TWI767611B - 散熱膠墊貼合方法及設備 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種散熱膠墊貼合方法及設備，該散熱膠墊貼合方法包括：使被貼物於一輸送流路被搬送；使散熱膠墊間隔排列設於一料帶上；使一貼合裝置設置該料帶及一貼抵件，該料帶繞經該貼抵件並以該貼抵件為界形成一輸入側及一輸出側；使該貼抵件朝該料帶輸入側位移，而使該散熱膠墊在自一側從該料帶以同時剝離、貼覆過程下往另一側被完全貼覆至該被貼物上表面；藉此使散熱膠墊進行貼合於被貼物具有較佳經濟效益。

Description

散熱膠墊貼合方法及設備

本發明係有關於一種貼合方法及設備，尤指一種將散熱膠墊以自動化方式貼覆在被貼物上的散熱膠墊貼合方法及設備。

按，一般的晶片封裝製程中常會先在一基板上塗覆黏膠，再將一晶粒黏附在基板上，而晶粒的上方必須再塗覆一層散熱膠液，然後再將一散熱片黏附在該散熱膠液上並罩覆在該晶粒及該基板上方；近來該散熱膠液已逐漸被以一種具有散熱功能的散熱膠墊取代，該散熱膠墊通常具有上、下兩面呈雙面膠的狀態，每片該散熱膠墊的上、下表面各黏覆一層包膜，操作者先將一層包膜撕下，再將已無包膜的該散熱膠墊表面貼在該晶粒上表面，然後將另一側面的包膜撕下，再將該散熱片貼在該散熱膠墊上方。

該先前技術以該散熱膠墊來取代散熱膠液，雖然可以減少散 熱 膠液的塗覆製程，但以人為方式進行每片該散熱膠墊的黏附亦無法提昇製程的效益，且每片該散熱膠墊貼附的品質不一，在大量生產上不具經濟效益；一種自動化的先將散熱膠墊黏附在基板上的晶粒上表面，再於該基板上覆蓋散熱片的方法及設備曾被採用，例如申請人所申請的公告號碼第1716906號「散熱膠墊貼合方法及設備」專利案，但該專利案雖能解決植散熱片製程中的散熱膠墊自動貼合問題，但在半導體製程技術講求經濟效益的要求下，仍有可改進的空間！

爰是，本發明的目的，在於提供一種具有經濟效益的散熱膠墊貼合方法。

本發明的另一目的，在於提供一種用以執行如所述散熱膠墊貼合方法的散熱膠墊貼合設備。

依據本發明目的之散熱膠墊貼合方法，包括：使被貼物於一輸送流路被搬送；使散熱膠墊間隔排列設於一料帶上；使一貼合裝置設置該料帶及一貼抵件，該料帶繞經該貼抵件並以該貼抵件為界形成一輸入側及一輸出側；使該貼抵件朝該料帶輸入側位移，而使該散熱膠墊在自一側從該料帶以同時剝離、貼覆過程下往另一側被完全貼覆至該被貼物上表面。

依據本發明另一目的之散熱膠墊貼合設備，用以執行如所述散熱膠墊貼合方法。

本發明實施例之散熱膠墊貼合方法及設備，由於使該貼合裝置設置該料帶及一貼抵件，該料帶繞經該貼抵件並以該貼抵件為界形成一輸入側及一輸出側；使該貼抵件朝該料帶的輸入側位移，而使該散熱膠墊在自一側從該料帶以同時剝離、貼覆過程下往另一側被完全貼覆至該被貼物上表面，因此可適用於相鄰緊密例如該晶圓上已被切割成單獨個體但尚未被置於基板的晶粒，由於各晶粒都還在同一膜層上，故可減少兩被貼物間的傳送而增加貼合時效，同時因係同時剝離、貼覆，而無需貼覆後再使該料帶剝離，可增加貼合效率。

