定位供给机构、固晶机、芯片定位供给方法与流程



1.本发明属于半导体技术领域,具体涉及一种定位供给机构、固晶机、芯片定位供给方法。


背景技术:



2.在芯片贴装工艺中,芯片需要从晶圆上移动至引线框架上贴装位置的正上方,并且需要保证芯片与贴装位置完全对齐,因此保证贴装的精度变得极为重要。然而,现有的设备在将芯片贴装到引线框架的过程中,通常只在抓取芯片前对芯片进行一次位置调节,使芯片与贴装位置对齐,然而在抓取芯片时,芯片在运动过程中容易产生偏移,进而导致芯片实际位置与贴装位置产生角度偏差,最终使得产品成品率降低。


技术实现要素:



3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
4.为此,本发明提出一种定位供给机构、固晶机、芯片定位供给方法,该芯片定位供给方法具有使芯片与贴装位置对齐,提高贴装精度的优点。
5.根据本发明实施例的定位供给机构,包括以下步骤:s1、进行前期准备工作;s2、从晶圆盒中取出一片晶圆,对晶圆上的芯片按照好坏进行区分;s3、对晶圆进行扩晶操作,晶圆上的晶圆膜被拉伸,同时相邻的芯片之间间距增大;s4、将晶圆靠近引线框架,同时调整晶圆的角度,使芯片的角度与引线框架上芯片贴装位置的角度相匹配;s5、将晶圆上好的芯片顶起并从晶圆上抓起芯片;s6、对芯片的角度进行视觉校准和补偿;s7、进行芯片贴装。
6.本发明的有益效果是,本发明预先对晶圆上的芯片安装好坏进行区分,在贴装前避开坏的芯片,进行扩晶操作后,芯片之间间距增大,芯片更容易被抓起,在抓起芯片前后分两次对芯片角度进行调整,确保芯片与引线框架的贴装位置对齐,避免了抓取芯片时芯片产生角度偏移,提高了贴装精度。
7.根据本发明一个实施例,前期准备工作包括:s10、根据生产要求确定晶圆的尺寸;s11、根据晶圆的尺寸,更换对应的晶圆盒;s12、根据晶圆的尺寸,更换对应的扩晶机构。
8.根据本发明一个实施例,区分晶圆上的芯片好坏的过程为:s21、预先检测芯片好坏;s22、预先将芯片的好坏状态与该芯片在晶圆上的位置对应,并生成条码,将条码打印在晶圆膜上;s23、对取出的晶圆上的条码进行扫码识别,从而区分出整个晶圆上芯片的好坏,在后续操作中避开坏的芯片。
9.根据本发明一个实施例,在s3中,扩晶操作时先对晶圆膜吹热风,将晶圆膜软化,在晶圆膜拉伸时由中心点向四周拉伸。
10.根据本发明一个实施例,在s4中,自上而下拍摄晶圆上的芯片,计算出芯片边缘轮廓与引线框架上芯片贴装位置的轮廓之间的角度差,通过调整整个晶圆的角度来补偿角度差。
11.根据本发明一个实施例,在s5中,向上顶起芯片的同时将晶圆膜向下吸,抓起芯片
的方式为负压吸附。
12.根据本发明一个实施例,在s6中,自下而上拍摄已抓起的芯片,计算出芯片边缘轮廓与引线框架上芯片贴装位置的轮廓之间的角度差,通过调整芯片的角度来补偿角度差。
13.根据本发明一个实施例,一种定位供给机构,其特征在于,包括:晶圆上下料机构,所述晶圆上下料机构用于从晶圆盒中抓取出晶圆;晶圆位置调节机构,所述晶圆位置调节机构用于驱动晶圆沿y向、x向和周向进行位置调节;扩晶机构,所述扩晶机构安装在所述晶圆位置调节机构上,所述扩晶机构用于拉伸晶圆上的晶圆膜,使相邻的芯片间距扩大;芯片顶出装置,所述芯片顶出装置位于所述扩晶机构的下方,所述芯片顶出装置用于将芯片从晶圆膜上顶出;贴装头,所述贴装头安装在贴装头移动机构上,所述贴装头移动机构驱动所述贴装头在xyz方向上运动,所述贴装头能够吸附芯片,并驱动芯片旋转,以调节芯片在xy平面上角度;视觉检测组件,所述视觉检测组件位于输送轨道朝向晶圆的一侧,输送轨道用于输送引线框架。
14.根据本发明一个实施例,所述视觉检测组件包括:底座;视觉检测器,所述视觉检测器安装在所述底座上;反射镜面,所述反射镜面与视觉检测器的镜头相对设置,所述反射镜面向上倾斜设置;移动机构,所述移动机构安装在输送轨道上,所述移动机构与反射镜面连接,以驱动反射镜面朝向视觉检测器的镜头移动。
15.根据本发明一个实施例,所述晶圆上下料机构包括:升降机构,所述升降机构位于所述扩晶机构的一侧,所述晶圆盒安装在所述升降机构上,所述晶圆盒内堆叠有多个晶圆,所述升降机构驱动所述晶圆盒进行升降运动;取放机构,所述取放机构位于所述扩晶机构的一侧,所述取放机构用于抓取所述晶圆在所述晶圆盒和所述扩晶机构之间活动。
16.根据本发明一个实施例,所述晶圆位置调节机构包括:y向移动机构;x向移动机构,所述x向移动机构安装在所述y向移动机构上,所述y向移动机构带动所述x向移动机构沿y向活动;周向转动机构,所述周向转动机构安装在所述x向移动机构上,所述x向移动机构带动所述周向转动机构沿x向活动,所述周向转动机构上安装有扩晶机构,所述周向转动机构驱动所述扩晶机构在周向进行旋转。
17.根据本发明一个实施例,在加工不同尺寸的晶圆时,更换对应尺寸的扩晶机构,所述扩晶机构包括:顶升环,所述顶升环与所述周向转动机构之间可拆卸相连;晶圆安装机构,所述晶圆安装机构设在所述顶升环上,所述晶圆安装机构内安装有晶圆,所述晶圆安装机构的尺寸与不同尺寸的晶圆相适配;主动单元,所述主动单元位于所述晶圆安装机构的侧面,所述主动单元能够靠近或远离所述晶圆安装机构,所述主动单元用于驱动所述晶圆安装机构靠近或远离所述顶升环;所述顶升环的上表面设置有环形凸起,所述晶圆安装机构位于所述环形凸起的外侧,所述晶圆安装机构在靠近所述顶升环时,所述晶圆上的晶圆膜被所述环形凸起顶起。
18.根据本发明一个实施例,所述芯片顶出装置包括:升降安装座;升降组件,所述升降组件设置在所述升降安装座上;顶出组件,所述顶出组件安装在所述升降组件上,所述升降组件带动所述顶出组件进行升降运动,以靠近或远离所述晶圆膜,所述顶出组件上具有罩壳组件和设置在所述罩壳组件内的顶针,所述罩壳组件内具有负压,以向下吸附所述晶圆膜,所述顶针能够向上活动并凸出于所述罩壳组件,以将所述芯片向上顶出。
19.根据本发明一个实施例,所述贴装头移动机构包括:复合底座;x向运动组件,所述
x向运动组件安装在所述复合底座上;y向运动组件,所述y向运动组件与所述x向运动组件相连,所述x向运动组件驱动所述y向运动组件沿x向活动;z向运动组件,所述z向运动组件上安装有贴装头,所述z向运动组件的一部分安装在所述x向运动组件上,所述z向运动组件的另一部分安装在所述y向运动组件上,所述y向运动组件驱动贴装头沿y向运动,所述z向运动组件驱动贴装头沿z向活动;所述减震装置安装在所述复合底座上,所述减震装置与所述y向运动组件的运动方向相反。
20.根据本发明一个实施例,所述贴装头包括:第二贴装安装座,所述第二贴装安装座上设置有旋转驱动组件;第三贴装安装座,所述第三贴装安装座与所述第二贴装安装座沿竖直方向滑动相连;贴装头组件,所述贴装头组件竖直设置,所述贴装头组件转动安装在所述第三贴装安装座上,所述贴装头组件与所述旋转驱动组件传动连接,所述贴装头组件能够沿其轴向和周向活动;所述第二贴装安装座安装在第一贴装安装座上,所述第二贴装安装座与所述第一贴装安装座之间相对位置能够微调,所述第一贴装安装座安装在贴装头移动机构上,所述第一贴装安装座与所述贴装头移动机构之间相对位置能够微调。
21.根据本发明一个实施例,一种固晶机,包括上述的定位供给机构。
22.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
23.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
24.本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
25.图1是本发明的定位供给机构的结构示意图;
26.图2是视觉检测组件的位置示意图;
27.图3是视觉检测组件的结构示意图;
28.图4是视觉检测组件的正视图;
29.图5是视觉检测组件的立体结构示意图;
30.图6是本发明的结构示意图;
31.图7是贴装头的仰视结构示意图;
32.图8是贴装头的俯视结构示意图;
33.图9是贴装头的剖视结构示意图;
34.图10是贴装头与贴装头移动机构之间连接部分的局部结构示意图;
35.图11是贴装头移动机构的结构示意图;
36.图12是贴装头移动机构的主体结构示意图;
37.图13是贴装头移动机构的底部结构示意图;
38.图14是贴装头移动机构的减震装置的结构示意图;
39.图15是贴装头移动机构的y向运动组件的结构示意图;
40.图16是贴装头移动机构的y向运动组件的另一角度的结构示意图;
41.图17是贴装头移动机构的z向运动组件的结构示意图;
42.图18是贴装头移动机构的z向运动组件的局部放大示意图;
43.图19是贴装头移动机构的冷却装置的局部剖视图;
44.图20是本发明的结构示意图;
45.图21是升降机构的结构示意图;
46.图22是图21中另一角度的结构示意图;
47.图23是取放机构的结构示意图;
48.图24是同步带组件中从动轮处的结构示意图;
49.图25是同步带组件中主动轮处的结构示意图;
50.图26是夹爪组件的结构示意图;
51.图27是本发明晶圆位置调节机构的结构示意图;
52.图28是y向移动机构的结构示意图;
53.图29是x向移动机构的结构示意图;
54.图30是周向转动机构的结构示意图;
55.图31是滚轮的结构示意图;
56.图32是驱动环的剖视结构示意图;
57.图33是驱动环的局部结构示意图;
58.图34是本发明扩晶机构的结构示意图;
