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TWI735011B - 振動熱壓裝置 - Google Patents

振動熱壓裝置 Download PDF

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TWI735011B
TWI735011B TW108126429A TW108126429A TWI735011B TW I735011 B TWI735011 B TW I735011B TW 108126429 A TW108126429 A TW 108126429A TW 108126429 A TW108126429 A TW 108126429A TW I735011 B TWI735011 B TW I735011B
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王宏坤
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新煒科技有限公司
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Abstract

一種振動熱壓裝置，用於加工工件使其內之第一焊件與第二焊件結合，振動熱壓裝置包括定位件、支撐主體、壓持機構、振動發生器與加熱棒，定位件用於承載並定位工件，支撐主體設有第一安裝孔，加熱棒設置於第一安裝孔，加熱棒之一端凸出於支撐主體與一加熱裝置連接，第一安裝孔內填充有導熱矽膠，壓持機構用於抵壓第一焊件並導熱以使第一焊件與第二焊件結合，振動發生器用於驅使壓持機構振動，以使壓持機構振動地抵壓第一焊件。上述振動熱壓裝置之導熱矽膠減小摩擦，且阻止摩擦產生之顆粒溢出而污染生產環境，提高了生產良率。

Description

振動熱壓裝置
本發明涉及電子元件壓合設備，尤其涉及一種振動熱壓裝置。
振動廣泛應用於電子元件結合之制程中，例如光學相機模組之覆晶制程，其中因壓頭長時間處於高溫、高頻振動之環境， 與壓頭相關連之元件容易與壓頭磨擦產生微塵，且微塵易從元件之安裝孔振動溢出至加工環境中污染產品，造成產品大量報廢，而習知技術僅能採用不定期清潔方式，浪費時間與人力。
鑒於上述狀況，有必要提供一種能夠減少微塵之振動熱壓裝置。
一種振動熱壓裝置，用於加工工件使其內之第一焊件與第二焊件結合，所述振動熱壓裝置包括定位件、支撐主體及分別設置於所述支撐主體上之壓持機構、振動發生器與加熱棒，所述支撐主體與所述定位件分別承載於一機臺上，所述定位件用於承載並定位所述工件，所述支撐主體設有第一安裝孔，所述加熱棒設置於所述第一安裝孔，所述加熱棒之一端凸出於所述支撐主體與一加熱裝置連接以加熱所述壓持機構，所述第一安裝孔內填充有導熱矽膠以封堵所述加熱棒與所述第一安裝孔之間隙，所述壓持機構用於抵壓所述第一焊件並導熱以使所述第一焊件與所述第二焊件結合，所述振動發生器用於驅使所述壓持機構振動以使所述壓持機構振動地壓持所述第一焊件。
進一步地，所述導熱矽膠封堵所述第一安裝孔之兩端並允許所述加熱棒凸出於所述支撐主體之一端。
進一步地，所述壓持機構包括壓頭與驅動件，所述壓頭滑動地設置於所述支撐主體上，所述驅動件設置於所述支撐主體背離所述定位件之一側，所述驅動件能夠驅動所述壓頭朝向或遠離所述定位件移動，所述壓頭與所述加熱棒連接並能夠導熱。
進一步地，所述定位件用於固定所述第二焊件，所述壓頭朝向所述定位件之一側開設吸附口，所述吸附口連通一吸氣裝置以吸附所述第一焊件。
進一步地，所述定位件包括承載平臺與多個壓持件，所述承載平臺用於承載所述第二焊件，多個所述壓持件抵持所述第二焊件於所述承載平臺上。
進一步地，所述振動熱壓裝置還包括探針，所述支撐主體上開設第二安裝孔，所述探針設置於所述第二安裝孔，且用於檢測所述壓頭之溫度，所述第二安裝孔內填充有導熱矽膠以封堵所述探針與所述第二安裝孔之間隙。
進一步地，所述定位件能夠固定所述第二焊件，所述第一焊件放置於所述第二焊件上，且所述定位件周向定位所述第一焊件，所述驅動件驅動所述壓頭抵持所述第一焊件朝向所述第二焊件移動。
進一步地，所述驅動件為氣缸。
進一步地，所述振動發生器為超聲波振動發生器。
