(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201720110268.X
(22)申请日 2017.02.06
(73)专利权人 广东工业大学
地址 510062 广东省广州市越秀区东风东
路729号大院
(72)发明人 何思丰 汤晖 邱迁 车俊杰
陈创斌 张凯富 向晓彬 高健
陈新 崔成强 贺云波
(74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限
公司 11227
代理人 罗满
(51)Int.Cl.
H01L 21/67(2006.01)
H01L 21/68(2006.01)
(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
(54)实用新型名称
(57)摘要
本实用新型公开了一种晶圆级芯片倒装定
位平台，包括用以承载晶圆、且能够进行较大幅
度运动的X轴移动平台与Y轴移动平台，其特征在
于，还包括用以供所述晶圆在XY平面内进行较大
供所述晶圆在XY平面内进行较小幅度旋转、且能
所述晶圆位置的视觉反馈系统。上述晶圆级芯片
倒装定位平台，实现了带角位移补偿的平面三自
由度的宏微复合。权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 206595232 U 2017.10.27
C N 206595232
U
1.一种晶圆级芯片倒装定位平台，包括用以承载晶圆、且能够进行较大幅度运动的X轴移动平台与Y轴移动平台，其特征在于，还包括用以供所述晶圆在XY平面内进行较大幅度旋转的旋转平台，所述旋转平台上设有用以供所述晶圆在XY平面内进行较小幅度旋转、且能够沿X轴与Y轴进行较小幅度运动的角位移补偿装置，所述角位移补偿装置的上方设有用以检测所述晶圆位置的视觉反馈系统。
2.根据权利要求1所述的晶圆级芯片倒装定位平台，其特征在于，所述X轴移动平台位于所述Y轴移动平台之上，且所述旋转平台位于所述X轴移动平台之上。
3.根据权利要求2所述的晶圆级芯片倒装定位平台，其特征在于，所述角位移补偿装置的上表面设有用以固定所述晶圆的圆形夹持工作面。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的晶圆级芯片倒装定位平台，其特征在于，还包括用以控制所述X轴移动平台、所述Y轴移动平台、所述旋转平台与所述角位移补偿装置协同运动的控制装置，且所述控制装置与所述视觉反馈系统连接。
5.根据权利要求4所述的晶圆级芯片倒装定位平台，其特征在于，所述视觉反馈系统具体为能够利用亚像素模板匹配方法进行检测的视觉反馈系统。
6.根据权利要求5所述的晶圆级芯片倒装定位平台，其特征在于，所述X轴移动平台与所述Y轴移动平台分别由直线电机驱动，所述旋转平台由力矩电机驱动，所述角位移补偿装置由压电陶瓷驱动器驱动。
7.根据权利要求6所述的晶圆级芯片倒装定位平台，其特征在于，所述角位移补偿装置的定位精度为0.2arcsec～0.8arcsec。
权 利 要 求 书1/1页CN 206595232 U
一种晶圆级芯片倒装定位平台
技术领域
[0001]本实用新型涉及芯片倒装设备技术领域，特别涉及一种晶圆级芯片倒装定位平台。
背景技术