59.图35是本发明另一角度的结构示意图;
60.图36是图35中的局部结构示意图;
61.图37是高度调节单元的剖视结构示意图;
62.图38是张紧单元的剖视结构示意图;
63.图39是主动单元的结构示意图;
64.图40是主动单元的剖视结构示意图;
65.图41是主动单元安装后的结构示意图;
66.图42是本发明芯片顶出装置安装位置的示意图;
67.图43是本发明芯片顶出装置的结构示意图;
68.图44是图43中的另一角度的结构示意图;
69.图45是图44中的局部结构示意图;
70.图46是调平螺栓组件的剖视结构示意图;
71.图47是顶出组件的结构示意图;
72.图48是罩壳组件的内部剖视结构示意图;
73.图49是罩壳组件的顶部结构示意图;
74.图50是晶圆膜被拉伸顶出的示意图。
具体实施方式
75.下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
76.在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
77.在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
78.下面参考附图具体描述本发明实施例的芯片定位供给方法。
79.如图1-图50所示,根据本发明实施例的芯片定位供给方法,包括:
80.s1、进行前期准备工作;前期准备工作包括:s10、根据生产要求确定晶圆的尺寸;s11、根据晶圆的尺寸,更换对应的晶圆盒;s12、根据晶圆的尺寸,更换对应的扩晶机构,换言之,晶圆尺寸变化时,晶圆盒401的尺寸也随之变化,同时扩晶机构48也需要做对应更换。
81.s2、从晶圆盒中取出一片晶圆,对晶圆上的芯片按照好坏进行区分;区分晶圆上的芯片好坏的过程为:s21、预先检测芯片好坏;s22、预先将芯片的好坏状态与该芯片在晶圆上的位置对应,并生成条码,将条码打印在晶圆膜上;s23、对取出的晶圆上的条码进行扫码识别,从而区分出整个晶圆上芯片的好坏,在后续操作中避开坏的芯片,就是说,在顶升芯片前,预先筛选出好的芯片,不对坏的芯片进行处理,有利于提高成品率。
82.s3、对晶圆进行扩晶操作,晶圆上的晶圆膜被拉伸,同时相邻的芯片之间间距增大;扩晶操作时先对晶圆膜吹热风,将晶圆膜软化,在晶圆膜拉伸时由中心点向四周拉伸,晶圆膜为圆形,晶圆膜被拉伸后,晶圆膜上的芯片也会向着远离中心点的方向移动。
83.s4、将晶圆靠近引线框架,同时调整晶圆的角度,使芯片的角度与引线框架上芯片贴装位置的角度相匹配;自上而下拍摄晶圆上的芯片,计算出芯片边缘轮廓与引线框架上芯片贴装位置的轮廓之间的角度差,通过调整整个晶圆的角度来补偿角度差,晶圆上的芯片是排列整齐的,s4这个过程对于每一个晶圆只需要执行一次即可,调整晶圆角度时,该晶圆上所有芯片都会同时进行调整。
84.s5、将晶圆上好的芯片顶起并从晶圆上抓起芯片;向上顶起芯片的同时将晶圆膜向下吸,抓起芯片的方式为负压吸附,顶起芯片的同时吸附晶圆膜能够尽可能将芯片与晶圆膜脱离,芯片被吸嘴722吸附,负压吸附不会损坏芯片,同时也能减少芯片此时的偏移。
85.s6、对芯片的角度进行视觉校准和补偿;自下而上拍摄已抓起的芯片,计算出芯片边缘轮廓与引线框架上芯片贴装位置的轮廓之间的角度差,通过调整芯片的角度来补偿角度差,由于芯片体积较小,被吸附后无法从上方继续拍摄到芯片,采用从芯片下方拍摄的方式,能够对已偏移的芯片进行补偿。
86.s7、将芯片移动到引线框架上进行芯片贴装。
87.本发明预先对晶圆上的芯片安装好坏进行区分,在贴装前避开坏的芯片,进行扩晶操作后,芯片之间间距增大,芯片更容易被抓起,在抓起芯片前后分两次对芯片角度进行
调整,确保芯片与引线框架的贴装位置对齐,避免了抓取芯片时,芯片产生角度偏移。
88.如图2至图5所示,视觉检测组件58包括:底座521、视觉检测器522、反射镜面523和移动机构524,底座521设置在输送轨道502上,输送轨道502上输送有引线框架;视觉检测器522安装在底座521上;反射镜面523与视觉检测器522的镜头相对设置,反射镜面523向上倾斜设置;移动机构524安装在输送轨道502上,移动机构524与反射镜面523连接,以驱动反射镜面523朝向视觉检测器522的镜头移动,其中视觉检测器522为一种视觉相机。
89.通过反射镜面523对芯片吸嘴722上吸取的芯片的成像进行反射,视觉检测器522拍摄反射镜面523中的成像进行视觉检测,检测吸嘴722吸取的芯片的位置和角度是否合格,提高芯片贴装在引线框架上的位置精度,并且通过移动机构524驱动反射镜面523靠近或远离视觉检测器522移动,根据不同产品的精度要求对反射镜面523的位置进行调节,调节方式简单可靠,且不需要移动视觉检测器522的位置,视觉检测器522的检测精度不会受到影响。
90.移动机构524包括安装座525、导轨526和锁紧件527,导轨526安装在安装座525上,导轨526上连接有滑动件,反射镜面523安装在滑动件上;锁紧件527与安装座525连接,锁紧件527与滑动件相连或相接触以对滑动件的位置进行锁紧。安装座525上设置有两个沿导轨526方向排布光电开关5218,滑动件上固定连接有与光电开关5218配合的挡光片。滑动件包括光源安装板528,光源安装板528与导轨526相连,以通过导轨526对光源安装板528的移动进行导向,反射镜面523安装在光源安装板528上,光源安装板528下方设有支撑光源安装板528的支撑件529,支撑件529与安装座525固定连接。
91.锁紧件527包括螺栓5210、螺母5211、锁紧块5212和限位块5213,螺栓5210与导轨526平行设置,且与安装座525螺纹连接,螺母5211设置在螺栓5210的一端,限位块5213与滑动件固定连接,锁紧块5212套装在螺栓5210上,锁紧块5212与螺栓5210滑动配合,以使锁紧块5212能够沿螺栓5210滑动,锁紧块5212能够与限位块5213相抵,以限制限位块5213和滑动件的移动。锁紧块5212远离螺母5211的端面上设有腰型孔,腰型孔贯通锁紧块5212靠近螺母5211的端面。锁紧件527包括第一锁紧部5215和第二锁紧部5216,第一锁紧部5215和第二锁紧部5216固定连接或一体成型,第一锁紧部5215形状为圆柱状,腰形孔设置在第一锁紧部5215和第二锁紧部5216上,第一锁紧部5215的直径大于第二锁紧部5216的宽度。限位块5213上设有凹槽5217,锁紧块5212与凹槽5217滑动配合。
92.底座521上设有镜头抱紧块5220,镜头抱紧块5220设有供相机镜头通过的中间孔,镜头抱紧块5220的一端设有与中间孔相贯通的缺口,镜头抱紧块5220上设有用于调节缺口宽度的螺钉。镜头抱紧块5220上设有条形孔,底座521上安装有用于固定镜头报警块的螺钉,螺钉能够在条形孔内活动,以对镜头抱紧块5220的位置进行调节。
93.为了便于s4中拍摄,输送轨道502上还设置有安装板59,安装板上设置有两个光源591,并且光源591的照射位置可调节,确保能够照射在芯片上,以保证拍摄效果。
94.如图6-图19所示,根据本发明实施例的芯片贴装机构,包括:贴装头移动机构73和贴装头71,贴装头移动机构73上具有一减震装置77,减震装置77能够沿y向往复运动,以抵消贴装头移动机构73工作时产生的震动;贴装头71安装在贴装头移动机构73上,贴装头移动机构73驱动贴装头71在xyz方向上运动,贴装头71能够吸附芯片,并驱动芯片旋转,以调节芯片在xy平面上角度。
95.本发明利用贴装头71吸附住芯片,然后贴装头71驱动芯片旋转,使芯片与引线框架对齐,避免了贴装偏差,贴装头移动机构73控制贴装头71进行往复贴装运动,减震装置77抵消运动产生的震动,从而提高使用寿命,避免震动对贴装过程产生不良影响,从而提高了贴装精度和贴装效果。
96.如图11-图19所示,根据本发明实施例的贴装头移动机构73,包括:复合底座78、x向运动组件74、y向运动组件75、z向运动组件76和减震装置77,x向运动组件74安装在复合底座78上;y向运动组件75与x向运动组件74相连,x向运动组件74驱动y向运动组件75沿x向活动;z向运动组件76上安装有贴装头,z向运动组件76的一部分安装在x向运动组件74上,z向运动组件76的另一部分安装在y向运动组件75上,y向运动组件75驱动贴装头沿y向运动,z向运动组件76驱动贴装头沿z向活动;减震装置77安装在复合底座78上,减震装置77与y向运动组件75的运动方向相反。
97.就是说,本实施例中的z向运动组件76同时安装在x向运动组件74和y向运动组件75上,y向运动组件75和z向运动组件76同时驱动贴装头活动,实现了解耦功能。并且本实施例中y向运动组件75需要将芯片从待料区抓取至引线框架上,y向移动距离较长,x向运动组件74用于对芯片x向贴装位置进行微调,因此x向移动距离较短,另一方面z向运动难以对芯片在xy平面上造成偏移,因此减震装置77与y向运动组件75的运动方向相反,减震装置77主要用于抵消y向运动组件75产生的震动。
98.贴装头移动机构73结构简单紧凑,x向运动组件74、y向运动组件75和z向运动组件76共同作用,驱动贴装头在xyz三维方向上运动,使芯片贴装时实现三维空间内自动化精准移动,通过设置减震装置77,并将减震装置77的运动方向设计为与y向运动组件75的运动方向相反,使得减震装置77能够将震动抵消,从而提升芯片输送过程和贴装过程的稳定性。
