的電氣連接，形成電氣迴路 的關鍵結構件。
現有的金、鋁及銅鍵合絲都是由外徑比較大的金屬絲經過拉絲機 將其拉到所需要的比較小的外徑後，經過一單獨的調質(退火)機器進 行調質(退火)處理，調質後的鍵合絲再經過一單獨的復繞機器分繞至 盛線盤(或稱線軸)。它要經過拉絲、調質(退火)、復繞機器等多個獨 立機器來完成。特別是銅鍵合絲，在完成每一單獨的工序後，都必須 存放在有保護氣芬(防止銅絲氧化)的密封儲存容器內。這種生產方式 增加了重複放線的次數，放線次數的增加，導致斷線機率增加、線表 面損傷機率增加，且容易導致鍵合絲的扭曲度、巻曲度增加；同時還
增加了各種規格裸線的儲存及周轉量；而長時間放置且處於蹦緊狀態 之裸線由於自身的物理變化(形狀、內部結構、應力斷裂、氧化腐蝕 等)造成諸多質量問題。 [實用新型內容]
本實用新型的目的是克服現有技術的不足，能實現縮短製程，降 低能耗，提升加工效率、質量、成品率，達到節能、節材、環保的目 標，並減少生產員工數目及減少設備的佔用面積空間，實現全面提升 成本效益的半導體封裝用鍵合絲生產設備。
為了解決上述存在的技術問題，本實用新型採用下述技術方案 半導體封裝用鍵合絲生產設備，其特徵在於包括有 一放線裝置，其內部設有支承架和導引機構，裝有金屬線的線軸
置於支承架上，金屬線經導引機構送至拉絲機；
一拉絲機，其設置在放線裝置出線端的一側，包括有拉絲組件，
從放線裝置的導引機構導引出來的金屬線連接到可以將其外徑逐慚
拉小的拉絲組件；
一調質裝置，其設置在拉絲機出線端的一側，其包括有送線裝置、
清洗塗裝裝置和退火裝置以及烘爐，從拉絲機出來的符合規格的細金
屬線通過送線裝置送到清洗裝置，清潔後的金屬線進入退火裝置進行
退火，退火後的金屬線進入到塗裝裝置進行塗裝，塗裝後的金屬線再
進入到烘爐烘乾，再來到冷卻裝置進行冷卻；
一收線裝置，設有用於收集成線(鍵合絲)的盛線盤(或稱線軸)，
盛線盤連接有驅動裝置並由其驅動。
上述放線裝置、拉絲機、調質裝置、收線裝置依次排列設置。
如上所述的半導體封裝用鍵合絲生產設備，其特徵在於所述的機 架包括有兩個安裝層，所述的放線裝置、拉絲組件和調質裝置以及收 線裝置各為兩組，各組放線裝置、拉絲組件和調質裝置以及收線裝置 對應安裝在各安裝層內。
如上所述的半導體封裝用鍵合絲生產設備，其特徵在於所述的清 洗裝置包括有一盛裝清洗劑的容器，計量泵將清洗劑經管道輸送到清 洗槽，清洗槽上置有上下毛毯吸附清洗劑，金屬絲在上下毛毯中間通 過被清洗劑清潔，清洗槽設有清洗劑回流管道。
如上所述的半導體封裝用鍵合絲生產設備，其特徵在於所述的塗 裝裝置包括有一盛裝塗裝劑的容器，計量泵將塗裝劑經管道輸送到塗 裝槽，塗裝槽上置有上下毛毯吸附塗裝劑，金屬絲在上下毛毯中間通 過被塗上塗裝物料。
如上所述的半導體封裝用鍵合絲生產設備設備，其特徵在於所述 退火裝置包括有一電加熱爐。
如上所述的半導體封裝用鍵合絲生產設備，其特徵在於所述烘爐 包括有一催化爐，在催化爐的一側設有一風機，在催化爐內還裝有催 化劑。
如上所述的半導體封裝用鍵合絲生產設備，其特徵在於所述拉絲 組件包括有第一塔輪、主模架、第二塔輪以及引線輪組，主模架上裝 有拉絲模具，第一塔輪和第二塔輪分別位於主模架兩側，所述從放線 裝置出來的金屬線進入到拉絲組件進行拉絲。
如上所述的半導體封裝用鍵合絲生產設備，其特徵在於所述安裝 層內還設有收線軸，收線軸上裝有用於收集成線的盛線盤(或稱線 軸)，所述引線輪組位於第二塔輪與收線軸之間。
如上所述的半導體封裝用鍵合絲生產設備，其特徵在於所述第一 塔輪和第二塔輪分別設有從內往外直徑逐漸變大拉絲槽，所述主模架 上對應上述各拉絲槽從內往外設有多組安裝槽，各安裝槽內裝有拉絲 模具，拉絲模具的孔徑從內往外逐漸變小。
