基于激光热应力成形的芯片引脚整形装置及方法制造方法及图纸

基于激光热应力成形技术的芯片引脚整形装置及方法，属于半导体领域，为了克服现有技术引脚校正后的一致性精度不易控制的缺陷，将芯片通过芯片夹具固定在芯片引脚整形装置上，使二维运动平台沿着图示y轴做扫描运动，通过传感器探头测量并获取各个芯片引脚的相对高度差，通过传感器控制器将测量结果传至计算机；调整聚焦激光在芯片引脚上的相对位置，使聚焦激光的扫描方向图示y轴方向平行；依据测得的各个芯片引脚的目标整形高度，通过计算机设定光纤激光器的激光功率和扫描速度，对引脚进行激光整形加工；通过传感器探头再次测量引脚的相对高度，计算机通过相应程序决定对当前引脚继续整形加工或对下一引脚进行整形，直至所有引脚满足公差要求。

【技术实现步骤摘要】
基于激光热应力成形的芯片引脚整形装置及方法
本专利技术涉及基于激光热应力成形技术的芯片引脚整形装置及方法，属于半导体

技术介绍
在半导体制造领域，双列直插式(DIP)封装IC芯片具有安装和布线方便等优点获得了广泛应用，但由于制造过程和运输包装环节中振动、冲击的影响，芯片引脚弯曲的情形时有发生，集成电路制造商在进行电子元件装前必须对芯片引脚进行检测剔除不合格品，这增加了电子产品的制造成本和生产周期；另一方面随着电子产品更新换代周期越来越快，产生大量废弃的DIP封装IC芯片，这些芯片多数尚可使用，但是拆解过程芯片的引脚发生了弯曲，必须进行相应整形较正后方可使用。中国专利公告号CN202363435，名称为“自动调整芯片引脚的整脚装置”，采用机械冲压塑性成形原理对弯曲芯片引脚进行校正，由于压力塑性成形存在一定量的弹性回弹，因此引脚校正后的一致性精度不易控制。
技术实现思路
为了克服现有技术引脚校正后的一致性精度不易控制的缺陷，本专利技术提供一种基于激光热应力成形技术的芯片引脚整形装置及方法，结合非接触位移测量技术，可实现DIP封装IC芯片引脚0.5微米的高度一致性的非接触无模校正，该方法具有严谨的逻辑性，工程实现简单，精度可靠，无回弹问题，且具备自动化加工的条件，具有较好的经济实用性。为解决上述问题，本专利技术的技术方案是：基于激光热应力成形技术的芯片引脚整形装置，包括激光热应力整形系统和非接触位移测量系统两部分；激光热应力整形系统包括二维运动平台、芯片夹具、激光扫描单元和光纤激光器，芯片夹具用于夹持芯片，且两者设置在二维运动平台上，光纤激光器发出的激光经过光纤传输进入激光扫描单元后做扫描运动，最终形成聚焦激光投射在待整形的芯片引脚上，对芯片引脚做整形加工；非接触位移测量系统包括色差位移传感器探头、传感器控制器和计算机，传感器探头在引脚整形加工前后测量芯片引脚的高度变化并通过传感器控制器将测量结果传至计算机，计算机将测量结果与目标值比对后反馈给激光热应力整形系统进行下一轮整形加工，直至多次加工后芯片的所有芯片引脚高度差都调整在公差范围以内。基于激光热应力成形技术的芯片引脚整形方法，包括以下步骤：步骤一，将芯片通过芯片夹具固定在二维运动平台上，使二维运动平台沿着y轴做扫描运动，通过传感器探头测量并获取各个芯片引脚的相对高度差，通过传感器控制器将测量结果传至计算机；步骤二，调整聚焦激光在芯片引脚上的相对位置，使聚焦激光的扫描方向与y轴方向平行；依据步骤一测得的各个芯片引脚的目标整形高度，通过计算机设定光纤激光器的激光功率和扫描速度，光纤激光器发出的激光经过光纤传输进入激光扫描单元后做扫描运动，最终形成聚焦激光投射在待整形的芯片引脚上，对芯片引脚进行激光整形加工；步骤三，完成一次整形加工后通过传感器探头再次测量芯片引脚的相对高度，然后计算机通过相应程序决定对当前芯片引脚继续整形加工或者对下一个芯片引脚进行整形，直至所有芯片引脚满足公差要求。本专利技术的有益效果是：1、非接触加工，可实现不依靠模具的快速引脚变形校正，且无回弹现象；2、整形精度高，结合非接触测量系统反馈，可实现0.5微米的高精度引脚一致性整形，满足目前芯片安装中对引脚的一致性公差要求；3、整形效率高，便于实现自动加工，由于本装置采用激光作为加工手段，测量采用非接触位移传感器，两者构成闭环系统可实现大批量芯片的快速引脚检测和整形；4、制造成本低，无需针对不同尺寸的芯片重新设计整形模具而增加投资。附图说明图1是本专利技术基于激光热应力成形技术的芯片引脚整形装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细说明。如图1所示，基于激光热应力成形技术的芯片引脚整形装置，包括激光热应力整形系统和非接触位移测量系统两部分。激光热应力整形系统包括二维运动平台11、芯片夹具1、激光扫描单元4和光纤激光器6。芯片夹具1用于夹持芯片9，且两者设置在二维运动平台11上，芯片9上具有多个芯片引脚2。光纤激光器6发出的激光经过传输光纤5进入激光扫描单元4后可做扫描运动，最终聚焦激光3投射在待整形的芯片引脚2上，对变形的芯片引脚2做整形加工。非接触位移测量系统具体包括传感器探头8、传感器控制器7和计算机10。传感器探头8在引脚整形加工前后测量芯片引脚2的高度变化并通过传感器控制器7将测量结果传至计算机10，计算机10将测量结果与目标值比对后反馈给激光热应力整形系统进行下一轮整形加工，直至多次加工后芯片9的所有芯片引脚2高度差都调整在公差范围以内。基于激光热应力成形技术的芯片引脚整形方法，包括以下步骤：步骤一，将芯片9通过芯片夹具1固定在二维运动平台11上，使二维运动平台11沿着图示y轴做扫描运动，通过传感器探头8测量并获取各个芯片引脚的相对高度差，通过传感器控制器7将测量结果传至计算机10；步骤二，调整聚焦激光3在芯片引脚2上的相对位置，使聚焦激光3的扫描方向图示y轴方向平行；依据步骤一测得的各个芯片引脚2的目标整形高度，通过计算机10设定光纤激光器6的激光功率和扫描速度，光纤激光器6发出的激光经过光纤5传输进入激光扫描单元4后做扫描运动，最终形成聚焦激光3投射在待整形的芯片引脚2上，对芯片引脚2进行激光整形加工；步骤三，完成一次整形加工后通过传感器探头8再次测量芯片引脚2的相对高度，然后计算机10通过相应程序决定对当前芯片引脚2继续整形加工或者对下一个芯片引脚2进行整形，直至所有芯片引脚2满足公差要求。该芯片引脚整形系统的原理是利用聚焦在金属引脚上的光纤激光产生的不均匀温度场诱发热应力来产生期望的整形。具体讲，在温度梯度机理作用下，金属引脚由于局部受热而产生应力，当该应力超过金属的屈服极限时，引脚就会产生弯向激光照射的方向的特定方向的弯曲，实际整形操作中可以根据测量得到的各个引脚的相对高度差决定激光的照射方向和激光工艺参数，从而完成整个DIP芯片上引脚的一致性整形。在激光整形过程中由于每次激光作用时间极短暂，热影响区很小，热量不会传至芯片内部对其产生破坏作用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于激光热应力成形技术的芯片引脚整形装置，其特征是，包括激光热应力整形系统和非接触位移测量系统两部分；激光热应力整形系统包括二维运动平台(11)、芯片夹具(1)、激光扫描单元(4)和光纤激光器(6)，芯片夹具(1)用于夹持芯片(9)，且两者设置在二维运动平台(11)上，光纤激光器(6)发出的激光经过光纤(5)传输进入激光扫描单元(4)后做扫描运动，最终形成聚焦激光(3)投射在待整形的芯片引脚(2)上，对芯片引脚(2)做整形加工；非接触位移测量系统包括色差位移传感器探头(8)、传感器控制器(7)和计算机(10)，传感器探头(8)在引脚整形加工前后测量芯片引脚(2)的高度变化并通过传感器控制器(7)将测量结果传至计算机(10)，计算机(10)将测量结果与目标值比对后反馈给激光热应力整形系统进行下一轮整形加工，直至多次加工后芯片(9)的所有芯片引脚(2)高度差都调整在公差范围以内。

