自適應夾具寬度調節裝置的製作方法

2023-07-30 08:02:11 1

專利名稱：自適應夾具寬度調節裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種自適應夾具寬度調節裝置。特別地，本發明涉及一種適於在半導 體集成電路的處理過程中夾持一系列引線框帶的夾具。
背景技術：
半導體集成電路的製造正在專門朝向於表面裝配技術發展，其中，集成電路以封 裝形式形成然後被分成單個的裝置。這些封裝的示例是球柵陣列(BGA)和晶片尺寸封裝 (CSP)。這些集成電路通常形成在引線框或者襯底上。例如，引線框/襯底是帶狀的並且寬 度可以在大約25-80mm之間、而長度在大約140_270mm之間變化。通常在傳送這些封裝之前對其進行測試和雷射標記，這些機器通常是自動的，它 們一個小時處理數千個封裝或者帶。對於處理一系列半導體封裝的機器，處理器和與其相 關聯的夾具必須適應一系列寬度的引線框，封裝可拆卸地安裝在所述引線框上。目前，一些 機器供應商提供了用於每種封裝類型和/或引線框/襯底的更換工具包；當機器被配置為 處理特定封裝和/或引線框時，機器的處理器裝備有具有與特定封裝和/或引線框相關聯 的夾具單元的更換工具包。使用更換工具包更換處理器的缺陷在於需要花費人工和時間來 執行更換。人的幹預可能引入更換所伴隨的誤差。在一種方法中，轉讓給富士機器製造有限公司的專利號為6，958，917的美國專利 描述了一種脆性襯底夾持裝置。夾持裝置具有接收構件和活動構件的接觸部分，活動構件 由諸如橡膠等可彈性變形材料製成。夾持裝置還可以具有減速裝置。因此，可以看出存在對於在製造過程中自適應地夾持或者夾住集成電路封裝的引 線框/襯底的簡單而穩健的裝置的需要。優選地，夾具裝置是自動的且無需人的幹預。圖1示出了傳統的雷射標記機5。如圖1所示，類似於在授予本受讓人的專利號為 7，155，299的美國專利中所說明的雷射標記機，雷射標記機5包括輸入取放處理器10，其可 以在Y方向上操作以每次從輸入存儲箱20中拾取一個集成電路(IC)封裝W帶。每個IC 封裝W然後被移動到傳送機30的輸入臺40上。用於夾持IC封裝以使其沿著傳送機30移 動的夾持裝置42位於輸入臺40處。如圖1所示，傳送機30包括三段，即，輸入軌道32、標 記軌道34和輸出軌道36。沿著標記軌道34的是標記前檢驗臺50、雷射標記臺52和標記後檢驗臺M。然後 將處理後的IC封裝W轉移到輸出軌道36上的輸出臺60上。在輸出臺70處的是輸出取放 處理器80，輸出取放處理器80可以操作以將處理後的IC封裝W移動到輸出存儲箱70。

發明內容
下文給出簡略概要以提供對本發明的基本理解。這個概要不是本發明的廣泛概 述，並非旨在確定本發明的關鍵特徵。相反地，其將以歸納的形式呈現本發明的一些創造性 概念，作為隨後的詳細描述的開端。本發明試圖提供一種用於集成電路處理機器的新的隨行工具臺(pallet)。隨行工具臺包括襯底夾具，襯底夾具具有自適應夾具寬度調節或設定裝置以夾持具有一系列寬度 的襯底。在一個實施例中，本發明提供了自適應夾具寬度設定裝置。所述裝置包括行進部 件和固定部件。行進部件包括固定夾具部分、可調夾具部分和用於調節固定夾具部分和可 調夾具部分之間的距離的旋轉螺杆，其中旋轉螺杆能夠通過連接於其上的從動輪來操作。 固定部件包括底板和安裝在底板上的電動機，其中驅動輪連接到電動機軸上。當要調節或 設定夾具寬度以適應工件時，行進部件被移動成對準在固定部件上方，並且底板被提升以 使得驅動輪與從動輪相接合，而且固定夾具部分和活動夾具部分之間的距離是通過根據工 件的寬度控制電動機來可操作地調節的。在另一個實施例中，本發明提供了包括自適應夾具寬度設定裝置的集成電路處理 機器。處理機器包括雷射標記機和/或測試機。


