Устройство для присоединения кристаллов Советский патент 1980 года по МПК H01L21/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИСОЕДИНЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ

1

Изобретение относится к производству полупроводниковых приборов, в частности к технологическому обору ; дованию, предназначенному для сборки полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

Известно устройство для монтажа полупроводниковых приборов, содержащее механизм нагружения, который обеспечивает ступенчатое регулирование усилия нагружения сварочной головки с инструментом при сварке кристалла с подложкой. Сварочная головка, кроме операции присоединения, выполняет функции питателя, который осуществляет захват, перенос и посадку кристалла. При этом, в момент захвата и посадки свароч- ной головкой кристалла давление нэ поверхность его остается постоянным. Усилие нагружения прикладывается только в процессе присоединения кристалла к подложке. Это усилие создается механизмом нагружения рычажно-кулачкового типа, содержащим два качающихся рычага,первый из которых одним плечом взаимодействует с кулачком привода перемещения и несет на себе подвижный упор, управляемый по заданной программе и передающий усилие .на вто- рой рычаг, кинематически связанный ,со сварочной головкой и передающийусилие последней .

5 Недостатком этого устройства является отсутствие регулировки усилия в момент захвата кристалла из загрузочного устройства и при посадке кристалла на сварочный столик

О на позиции присоединения, что при:водит к лому кристаллов, появлению :сколов и микротрещин, а также к де формации и механическим повреждениям напыленных контактных площадок на

tS кристалле микросхемы.

Известно также устройство для присоединения выводов модуля, которое производит съем, перенос и посадку отрезанного короткозамкнуто20 :го,модуля на позицию присоединения; Устройство содержит вакуумный захват, установленный на каретке вертикального хода, расположенной на каретке горизонтального хода. Перемещение и

25 нагружение вакуумного захвата осуществляется через рычажную систему от пневмопривода, управляемого электромагнитным клапаном 2,

Известное устройство об/галает рядом недостатков, которые чаключаютв том., что отсутствует регулировка величины нагружения вакуумного захвта при съеме модуля и посадке его н позиции присоединения, что приводит к деформации выводов модуля рабочей .поверхностью вакуумного захвата и механическим повреждениям загерметизированного кристалла, а кинематичекая схема механизма не обеспечивает плавности хода, чувствительности и воспроизводимости усилия нагружения.

Цель изобретения - повышение качества изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для присоединения кристаллов, содержащем основание, предметный столик, сварочную головку, питатель в виде каретки горизонтального хода, несущий каретку вертикального хода с закрепленным на ней вакуумным захватом, узел нагружения захвата, выполненный в виде кулачково-рычажного механизма с двумя сочлененными посредством упругих элементов рычагами, съемное загрузочное приспособление для кристаллов, например кассету, и приводной механизм, узел нагружения захвата снабжен дополнительным кулачково-рычажным механизмом, аналогичным упомянутому, и переключающим механизмом, выполненным в виде двусторонней вилки, закрепленной на каретке вертикального хода питателя с возможностью попеременного сцепления с рычагами кулачково-рычажных механизмов на позициях захвата и посадки кристалла.

Кроме того, с целью расширения функциональных возможностей устройства оно снабжено копиром в виде ступенчатой планки, закрепленной на основании, а каретка вертикального хода выполнена с возможностью взаимодействия с копиром.

На чертеже изображена кинемати.ческая схема устройства.

Устройство содержит основание 1, на. котором установлен предметный столик 2 для базирования и фиксации кристаллов 3, съемное загру зочное приспособление для кристаллов , например кассету 4, сварочную головку 5 с инструментом 6, пита- тель 7 с приводом 8, выполненный в виде каретки 9 горизонтального хода, несущей каретку 10 вертикаль ного хода, на которой закреплен вакуумный захват 11 и механизм 12 нагружения . Перемещение каретки 9 горизонтального хода питателя 7 ограничивается упорами 13 и 14. Каретка 10 вертикального хода для съема кристаллов, расположенных.на различных уровнях, перемещается посред ством.ролика 15 по копиру 16, выполненному в виде ступенчатой планки.

.Управление включением и отключением

вакуума осуществляется датчиками 17 и 18. Привод 8 содержит двигатель 19, муфту 20, червячный редуктор 21, который передает вращение приводному валу 22, на котором поса ;хены командоаппарат 23, управляющий 5 датчиками 24 и 25 включения реверса и 26 исходного положения, а также кулачки 27 и 28 узла нагрул ения и кривошип 29 перемещения кулисы 30 синусного механизма 31 питателя 7. 0 Кулиса 30 имеет демпфирующую пружину 32 положения.

