油墨蓋印的方法及裝置與流程

2024-02-28 00:36:15 1

本發明涉及油墨蓋印的方法及裝置。更具體地說，本發明涉及油墨蓋印時油墨稀釋劑自動補償及混合的方法及裝置。

背景技術：

於半導體組件的製造過程中，通常會於半導體組件的封裝膠體的表面上上進行蓋印以便於對半導體組件進行一識別。而隨著半導體製程的演進，半導體組件的尺寸隨之縮小，因此蓋印技術上亦面臨許多挑戰。尤其在半導體組件的大量且快速製造的需求下，精確、清晰且高效率的蓋印技術系成為半導體組件製造中不可忽視的一個環節。

技術實現要素：

本發明的一方面系有關一種油墨蓋印的方法，在一實施例中，該方法包含：蓋印油墨於多個工件的表面；由一控制模塊接收一第一信號；及該控制模塊響應於該第一信號進行以下操作：暫停蓋印油墨；添加一第一量的稀釋劑於該油墨中；攪拌該油墨使該第一量的該稀釋劑均勻混合於該油墨中；及進行蓋印油墨。

本發明的另一方面系有關一種用於油墨蓋印的裝置，在一實施例中，該裝置包含一控制模塊、一處理機構、一蓋印頭機構、一稀釋劑儲存槽及一稀釋劑流量控制裝置。該處理機構用以承載及輸送及多個工件，該處理機構連接該控制模塊，且接受該控制模塊的控制。該蓋印頭機構包含一油墨盤、一趕墨架及一膠頭座。該蓋印頭機構連接該控制模塊，且接受該控制模塊的控制。該油墨盤用以容納一油墨，該趕墨架用以趕出該油墨。該膠頭座具有多個膠頭，該等膠頭用以沾附該油墨，且將該油墨印至該處理機構上的該等工件。該稀釋劑儲存槽用以儲存一稀釋劑，且該稀釋劑儲存槽利用一管路添加該稀釋劑至該油墨盤。該稀釋劑流量控制裝置連接該控制模塊，且接受該控制模塊的控制以控制該稀釋劑添加至該油墨盤的量。

附圖說明

圖1說明根據本發明一實施例的一種用於油墨蓋印的裝置的立體示意圖。

圖2說明圖1的用於油墨蓋印的裝置的系統圖。

圖3說明本發明的用於油墨蓋印的裝置的另一實施例的系統圖。

圖4說明圖1的蓋印頭機構的放大示意圖。

圖5說明圖1的用於油墨蓋印的裝置的前視示意圖。

圖6說明圖1的用於油墨蓋印的裝置的作動示意圖。

圖7說明根據本發明另一實施例的用於油墨蓋印的裝置的作動示意圖。

圖8說明根據本發明一實施例的油墨蓋印的方法的流程示意圖。

具體實施方式

圖1說明根據本發明一實施例的一種用於油墨蓋印的裝置1的立體示意圖。圖2說明圖1的用於油墨蓋印的裝置的系統圖。該裝置1包含一控制模塊(Control Module)10、一處理機構(Handler)12、一蓋印頭機構13、一稀釋劑儲存槽14、一稀釋劑流量控制裝置15、一管路16及一檢測機構17。該控制模塊10可為一單一可程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)，由其發送控制信號至位於該稀釋劑流量控制裝置15中的一稀釋劑流量控制器151、位於該蓋印頭機構13中的一蓋印頭控制器139及位於該處理機構12中的一處理控制器121。該稀釋劑流量控制器151、該蓋印頭控制器139及該處理控制器121可以是可程序邏輯控制器。或者，該控制模塊10亦可由位於該稀釋劑流量控制裝置15中的稀釋劑流量控制器151、位於該蓋印頭機構13中的蓋印頭控制器139及位於該處理機構12中的處理控制器121所組成。