請參閱圖1，本發明第一實施例之散熱膠墊貼合方法的被貼物A例如圖中所示晶圓A1上的晶粒，該晶圓A1位於一膜層A2上，該膜層A2外周緣設有一框片狀的邊框A3，該被貼物A被規劃在該晶圓A1上並已被切割成單獨個體，各被貼物A呈矩陣排列於該晶圓A1上呈多數個共同拼靠且呈平面狀地相鄰鋪設；在進行本發明散熱膠墊貼合方法時，將如圖2所示地在該被貼物A上方各貼覆一片散熱膠墊A4； 本發明實施例並不限於僅能對圖1中尚在該膜層A2上該晶圓A1的晶粒作散熱膠墊A4的貼合，亦可應用於對已放置在基板上的晶粒作散熱膠墊A4的貼合，惟因同理茲不贅述。

請參閱圖3，本發明第一實施例之散熱膠墊貼合方法將使該散熱膠墊A4設於長條帶狀的一料帶A41上，並以一包膜A42覆蓋在該散熱膠墊A4上方，該料帶A41與包膜A42共同將該散熱膠墊A4包覆，複數個該散熱膠墊A4在該料帶上被依序等間隔連續排列，各該散熱膠墊A4上、下兩面各具黏性而分別與該料帶A41與包膜A42內層黏附，其中，該料帶A41的兩側各具有一排等間隔連續排列的複數個針孔A411，兩排針孔A411間相隔一間距，該間距大於該散熱膠墊A4的寬度並供該散熱膠墊A4黏置其中，該料帶A41 可供捲在一設有軸孔A431的套筒A43外徑上而成一環捲狀。

請參閱圖4，本發明第一實施例之散熱膠墊貼合設備可以如圖所示的裝置來實施，其係在一機台B上設有： 一輸送流路C，其由一第一軌架C1所構成；該第一軌架C1中設有一治具C11，該治具C11上設有同心排列的複數個圓形凹溝狀的吸附部C111，每一吸附部C111各提供負壓的吸力；該第一軌架C1上設有由相間隔的兩個側架C112及二條分別各靠置兩個該側架C112相對之內側的皮帶C113上方所構成的軌道C114，二該軌道C114間形成所述輸送流路C，並可受驅動使如圖1所示的具有邊框A3的晶圓A1所構成的被貼物A於該軌道C114中作X軸向直線位移搬送或定位在該治具C11上方；該治具C11可作上下昇降使其上的吸附部C111對該被貼物A吸附作上頂或下降操作； 一移送機構D，設有相隔間距分別各跨於該輸送流路C上方的二個龍門軌架D1，每一龍門軌架D1包括分別各位於該輸送流路C兩側的Z軸向立柱D11，及位於二立柱D11上方呈水平Y軸向橫設的一橫樑D12，各橫樑D12上分別各設有例如線碼的Y軸向驅動件D13；二個龍門軌架D1的二個橫樑D12上共同跨設X軸向的一懸臂D2上，該懸臂D2兩端並受該Y軸向驅動件D13所驅動可作Y軸向位移，該懸臂D2上設有例如線碼的X軸向驅動件D21，一操作座D3設於該懸臂D2上，並可受該X軸向驅動件D21所驅動可作X軸向位移； 一貼合裝置E，設於該輸送流路C的該第一軌架C1上方，並位於該移送機構D的該操作座D3上，可受驅動作X、Y、Z軸向位移。

請參閱圖4、5，該治具C11設有加熱元件C12可間接加熱置於該治具C11上的該圖1中被貼物A上各晶粒，該治具C11受一底座C13上的間隔件C131所架高在一適當高度，該底座C13受機台B台面下一連動件C14上複數支樞桿C141所支撐連動，該機台B台面設一固定件C15，該固定件C15設有複數個樞套C151供該樞桿C141樞設，該固定件C15下方同時以複數支撐件C161設一固定座C16，並在該固定座C16下方設一例如馬達之驅動件C17，該驅動件C17以旋轉的驅力經一具有螺紋的轉軸C171連動該連動件C14，以連動該底座C13托頂該治具C11作上下位移。