99.其中,x向运动组件74包括:x轴直线导轨741、x轴直线电机742和x轴安装座743,x轴直线导轨741安装在复合底座78的下表面;x轴直线电机742安装在复合底座78的下表面,x轴直线电机742与x轴直线导轨741相平行;x轴安装座743位于复合底座78的下方,x轴直线导轨741和x轴直线电机742均与x轴安装座743相连。
100.在本实施例中,x轴直线导轨741的数量为两个,x轴直线电机742位于两个x轴直线导轨741之间,这样能够提高x轴安装座743沿x向运动时的稳定性。
101.其中,y向运动组件75包括:两个y轴直线导轨751、y轴直线电机753和yz转接板752,两个y轴直线导轨751均安装在x轴安装座743的一侧,两个y轴直线导轨751均平行于y向;yz转接板752同时与两个y轴直线导轨751相连;y轴直线电机753的一部分连接复合底座78,y轴直线电机753的另一部分连接yz转接板752。
102.进一步地,yz转接板752上设置有转接块754,转接块754上安装有第一光栅组件755的读数头,上x轴安装座743安装有第一光栅组件755的光栅尺和读数头原点开关756。光栅可以准确测量移动的距离,不限于对y向进行测量,也可以在x向,z向设置光栅机构。
103.更进一步地,y轴直线电机753上的动子7411通过动子风刀7412安装在yz转接板752上,动子7411与动子风刀7412之间具有进气间隙,复合底座78上安装有排风扇757,气体从进气间隙进入y轴直线电机753内,并从排风扇757排出。
104.就是说,y轴直线电机753主要包括上下两排强磁铁,以及位于两排强磁铁之间的动子7411,由于yz转接板752与x轴安装座743相连,动子7411安装在yz转接板752上,因此动
子7411除了沿y向运动之外,还能够沿x向运动。
105.其中,z向运动组件76包括:两个z向机构和解耦组件,两个z向机构均安装在x轴安装座743上,两个z向机构均平行于z向设置;解耦组件的一部分连接两个z向机构,解耦组件的另一部分与yz转接板752相连,解耦组件的另一部分能够在两个z向机构之间活动。
106.进一步地,z向机构包括:xz连接支架766、侧支架764、z轴直线电机765和冷却装置769,xz连接支架766安装在x轴安装座743上;侧支架764与xz连接支架766之间通过z轴直线导轨767滑动相连;z轴直线电机765的一端与xz连接支架766相连,z轴直线电机765的另一端与侧支架764相连;冷却装置769安装在z轴直线电机765上,对z轴直线电机765进行冷却。
107.就是说,xz连接支架766固定在x轴安装座743上,z轴直线电机765竖直设置,z轴直线电机765的动子连接xz连接支架766,z轴直线电机765的定子连接侧支架764,从而使得侧支架764相对于xz连接支架766实现z向移动。
108.优选地,冷却装置769包括进气插头7691、第一风刀7692和第二风刀7693,进气插头7691安装在第一风刀7692上,第一风刀7692和第二风刀7693之间具有一出风口,出风口朝向z轴直线电机765,侧支架764上安装有z轴恒力弹簧768,z轴恒力弹簧768还与z轴直线电机765相连,z轴恒力弹簧768对侧支架764提供向上的拉力。
109.换言之,气体通过进气插头7691进入第一风刀7692和第二风刀7693之间,然后从出风口吹向z轴直线电机765进行降温。z轴恒力弹簧768的一端连接侧支架764,z轴恒力弹簧768的另一端连接z轴直线电机765上的动子(z轴恒力弹簧768的另一端也可以连接xz连接支架766),当出现断电等情况时,z轴恒力弹簧768对侧支架764提供向上的拉力,避免侧支架764直接落下,避免对芯片或引线框架造成磕碰。
110.更进一步地,解耦组件包括:z轴支架761、解耦轨763和两个凸轮随动器762,z轴支架761沿z向滑动安装在yz转接板752上;解耦轨763沿y向设置,解耦轨763的一端与一侧支架764相连,解耦轨763的另一端与另一侧支架764相连;两个凸轮随动器762转动安装在z轴支架761上,一凸轮随动器762与解耦轨763的上端滚动相连,另一凸轮随动器762与解耦轨763的下端滚动相连。
111.就是说,z轴支架761一方面需要与yz转接板752之间保持z向滑动连接,还需要通过两个凸轮随动器762与解耦轨763保持y向滑动连接,z轴支架761与yz转接板752通过两组交叉滚子相连,z轴支架761与yz转接板752也设置有光栅组件和限位块,用于对两者之间的z向运动过程进行测量和限位。
112.其中,减震装置77包括:减震导轨771、减震直线电机772、平衡负载773和平衡配重774,减震导轨771沿y向安装在复合底座78上;减震直线电机772沿y向安装在复合底座78上;减震导轨771和减震直线电机772均与平衡负载773相连,平衡负载773的侧面设置有第二光栅组件777,复合底座78上设置有限位组件776,用于对平衡负载773进行限位;平衡配重774安装在平衡负载773上。
113.减震导轨771数量优选为两个,平衡配重774与平衡负载773优选为可拆卸连接,减震直线电机772驱动平衡配重774和平衡负载773保持与yz转接板752的反向运动,从而减少产生的震动,从而提高贴装精度。
114.本发明通过对y向运动组件75和z向运动组件76的特殊设计,使的y向运动与z向运动之间形成形成解耦关系,从而提升了驱动装置的稳定性,进而提高了贴装精度。本发明中
所用的气罐、电控装置等也可安装在复合底座78的上方,所有机构集中在复合底座78上,在整个设备中能够对贴装头驱动装置进行整体更换,在维修时不会占用设备生产时间,减少了设备停机时间,本发明中z轴直线电机765和y轴直线电机753均设置有对应的风刀散热部件进行散热,这样可以有效降低z轴直线电机765和y轴直线电机753的工作温度,避免在z向和y向的高频往复移动过程中直线电机产生过热变形,从而引起的移动精度变差、贴装精度降低等一些列问题,并且能够极大提高使用寿命,降低维护频率和成本。
115.如图6-图10所示,根据本发明实施例的贴装头71,包括:第二贴装安装座712、第三贴装安装座715和贴装头组件,第二贴装安装座712上设置有旋转驱动组件;第三贴装安装座715与第二贴装安装座712沿竖直方向滑动相连;贴装头组件竖直设置,贴装头组件转动安装在第三贴装安装座715上,贴装头组件与旋转驱动组件传动连接,贴装头组件能够沿其轴向和周向活动。
116.就是说,通过第三贴装安装座715与第二贴装安装座712之间沿竖直方向的滑动连接关系,使第三贴装安装座715上的贴装头组件能够进行竖直方向的直线运动,贴装时可以避免硬接触,同时能够带动芯片上下微动,实现对贴装压力的精准控制,另一方面利用旋转驱动组件驱动贴装头组件旋转,贴装头组件带动芯片旋转,保证了芯片贴装前能够与引线框架对齐,从而提高了贴装精度和贴装效果。
117.根据本发明一个实施例,第二贴装安装座712安装在第一贴装安装座711上,第二贴装安装座712与第一贴装安装座711之间相对位置能够微调,第一贴装安装座711安装在贴装头移动机构73的z轴支架761上,第一贴装安装座711与贴装头移动机构73之间相对位置能够微调。如图5所示,贴装头移动机构73的一侧设置有两个第一调节块a,第一贴装安装座711与两个第一调节块a相连,第一贴装安装座711与两个第一调节块a之间距离可调,第二贴装安装座712上具有两个第二调节块b,第一贴装安装座711与两个第二调节块b相连,第一贴装安装座711与两个第二调节块b之间距离可调。
118.换言之,两个第一调节块a沿竖直方向一上一下设置,两个第一调节块a位于第一贴装安装座711的y方向,第一贴装安装座711与贴装头移动机构73先通过一个定位销连接,而后利用第一调节块a上的螺钉与第一贴装安装座711抵靠关系,通过旋转螺钉来调节第一贴装安装座711与第一调节块a之间的距离,从而使第一贴装安装座711能够在yz平面内进行微调,微调后再通过螺钉将第一贴装安装座711与贴装头移动机构73锁紧;两个第二调节块b沿竖直方向一上一下设置,第一贴装安装座711位于两个第二调节块b的x方向,第二贴装安装座712与第一贴装安装座711先通过一个定位销连接,而后利用第二调节块b上的螺钉与第一贴装安装座711抵靠关系,通过旋转螺钉来调节第一贴装安装座711与第二调节块b之间的距离,从而使第二贴装安装座712能够在xz平面内进行微调,微调后再通过螺钉将第一贴装安装座711与第二贴装安装座712锁紧。
119.根据本发明一个实施例,贴装头组件包括:旋转轴720、吸嘴杆721、吸嘴722和微型接头723,旋转轴720转动设在第三贴装安装座715内,旋转轴720为中空件;吸嘴杆721的一端与旋转轴720的一端相连通;吸嘴722安装在吸嘴杆721的另一端;微型接头723安装在旋转轴720的另一端。
120.换言之,微型接头723的一端连接有负压装置,旋转轴720、吸嘴杆721和吸嘴722内部均为中空结构,通过微型接头723连接负压,从而使吸嘴722能够吸附住芯片。
121.进一步地,旋转驱动组件包括:伺服电机713和同步带机构714,伺服电机713安装在第二贴装安装座712上;同步带机构714的一端与伺服电机713的输出端相连,同步带机构714的另一端与旋转轴720相连。
122.更进一步地,旋转轴720与第三贴装安装座715之间设置有角接触球轴承726。角接触球轴承726可同时承受径向负荷和轴向负荷。并且伺服电机713在第二贴装安装座712上的位置能够调节,从而起到张紧同步带机构714的作用。