圖3說明本發明的用於油墨蓋印的裝置1a的另一實施例的系統圖。本實施例的裝置1a與圖2的裝置1大致相同，其不同處如下所述。在本實施例的裝置1a中，該控制模塊10(圖2)可以是位於該處理機構12中的處理控制器121(亦即，該處理控制器121取代該控制模塊10)，由其發送控制信號至位於該稀釋劑流量控制裝置15中的稀釋劑流量控制器151及位於該蓋印頭機構13中的蓋印頭控制器139。

請再參考圖1及圖2，該處理機構12用以承載及輸送及多個工件18(例如：半導體封裝組件)，該處理機構12連接(例如：電性連接)該控制模塊10，且接受該控制模塊10的控制。在一實施例中，該處理機構12包含一處理控制器(Handling Controller)121，用以接受該控制模塊10的控制，以控制該處理機構12的作動。或者，該處理控制器121本身即為該控制模塊10(如圖3所示)。或者，該處理控制器121系位於該處理機構12的外，但仍控制該處理機構12的作動。

該蓋印頭機構13位於該處理機構12上方，且包含一油墨盤131、一趕墨架132、一膠頭座133、一刮刀134及一刻板135。該蓋印頭機構13連接(例如：電性連接)該控制模塊10(或該處理控制器121)，且接受該控制模塊10(或該處理控制器121)的控制。在一實施例中，該蓋印頭機構13包含一蓋印頭控制器139，用以接受該控制模塊10(或該處理控制器121)的控制，以控制該蓋印頭機構13的作動。或者，該蓋印頭控制器139系位於該蓋印頭機構13之外，但仍控制該蓋印頭機構13的作動。該油墨盤131用以容納一油墨19。該趕墨架132係為一柵欄型式，用以趕出及/或攪拌該油墨19。該膠頭座133具有多個膠頭1331，該等膠頭1331用以沾附該油墨19，且將該油墨19印至該處理機構12上的該等工件18。該刻板135的一表面具有多個刻痕圖案135a，用以容納部分該油墨19。該刮刀134係為一片體，用以刮除位於該刻板135的表面上的油墨。

該稀釋劑儲存槽14用以儲存一稀釋劑，且該稀釋劑儲存槽14利用該管路16添加該稀釋劑至該油墨盤131。在本實施例中，該稀釋劑儲存槽14係為一點滴瓶的態樣，且位於一固設於該處理機構12的架體上。該管路16系連接至該稀釋劑儲存槽14的下方。可以理解的是，該稀釋劑儲存槽14也可以是一容置槽的態樣，其位於該處理機構12內。

該稀釋劑流量控制裝置15連接(例如：電性連接)該控制模塊10(或該處理控制器121)，且接受該控制模塊10(或該處理控制器121)的控制以控制該稀釋劑添加至該油墨盤131的量。在一實施例中，該稀釋劑流量控制裝置15包含一稀釋劑流量控制器151，用以接受該控制模塊10(或該處理控制器121)的控制，以控制該稀釋劑流量控制裝置15的作動。或者，該稀釋劑流量控制器151系位於該稀釋劑流量控制裝置15之外，但仍控制該稀釋劑流量控制裝置15的作動。在本實施例中，該稀釋劑流量控制裝置15系位於位於一固設於該處理機構12的平臺上。可以理解的是，該稀釋劑流量控制裝置15也可以整合至該處理機構12或該蓋印頭機構13內。該稀釋劑儲存槽14系利用該管路16連通至該稀釋劑流量控制裝置15。

在本實施例中，該蓋印頭機構13更包含一攪拌結構20，用以進行自動攪拌該油墨19，使該稀釋劑均勻混合於該油墨19中。該攪拌結構20受該蓋印頭控制器139的控制，且其型式不拘，只要可執行攪拌作業即可。在一實施例中，該攪拌結構20包含一擺動機構及該趕墨架132，該趕墨架132系連接至該擺動機構，該擺動機構受該蓋印頭控制器139的控制而帶動該趕墨架132的下端在該油墨中進行攪拌。