[0002]在晶圆级芯片倒装领域和IC(集成电路)封装行业，针对晶圆的定位十分关键。[0003]在现有的定位平台中，主要采用单自由度或者XY两自由度两种复合方式，如此设置的晶圆级芯片倒装定位平台难以满足晶圆检测领域以及IC封装行业对于角位移定位精准的问题。与此同时，现有的高精度传感器如激光位移传感器、光纤位移传感器、激光干涉仪、光栅尺等的使用均存在集成安装困难、成本高的问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种晶圆级芯片倒装定位平台，该晶圆级芯片倒装定位平台实现了带角位移补偿的平面三自由度的宏微复合。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供一种晶圆级芯片倒装定位平台，包括用以承载晶圆、且能够进行较大幅度运动的X轴移动平台与Y轴移动平台，还包括用以供所述晶圆在XY平面内进行较大幅度旋转的旋转平台，所述旋转平台上设有用以供所述晶圆在XY平面内进行较小幅度旋转、且能够沿X轴与Y轴进行较小幅度运动的角位移补偿装置，所述角位移补偿装置的上方设有用以检测所述晶圆位置的视觉反馈系统。
[0006]相对于上述背景技术，本实用新型提供的晶圆级芯片倒装定位平台，利用X轴移动平台、Y轴移动平台以及旋转平台可以确保晶圆在所需轨迹上移动，除此之外，旋转平台上设有角位移补偿装置，用以供晶圆在XY平面内进行较小幅度旋转，并且角位移补偿装置还能够相对于旋转平台在X轴与Y轴上进行较小幅度的运动；也就是说，针对晶圆在XY平面内的旋转，且能够沿X轴与Y轴小幅度运动，利用旋转平台和角位移补偿装置共同作用，实现晶圆的位移，并且旋转平台旋转幅度较大，角位移补偿装置旋转幅度较小，如此设置，在旋转平台与角位移补偿装置的共同作用下，实现晶圆的角位移定位精准；利用视觉反馈系统能够准确知晓晶圆的位置，有利于对其进行表面质量的检测。
[0007]优选地，所述X轴移动平台位于所述Y轴移动平台之上，且所述旋转平台位于所述X 轴移动平台之上。
[0008]优选地，所述角位移补偿装置的上表面设有用以固定所述晶圆的圆形夹持工作面。
[0009]优选地，还包括用以控制所述X轴移动平台、所述Y轴移动平台、所述旋转平台与所述角位移补偿装置协同运动的控制装置，且所述控制装置与所述视觉反馈系统连接。[0010]优选地，所述视觉反馈系统具体为能够利用亚像素模板匹配方法进行检测的视觉反馈系统。
[0011]优选地，所述X轴移动平台与所述Y轴移动平台分别由直线电机驱动，所述旋转平
台由力矩电机驱动，所述角位移补偿装置由压电陶瓷驱动器驱动。
[0012]优选地，所述角位移补偿装置的定位精度为0.2arcsec～0.8arcsec。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0014]图1为本实用新型实施例所提供的晶圆级芯片倒装定位平台的示意图；
[0015]图2为图1中角位移补偿装置的结构示意图；
[0016]图3为图1中视觉反馈系统的工作原理图。
[0017]其中：
[0018]1-X轴移动平台、2-Y轴移动平台、3-旋转平台、4-角位移补偿装置、5-视觉反馈系统、9-待检测晶圆。
具体实施方式
[0019]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0020]为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
[0021]请参考图1、图2和图3，图1为本实用新型实施例所提供的晶圆级芯片倒装定位平台的示意图；图2为图1中角位移补偿装置的结构示意图；图3为图1中视觉反馈系统的工作原理图。
[0022]本实用新型提供的一种晶圆级芯片倒装定位平台，主要包括X轴移动平台1、Y轴移动平台2、旋转平台3、角位移补偿装置4和视觉反馈系统5，如说明书附图1所示。
[0023]待检测晶圆9位于角位移补偿装置4上，由角位移补偿装置4固定；X轴移动平台1可以沿X轴方向进行较大幅度的移动，Y轴移动平台2可以沿Y轴方向进行较大幅度的移动，旋转平台3可以在XY平面内进行较大幅度旋转，角位移补偿装置4可以在XY平面内进行较小幅度旋转，并且角位移补偿装置4相对于旋转平台3在X轴与Y轴方向上可以进行较小幅度的移动。