上述振動熱壓裝置利用所述振動發生器驅使所述壓持機構振動壓持所述第一焊件，促進所述焊球之熔化，提高生產效率；於所述加熱棒所在之第一安裝孔內填充所述導熱矽膠，減小所述加熱棒與所述第一安裝孔於所述振動發生器開啟振動時產生之摩擦，且阻止所述第一安裝孔與所述第二安裝孔內摩擦產生之顆粒溢出而污染所述工件之生產環境，提高了工件之生產良率。
下面將結合本發明實施例中之附圖，對本發明實施例中之技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述之實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部之實施例。基於本發明中之實施例，本領域普通技術人員於沒有做出創造性勞動前提下所獲得之所有其他實施例，均屬於本發明保護之範圍。
需要說明之是，當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可是直接連接到另一個元件或者可能同時存於居中設置之元件。當一個元件被認為是“設置於”另一個元件，它可是直接設置於另一個元件上或者可能同時存於居中設置之元件。
除非另有定義，本文所使用之所有之技術與科學術語與屬於本發明之技術領域之技術人員通常理解之含義相同。本文中於本發明之說明書中所使用之術語僅是為描述具體地實施例之目不是旨在於限制本發明。本文所使用之術語“及／或”包括一個或多個相關之所列項目的任意之與所有之組合。
請同時參閱圖1與圖3，一種振動熱壓裝置100，用於加工工件200使其內部結合。具體地，所述工件200包括第一焊件201與第二焊件203。一實施例中，所述第一焊件201為一攝像頭內之晶片，所述第二焊件203為一陶瓷基板，但不限於此。所述第一焊件201上設有焊球2011，所述第二焊件203對應設有焊盤2031。加熱焊球2011能夠使焊球2011與焊盤2031結合。
請參閱圖1，所述振動熱壓裝置100包括支撐主體10、壓持機構20、振動發生器30、至少一個加熱棒40與定位件50。所述支撐主體10與所述定位件50分別承載於一機台（圖未示）上。一實施例中，所述定位件50用於承載並定位所述工件200之第二焊件203，但不限於此。具體地，所述定位件50包括承載平臺51與多個壓持件53。所述承載平臺51承載於所述機臺上，且用於承載所述第二焊件203。多個所述壓持件53設置於所述承載平臺51上，且用於抵持所述第二焊件203於所述承載平臺51上，使所述第二焊件203與所述承載平臺51相對固定。
請參閱圖1，所述壓持機構20、所述振動發生器30與至少一個所述加熱棒40分別設置於所述支撐主體10上。所述壓持機構20包括壓頭21與驅動件23。所述壓頭21滑動地設置於所述支撐主體10上。所述驅動件23設置於所述支撐主體10背離所述定位件50之一側。所述壓頭21朝向所述定位件50之一側開設吸附口（圖未示）。所述吸附口連通一吸氣裝置（圖未示）以吸附所述第一焊件201。所述驅動件23能夠驅動所述壓頭21並帶動所述第一焊件201朝向或遠離所述定位件50移動。所述加熱棒40設置於所述支撐主體10上，且其一端凸出於所述支撐主體10以外接一加熱裝置（圖未示）。所述加熱棒40與所述壓頭21連接以加熱所述壓頭21。所述壓頭21導熱以加熱所述第一焊件201。所述振動發生器30位於所述支撐主體10之一側，且用於驅使所述壓頭21振動。一實施例中，所述振動發生器30為超聲波振動發生器，但不限於此，例如，其他實施例中，所述振動發生器30亦可為電磁振動器。
工作時，所述吸氣裝置向所述壓頭21吸氣。所述壓頭21藉由所述吸附口吸附所述第一焊件201。所述驅動件23驅動所述壓頭21並帶動所述第一焊件201朝向所述定位件50上之第二焊件203移動，且壓持所述第二焊件203於所述第一焊件201上。所述加熱裝置加熱所述加熱棒40。同時，所述振動發生器30開啟以驅使所述壓頭21振動以使所述壓頭21振動壓持所述第一焊件201。所述加熱棒40、所述壓頭21依次導熱以加熱所述第一焊件201。所述第一焊件201上之焊球2011振動地抵持於所述第二焊件203上之焊盤2031上，經加熱使所述焊球2011熔化與所述焊盤2031結合。
振動使所述焊盤與所述焊球2011摩擦生熱，進一步促進所述焊球2011之熔化。超聲有利於原子之擴散，可短時間內形成可靠焊點所需之金屬間化合物，縮短工藝時間，提高生產效率。