如圖1及圖2所示，該裝置1更包括一噴嘴頭136，該噴嘴頭136可位於該油墨盤131的容納油墨的一區域(例如圖4的第二區131b)或鄰設於該油墨盤131，用以將該稀釋劑噴至該油墨盤131的第二區131b，其中較佳系將該稀釋劑噴至該油墨盤131的第二區131b的中央位置，使後續經攪拌後的油墨更加均勻。在本實施例中，該噴嘴頭136系利用一固定座137而固設於該油墨盤131上緣。該管路16系連通該噴嘴頭136及該稀釋劑流量控制裝置15，該稀釋劑系經由該噴嘴頭136添加至該油墨盤131，且該噴嘴頭136接受該稀釋劑流量控制裝置15的控制以控制該稀釋劑添加至該油墨盤131的量。於一實施例中，該稀釋劑流量控制裝置15系藉由一電磁閥152控制該稀釋劑添加至該油墨盤131的量。

如圖1所示，該裝置1更包括一檢測機構17，該檢測機構17監控蓋印於該等工件上油墨的圖案的質量(Quality)。於一實施例中，該檢測機構17系一自動光學監測(Auto Optical Inspection,AOI)系統。在本實施例中，該檢測機構17系位於該處理機構12上工件18的動作路徑上方。然而可以理解的是，該檢測機構17也可以位於該處理機構12之外。

圖4說明圖1的蓋印頭機構的放大示意圖。該油墨盤131包含一第一區131a及一第二區131b。該刻板135位於該油墨盤131的第一區131a，該刻板135的一表面具有該等刻痕圖案135a。該油墨盤131系用以容納該油墨19，該油墨19系位於該油墨盤131的第二區131b，該稀釋劑系添加至該油墨盤131的第二區內131b的油墨19中。該趕墨架132系用以趕出及/或攪拌位於該油墨盤131的第二區內131b的油墨19及該稀釋劑。該第二區131b具有一斜坡138，用以頂抵該趕墨架132，使得該趕墨架132可被動地略微上移，而將稀釋後的油墨19趕至位於該油墨盤131的第一區131a的該刻板135上。該刮刀134則系用以刮除該刻板135的該表面的油墨19，使得該油墨19僅位於該刻痕圖案135a內。

圖5說明圖1的用於油墨蓋印的裝置的前視示意圖。同時參考圖4及圖5，該膠頭座133可下降以使其上的該等膠頭131沾附位於該刻板135的刻痕圖案135a內的油墨19。沾附後，該膠頭座133可上升以離開該位於該油墨盤131的該刻板135。此外，如圖5所示，該噴嘴頭136系安裝於該油墨盤131的上緣並與該管路16連接。

圖6說明圖1的用於油墨蓋印的裝置的作動示意圖。在本實施例中，該油墨盤131可左右移動。首先，將該油墨19塗布於該刻板135上，此步驟詳述如下：將該刮刀134逆時針旋轉10度抬起，接著將該油墨盤131由右向左移動，以帶動該刮刀134後方的趕墨架132，此時該趕墨架132會因頂抵著該斜坡138(圖4)而沿著該斜坡138被動地略微上移，進而接觸該刻板135上表面。隨著該油墨盤131的持續向左移動，該趕墨架132持續將該油墨槽131第二區131b內的油墨19由左向右撥動塗布在置於該油墨盤131第一區131a中的該刻板135上表面。接著，該刮刀134順時針旋轉10度以重新下壓於該刻板135以完成油墨塗布(此時該刮刀134的下端及該趕墨架132的下端皆接觸該刻板135上表面最右側)。之後，將該油墨盤131由左向右移動，該刮刀134及該趕墨架132同時將該刻板135上表面的油墨19刮除，而保留在該刻板135的刻痕圖案135a內的油墨。