【技术特征摘要】
1.基于激光热应力成形技术的芯片引脚整形装置，其特征是，包括激光热应力整形系统和非接触位移测量系统两部分；激光热应力整形系统包括二维运动平台(11)、芯片夹具(1)、激光扫描单元(4)和光纤激光器(6)；芯片夹具(1)用于夹持芯片(9)，且两者设置在二维运动平台(11)上；光纤激光器(6)发出的激光经过光纤(5)传输进入激光扫描单元(4)后做扫描运动，最终形成聚焦激光(3)投射在待整形的芯片引脚(2)上，对芯片引脚(2)做整形加工；非接触位移测量系统包括色差位移传感器探头(8)、传感器控制器(7)和计算机(10)，传感器探头(8)在引脚整形加工前后测量芯片引脚(2)的高度变化并通过传感器控制器(7)将测量结果传至计算机(10)，计算机(10)将测量结果与目标值比对后反馈给激光热应力整形系统进行下一轮整形加工，直至多次加工后芯片(9)的所有芯片引脚(2)高度差都调整在公差范围以内。2.根据权利要求1所述的基于激光热应力成形技术的芯片引脚整形装置，其特征在于，所述芯片(9)上具有多个芯片引...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东平，吴志会，倪明阳，李显凌，杨怀江，隋永新，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22