一實施例中，所述驅動件23為氣缸，但不限於此。可理解，其他實施例中，所述驅動件23亦可為電缸等其他移動驅動結構。
可理解，其他實施例中，所述定位件50亦可定位工件200之整體，即所述第二焊件203固定於所述定位件50上，所述第一焊件201放置於所述第二焊件203上，並周向定位於所述定位件50上。所述壓頭21抵持所述第一焊件201朝向所述第二焊件203移動。
請同時參閱圖1與圖2，一實施例中，所述加熱棒40之數量為兩個，但不限於此。所述支撐主體10對應設有兩個第一安裝孔11。每個所述加熱棒40設置於相應之所述第一安裝孔11。所述第一安裝孔11內填充有導熱矽膠60以封堵所述加熱棒40與所述第一安裝孔11之間隙。所述導熱矽膠60封堵所述第一安裝孔11之兩端並允許所述加熱棒40凸出於所述支撐主體10之一端穿過。
請同時參閱圖1與圖2，所述振動熱壓裝置100還包括至少一個探針70。一實施例中，所述探針70之數量為兩個，但不限於此。所述支撐主體10上開設兩個第二安裝孔13。每個所述探針70設置於相應之所述第二安裝孔13，且用於檢測所述壓頭21之溫度。所述第二安裝孔13內填充有導熱矽膠60以封堵所述探針70與所述第二安裝孔13之間隙。所述導熱矽膠60封堵所述第二安裝孔13之兩端。
所述導熱矽膠60固化前為牙膏狀，固化後像矽膠狀，具有導熱、黏接、固定、防水、耐高溫作用，同時具有抗冷熱交變性能、耐老化與電絕緣體性能、以及防潮、抗震、抗漏電性能。所述導熱矽膠60能夠減小所述加熱棒40與所述第一安裝孔11、所述探針70與所述第二安裝孔13之於所述振動發生器30開啟振動時產生之摩擦。且導熱矽膠60阻止所述第一安裝孔11與所述第二安裝孔13內摩擦產生之顆粒溢出而污染所述工件200之生產環境，提高了工件200之生產良率。
所述振動熱壓裝置100設置導熱矽膠60前後分三組對所述工件200之加工環境中顆粒數量之檢測結果如下表所示。
粒徑 無導熱矽膠60 有導熱矽膠60
第一組 第二組 第三組
0.3μm 3980 19 30 5
0.5μm 964 4 11 2
1.0μm 524 0 0 0
3.0μm 63 0 0 0
5.0μm 6 0 0 0
10.0μm 1 0 0 0
根據上表可得出，所述第一安裝孔11與所述第二安裝孔13未設置所述導熱矽膠60時，粒徑大於1.0μm之顆粒數量大於500。所述第一安裝孔11與所述第二安裝孔13設置所述導熱矽膠60時，無粒徑小於1.0μm之顆粒。儘管較小粒徑之顆粒依然存於，三組檢測結果中，粒徑0.3μm之顆粒之平均數量比無所述導熱矽膠60之數量減少99.5%。
所述振動熱壓裝置100設置導熱矽膠60前後，所述探針70檢測功能、所述壓頭21與所述機台之溫度、所述工件200之轉球率未發現異常。且所述工件200內未發現所述導熱矽膠60之成分，即所述導熱矽膠60未產生顆粒。
所述振動熱壓裝置100利用所述振動發生器30驅使所述壓持機構20振動壓持所述第一焊件201，促進所述焊球2011之熔化，提高生產效率；於所述加熱棒40所在之第一安裝孔11內填充所述導熱矽膠60，減小所述加熱棒40與所述第一安裝孔11於所述振動發生器30開啟振動時產生之摩擦，且阻止所述第一安裝孔11與所述第二安裝孔13內摩擦產生之顆粒溢出而污染所述工件200之生產環境，提高了工件200之生產良率。
另外，本領域技術人員還可於本發明精神內做其它變化，當然，該等依據本發明精神所做之變化，均應包含於本發明所要求保護之範圍。
100:振動熱壓裝置 10:支撐主體 11:第一安裝孔 13:第二安裝孔 20:壓持機構 21:壓頭 23:驅動件 30:振動發生器 40:加熱棒 50:定位件 51:承載平臺 53:壓持件 60:導熱矽膠 70:探針 200:工件 201:第一焊件 2011:焊球 203:第二焊件 2031:焊盤
圖1係本發明一實施例中振動熱壓裝置與工件之結構示意圖。
圖2係圖1中振動熱壓裝置之支撐主體之結構示意圖。
圖3係圖1中工件完成焊接之組裝結構示意圖。
無
100:振動熱壓裝置
10:支撐主體
20:壓持機構
21:壓頭
23:驅動件
30:振動發生器
40:加熱棒
50:定位件
51:承載平臺
53:壓持件
60:導熱矽膠
70:探針
200:工件
201:第一焊件
203:第二焊件