接著，該膠頭座133下降以使其上的該等膠頭1331於該油墨盤131中沾附油墨19(亦即，沾附位於該刻板135的刻痕圖案135a內的油墨)，沾附後該膠頭座133上升以離開該油墨盤131。隨後，該油墨盤131由右向左移動以使該膠頭座133與工件18的間淨空，此時該刮刀134逆時針旋轉10度抬起。接著，該膠頭座133再向下將油墨19轉印到工件18。最後，該膠頭座133上升至起始點。

可以理解的是，由於該油墨盤131可左右移動，因此，該噴嘴頭136及該固定座137可能不設於該油墨盤131上緣，而改設於該蓋印頭機構13的其他位置上。

圖7說明根據本發明另一實施例的用於油墨蓋印的裝置的作動示意圖。本實施例的裝置1a與圖1至圖6所示的裝置1大致相同，其不同處如下所述。在本實施例中，該油墨盤131不可移動，且其不位於該工件18的正上方。此外，該膠頭座133可上下左右移動，且該刮刀134及該趕墨架132亦可左右移動。首先，將該油墨19塗布於該刻板135上，此步驟詳述如下：將該刮刀134逆時針旋轉10度抬起，接著，該刮刀134及該趕墨架132一起由左向右移動，此時該趕墨架132會因頂抵著該斜坡138(圖4)而沿著該斜坡138被動地略微上移，進而接觸該刻板135上表面。隨著該刮刀134及該趕墨架132的持續向右移動，該趕墨架132持續將該油墨槽131第二區131b內的油墨19由左向右撥動塗布在置於該油墨盤131第一區131a中的該刻板135上表面。接著，該刮刀134順時針旋轉10度以重新下壓於該刻板135以完成油墨塗布(此時該刮刀134的下端及該趕墨架132的下端皆接觸該刻板135上表面最右側)。之後，將該刮刀134及該趕墨架132由右向左移動，該刮刀134及該趕墨架132同時將該刻板135上表面的油墨19刮除，而保留在該刻板135的刻痕圖案135a內的油墨。

接著，該膠頭座133由右向左移動至該刻板135上方。接著，該膠頭座133下降以使其上的該等膠頭1331於該油墨盤131中沾附油墨19(亦即，沾附位於該刻板135的刻痕圖案135a內的油墨)，沾附後該膠頭座133上升以離開該油墨盤131。隨後，該膠頭座133由左向右移動至該工件18上方。接著，該膠頭座133再向下將油墨19轉印到工件18。最後，該膠頭座133上升至起始點。

圖8說明根據本發明一實施例的油墨蓋印的方法的流程示意圖。首先，步驟801系啟動該處理控制器121(或該控制模塊10(圖2))，以控制該油墨蓋印裝置1進行自動生產(步驟802)。該油墨蓋印裝置1的自動生產即為上述蓋印油墨19於多個工件18的表面的動作。接著，步驟803系該處理控制器121(或該控制模塊10)是否會接收到一第一信號；如果不會，則重回步驟802進行自動生產；如果會，則停機(步驟804)以進行油墨的自動稀釋作業。在本實施例中，於滿足下列四個條件的一時，該處理控制器121(或該控制模塊10)會接收該第一信號。

條件(1)：該油墨蓋印裝置1的生產時間達到預定(Predetermined)時間。由實驗結果可知，由於稀釋劑的揮發，每經過一小時，油墨盤131中的油墨19的濃度將增加濃度流速時間1秒。由於蓋印過程中油墨19的濃度必須維持在能夠達至一最佳蓋印質量的濃度，故可設定於該油墨蓋印裝置1生產達到一預定時間(例如：一個小時、一個半小時或兩個小時)即滿足一啟動條件並啟動該自動稀釋作業。因此，該處理控制器121(或該控制模塊10)會接收到一具有周期性的計時信號(即該第一信號)，其中該計時信號的一計時周期可為一定值(例如：一個小時、一個半小時或兩個小時)。然而由於油墨本身的質量會隨著累計使用時間的增加而降低，於另一實施例中，亦可設定一逐漸縮短的該計時周期，例如：於第一個兩小時期滿進行一次稀釋作業，接下來則間隔一小時進行一次稀釋作業；或是於第一個兩小時期滿進行一次稀釋作業，接下來隔一小時期滿後進行一次稀釋作業，接下來每半小時進行一次稀釋作業。上述計時周期可基於所使用的油墨種類而調整。