將參照附圖通過本發明的非限定性實施例描述本發明，其中圖1以框示了用於在半導體集成電路封裝製造中使用的典型雷射標記機；圖2以框圖示出了包括根據本發明實施例的自適應夾具寬度調節裝置的雷射標 記機；圖3示出了圖2中示出的自適應夾具寬度調節裝置的行進部件的立體圖；圖4示出了圖2中示出的自適應夾具寬度調節裝置的固定部件的立體圖；以及圖5A示出了行進部件與固定部件接合時自適應夾具寬度調節裝置的側向剖視 圖；以及圖5B示出了自適應夾具寬度調節裝置的驅動和制動機構的平面圖。
具體實施例方式現在將參照附圖描述本發明的一個或者多個特定以及可選的實施例。但是，對本 領域技術人員顯而易見的是，可以實現本發明而不需要這些特定的細節。一些細節可能不 會被詳細地描述從而不會使得發明不清楚。為了易於參考，當參照附圖中共有的相同或者 相似的特徵時，將在附圖中始終使用共同的附圖標記或者數字序列。圖2以功能框示出了雷射標記機100，其包括了在根據本發明的實施例的集成電 路封裝處理機器中使用的自適應夾具寬度調節或設定裝置200。如圖2所示，除了現在有並 列的兩個傳送機30a以外，機器100在功能上類似於之前的機器5。每個傳送機30a承載自 適應夾具寬度調節裝置200的活動或者行進部件210。沿著傳送機30a存在六個臺或者部 位。如在圖2中看到的，在每個傳送機30a左手側的是輸入臺40。在該輸入臺左側的是夾 具寬度轉換臺40a，而在最右側的是輸出臺60。在輸入臺和輸出臺中間的是標記前檢驗臺 50、雷射標記臺52和標記後檢驗臺M。為了使自適應夾具寬度調節裝置200在臺與臺之間 移動，每個傳送機30a具有電動機90和線性驅動器。在其他的實施例中，使用了其他類型 的電動機90和關聯的位置反饋裝置。例如，電動機90可以是伺服電動機；電動機90可以 與用於誤差檢測和校正的線性式編碼器聯接。電動機90可以是與線性式和/或旋轉編碼 器聯接的步進電動機。在另一個實施例中，電動機90是與線性式和/或旋轉編碼器聯接的直流或者交流電動機。在又一個實施例中，電動機90是線性電動機。圖3示出了根據本發明的實施例的行進部件210的立體圖。如圖3所示，行進部 件210包括可調夾具部分220b和相對於傳送機110的縱向軸線固定的夾具部分220a。可 調夾具部分220b安裝在一對線性導向件222上，以使得可調夾具部分220b與固定夾具部 分220a互相平行而它們之間的距離適應於待穩固在它們之間的IC封裝或者帶W的寬度。 如圖3所示，夾具220a、220b的兩端中的每一個均具有L形臂224。L形臂224的一端被連 接以可操作地打開每一個夾具220a、220b的夾鉗221，而其自由端具有輥子228。在行進部 件210的每一端上的輥子228的下側被布置為落在與設置在輸入臺40中的致動板P對應 的水平面內，以使得通過提升致動板P，輥子2 被手動地向上旋轉，從而打開關聯的夾緊 夾鉗221。以相同的方法，可以操作輸出臺60中類似的致動板P以打開夾緊夾鉗221。每 個夾鉗221由彈性構件(圖3中未示出)偏壓以抵靠關聯的支撐杆221a，支撐杆221a相對 於行進部件210固定。在一個實施例中，彈性構件是拉力彈簧。在另一個實施例中，彈性構 件是壓縮彈簧。在又一個實施例中，彈性構件是扭力彈簧。參照圖3、圖5A和圖5B，可調夾具部分220b能夠通過旋轉螺杆螺母組件230移動。 導螺杆230a的兩端分別由軸承231支撐，而螺母230b固定地聯結到線性導向件222上。 