如上所述的半導體封裝用鍵合絲生產設備，其特徵在於所述安裝 層靠近第一塔輪一端設有進線孔和用於保持進線張力的進線夾模，以 及用於導引線的導線管，導線管與進線夾模分別位於進線孔兩側，導 線管一端正對著進線孔，導線管另一端位於所述第一塔輪上方。 本實用新型的有益效果是
1. 系統高度集成將放線、拉絲、調質(退火)、清洗、塗裝、分繞 等整合為一體化連續工序，形成一條水平、直線式獨立鍵合絲生 產線；並將兩條這樣的生產線置於一個架構上，形成一個架構兩 條獨立生產線結構，實現系統高度集成。
2. 本設備具有體積小、結構緊湊等特點，比傳統設備減少佔地面積 空間，可為照明、空氣調節減省電力能源。
3. 減少重複放線的次數，縮短裸線的周轉時間、大大減少各種規格 之裸線積存數量，並防止靜置且處於蹦緊狀態之裸線由於自身的 物理變化(形狀、內部結構、應力斷裂、氧化腐蝕等)而造成的諸多 質量問題。4. 生產管理更具效率使拉線、調質(退火)、分繞等分離管理模式轉 變為單一集中管理模式，可減少管理員工和大大減少生產員工。
5. 水平、直線式連續生產方法，使生產之鍵合絲具有更好的、恆穩 的電氣性能和力學性能。
6. 同時，塗裝裝置還可對鍵合絲進行塗裝，可生產表面帶絕緣性能
的鍵合絲。
總的來說由於本實用新型是將放線、拉絲、調質(退火)、清洗、 塗裝、分繞等功能等集於一體，由細小的外裸的金屬絲能直接得出微 細的鍵合絲或絕緣的鍵合絲。系統的高度集成，達到縮短製程，提升
加工效率、質量和成品率，達到節能、節材、環保的目標；減少生產 員工數目及減少設備的佔用面積空間，達到全面提升成本效益。 [
]
圖1為本實用新型立體結構示意圖2為半導體封裝用鍵合絲設備的局部圖3為本實用新型拉絲機的立體圖4為圖3中B處放大圖5為主模架立體結構示意圖6為清洗裝置和塗裝裝置結構示意圖。
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述 如圖所示，半導體封裝用鍵合絲設備，是將放線、拉絲、調質(退火)、 清洗、塗裝、分繞等功能以水平、直線方式集子一體，由細小的外裸
的金屬絲能直接得出微細的鍵合絲或絕緣的鍵合絲，其包括有
一放線裝置01，其內部設有支承架和導引機構，裝有金屬線的 盛線盤(或稱線軸)置於支承架上，金屬線經導引機構送至拉絲機；
一拉絲機02,其設置在放線裝置01的一側，包括有機架021 和拉絲組件022，所述拉絲組件022包括有第一塔輪0221、主模架 0222、第二塔輪0223以及引線輪組0224，主模架0222上裝有拉線 模具，第一塔輪0221和第二塔輪0223分別位於主模架0222兩側， 所述從放線裝置01出來的金屬線進入到拉絲組件022進行拉絲；
一調質裝置03，其設置在拉絲機02的一側，其包括有送線裝 置03U、清洗塗裝裝置0312和退火裝置0313以及烘爐0315，送線 裝置03U將經拉絲機02拉絲後的金屬線經清洗裝置03121清洗再送 入到退火裝置0313進行退火，退火後的金屬線進入到塗裝裝置03122 進行塗裝，塗裝後的金屬線進入到烘爐0315，再來到冷卻裝置0314 進行冷卻；
一收線裝置04,設有用於收集成線(鍵合絲)的盛線盤(或稱線 軸)，盛線盤連接有驅動裝置並由其驅動。
所述的清洗塗裝裝置0312包括有一清洗裝置03121和一塗裝裝 置03122，清洗劑或塗裝劑由計量泵經管道分別輸送到清洗槽或塗裝 槽，槽上置有上下毛毯吸附清洗劑或塗裝劑，金屬絲在上下毛毯中間 通過被清洗或被塗上塗裝物料。
所述退火裝置0313包括有一電加熱爐。金屬絲在冷加工(拉絲) 過程中，其晶格結構發生了變化，金屬絲變硬，金屬絲的機械和電氣
性能大幅度降低，退火裝置0313就是為了將變硬的金屬絲經過高溫 退火消除內應力，使金屬絲的晶格重新排列，從而提高金屬絲的柔軟 度，改善伸長率、彈性模量和導電率，使鍵合絲滿足工藝要求。