123.也就是说,旋转轴720与第三贴装安装座715之间转动相连,伺服电机713通过同步带机构714驱动旋转轴720转动,从而达到调节芯片角度的目的。
124.根据本发明一个实施例,第二贴装安装座712上安装有无阻力气缸719,无阻力气缸719的输出端与第三贴装安装座715相连,无阻力气缸719驱动第三贴装安装座715沿竖直方向运动。
125.其中,本实施例中第三贴装安装座715能够在无阻力气缸719的驱动下沿竖直方向进行微调,从而能够进行下压提供稳定的贴装压力,第三贴装安装座715在竖直方向能够移动的范围较小不会影响同步带机构714的传动。
126.在此基础上,第三贴装安装座715下端设有容纳腔,容纳腔内设置有恒力弹簧718,恒力弹簧718的上端与第三贴装安装座715相抵,恒力弹簧718的下端安装在第二贴装安装座712上。恒力弹簧718可以对第三贴装安装座715进行有效支撑,避免在断电的情况下第三贴装安装座715直接落下造成磕碰。第二贴装安装座712上还设置有限位片727,用于对第三贴装安装座715运动的下限位置进行限位。
127.根据本发明一个实施例,第二贴装安装座712上安装有音圈电机定子716,第三贴装安装座715上安装有音圈电机动子717,音圈电机定子716的上方安装有冷却盖725,音圈电机定子716与音圈电机动子717相配合构成音圈电机,音圈电机定子716与冷却盖725之间具有黄铜片,冷却盖725具有供气体进入音圈电机的进气口。
128.气体通过冷却盖725进入音圈电机定子716与音圈电机动子717直接对音圈电机进行冷却,利用音圈电机带动第三贴装安装座715下移,本技术中音圈电机的行程为1mm,可以对贴装时芯片进行精确控制,能够避免芯片与引线框架产生硬接触,造成产品损伤。
129.根据本发明一个实施例,第三贴装安装座715与第二贴装安装座712之间通过滚子导向轨724滑动相连,第二贴装安装座712的下方安装有挡油板728,挡油板728位于滚子导向轨724的正下方。挡油板728能够阻挡滚子导向轨724润滑油滴落,保证了贴装质量。
130.工作时,吸嘴722先吸附住芯片,根据引线框架的位置伺服电机713开始工作,调整芯片的旋转角度,使芯片与引线框架对齐,随后贴装头移动机构73将芯片移动至引线框架正上方1mm处,音圈电机驱动芯片下移1mm并与引线框架完成贴合,随后无阻力气缸719向下压,从而提供一个稳定的贴合压力,最终完成贴合。
131.如图20-图49所示,根据本发明实施例的芯片供给装置,包括:平台40、晶圆位置调节机构、扩晶机构48、芯片顶出装置47和晶圆上下料机构,晶圆位置调节机构设置在平台40上,晶圆位置调节机构用于驱动晶圆沿y向、x向和周向进行位置调节;扩晶机构48安装在晶圆位置调节机构上,扩晶机构48用于拉伸晶圆上的晶圆膜,使相邻的芯片间距扩大;芯片顶出装置47安装在平台40上,芯片顶出装置47位于扩晶机构48的下方,芯片顶出装置47用于将芯片从晶圆膜上顶出;晶圆上下料机构安装在平台40上,晶圆上下料机构用于将带有芯
片的晶圆从晶圆盒401抓取至扩晶机构48,或将不带芯片的晶圆从扩晶机构48抓取至晶圆盒401。
132.就是说,晶圆上下料机构主要对整个晶圆进行供给和下料,将带有芯片的晶圆从晶圆盒401内取出,待该晶圆上的芯片贴装完毕后再将该晶圆送回晶圆盒401内,以此往复,直至晶圆盒401内晶圆都被贴装完毕,更换新的晶圆盒401后即可实现循环,扩晶机构48上放置有晶圆,扩晶机构48通过拉伸晶圆膜,使晶圆膜上的芯片间距扩大,这样便于芯片顶出装置47将芯片顶起,而晶圆位置调节机构主要用于调节扩晶机构48及扩晶机构48上晶圆的位置,以便于芯片与芯片顶出装置47对齐,同时便于将晶圆上的芯片与引线框架上芯片的贴装位置对齐,从而方便芯片顶出装置47顶出芯片。
133.其中,对于晶圆位置调节机构,如图27至图33所示:
134.晶圆位置调节机构包括:y向移动机构44、x向移动机构45和周向转动机构46,y向移动机构44安装在平台40上;x向移动机构45安装在y向移动机构44上,y向移动机构44带动x向移动机构45沿y向活动;周向转动机构46安装在x向移动机构45上,x向移动机构45带动周向转动机构46沿x向活动,周向转动机构46上安装有扩晶机构48,周向转动机构46驱动扩晶机构48在周向进行旋转。
135.换言之,晶圆位置调节机构中y向移动机构44和x向移动机构45主要用于调节芯片在水平面上的位置,当芯片顶出装置47上方的一芯片被抓走贴装后,另一芯片需要通过y向移动机构44和x向移动机构45共同作用,从而移动到芯片顶出装置47的上方,而周向转动机构46用于控制芯片的旋转角度,芯片通常为方形,芯片与引线框架需要保持对应角度才能完成贴装,通过周向转动机构46能够对芯片的角度进行调节。
136.在此基础上,y向移动机构44包括:y向直线导轨441、y向移动板443和y向直线电机442,y向直线导轨441设于平台40上;y向移动板443位于平台40的上方,y向移动板443与平台40之间通过y向直线导轨441滑动相连;y向直线电机442安装在平台40上,y向直线电机442的输出端与y向移动板443相连。y向直线导轨441的数量优选为两个,y向直线电机442位于两个y向直线导轨441之间,这样设计能够提高y向移动板443移动时的稳定性。
137.进一步地,平台40上安装有两个y向光电开关444和两个y向限位块445,两个y向光电开关444沿y向相对设置,y向移动板443沿y向移动时触发y向光电开关444,两个y向限位块445沿y向相对设置,y向限位块445用于在y向对y向移动板443进行限位。
138.更进一步地,y向移动板443的下表面还安装有沿y向设置的磁栅尺,平台40上安装有与磁栅尺相配合的读数头。这样可以精确测量y向移动板443的移动距离,便于进行精确定位。
139.在此基础上,x向移动机构45包括:x向直线导轨451、x向移动板453和x向直线电机452,x向直线导轨451设在y向移动板443上;x向移动板453位于y向移动板443的上方,x向移动板453与y向移动板443之间通过x向直线导轨451滑动相连;x向直线电机452安装在y向移动板443上,x向直线电机452的输出端与x向移动板453相连。
140.x向直线导轨451的数量优选为两个,x向直线电机452位于两个x向直线导轨451之间,这样能够提高x向移动板453移动时的稳定性。
141.根据本发明一个实施例,y向移动板443上安装有两个x向光电开关454和两个x向限位块455,两个x向光电开关454相对设置,x向移动板453沿x向移动时触发x向光电开关
454,两个x向限位块455相对设置,x向限位块455用于在x向对x向移动板453进行限位。当然y向移动板443与x向移动板453也可以分别设置磁栅尺和读数头进行移动时精度测量。
142.在此基础上,周向转动机构46包括:多个滚轮461、驱动环462、一号同步带463、电机464和编码器465,多个滚轮461沿圆周方向均匀设在x向移动板453上;驱动环462设于多个滚轮461的外侧,驱动环462与滚轮461滚动相连;一号同步带463与驱动环462传动相连;电机464安装在x向移动板453上,电机464的输出端与一号同步带463传动相连;编码器465安装在x向移动板453上,编码器465与一号同步带463传动相连。
143.进一步地,驱动环462的内周面上开设有与滚轮461相配合的环形凹槽,环形凹槽的截面形状为v形,驱动环462的外周面上开设有与一号同步带463相配合的齿。
144.在本实施例中,滚轮461的数量优选为八个,每个滚轮461均卡设在驱动环462的内周面的环形凹槽内,且与环形凹槽滚动相连,滚轮461一方面支撑住驱动环462,使驱动环462悬浮在x向移动板453上,同时能够保证驱动环462转动时的稳定性;一号同步带463通过与齿啮合带动整个驱动环462转动;而编码器465跟随一号同步带463转动,从而精确检测驱动环462的旋转角度。
145.更进一步地,x向移动板453上滑动设有张紧调节块467,张紧轴承466安装在张紧调节块467上,张紧轴承466与一号同步带463滚动相连,通过移动张紧调节块467,使张紧轴承466靠近或远离一号同步带463,以改变一号同步带463的张紧程度;x向移动板453上还安装有周向光电开关468,驱动环462在旋转时能够触发周向光电开关468,周向光电开关468处于驱动环462的归零位。
146.需要注意的是,驱动环462、编码器465和电机464的输出端均与一号同步带463内表面啮合,完成同步传动,而张紧轴承466与一号同步带463外表面贴合,从而对一号同步带463完成张紧效果。
147.根据本发明一个实施例,x向移动板453上安装有入料杆4531,入料杆4531位于周向转动机构46的一侧,入料杆4531的中部设置有入料光电4533,入料杆4531的两端均设置有入料导块4532,入料导块4532用于对输送过程中的晶圆进行导向。就是说,晶圆在供给过程中,通过入料导块4532进行导向,从而便于水平移动至扩晶机构48中,入料光电4533检测是否有晶圆通过。
148.晶圆位置调节机构结构简单紧凑,周向转动机构46驱动扩晶机构48在xy平面内水平移动,并能够驱动扩晶机构48进行周向旋转,从而使扩晶机构48上的晶圆完成位置定位和角度调整,以便于后续贴装时与引线框架完成对齐操作。
149.其中,对于扩晶机构48,如图34-图41所示:
150.扩晶机构48安装在晶圆位置调节机构的驱动环462上,驱动环462转动安装在x向移动板453上,扩晶机构48包括:顶升环482、晶圆安装机构和主动单元489,顶升环482与驱动环462之间可拆卸相连;晶圆安装机构设在顶升环482上,晶圆安装机构内安装有晶圆,晶圆安装机构的尺寸与不同尺寸的晶圆相适配,在加工不同尺寸的晶圆时,更换对应尺寸的晶圆安装机构;主动单元489位于晶圆安装机构的侧面,主动单元489能够靠近或远离晶圆安装机构,主动单元489用于驱动晶圆安装机构靠近或远离顶升环482,主动单元489与晶圆安装机构处于同一水平面上,主动单元489能够沿着指向晶圆安装机构的圆心方向靠近或远离晶圆安装机构(本实施例中主动单元489的运动方向为y向)。
151.换言之,扩晶机构48是可拆卸设置在驱动环462上的,扩晶机构48上晶圆安装机构的尺寸是与晶圆的尺寸相对应的,在加工的晶圆尺寸变化时,直接更换对应的顶升环482和晶圆安装机构即可,主动单元489能够断开与晶圆安装机构的传动关系,从而便于顶升环482和晶圆安装机构进行更换,由于主动单元489无需进行更换,提供动力的主动电机4894无需更换和重新接线,靠近气缸4893无需重新接气和接电,由于电气部件没有更换,则无需对电气部件进行复位和误差补偿,晶圆安装机构在更换后能立即投入使用中。
152.根据本发明一个实施例,驱动环462上设置有固定销4621,顶升环482上设置有锁定扳手483,锁定扳手483的一端与顶升环482转动连接,锁定扳手483用于与固定销4621相卡接。在本实施例中,固定销4621和锁定扳手483数量均为两个,锁定扳手483上具有槽口,在安装时,通过旋转锁定扳手483,从而使固定销4621卡入槽口内。
153.在此基础上,晶圆安装机构包括:压板底座484、两个压板485和多个高度调节单元486,压板底座484位于顶升环482的上方;两个压板485相对设置,两个压板485均设于压板底座484上,夹爪组件在两个压板485之间活动,晶圆卡装在压板底座484与压板485之间;多个高度调节单元486沿圆周方向均匀设置,多个高度调节单元486均位于压板底座484与顶升环482之间,以调节压板底座484与顶升环482之间的间距。
154.本实施例中,压板底座484与压板485之间设置有定位销,晶圆环上开设有与定位销配合的豁口,当晶圆上下料机构上的夹爪组件抓取晶圆进入压板底座484与压板485之间时,豁口与定位销相配合,从而使晶圆准确固定在压板底座484与压板485之间,两个压板485之间间隔开一定距离,便于夹爪组件通过,防止发生干涉。
155.根据本发明一个实施例,高度调节单元486包括:调节丝杆4861和第一同步带轮4862,调节丝杆4861的一端安装在压板底座484上;第一同步带轮4862转动设在顶升环482上,调节丝杆4861的另一端与第一同步带轮4862的内周圆螺纹连接。
156.也就是说,利用调节丝杆4861和第一同步带轮4862件螺纹连接关系,当第一同步带轮4862在二号同步带4883带动下旋转时,调节丝杆4861在不能转动的情况下只能进行上下运动,从而带动压板底座484和晶圆上下运动。
157.优选地,压板底座484上设置有从动单元488和张紧单元487,张紧单元487和多个高度调节单元486均与从动单元488传动相连,从动单元488与主动单元489相对设置,在主动单元489靠近后,从动单元488与主动单元489传动连接。
158.进一步地,从动单元488包括:传动轴4881、从动齿轮4882和二号同步带4883,传动轴4881垂直设在顶升环482上;从动齿轮4882转动套设在传动轴4881上,从动齿轮4882用于与主动单元489传动相连;二号同步带4883与从动齿轮4882传动相连,二号同步带4883与第一同步带轮4862传动相连。
159.换言之,在工作时,从动齿轮4882需要保证与二号同步带4883传动连接的同时,与传动轮组4895保持啮合关系,这样才能保证主动单元489输出的动力传递给高度调节单元486进行高度升降运动。
160.进一步地,张紧单元487包括:偏心轴4871和第二同步带轮4872,偏心轴4871的下部安装在压板底座484上,偏心轴4871上部的轴线与下部的轴线不同轴;第二同步带轮4872转动套设在偏心轴4871的上部,第二同步带轮4872与二号同步带4883传动相连。偏心轴4871的上部和下部均为圆柱体,但是偏心轴4871的上部和下部并不同轴,由于偏心轴4871
下部安装在压板底座484上,那么只需要旋转偏心轴4871,偏心轴4871的上部在旋转过程中会靠近或远离二号同步带4883,通过调节偏心轴4871的位置,就实现了对二号同步带4883的张紧作用。
161.根据本发明一个实施例,主动单元489包括:主动支架4891、主动电机4894和传动轮组4895,主动电机4894安装在主动支架4891上,传动轮组4895安装在主动支架4891上,传动轮组4895与主动电机4894的输出端相连,传动轮组4895用于与从动齿轮4882传动连接。
162.优选地,主动支架4891安装在横梁422上,主动支架4891与横梁422之间通过滑轨组件4892滑动相连,横梁422上安装有靠近气缸4893,靠近气缸4893的输出端与主动支架4891相连,靠近气缸4893驱动主动单元489靠近或远离从动单元488。
163.更为优选地,主动支架4891上安装有调节光电和啮合校准光电,晶圆安装机构在活动到位时触发调节光电,在传动轮组4895与从动齿轮4882完成配合时触发啮合校准光电。
164.滑轨组件4892的数量优选为两个,用于提高移动时的稳定性,靠近气缸4893为主动单元489提供靠近或远离第二同步带轮4872的动力,主动电机4894提供驱动传动轮组4895和第二同步带轮4872旋转的动力,啮合校准光电用于识别传动轮组4895与从动齿轮4882是否啮合,调节光电用于识别晶圆在上下方向的运动是否到位。
165.根据本发明一个实施例,顶升环482上设置有下限位钩4822,压板底座484上设置有上限位钩4841,在上限位钩4841运动时,下限位钩4822与上限位钩4841抵靠限位。晶圆安装机构在上下运动过程中,通过下限位钩4822与上限位钩4841之间的配合作用进行限位。
166.根据本发明一个实施例,x向移动板453上安装有磁性开关组件481,磁性开关组件481用于识别更换后的扩晶机构48的尺寸。磁性开关组件481上对应有3个磁性开关,扩晶机构48上安装有磁性件,不同尺寸的扩晶机构48上磁性件安装位置不同,不同尺寸的扩晶机构48会触发不同的磁性开关,每个磁性开关对应不同尺寸的晶圆,磁性开关用于检测安装的扩晶机构48对应6寸晶圆、8寸晶圆和12寸晶圆中的哪一种尺寸。
167.根据本发明一个实施例,顶升环482的上表面设置有环形凸起4821,晶圆安装机构位于环形凸起4821的外侧,晶圆安装机构在靠近顶升环482时,晶圆上的晶圆膜被环形凸起4821顶起。就是说,为了实现对晶圆上晶圆膜的拉伸作用,晶圆安装机构带动晶圆向下运动,晶圆膜的边缘部分在晶圆环的带动下向下移动,而晶圆膜的中间部分受到环形凸起4821的阻碍,从而使晶圆膜在径向方向上被拉伸。
168.在本实施例中,在晶圆安装机构的下方具有电吹风装置,电吹风装置用于对晶圆上的晶圆膜进行加热。电吹风装置在加热晶圆膜后可以软化晶圆膜。
169.y向移动板443和x向移动板453中部具有开口,以便于电吹风装置的热风能够吹向晶圆膜,同时便于芯片顶出装置47顶出。
170.其中,对于芯片顶出装置47,如图42-图49所示:
171.芯片顶出装置47包括:升降安装座471、升降组件472和顶出组件473,升降安装座471安装在平台40上,平台40的上方具有晶圆膜,晶圆膜上放置有若干芯片;升降组件472设置在升降安装座471上;顶出组件473安装在升降组件472上,升降组件472带动顶出组件473进行升降运动,以靠近或远离晶圆膜,顶出组件473上具有罩壳组件47314和设置在罩壳组件47314内的顶针47313,罩壳组件47314内具有负压,以向下吸附晶圆膜,顶针47313能够向
上活动并凸出于罩壳组件47314,以将芯片向上顶出。
172.根据本发明一个实施例,升降组件472包括:升降座4725、升降电机4723、升降丝杆4721和升降滑块4722,升降座4725与升降安装座471的一侧通过升降直线导轨4724滑动相连;升降电机4723安装在升降安装座471的另一侧;升降丝杆4721的一端转动安装在升降安装座471上,升降丝杆4721的另一端与升降电机4723的输出端相连;升降滑块4722套设在升降丝杆4721上,升降滑块4722与升降座4725相连。
173.换言之,升降直线导轨4724数量为两个,通过升降丝杆4721和升降直线导轨4724的导向作用,升降组件472在升降时具有较高的稳定性。
174.根据本发明一个实施例,升降安装座471的上下两端均安装有升降限位块4726,以对升降座4725进行限位,升降安装座471上还安装有多个升降检测光电4727,以对升降座4725所处位置进行识别。
175.在此基础上,顶出组件473包括:顶出安装块4731和偏心轮驱动机构,顶出安装块4731设置在升降座4725上,罩壳组件47314安装在顶出安装块4731上;偏心轮驱动机构安装在顶出安装块4731上,偏心轮驱动机构与顶针47313相连,并能驱动顶针47313沿高度方向活动。