如在圖5B中看到的，與固定夾具220a同側的旋轉螺杆230a的一端具有從動齒輪232。制 動杆240被安裝在旋轉螺杆230a的所述一端和齒輪232的近側(near side)上。制動杆 240被設置為使得摩擦盤242被偏置地設置在制動杆240和從動齒輪232的近側之間。制 動杆240的一端具有凸輪從動件M4，而相對端繞著銷246樞轉。在凸輪從動件244和樞轉 銷246之間的中間位置處，制動杆240被壓縮彈簧248對著摩擦盤242偏壓。在一個實施 例中，旋轉螺杆^BOa是導螺杆。在另一個實施例中，旋轉螺杆^BOa是滾珠螺杆。自適應夾具寬度調節裝置200的固定或者驅動部件310設置在傳送機110的夾具 寬度轉換臺40a中。如圖4所示，固定或者驅動部件310安裝在底板312上。藉助於線性 致動器314和線性導向件315可以操作底板312以使底板312從原位置或縮進位置移動到 轉換或伸出位置。兩個軸承單元322安裝在底板312上，獨立的兩個驅動齒輪3M及它們 關聯的軸3 可以通過軸承單元322旋轉。具有同軸的兩個輸出軸326的電動機320聯接 到相應傳動齒輪3 上以使得電動機320、輸出軸3 和傳動齒輪3 形成與行進部件210 上的旋轉螺杆230a的縱向軸線平行的共同縱向軸線。當夾具調節裝置200被移動進入夾 具寬度轉換臺40a中時，每個傳動齒輪3M大致上在行進部件210上的相配合的從動齒輪 232下方；當通過致動器314將底板312提升到其伸出位置時，驅動齒輪3 和從動齒輪232 的齒嚙合。同時，制動杆240上的凸輪從動件244在位於自適應夾具寬度調節裝置200的 驅動部件310上的釋放凸輪330的凸輪面330S上移動，以使得施加在摩擦墊242上的壓力 被釋放，然後電動機320能夠被操作以轉動齒輪232、324，從而可操作地調節可調夾具部分 220b和固定夾具部分220a之間的距離以適應具有不同寬度的另一種IC封裝W。本發明的優點是可以操作自適應夾具寬度調節裝置200的行進部件210在各個傳 送機Iio上行進，而不需要在行進部件上安裝電動機。這意味著行進部件210的質量和慣 量較小，並且這使得對於傳送機110來說能夠使用更小的驅動電動機90。另外，用於打開自 適應夾具寬度調節裝置200的夾鉗的致動板P僅需要被設置在與各個傳送機110關聯的輸 入臺40和輸出臺60處。通過本發明，當與已知的裝置相比時，活動部件210的質量和慣量至少要減輕電動機和致動板的質量和慣量。另外，不需要在行進部件210上為電動機提供 柔性電纜承載器和電纜。本發明的另一個優點是驅動部件310使用一個電動機320來驅動兩個齒輪324。 通過本發明，兩個傳送機110可以並行地工作，減少了 IC封裝處理機器的任何空閒時間；結 果是，提高了機器的生產量(以每小時處理的單元來表示)和生產率。在自適應夾具寬度調節裝置200的另一個實施例中，驅動齒輪3M和從動齒輪232 由相配合的摩擦輪構成。在一個實施例中，摩擦輪是由諸如彈性體等防滑的材料製成的。在 另一實施例中，摩擦輪是由固體材料製成的，但接觸表面塗覆有防滑材料或者由防滑材料 覆蓋。在另一實施例中，摩擦輪在接觸表面上具有防滑帶。在又一個實施例中，僅一個摩擦 輪具有這種防滑塗層、表面或者帶。摩擦制動(friction brake)的其他實施例也是可行的。例如，在一個實施例中， 拉力彈簧代替壓縮彈簧而使用。在另一個實施例中，可以使用能夠在樞轉銷246上操作的 扭力彈簧。雖然已經描述和解釋了特定的實施例，但是應當理解的是可以對本發明做出多種 改變、改進和變型及其組合而不偏離本發明的範圍。例如，雖然描述的是雷射標記機，但是 本發明的原理可以使用在IC帶測試機中。另外，IC帶測試機可以與雷射標記機集成。在 另一個示例中，可以使用導螺杆來代替滾珠螺杆，反之亦然。在又一個實施例中，線性驅動 器可以由帶和帶輪驅動器或者線性電動機構成。