所述烘爐0315包括有一催化爐03151，在催化爐03151的一側 設有一風機，在催化爐03151內還裝有催化劑。當塗有塗裝物料的金 屬絲進入烘爐爐膛0315時，在熱輻射下，塗裝物料中的溶劑蒸發， 塗裝物料被烘乾，受風機的作用，蒸發的溶劑被吸出爐膛進入催化爐 03151，蒸發的溶劑被加熱燃燒，燃燒後的氣體在催化劑的作用下其 有害物質被分解，氣體從煙囪排出，而新鮮空氣經爐膛兩側送入爐膛。
所述的機架05包括有兩個安裝層0211，所述的放線裝置Ol、拉 絲組件022和調質裝置03以及收線裝置04各為兩組，各組放線裝置 01、拉絲組件022和調質裝置03以及收線裝置04對應安裝在各安裝 層0211內。
所述安裝層0211內還設有收線軸02111，收線軸02111上裝有用 於收集成線的盛線盤(或稱線軸)，所述引線輪組0224位於第二塔輪 0223與收線軸02111之間。
所述第一塔輪0221和第二塔輪0223分別設有從內往外直徑逐漸 變大拉線槽0226，所述主模架0222上對應上述各拉絲槽0226從內 往外設有多組安裝槽02261，各安裝槽02261內裝有拉絲模具，拉絲 模具孔徑從內往外逐漸變小。
所述機架021上還設有可向主模架0222及其兩側的第一塔輪 0221、第二塔輪0223輸送潤滑油的管道，輸油管道可以用引油管直
接引入。在第一塔輪0221、第二塔輪0223工作時，輸油管道即開始 輸油潤滑，保證拉絲正常進行。
所述安裝層0211靠近第一塔輪0221 —端設有進線孔0214和用 於保持進線張力的進線夾模，以及用於導引線的導線管0216，導線 管0216與進線夾模分別位於進線孔0214兩側，導線管0216 —端正 對著進線孔0214，導線管0216另一端位於所述第一塔輪0221上方。
工作時，金屬絲經放線裝置01放線並進入到拉絲機裡的第一塔 輪0221，第一塔輪0221和第二塔輪0223同步轉動，在第一塔輪0221 和第二塔輪0223牽引下，金屬絲經過主模架0222上的拉絲模具和第 二塔輪0223並繞回至第一塔輪0221，使得金屬絲來回穿過主模架 0222上的多個拉絲模具。實際生產時可以一次使用六個或八個拉絲 模具也可以一次使用十五個拉絲模具來反覆進行拉絲，金屬絲每經過 主模架0222上的拉絲模具一次，金屬絲被壓縮，外徑變小，長度增 加，而金屬絲經過的塔輪直徑增大，線速度加快，實現每次壓縮之秒 體積流量同步，保證拉絲正常、連續進行。
金屬絲經拉細後進入調質裝置03，由送線裝置0311進行送線、 送線裝置0311將金屬絲送至清洗裝置03121進行清洗，清洗後再進 入退火裝置0313進行退火，金屬絲退火後送至塗裝裝置03122進行 塗裝，塗裝後的金屬絲經過烘爐0315烘乾，之後由冷卻裝置0314進 行冷卻；冷卻後的金屬絲由收線裝置04進行收集，完成整個過程。
權利要求1、半導體封裝用鍵合絲生產設備，其特徵在於包括有一放線裝置(01)，其內部設有支承架和導引機構，裝有金屬線的線軸置於支承架上，金屬線經導引機構送至拉絲機；一拉絲機(02)，其設置在放線裝置(01)出線端的一側，包括有拉絲組件(022)，從放線裝置(01)的導引機構導引出來的金屬線連接到可以將其外徑逐慚拉小的拉絲組件(022)；一調質裝置(03)，其設置在拉絲機(02)出線端的一側，其包括有送線裝置(0311)、清洗塗裝裝置(0312)和退火裝置(0313)以及烘爐(0315)，從拉絲機(02)出來的符合規格的細金屬線通過送線裝置(0311)送到清洗裝置(03121)，清潔後的金屬線進入退火裝置(0313)進行退火，退火後的金屬線進入到塗裝裝置(03122)進行塗裝，塗裝後的金屬線再進入到烘爐(0315)烘乾，再來到冷卻裝置(0314)進行冷卻；一收線裝置(04)，設有用於收集成線(鍵合絲)的盛線盤(或稱線軸)，盛線盤連接有驅動裝置並由其驅動。上述放線裝置(01)、拉絲機(02)、調質裝置(03)、收線裝置(04)依次排列設置。