請參閱圖6、7，該貼合裝置E設有一偏轉機構E1及一捲帶機構E2；其中， 該偏轉機構E1設有一載座E11經板狀的一連動件E12的一第一鏤設區間E121及板狀的一固定件E13的一第二鏤設區間E131而固設於該固定件E13後側的一Z軸向軌座E14上，該貼合裝置E並以該Z軸向軌座E14固設於該移送機構D的該操作座D3上並受其連動；該固定件E13與該連動件E12間的該固定件E13設有Z軸向的滑軌E132及滑座E133，而該連動件E12則固設於該滑座E133上可作Z軸向上、下位移；該偏轉機構E1並以一擺座E15伸經該連動件E12的該第一鏤設區間E121與該固定件E13固設，藉此使該偏轉機構E1以該載座E11受該與該軌座E14驅動作Z軸向位移時，可一併連動該連動件E12作Z軸向同步位移；該擺座E15包括分別各位於該載座E11上、下方的上擺座E151及下擺座E152；在該載座E11與該擺座E15的上擺座E151、下擺座E152間以Z軸向共同串設一樞軸E153，於該樞軸E153兩側的該擺座E15的上擺座E151兩側分別各設有外凸的二樞動部E1511，一馬達構成的驅動件E154藉一固定件E1541固設於該載座E11前側上，其輸出軸E1542與一擺臂E1543中央固設，該擺臂E1543兩側分別各以一連接件E155與該二樞動部E1511樞設，使該擺臂E1543及二連接件E155、二樞動部E1511共同形成一四連桿機構，當該驅動件E154驅動該輸出軸E1542旋轉時，與該輸出軸E1542固設的該擺臂E1543將作水平旋擺，使兩側樞設的二連接件E155形成一前、一後的擺動，令二樞動部E1511連動該擺座E15的上擺座E151，使與該上擺座E151、下擺座E152固設的該連動件E12以該樞軸E153為軸心連動其上的各構件作偏擺； 該連動件E12向一側水平X軸向延伸，並以鏤空的一槽間E122區隔形成一上連動部E123及一下連動部E124，該上連動部E123設有X軸向一長度較長的第一滑軌E1231，及該下連動部E124設有長度較短的第二滑軌E1241，該第一滑軌E1231上設有第一滑座E1232，該第二滑軌E1241上設有第二滑座E1242；該捲帶機構E2以板狀的一固定座E21固設於該第一滑座E1232及第二滑座E1242上，該連動件E12的該槽間E122設有一驅動件E125，其以具有螺紋的一軸桿E1251在螺傳經該固定座E21後側一螺帽座E211後樞設於該連動件E12上的一固定樞座E1252，使固定座E21及其上的該捲帶機構E2可受該驅動件E125驅動，而相對該連動件E12在該第一滑軌E1231、第二滑軌E1241上作X軸向位移；該連動件E12以該樞軸E153為軸心連動其上的各構件作偏擺時，亦將連動固定座E21及其上的該捲帶機構E2作偏擺。

該捲帶機構E2在該固定座E21前側表面上設有： 一料帶輪E22，設於該固定座E21的右側，並受該固定座E21後側一驅動件E221以一皮帶E222所驅動而可作旋轉，該料帶輪E22用以套置環捲狀的該料帶A41； 一第一捲輪E23，設於該固定座E21的上側偏右，並位於該料帶輪E22上方，其受該固定座E21後側一驅動件E231所驅動的皮帶E232所帶動而可作旋轉，用以捲收該包膜A42； 一第二捲輪E24，設於該固定座E21的上側偏左，並位於該料帶輪E22上方，其受該固定座E21後側一驅動件E241所驅動的皮帶E242所帶動而可作旋轉，用以捲收已被提取完該散熱膠墊A4後的該包膜A42。 一驅動機構E25，設於該固定座E21前側表面近下方，該驅動機構E25設有相隔間距同軸套嵌於Y軸向的一驅動軸E251的二針輪E252，該驅動軸E251受在該固定座E21前側的一驅動件E253所驅動而以該二針輪E252對該料帶A41進行牽引驅動； 一貼抵件E26，設於該固定座E21前側表面近下方，並位於該驅動機構E25下方，該貼抵件E26呈Y軸向設置而以一端設於該連動件E12上， 另一端懸空。