Claims (9)

  1. 一種振動熱壓裝置，用於加工工件使其內之第一焊件與第二焊件結合，所述振動熱壓裝置包括定位件、支撐主體及分別設置於所述支撐主體上之壓持機構、振動發生器與加熱棒，所述支撐主體與所述定位件分別承載於一機臺上，所述定位件用於承載並定位所述工件，其中，所述支撐主體設有第一安裝孔，所述加熱棒設置於所述第一安裝孔，所述加熱棒之一端凸出於所述支撐主體與一加熱裝置連接以加熱所述壓持機構，所述第一安裝孔內填充有導熱矽膠以封堵所述加熱棒與所述第一安裝孔之間隙，所述壓持機構用於抵壓所述第一焊件並導熱以使所述第一焊件與所述第二焊件結合，所述振動發生器用於驅使所述壓持機構振動以使所述壓持機構振動地壓持所述第一焊件。
  2. 如請求項第1項所述之振動熱壓裝置，其中，所述導熱矽膠封堵所述第一安裝孔之兩端並允許所述加熱棒凸出於所述支撐主體之一端。
  3. 如請求項第1項所述之振動熱壓裝置，其中，所述壓持機構包括壓頭與驅動件，所述壓頭滑動地設置於所述支撐主體上，所述驅動件設置於所述支撐主體背離所述定位件之一側，所述驅動件能夠驅動所述壓頭朝向或遠離所述定位件移動，所述壓頭與所述加熱棒連接並能夠導熱。
  4. 如請求項第3項所述之振動熱壓裝置，其中，所述定位件用於固定所述第二焊件，所述壓頭朝向所述定位件之一側開設吸附口，所述吸附口連通一吸氣裝置以吸附所述第一焊件。
  5. 如請求項第4項所述之振動熱壓裝置，其中，所述定位件包括承載平臺與多個壓持件，所述承載平臺用於承載所述第二焊件，多個所述壓持件抵持所述第二焊件於所述承載平臺上。
  6. 如請求項第3項所述之振動熱壓裝置，其中，所述振動熱壓裝置還包括探針，所述支撐主體上開設第二安裝孔，所述探針設置於所述第二安裝孔，且用於檢測所述壓頭之溫度，所述第二安裝孔內填充有導熱矽膠以封堵所述探針與所述第二安裝孔之間隙。
  7. 如請求項第3項所述之振動熱壓裝置，其中，所述定位件能夠固定所述第二焊件，所述第一焊件放置於所述第二焊件上，且所述定位件周向定位所述第一焊件，所述驅動件驅動所述壓頭抵持所述第一焊件朝向所述第二焊件移動。
  8. 如請求項第3項所述之振動熱壓裝置，其中，所述驅動件為氣缸。
  9. 如請求項第1項所述之振動熱壓裝置，其中，所述振動發生器為超聲波振動發生器。
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