條件(2)：該油墨蓋印裝置1的生產數量達到一預定數量。由於油墨的質量會隨著蓋印的工件18的數量而漸漸變差，故每當該油墨蓋印裝置1累計蓋印該等工件18的生產數量達到一預定數量時(例如：150個或200個工件)，可設定為滿足一啟動條件並啟動該自動稀釋作業。此時，該處理控制器121(或該控制模塊10)會接收到一計數信號(即該第一信號)。

條件(3)：該油墨蓋印裝置1的空閒時間達到一預定時間。由於即使該裝置1閒置而並未進行油墨的蓋印，閒置的油墨中的稀釋劑仍會漸漸揮發，而導致油墨濃度過高，故可設定於該油墨蓋印裝置1每閒置一預定預定時間(例如：一個小時、一個半小時或兩個小時)即滿足一啟動條件並啟動該自動稀釋作業。此時，該處理控制器121(或該控制模塊10)會接收到一計時信號(即該第一信號)。

條件(4)：一油墨濃度偵測器偵測到油墨濃度高於一預定值。在一實施例中，可增設一油墨濃度偵測器以實時監控油墨濃度。不論該裝置1是否在進行油墨的蓋印，只要當該油墨濃度偵測器偵測到油墨濃度高於一預定值即滿足一啟動條件並啟動該自動稀釋作業。此時，該處理控制器121(或該控制模塊10)會接收到一濃度信號(即該第一信號)。

當該處理控制器121(或該控制模塊10)於上述條件(1)-(4)的任一條件下接收到該第一信號時，該處理控制器121(或該控制模塊10)響應於該第一信號進行以下操作。步驟804系停機，亦即，該處理控制器121(或該控制模塊10)控制該油墨蓋印裝置1暫停蓋印油墨。也就是，停止該處理機構12及該蓋印頭機構13。接著，步驟805系利用該稀釋劑流量控制裝置15添加稀釋劑於位於該油墨盤131第二區131b內的該油墨19中。此時，所添加的稀釋劑的劑量為一第一量。由實驗結果可知，添加10ml稀釋劑會使得油墨的濃度流速時間減少1秒，因此，在本實施例中，該第一量設定為10ml。添加稀釋劑的方式為利用上述稀釋劑流量控制裝置15將位於該稀釋劑儲存槽14的稀釋劑經由該管路16及該噴嘴頭136添加至該油墨盤131的第二區內131b的油墨19中(圖4)。該稀釋劑流量控制裝置15中可具有多組不同參數以因應不同油墨的種類以調整該第一量。接著，步驟806系通知該蓋印頭控制器139以利用一攪拌結構20進行自動攪拌該油墨，使該第一量的該稀釋劑均勻混合於該油墨中。該攪拌結構20受該蓋印頭控制器139的控制，且其型式不拘，只要可執行攪拌作業即可。在本實施例中，該攪拌結構20包含一擺動機構及該趕墨架132，該趕墨架132系連接至該擺動機構，該擺動機構受該蓋印頭控制器139的控制而帶動該趕墨架132的下端在該油墨中進行攪拌。除上述條件(1)-(3)的任一條件之外，於另一實施例中，亦可由一手動開關提供該第一信號至該處理控制器121(或該控制模塊10)，以進行上述添加稀釋劑的動作。