請參閱圖7、8，該料帶A41的該包膜A42先被該第一捲輪E23捲收剝離後，其上尚黏附有該散熱膠墊A4的該料帶A41被披掛至該驅動機構E25的該二針輪E252受該二針輪E252捲動；該料帶A41繞經該貼抵件E26下方時，該料帶A41朝靠該貼抵件E26，該散熱膠墊A4朝下且為相對該貼抵件E26的該料帶A41另一側；該料帶A41並以該貼抵件E26為界形成一輸入側A412及一輸出側A413，該貼抵件E26包括一靠該料帶A41輸入側A412傾斜狀的一第一側面E261，及靠該輸出側A413傾斜狀的一第二側面E262，並於該貼抵件E26的該第一側面E261與該第二側面E262朝下交匯處形成具有尖角狀的一貼抵部E263，該貼抵部E263具有小於九十度的銳角α1，並於該貼抵部E263端部形成一弧彎的底緣E264，該料帶A41的該輸入側A412及該輸出側A413形成小於九十度的銳角α2，其中該銳角α2大於該銳角α1，且該料帶A41的該輸入側A412與被貼物A表面以傾斜的方式輸入，該傾斜角度為小於九十度的銳角α3。

本發明第一實施例在實施上，作為被貼物A的該晶粒在該晶圓A1切割後尚位於該膜層A2上時，即進行貼覆該散熱膠墊A4的作業，在被貼物A被該第一軌架C1所構成的輸送流路搬送至該治具C11上方時(如圖9所示)，該治具C11作上昇並對該外周緣設有該邊框A3的該膜層A2吸附作上頂，連帶使該膜層A2上作為被貼物A的該晶粒上移至一適當高度定位，該加熱元件C12並間接加熱置於該治具C11上的該被貼物A；該移送機構D以該操作座D3驅動該偏轉機構E1的該Z軸向軌座E14(圖7)作大移距的位移，以使包括該偏轉機構E1及該捲帶機構E2的該貼合裝置E被移送至該貼抵件E26恰對應於該被貼物A上方，且該貼抵部E263(圖9)對應位於該被貼物A接近一側的上方，該貼合裝置E可藉由對位檢視的裝置(例如CCD鏡頭，圖中未示)對位檢視後，經由偏轉機構E1連動捲帶機構E2偏轉對位，再下降以該貼抵件E26進行貼合該散熱膠墊A4的作業。

本發明第一實施例在進行貼合時，使黏附有該散熱膠墊A4的該料帶A41在由輸入側A412輸送經該貼抵件E26的貼抵部E263之該底緣E264轉折至輸出側A413時，該散熱膠墊A4被與該輸出側A413的該料帶A41剝離；該散熱膠墊A4剝離的一側被該底緣E264以線接觸方式抵至該被貼物A上表面而貼覆至該被貼物A表面；再使該貼抵件E26朝該料帶A41輸入側水平位移，而使該散熱膠墊A4在自一側從該料帶A41以同時剝離、貼覆過程下往另一側被完全貼覆至該被貼物A上表面；完成整片該散熱膠墊A4完全貼覆至該被貼物A的上表面後，該貼抵件E26的貼抵部E263之該底緣E264再被連動離開該被貼物A上表面；該貼抵件E26朝該料帶A41的輸入側A412水平位移，係使對該貼抵件E26執行偏轉的該偏轉機構E1與設置該貼抵件E26的該捲帶機構E2作相對位移所達成，如此則在該晶圓A1上同一行的多個被貼物A因皆屬於小移距的位移，執行大移距位移的該移送機構D的該操作座D3可以保持在定位不作位移，以作更有效率的規劃。