權利要求
1.一種自適應夾具寬度調節或設定裝置，包括行進部件，其包括固定夾具部分、可調夾具部分和用於調節所述固定夾具部分和所述 可調夾具部分之間的距離的旋轉螺杆，所述旋轉螺杆能夠通過連接於其上的從動輪來操 作；和固定部件，其包括底板和安裝在所述底板上的電動機，驅動輪連接到電動機軸上； 其中，當要調節夾具寬度以適應工件時，所述行進部件被移動成對準在所述固定部件 上方，並且所述底板被提升以使得所述驅動輪與所述從動輪相接合，且所述固定夾具部分 和活動夾具部分之間的距離是通過根據所述工件的寬度控制所述電動機來可操作地調節 的。
2.根據權利要求1所述的裝置，進一步包括可操作地偏壓所述從動輪的端面的制動杆。
3.根據權利要求2所述的裝置，進一步包括設置在所述制動杆和所述從動輪之間的摩擦盤。
4.根據權利要求2或3所述的裝置，其中所述制動杆的一端繞著銷樞轉而相對端包括 凸輪從動件。
5.根據權利要求4所述的裝置，其中所述底板進一步包括釋放凸輪，所述釋放凸輪具 有能夠與所述凸輪從動件協作以釋放所述從動輪上的摩擦制動的凸輪面。
6.根據前述任一項權利要求所述的裝置，其中所述驅動輪和所述從動輪是齒輪。
7.根據權利要求1-5中任一項所述的裝置，其中所述驅動輪或者所述從動輪是摩擦輪。
8.根據前述任一項權利要求所述的裝置，其中所述行進部件的所述旋轉螺杆是導螺杆。
9.根據權利要求1-7中任一項所述的裝置，其中所述行進部件的所述旋轉螺杆是滾珠 螺杆。
10.根據前述任一項權利要求所述的裝置，其中所述行進部件能夠通過線性驅動器來 操作。
11.根據權利要求10所述的裝置，其中所述線性驅動器包括聯接到下列任一個上的電 動機導螺杆；滾珠螺杆；或者帶和帶輪。
12.根據權利要求11所述的裝置，其中所述電動機從下列中選擇出伺服電動機、步進 電動機、直流電動機或者交流電動機。
13.根據權利要求10所述的裝置，其中所述線性驅動器是線性電動機。
14.根據權利要求10-13中任一項所述的裝置，其中所述線性驅動器還與線性式和/或 旋轉式編碼器聯接。
15.一種集成電路處理機器，包括根據權利要求1-14中任一項所述的自適應夾具寬度設定裝置。
16.根據權利要求15所述的處理機器，包括IC封裝雷射標記機和/或IC封裝測試機。
全文摘要
本發明描述了一種在集成電路封裝處理機器中使用的自適應夾具寬度調節裝置(200)。所述裝置(200)包括行進部件(210)和固定部件(310)。所述行進部件(210)承載具有可調節寬度的夾具(220a、220b)和能夠由從動輪(232)操作以用於這種調節的旋轉螺杆(230a)。安裝在底板(312)上的固定部件(310)包括電動機(320)和連接到電動機軸上的驅動輪(324)。當所述裝置(200)處於夾具寬度轉換臺(40a)中時，行進部件(210)對準在固定部件(310)上方，以使得當底板(312)被提升並且驅動輪(324)與從動輪(232)相接合時，夾具寬度能夠通過電動機(320)根據工件(W)的寬度被可操作地調節。
文檔編號H05K7/14GK102067297SQ200980122943
公開日2011年5月18日 申請日期2009年6月18日 優先權日2008年6月18日
發明者張祥寶, 莫德錦, 鄺金文, 黃少華 申請人:綜合製造科技有限公司