[0024]其中，旋转平台3的旋转精度低于角位移补偿装置4的旋转精度，X轴移动平台1的平移精度与Y轴移动平台2的平移精度均低于角位移补偿装置4的平移精度。显而易见地，X 轴移动平台1的平移范围与Y轴移动平台2的平移范围均大于角位移补偿装置4的平移范围，且旋转平台3的旋转范围大于角位移补偿装置4的旋转范围；具备如此特征的角位移补偿装置4，其能够相对于旋转平台3在XY平面内进行较小幅度旋转，并且能够沿X轴方向与Y轴方向进行较小幅度的移动。
[0025]X轴移动平台1、Y轴移动平台2和旋转平台3的运动范围较大，且精度小于角位移补
偿装置4的精度；可以将X轴移动平台1、Y轴移动平台2和旋转平台3称之为宏动部件，而角位移补偿装置4称之为微动部件；本实用新型的晶圆级芯片倒装定位平台即实现了宏微复合，提高待检测晶圆9的移动效率。
[0026]在利用晶圆级芯片倒装定位平台对待检测晶圆9进行检测时，首先将待检测晶圆9放置于角位移补偿装置4上，通过角位移补偿装置4固定待检测晶圆9，然后X轴移动平台1、Y 轴移动平台2和旋转平台3进行大范围的移动，当移动的一定位置后，由角位移补偿装置4进行小范围的运动，并通过视觉反馈系统5实时检测待检测晶圆9的位置，并根据实际需要调节宏动部件与微动部件，实现位于角位移补偿装置4上的待检测晶圆9的位置准确。[0027]针对角位移补偿装置4，如说明书附图2所示；可以利用现有技术中柔性铰链导向的Xyθ三自由度精度补偿器的设置方式，角位移补偿装置4的具体形状构造可以参考现有技术，本文不再赘述。
[0028]如此设置，可以最大限度的提高检测效率，利用宏动部件与微动部件的共同运动调节待检测晶圆9的位置，确保待检测晶圆9始终处于所需位置范围内，提高了待检测晶圆9的定位精度，能够满足目前晶圆检测领域以及IC封装行业对于待检测晶圆9的定位精准的要求。
[0029]针对X轴移动平台1、Y轴移动平台2、旋转平台3和角位移补偿装置4的设置方式，本实用新型将X轴移动平台1位于Y轴移动平台2之上，且旋转平台3位于X轴移动平台1之上，如说明书附图1所示。
[0030]X轴移动平台1、Y轴移动平台2、旋转平台3和角位移补偿装置4的驱动部件相互独立，各自互不干涉，能够同时移动，进而快速确定待检测晶圆9的位置。
[0031]角位移补偿装置4的上表面设有用以固定待检测晶圆9的圆形夹持工作面，如说明书附图2所示。
[0032]众所周知，针对晶圆的生产加工，往往切割后的晶圆呈圆形，本实用新型的晶圆级芯片倒装定位平台，其角位移补偿装置4的上表面设有圆形夹持工作面，用以对待检测晶圆9进行固定夹持，确保对圆形的待检测晶圆9的施力均匀，降低因夹持造成的损坏的概率。当然，圆形夹持工作面的具体形状构造还可以参考现有技术。
[0033]为了进一步提高晶圆级芯片倒装定位平台的检测效率，还可以设置控制装置，控制装置与X轴移动平台1、Y轴移动平台2、旋转平台3、角位移补偿装置4和视觉反馈系统5连接，可以控制X轴移动平台1、Y轴移动平台2、旋转平台3与角位移补偿装置4的协同运动。[0034]当视觉反馈系统5监测到待检测晶圆9与所需位置相距一定距离时，能够控制X轴移动平台1、Y轴移动平台2、旋转平台3与角位移补偿装置4以最优选的方式进行移动，实现待检测晶圆9快速到达所需位置。
[0035]本实用新型的视觉反馈系统5可以具体为能够利用亚像素模板匹配方法进行检测的视觉反馈系统；说明书附图3给出了视觉反馈系统5的工作原理；其通过光源、CCD、镜头、USD接口等部件实现对待检测晶圆9的位置检测，具体检测过程以及亚像素模板匹配方法可以参考现有技术，本实用新型不再赘述。
[0036]X轴移动平台1与Y轴移动平台2分别由直线电机驱动，旋转平台3由力矩电机驱动，角位移补偿装置4由压电陶瓷驱动器驱动。
[0037]两台直线电机分别驱动X轴移动平台1和Y轴移动平台2，力矩电机驱动旋转平台3，
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