請參閱圖10、11，本發明第二實施例可以在各機構、裝置相同第一實施例下，使用具有半圓形截面的一貼抵件F，該貼抵件F包括一靠該料帶A41輸入側A412傾斜狀平面的一第一側面F1，及靠該輸出側A413弧形狀的一第二側面F2，並於該貼抵件F的該第一側面F1與該第二側面F2朝下交匯處形成具有一銳角狀的一貼抵部F3，並於該貼抵部F3端部形成一水平設置的底緣F31；其中，該貼抵部F3的該第二側面F2具有一百十度的圓弧，該料帶A41的該輸入側A412及該輸出側A413形成小於九十度的銳角β1，且該料帶A41的該輸入側A412與被貼物A表面以傾斜的方式輸入，該傾斜角度為小於九十度的銳角β2；藉由該底緣F31將該散熱膠墊A4一側抵至該被貼物A上表面，使該貼抵件F並往該散熱膠墊A4另一側(即朝輸入側A412方向)水平位移，而使該散熱膠墊A4在一邊剝離、一邊貼覆過程下，被貼覆至該被貼物A上表面而貼覆至該被貼物A表面；再使該貼抵件F3朝該料帶A41輸入側水平位移，而使該散熱膠墊A4在自一側從該料帶A41以同時剝離、貼覆過程下往另一側被完全貼覆至該被貼物A上表面。

本發明實施例之散熱膠墊貼合方法及設備，由於使該貼合裝置E設置該料帶A41及一貼抵件F，該料帶A41繞經該貼抵件F並以該貼抵件F為界形成一輸入側A412及一輸出側A413；使該貼抵件F朝該料帶A41的輸入側A412位移，而使該散熱膠墊A4在自一側從該料帶A41以同時剝離、貼覆過程下往另一側被完全貼覆至該被貼物A上表面，因此可適用於相鄰緊密例如該晶圓A1上已被切割成單獨個體但尚未被置於基板的晶粒，由於各晶粒都還在同一膜層A2上，故可減少兩被貼物A間的傳送而增加貼合時效，同時因係同時剝離、貼覆，而無需貼覆後再使該料帶A41剝離，增加貼合效率。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此 限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

A:被貼物 A1:晶圓 A2:膜層 A3:邊框 A4:散熱膠墊 A41:料帶 A411:針孔 A412:輸入側 A413:輸出側 A42:包膜 A43:套筒 A431:軸孔 B:機台 C:輸送流路 C1:第一軌架 C11:治具 C111:吸附部 C112:側架 C113:皮帶 C114:軌道 C12:加熱元件 C13:底座 C131:間隔件 C14:連動件 C141:樞桿 C15:固定件 C151:樞套 C16:固定座 C161:支撐件 C17:驅動件 C171:轉軸 D:移送機構 D1:龍門軌架 D11:立柱 D12:橫樑 D13:Y軸向驅動件 D2:懸臂 D21:X軸向驅動件 E:貼合裝置 E1:偏轉機構 E11:載座 E12:連動件 E121:第一鏤設區間 E122:槽間 E123:上連動部 E1231:第一滑軌 E1232:第一滑座 E124:下連動部 E1241:第二滑軌 E1242:第二滑座 E125:驅動件 E1251:軸桿 E13:固定件 E131:第二鏤設區間 E132:滑軌 E133:滑座 E14:Z軸向軌座 E15:擺座 E151:上擺座 E1511:樞動部 E152:下擺座 E153:樞軸 E154:驅動件 E1541:固定件 E1542:輸出軸 E1543:擺臂 E155:連接件 E2:捲帶機構 E21:固定座 E22:料帶輪 E221:驅動件 E222:皮帶 E23:第一捲輪 E231:驅動件 E232:皮帶 E24:第二捲輪 E241:驅動件 E242:皮帶 E25:驅動機構 E251:驅動軸 E252:針輪 E26:貼抵件 E261:第一側面 E262:第二側面 E263:貼抵部 E264:底緣 F:貼抵件 F1:第一側面 F2:第二側面 F3:貼抵部 α1:銳角 α2:銳角 α3:銳角 β1:銳角 β2:銳角