176.根据本发明一个实施例,顶出安装块4731与升降座4725之间通过多个调平螺栓组件4732相连,调平螺栓组件4732用于对顶出安装块4731进行调平。调平螺栓组件4732的数量为三个,三点确定一个平面,利用三个调平螺栓组件4732即可实现调平。
177.进一步地,调平螺栓组件4732包括:垫片47321、调平螺栓47322、调平螺母47323和锁紧螺栓组件47324,升降座4725上开设有阶梯孔,垫片47321设于阶梯孔内,调平螺栓47322的下端与垫片47321相抵,调平螺母47323位于顶出安装块4731的上方,调平螺母47323、顶出安装块4731均与调平螺栓47322螺纹连接,锁紧螺栓组件47324穿过调平螺母47323、垫片47321和阶梯孔后,将顶出安装块4731固定在升降座4725上。利用调平螺栓组件4732将顶出组件473进行调平,确保顶出组件473在顶升芯片时保持竖直顶升,避免发生倾斜。
178.根据本发明一个实施例,偏心轮驱动机构包括:顶出伺服电机4733、偏心轮4734和轴承4735,顶出伺服电机4733设在顶出安装块4731上;偏心轮4734套设在顶出伺服电机4733的输出轴上,顶出伺服电机4733的输出轴的轴线水平设置;轴承4735套设在偏心轮4734上,轴承4735的上沿与顶针47313之间的相对位置保持固定。
179.进一步地,偏心轮驱动机构还包括:中间轴4739、轴套47310和弹簧47311,中间轴4739设在罩壳组件47314内,中间轴4739的上端设置有夹具47312,顶针47313安装在夹具47312上,中间轴4739的下端安装有顶出块4738,顶出块4738位于轴承4735的上方且与轴承4735的侧面相抵;轴套47310滑动套设在中间轴4739上,轴套47310卡设在罩壳组件47314内;弹簧47311套设在中间轴4739上,弹簧47311位于轴套47310和顶出块4738之间。其中,中间轴4739的表面开设有连通槽,连通槽沿轴向设置,用于为负压孔47316和气动接头47315之间提供连通通道。
180.就是说,顶出伺服电机4733水平设置,而中间轴4739竖直设置,偏心轮4734在旋转时,中间轴4739随着偏心轮4734的高度变化而变化,轴套47310用于对中间轴4739进行导向,保证中间轴4739运动方向保持竖直,避免顶出时发生偏移,而弹簧47311处于受压状态,
能够推动顶出块4738向下运动,从而确保顶出块4738始终与偏心轮4734的外周面相贴合。
181.在本实施例中,顶出伺服电机4733的输出轴上安装有旋转挡片4736,顶出安装块4731上安装有零点光电4737,旋转挡片4736用于触发零点光电4737。旋转挡片4736转动一周,则顶针47313完成自下而上,然后再自上而下的一个往复运动。
182.根据本发明一个实施例,罩壳组件47314的外部安装有气动接头47315,气动接头47315连接有真空发生器,罩壳组件47314的上表面开设有中间孔47317和多个负压孔47316,顶针47313能够穿过中间孔47317向上顶起芯片,多个负压孔47316分布在中间孔47317的四周。多个负压孔47316用于向下吸附晶圆膜,中间孔47317用于供顶针47313穿过,以便于顶起芯片。
183.其中,对于晶圆上下料机构,如图20-图26所示:
184.晶圆上下料机构包括:升降机构41、晶圆盒401和取放机构42,升降机构41安装在平台40上,升降机构41位于扩晶机构48的一侧;晶圆盒401安装在升降机构41上,晶圆盒401内堆叠有多个晶圆,升降机构41驱动晶圆盒401进行升降运动;取放机构42安装在平台40上,取放机构42位于扩晶机构48的一侧,取放机构42用于抓取晶圆在晶圆盒401和扩晶机构48之间活动。
185.就是说,升降机构41能够带动晶圆盒401升降运动,在第一个晶圆被取放机构42取走后并加工完毕后,取放机构42将第一个晶圆重新放回晶圆盒401内,然后升降机构41带动晶圆盒401上升,以便于取放机构42取走第二个晶圆,如此往复直至晶圆盒401内所有晶圆被加工。
186.在此基础上,升降机构41包括:座板411、导轨滑块组件412、丝杆螺母组件413和安装座415,座板411竖直安装在平台40上;导轨滑块组件412设置在座板411上;丝杆螺母组件413设置在座板411上,丝杆螺母组件413与导轨滑块组件412相平行;导轨滑块组件412上的滑块、丝杆螺母组件413上的螺母均与安装座415相连,晶圆盒401放置在安装座415上。在本实施例中,导轨滑块组件412的数量为两个,丝杆螺母组件413处于两个导轨滑块组件412之间,以提高升降运动时的稳定性。
187.根据本发明一个实施例,座板411的上端和下端均设有第一限位块414,安装座415在两个第一限位块414之间活动。两个第一限位块414用于对安装座415进行限位。
188.根据本发明一个实施例,丝杆螺母组件413上的丝杆通过联轴器417与电机416直联,电机416安装在座板411上。
189.优选地,安装座415的上表面设置有多个第二限位块418和多个光电开关419,第二限位块418与安装座415可拆卸相连,第二限位块418用于在放置晶圆盒401时进行限位,光电开关419用于识别对应尺寸的晶圆盒401。
190.也就是说,由于不同尺寸晶圆对应的晶圆盒401大小不同,通过不同位置的光电开关419来识别放置的晶圆盒401的大小,从而识别出待加工的晶圆尺寸。
191.在此基础上,取放机构42包括:支架421、同步带组件423、第一直线导轨424和夹爪支架425,支架421安装在平台40上,支架421上安装有横梁422;同步带组件423设在横梁422上;第一直线导轨424设在横梁422上,第一直线导轨424与同步带组件423相平行;夹爪支架425的一端与同步带组件423相连,夹爪支架425的一端与第一直线导轨424滑动相连,夹爪支架425的另一端安装有夹爪组件。同步带组件423和第一直线导轨424共同作用使夹爪组
件在晶圆盒401和扩晶机构48之间运动。
192.根据本发明一个实施例,夹爪组件包括:升降气缸426、第一安装块427、下夹爪428和上夹爪4281,升降气缸426安装在夹爪支架425的另一端;第一安装块427与升降气缸426的输出端相连;下夹爪428安装在第一安装块427上;上夹爪4281设在第一安装块427上,上夹爪4281位于下夹爪428的上方,上夹爪4281能够靠近或远离下夹爪428。
193.优选地,上夹爪4281安装在第二安装块4271上,第二安装块4271通过第二直线导轨4272与第一安装块427滑动相连,第一安装块427上设有压紧气缸429,压紧气缸429的输出端与第二安装块4271相连。
194.更为优选地,上夹爪4281朝向晶圆盒401的一端向下弯折,下夹爪428上安装有用于识别晶圆的传感器。
195.就是说,上夹爪4281和下夹爪428能够整体进行上下运动,同时上夹爪4281还能靠近下夹爪428从而完成对晶圆的夹持,上夹爪4281和下夹爪428主要用于夹持晶圆上的晶圆环,上夹爪4281上向下弯折的部分可以勾住晶圆环的内表面。
196.根据本发明一个实施例,横梁422上设置有限位光电4233,限位光电4233位于同步带组件423远离晶圆盒401的一侧,同步带组件423上的从动轮转动安装在从动轮安装块4231上,从动轮安装块4231安装在横梁422上,从动轮安装块4231在横梁422上的位置可调。就是说通过移动从动轮安装块4231,来调节从动轮与主动轮之间的距离,从而实现对张紧度的调节。
197.采用上述的芯片供给装置对芯片进行供给时,包括以下步骤:
198.步骤一:确定需要供给的晶圆尺寸大小,根据晶圆的尺寸大小,将对应的晶圆盒401放置在晶圆上下料机构中的升降机构41上;
199.步骤二:根据晶圆的尺寸大小,将扩晶机构48上对应的晶圆安装机构安装在晶圆位置调节机构上;
200.步骤三:晶圆上下料机构中的取放机构42将晶圆盒401内的晶圆抓取放置在扩晶机构48上,也即放置在压板底座484与压板485之间;
201.步骤四:扩晶机构48对晶圆膜进行拉伸,使晶圆膜上的芯片之间间距增大;也即,结合图50所示,主动单元489靠近晶圆安装机构,并与晶圆安装机构完成传动连接,然后,对晶圆上的晶圆膜进行吹风加热,从而软化晶圆膜,接着,主动单元489驱动晶圆安装机构上的晶圆向下靠近顶升环482上,晶圆上的晶圆膜同时受到顶升环482向上的阻挡作用和晶圆环向下的拉伸作用,从而导致晶圆膜由内向外拉伸,进而使晶圆膜上相邻两个晶圆的间距扩大;
202.步骤五:晶圆位置调节机构将芯片移动至芯片顶出装置47正上方,同时调节芯片的角度,结合图50,芯片顶出装置47将晶圆膜向下吸附的同时将芯片向上顶起,以便于芯片被取走,重复该步骤直至该晶圆上全部芯片被取走;
203.步骤六:晶圆位置调节机构复位,晶圆上下料机构将该晶圆抓回晶圆盒401内;
204.步骤七:升降机构41上升,另一个晶圆上升到前一个晶圆的位置,再重复步骤三到步骤六,直至晶圆盒401内所有晶圆均完成供给。
205.本发明还公开了一种固晶机,包括上述的定位供给机构。本发明的固晶机只需要对扩晶机构48进行整体更换,就能够适配与不同尺寸晶圆的供给,适用性更加广泛,简单可
靠。
206.在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
207.尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征:


1.一种芯片定位供给方法,其特征在于,包括以下步骤:s1、进行前期准备工作;s2、从晶圆盒中取出一片晶圆,对晶圆上的芯片按照好坏进行区分;s3、对晶圆进行扩晶操作,晶圆上的晶圆膜被拉伸,同时相邻的芯片之间间距增大;s4、将晶圆靠近引线框架,同时调整晶圆的角度,使芯片的角度与引线框架上芯片贴装位置的角度相匹配;s5、将晶圆上好的芯片顶起并从晶圆上抓起芯片;s6、对芯片的角度进行视觉校准和补偿;s7、进行芯片贴装。2.根据权利要求1所述的芯片定位供给方法,其特征在于,前期准备工作包括:s10、根据生产要求确定晶圆的尺寸;s11、根据晶圆的尺寸,更换对应的晶圆盒;s12、根据晶圆的尺寸,更换对应的扩晶机构。3.根据权利要求1所述的芯片定位供给方法,其特征在于,区分晶圆上的芯片好坏的过程为:s21、预先检测芯片好坏;s22、预先将芯片的好坏状态与该芯片在晶圆上的位置对应,并生成条码,将条码打印在晶圆膜上;s23、对取出的晶圆上的条码进行扫码识别,从而区分出整个晶圆上芯片的好坏,在后续操作中避开坏的芯片。4.根据权利要求1所述的芯片定位供给方法,其特征在于,在s3中,扩晶操作时先对晶圆膜吹热风,将晶圆膜软化,在晶圆膜拉伸时由中心点向四周拉伸。5.根据权利要求1所述的芯片定位供给方法,其特征在于,在s4中,自上而下拍摄晶圆上的芯片,计算出芯片边缘轮廓与引线框架上芯片贴装位置的轮廓之间的角度差,通过调整整个晶圆的角度来补偿角度差。6.根据权利要求5所述的芯片定位供给方法,其特征在于,在s5中,向上顶起芯片的同时将晶圆膜向下吸,抓起芯片的方式为负压吸附。7.根据权利要求6所述的芯片定位供给方法,其特征在于,在s6中,自下而上拍摄已抓起的芯片,计算出芯片边缘轮廓与引线框架上芯片贴装位置的轮廓之间的角度差,通过调整芯片的角度来补偿角度差。8.一种定位供给机构,其特征在于,包括:晶圆上下料机构,所述晶圆上下料机构用于从晶圆盒(401)中抓取出晶圆;晶圆位置调节机构,所述晶圆位置调节机构用于驱动晶圆沿y向、x向和周向进行位置调节;扩晶机构(48),所述扩晶机构(48)安装在所述晶圆位置调节机构上,所述扩晶机构(48)用于拉伸晶圆上的晶圆膜,使相邻的芯片间距扩大;芯片顶出装置(47),所述芯片顶出装置(47)位于所述扩晶机构(48)的下方,所述芯片顶出装置(47)用于将芯片从晶圆膜上顶出;贴装头(71),所述贴装头(71)安装在贴装头移动机构(73)上,所述贴装头移动机构
(73)驱动所述贴装头(71)在xyz方向上运动,所述贴装头(71)能够吸附芯片,并驱动芯片旋转,以调节芯片在xy平面上角度;视觉检测组件(58),所述视觉检测组件(58)位于输送轨道(502)朝向晶圆的一侧,输送轨道(502)用于输送引线框架。9.根据权利要求8所述的定位供给机构,其特征在于,所述视觉检测组件(58)包括:底座(521);视觉检测器(522),所述视觉检测器(522)安装在所述底座(521)上;反射镜面(523),所述反射镜面(523)与视觉检测器(522)的镜头相对设置,所述反射镜面(523)向上倾斜设置;移动机构(524),所述移动机构(524)安装在输送轨道(502)上,所述移动机构(524)与反射镜面(523)连接,以驱动反射镜面(523)朝向视觉检测器(522)的镜头移动。10.根据权利要求8所述的定位供给机构,其特征在于,所述晶圆上下料机构包括:升降机构(41),所述升降机构(41)位于所述扩晶机构(48)的一侧,所述晶圆盒(401)安装在所述升降机构(41)上,所述晶圆盒(401)内堆叠有多个晶圆,所述升降机构(41)驱动所述晶圆盒(401)进行升降运动;取放机构(42),所述取放机构(42)位于所述扩晶机构(48)的一侧,所述取放机构(42)用于抓取所述晶圆在所述晶圆盒(401)和所述扩晶机构(48)之间活动。11.根据权利要求8所述的定位供给机构,其特征在于,所述晶圆位置调节机构包括:y向移动机构(44);x向移动机构(45),所述x向移动机构(45)安装在所述y向移动机构(44)上,所述y向移动机构(44)带动所述x向移动机构(45)沿y向活动;周向转动机构(46),所述周向转动机构(46)安装在所述x向移动机构(45)上,所述x向移动机构(45)带动所述周向转动机构(46)沿x向活动,所述周向转动机构(46)上安装有扩晶机构(48),所述周向转动机构(46)驱动所述扩晶机构(48)在周向进行旋转。12.根据权利要求11所述的定位供给机构,其特征在于,在加工不同尺寸的晶圆时,更换对应尺寸的扩晶机构(48),所述扩晶机构(48)包括:顶升环(482),所述顶升环(482)与所述周向转动机构(46)之间可拆卸相连;晶圆安装机构,所述晶圆安装机构设在所述顶升环(482)上,所述晶圆安装机构内安装有晶圆,所述晶圆安装机构的尺寸与不同尺寸的晶圆相适配;主动单元(489),所述主动单元(489)位于所述晶圆安装机构的侧面,所述主动单元(489)能够靠近或远离所述晶圆安装机构,所述主动单元(489)用于驱动所述晶圆安装机构靠近或远离所述顶升环(482);所述顶升环(482)的上表面设置有环形凸起(4821),所述晶圆安装机构位于所述环形凸起(4821)的外侧,所述晶圆安装机构在靠近所述顶升环(482)时,所述晶圆上的晶圆膜被所述环形凸起(4821)顶起。13.根据权利要求8所述的定位供给机构,其特征在于,所述芯片顶出装置(47)包括:升降安装座(471);升降组件(472),所述升降组件(472)设置在所述升降安装座(471)上;顶出组件(473),所述顶出组件(473)安装在所述升降组件(472)上,所述升降组件
(472)带动所述顶出组件(473)进行升降运动,以靠近或远离所述晶圆膜,所述顶出组件(473)上具有罩壳组件(47314)和设置在所述罩壳组件(47314)内的顶针(47313),所述罩壳组件(47314)内具有负压,以向下吸附所述晶圆膜,所述顶针(47313)能够向上活动并凸出于所述罩壳组件(47314),以将所述芯片向上顶出。14.根据权利要求8所述的定位供给机构,其特征在于,所述贴装头移动机构(73)包括:复合底座(78);x向运动组件(74),所述x向运动组件(74)安装在所述复合底座(78)上;y向运动组件(75),所述y向运动组件(75)与所述x向运动组件(74)相连,所述x向运动组件(74)驱动所述y向运动组件(75)沿x向活动;z向运动组件(76),所述z向运动组件(76)上安装有贴装头,所述z向运动组件(76)的一部分安装在所述x向运动组件(74)上,所述z向运动组件(76)的另一部分安装在所述y向运动组件(75)上,所述y向运动组件(75)驱动贴装头沿y向运动,所述z向运动组件(76)驱动贴装头沿z向活动;所述减震装置(77)安装在所述复合底座(78)上,所述减震装置(77)与所述y向运动组件(75)的运动方向相反。15.根据权利要求8所述的定位供给机构,其特征在于,所述贴装头(71)包括:第二贴装安装座(712),所述第二贴装安装座(712)上设置有旋转驱动组件;第三贴装安装座(715),所述第三贴装安装座(715)与所述第二贴装安装座(712)沿竖直方向滑动相连;贴装头组件,所述贴装头组件竖直设置,所述贴装头组件转动安装在所述第三贴装安装座(715)上,所述贴装头组件与所述旋转驱动组件传动连接,所述贴装头组件能够沿其轴向和周向活动;所述第二贴装安装座(712)安装在第一贴装安装座(711)上,所述第二贴装安装座(712)与所述第一贴装安装座(711)之间相对位置能够微调,所述第一贴装安装座(711)安装在贴装头移动机构(73)上,所述第一贴装安装座(711)与所述贴装头移动机构(73)之间相对位置能够微调。16.一种固晶机,其特征在于,包括如权利要求8-15中任一所述的定位供给机构。