接著，步驟807系測試蓋印一假片。步驟808系檢測該假片的質量，藉由確認蓋印該假片的質量以確認該油墨的濃度。此檢測步驟可由該檢測機構17自動進行或由人工進行。若蓋印該假片的質量合格，則重回步驟802進行自動生產，亦即，進行蓋印油墨於工件18。倘若該假片的質量不合格(油墨濃度過高)，則由該檢測機構17或由操作員發出一第二信號至該處理控制器121(或該控制模塊10)。該第二信號可以由該檢測機構17自動發出，或由操作員利用一手動開關發出。該處理控制器121(或該控制模塊10)響應於該第二信號進行以下操作。

重新回到步驟804的停機步驟，亦即，該處理控制器121(或該控制模塊10)控制該油墨蓋印裝置1暫停蓋印油墨。也就是，停止該處理機構12及該蓋印頭機構13。接著，步驟805系利用該稀釋劑流量控制裝置15添加稀釋劑於該油墨19中。此時，所添加的稀釋劑的劑量為一第二量。該第二量系與該第一量系相同或不同。添加稀釋劑的方式為利用上述稀釋劑流量控制裝置15將位於該稀釋劑儲存槽14的稀釋劑經由該管路16及該噴嘴頭136添加至該油墨盤131的第二區內131b的油墨19中(圖4)。接著，步驟806系通知該蓋印頭控制器139以利用該攪拌結構20進行自動攪拌該油墨，使該第二量的該稀釋劑均勻混合於該油墨中。接著，步驟807系測試蓋印一假片。步驟808系檢測該假片的質量，若蓋印該假片的質量合格，則重回步驟802進行自動生產。

本發明的油墨蓋印的方法及裝置，由於其可自動補償及混合稀釋劑，因此可確保油墨蓋印過程中油墨的濃度，進而可達到最佳的蓋印質量。此外，該稀釋劑的補償及混合可經由自動化來完成，亦即，可改善習知以人工方式進行稀釋作業而耗費過多時間的問題，採用本發明的油墨蓋印的方法及裝置可節省作業時間，提高生產效能，而且可減少人力的配置。

如本文中所使用且不另外定義，術語「大致」、「實質上」及「約」用於描述並考慮較小變化。當與事件或情形結合使用時，該術語可係指其中事件或情形明確發生的情況以及其中事件或情形極近似於發生的情況。舉例而言，該術語可係指小於或等於±10％，如小於或等於±5％、小於或等於±4％、小於或等於±3％、小於或等於±2％、小於或等於±1％、小於或等於±0.5％、小於或等於±0.1％或小於或等於±0.05％。

另外，有時在本文中按範圍格式呈現量、比率及其他數值。應理解，此類範圍格式是為了便利及簡潔起見而使用，且應靈活地理解，不僅包括明確地指定為範圍限制的數值，而且包括涵蓋於該範圍內的所有個別數值或子範圍，如同明確地指定每一數值及子範圍一般。

雖然已參考本發明的特定實施例描述並說明本發明，但此等描述及說明並不限制本發明。熟習此項技術者應理解，在不脫離如所申請專利範圍界定的本發明的真實精神及範圍的情況下，可做出各種改變且可用等效物替代。圖示可能未必按比例繪製。歸因於製造製程及容限，本發明中的藝術再現與實際設備的間可存在區別。可存在並未特定說明的本發明的其他實施例。應將本說明書及圖式視為說明性的而非限制性的。可做出修改，以使特定情況、材料、物質組成、方法或製程適應於本發明的目標、精神及範圍。所有此類修改都意欲屬於在此申請專利範圍的範圍內。雖然本文揭示的方法已參考按特定次序執行的特定操作加以描述，但應理解，可在不脫離本發明的教示的情況下組合、細分或重新排序這些操作以形成等效方法。因此，除非本文中特別指示，否則操作的次序及分組並非本發明的限制。