圖1係本發明第一實施例中被貼物位於一膜層的示意圖。 圖2係本發明第一實施例中被貼物貼與散熱膠墊的分解示意圖。 圖3係本發明第一實施例中設有散熱膠墊的料帶形成料捲之立體示意圖。 圖4係本發明第一實施例中貼合設備的立體示意圖。 圖5係本發明第一實施例中治具與下方機構示意圖。 圖6係本發明第一實施例貼合裝置的立體分解示意圖。 圖7係本發明第一實施例中貼合裝置另一側面的立體示意圖。 圖8係本發明第一實施例中貼抵件操作貼散熱膠墊的示意圖。 圖9係本發明第一實施例中貼合設備操作示意圖。 圖10係本發明第二實施例貼合裝置的立體示意圖。 圖11係本發明第二實施例中貼抵件操作貼散熱膠墊的示意圖。

A:被貼物

A2:膜層

A4:散熱膠墊

A41:料帶

A412:輸入側

A413:輸出側

E26:貼抵件

E261:第一側面

E262:第二側面

E263:貼抵部

E264:底緣

α1:銳角

α2:銳角

α3:銳角

Claims (10)

1. 一種散熱膠墊貼合方法，包括： 使被貼物於一輸送流路被搬送； 使散熱膠墊間隔排列設於一料帶上； 使一貼合裝置設置該料帶及一貼抵件，該料帶繞經該貼抵件並以該貼抵件為界形成一輸入側及一輸出側； 使該貼抵件朝該料帶輸入側位移，而使該散熱膠墊在自一側從該料帶以同時剝離、貼覆過程下往另一側被完全貼覆至該被貼物上表面。
2. 如請求項1所述散熱膠墊貼合方法，其中，該貼抵件朝該料帶輸入側水平位移，係使對該貼抵件執行偏轉的一偏轉機構與設置該貼抵件的一捲帶機構作相對位移所達成。
3. 如請求項1所述散熱膠墊貼合方法，其中，該被貼物為在該晶圓上已被切割成單獨個體的晶粒，被貼物被位於一膜層上，該膜層外周緣設有一邊框。
4. 如請求項1所述散熱膠墊貼合方法，其中，該料帶的該輸入側及該輸出側形成小於九十度的銳角。
5. 如請求項1所述散熱膠墊貼合方法，其中，該料帶的該輸入側與被貼物表面以傾斜的方式輸入，該傾斜角度為小於九十度的銳角。
6. 如請求項1所述散熱膠墊貼合方法，其中，該貼抵件包括一靠 該料帶輸入側傾斜狀的一第一側面，及靠該輸出側傾斜狀的一第二側面，並於該第一側面與該第二側面朝下交匯處形成具有銳角狀的一貼抵部，該貼抵部具有小於九十度的銳角。
7. 如請求項1所述散熱膠墊貼合方法，其中，該料帶以該貼抵件為界形成一輸入側及一輸出側，該料帶在由該輸入側輸送經該貼抵件的一貼抵部之一底緣轉折至該輸出側時，該散熱膠墊被與該輸出側的該料帶剝離。
8. 如請求項7所述散熱膠墊貼合方法，其中，該散熱膠墊剝離的一側被該底緣以線接觸方式抵至該被貼物上表面而貼覆至該被貼物表面。
9. 一種散熱膠墊貼合設備，用以執行如請求項1至8項任一項所述散熱膠墊貼合方法。
10. 如請求項9所述散熱膠墊貼合設備，其中，包括：在一機台上設有： 該輸送流路，該輸送流路中設有一治具，該被貼物可在該輸送流路中作直線位移搬送或定位在該治具上方； 一移送機構，設有一操作座可受該驅動作位移； 該貼合裝置，設於該輸送流路上方，並位於該移送機構的該操作座上，可受驅動作位移。

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