2、根據權利要求1所述的半導體封裝用鍵合絲生產設備，其特徵 在於所述的機架(05)包括有兩個安裝層(0211)，所述的放線裝置 (01)、拉絲組件(022)和調質裝置(03)以及收線裝置(04)各為兩組， 各組放線裝置(Ol)、拉絲組件(022)和調質裝置(03)以及收線裝 置(04)對應安裝在各安裝層(0211)內。
3、 根據權利要求2所述的半導體封裝用鍵合絲生產設備，其特徵 在於所述的清洗裝置(03121)包括有一盛裝清洗劑的容器，計量泵 將清洗劑經管道輸送到清洗槽，清洗槽上置有上下毛毯吸附清洗劑， 金屬絲在上下毛毯中間通過被清洗劑清潔，清洗槽設有清洗劑回流管 道。
4、 根據權利要求2所述的半導體封裝用鍵合絲生產設備，其特徵 在於所述的塗裝裝置(0316)包括有一盛裝塗裝劑的容器，計量泵將 塗裝劑經管道輸送到塗裝槽，塗裝槽上置有上下毛毯吸附塗裝劑，金 屬絲在上下毛毯中間通過被塗上塗裝物料。
5、 根據權利要求3或4所述的半導體封裝用鍵合絲生產設備設 備，其特徵在於所述退火裝置(0313)包括有一電加熱爐。
6、 根據權利琴求1所述的半導體封裝用鍵合絲生產設備，其特徵 在於所述烘爐(0315)包括有一催化爐(03151)，在催化爐(03151) 的一側設有一風機，在催化爐(03151)內還裝有催化劑。
7、 根據權利要求2所述的半導體封裝用鍵合絲生產設備，其特徵 在於所述拉絲組件(022)包括有第一塔輪(0221)、主模架(0222)、 第二塔輪(0223)以及引線輪組(0224)，主模架(0222)上裝有拉 絲模具，第一塔輪(0221)和第二塔輪(0223)分別位於主模架(0222) 兩側，所述從放線裝置(01)出來的金屬線進入到拉絲組件(022) 進行拉絲。
8、 根據權利要求2所述的半導體封裝用鍵合絲生產設備，其特徵 在於所述安裝層(0211)內還設有收線軸(02111)，收線軸(02111) 上裝有用於收集成線的盛線盤(或稱線軸)，所述引線輪組(0224)位 於第二塔輪(0223)與收線軸(02111)之間。
9、 根據權利要求7所述的半導體封裝用鍵合絲生產設備，其 特徵在於所述第一塔輪(0221)和第二塔輪(0223)分別設有從內往 外直徑逐漸變大拉絲槽(0226)，所述主模架(0222)上對應上述各 拉絲槽(0226)從內往外設有多組安裝槽(02261)，各安裝槽(02261) 內裝有拉絲模具，拉絲模具的孔徑從內往外逐漸變小。
10、 根據權利要求8所述的半導體封裝用鍵合絲生產設備，其特徵 在於所述安裝層(0211)靠近第一塔輪(0221) —端設有進線孔(0214) 和用於保持進線張力的進線夾模，以及用於導引線的導線管(0216)， 導線管(0216)與進線夾模分別位於進線孔(0214)兩側，導線管(0216) 一端正對著進線孔(0214)，導線管(0216)另一端位於所述第一塔 輪(0221)上方。
專利摘要本實用新型公開了半導體封裝用鍵合絲生產設備，它包括放線裝置，其內部的金屬線經導引機構送至拉絲機；拉絲機，其設置在放線裝置出線端的一側，包括有拉絲組件，從放線裝置的導引機構導引出來的金屬線連接到可以將其外徑逐慚拉小的拉絲組件；調質裝置，其設置在拉絲機出線端的一側，其包括有送線裝置、清洗塗裝裝置和退火裝置以及烘爐，從拉絲機出來的符合規格的細金屬線通過送線裝置送到清洗裝置，清潔後的金屬線進入退火裝置進行退火，退火後的金屬線進入到塗裝裝置進行塗裝，塗裝後的金屬線再進入到烘爐烘乾，再來到冷卻裝置進行冷卻；收線裝置，設有用於收集成線的盛線盤，盛線盤連接有驅動裝置並由其驅動。
文檔編號B21C1/00GK201191538SQ20082004727
公開日2009年2月4日 申請日期2008年4月28日 優先權日2008年4月28日
發明者毅 袁 申請人:毅 袁