Узел 12 нагружения выполнен разделенным, двухпоэиционным и содержит переключающий механизм 33, выполненный в виде двухсторонней вилки 34 с заходными элементами 35, закрепленно на каретке 10 вертикального хода питателя 7 и попеременно взаимодействуклций с одним из двух кулачково-рычажных механизмов - механизм 36 при захвате кристалла из кассеты 4 и механизмом 37 при посадке кристалла на столик 2. Каждый из механизмов 36 и 37 состоит из пары рычагов 38 и 39, сочлененных посредством упругих элементов 40 нагружения. Регулировка усилия нагружения производится регулировочным узлом 41 и винтом 42. На рычагах 38 закреплены ролики 43 и 44, которые попеременно при сцеплении с двухсторонней вилкой 34 включают определенный режим нагружения в момент захвата или посадки кристалла 3.

Каходый из механизмов 36 и 37 нагружается по программе, задаваемой кулачками 27,28 и регулировочным узлом 41.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устройства производят настройку режимов нагружения механизмов 36 и 37, для чего поочередно вводят вилку 34 переключающего механизма 33 в зацепление с роликами 43 и 44 с помощью тарировочного динамометра (на чертеже не показан), осуществляют регулировку удельного нагружения на поверхность кристалла в момент захвата и посадки, которое зависит от того, из какого загрузочного устройства производится съем кристалла (из кассеты или с адгезионной липкой ленты) и на какую поверхность устанавливается кристалл (на столик или на основание С-эвтетикой). Если кристалл захватывается из кассеты 4 и переносится на столик 2, то нагружающее усилие при захвате должно обеспечить легкий контакт инструмента с поверхностью кристалла, а при посадке усилие должно быть установлено так, чтобы обеспечить плотное прилегание кристалла к рабочей поверхности столика без потери ориентации.

После установки режимов нагружения питатель 7 с вилкой 34 приводится в исходное нейтральное положение когда вакуумный захват 11 находится между позициями захвата и посадки кристалла.

При включении двигателя 19 привода 8 через муфту 20 и червячный редуктор 21 сообщается вращение кривошипу 29, поворачивающему кулису 30 синусного механизма 31, которая перемещает питатель 7 с вакуумным захватом 11 до упора 13 на позицию съема кристалла 3 из кассеты 4, где двухсторонняя вилка 34 переключающего механизма 33 входит в зацепление с роликом 43, включающим механизм 36. При этом кривошип 29 выход из паза кулисы 30 и синусный механизм 31 отключается, а прижим каретки 9 к упору 13 осуществляется за счет демпфирующей пружины 32 положения .

Кулачок 27, установленный на приводном валу 22, производит опускание и нагружение вакуумного захвата 11 посредством механизма 36. После опускания и нагружения вакуумного захвата 11 от датчика 17 включается вакуум ипри подъеме вакуумного захвата 11 верх происходит съем кристалла 3 из кассеты 4. Затем по сигналу от датчика 24 командоаппарата 23 происходит реверсиравание двигателя 18 и каретка 9 горизонтального хода питателя 7 перемещается на позицию посадки кристалла 3 на предметный столик 2. При этом кривошип 29 входит в паз кулисы 30 и включает синусный механизм 31. При подходе вакуумного захвата 11 к позиции посадки, кривошип 29 вновь выходит из паза кулисы 30 и каретка 9 замыкется на упор 14 с помощью пружины 3

Процесс перек/иочения режимов нагружения осуществляется следующим образом.

При движении питателя 7 после съема кристалла 3 из кассеты двухсторонняя вилка 34 переключающего механизма 33 выходит из зацепления с роликом 43 и механизмом 36 отключается. В момент подхода вакуумного захвата 11 питателя 7 J позиции посадки кристалла 3 на столик 2 двухстороняя вилка 34 входит в зацепление с роликом 44, который включает механизм 37, управляющий нагружением вакуумного захвата 11 при посадке кристалла. Таким образом, вакуумный захват 11 с кристаллом 3, переместившись на позицию посадки, опускает его на предметный столик 2 с легким нагружением на его поверхность , не допускающим сколов и лома кристалла. Затем по сигналу от датчика 18 отключается вакуум, вакуумный захват 11 поднимается вверх и по сигналу от датчика 25 питатель 7 возвращается в исходное положение. После чего производят фиксацию кристалла 3 на столике 2 и его разварку сварочной головкой 5.

5

Формула изобретения

0 тем, что, с целью повышения качества изделий, узел нагружения захвата снабжен дополнительным кулачковорычажным механизмом и переключающим механизмом, выполненным в виде-двусторонней вилки, закрепленной на каретке вертикального хода питателя с возможностью попеременного сцепления с рычагами кулачково-рычажных механизмов на позициях захвата и

0 посадки кристаттла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0

№ 600969, кл. Н 05 К 3/34, 1978 (прототип) .