技术总结


本发明公开了一种定位供给机构、固晶机、芯片定位供给方法,芯片定位供给方法包括以下步骤:S1、进行前期准备工作;S2、从晶圆盒中取出一片晶圆,对晶圆上的芯片按照好坏进行区分;S3、对晶圆进行扩晶操作,晶圆上的晶圆膜被拉伸,同时相邻的芯片之间间距增大;S4、将晶圆靠近引线框架,同时调整晶圆的角度,使芯片的角度与引线框架上芯片贴装位置的角度相匹配;S5、将晶圆上好的芯片顶起并从晶圆上抓起芯片;S6、对芯片的角度进行视觉校准和补偿;S7、进行芯片贴装。本发明在抓起芯片前后分两次对芯片角度进行调整,确保芯片与引线框架的贴装位置对齐,避免了抓取芯片时芯片产生角度偏移,提高了贴装精度。提高了贴装精度。提高了贴装精度。


技术研发人员:

曲东升 郜福亮 李长峰 史晔鑫 彭方方 胡君君 姜王敏 苗虎

受保护的技术使用者:

上海铭唯特瑞半导体科技有限公司

技术研发日:

2022.12.20

技术公布日:

2023/3/10

本文发布于:2024-09-23 17:15:30,感谢您对本站的认可!

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