CN100343963C

CN100343963C - 多针顶出装置

Info

Publication number: CN100343963C
Application number: CNB2004100686440A
Authority: CN
Inventors: 吕文镕; 黄朝显; 黄国钟; 林宏毅; 张瀛方
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2004-09-03
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2024-09-03
Also published as: CN1744294A

Abstract

一种多针顶出装置包含两组伺服驱动装置，一组用于顶针座驱动装置，另一组用于顶推顶针的驱动装置。该顶针座驱动装置驱动该顶针座的升降，除便于搭配的晶片工作平台运动外，亦确保晶粒取出时，胶膜与本装置接合处能紧密贴着；该驱动装置驱动顶针升降，造成该晶粒与该胶膜的分离。此外，该多针顶出装置可分别选取所需顶针进行工作，单一顶针搭配其驱动装置，可选择此顶针是否进行顶出工作。通过上述功能，该多针顶出装置可选择特定的顶针，配合该顶针座的升降而令该胶膜紧密贴着，再由该驱动装置驱动顶针，以达到多针顶出的功能。

Description

多针顶出装置

技术领域

本发明是有关于一种多针顶出装置，尤其是有关于一种可将已切割的晶粒顶出应用的多针顶出装置。

背景技术

集成电路(IC)封装(package)部分乃是IC工业体系的下游工业，其是将前制造工艺加工完成后所提供晶片(wafer)中的每一颗IC晶粒(die)独立分离，并转而设于具有晶粒座的料带后包覆。封装的功能在于提供IC具备了抗恶劣环境的能力、晶粒的承载、线路导通以及IC的散热等，以提高产品的附加价值。

在成型的晶片背面，披覆一具有黏着力的胶膜，一般称为蓝膜，而使经过切割的晶粒不致散失、且在该蓝膜上仍有规律的排列；通过黏晶的程序将晶粒脱离该蓝膜，以进行后续制造工艺。其中，黏晶的目的乃是将一颗颗已分离的晶粒放置于该导线架上并用银胶黏着固定。该晶粒座是提供晶粒一个黏着的位置，并预设有可延伸IC晶粒电路的延伸脚(分为内引脚及外引脚inner lead/outer lead)。卷带式基板的物料以卷带方式进给，可提供该晶粒座的连续进给。该料带在行程中先于预定黏着晶粒的位置上点上银胶，此一动作称为点胶，然后利用具有单一顶针的顶出装置，配合取放机构运动、重复黏附晶粒于该蓝膜上，使之一颗颗依序地黏附至该料带上的该晶粒座。

芯片快速取放机制是目前黏晶机、芯片整列机等设备发展的关键技术。为了要适应各种料带上不同尺寸或位置的晶粒与晶粒座，芯片快速取放机制必须要能提供调整的功能使不同设计的料带均能传送及定位。而晶粒的顶推为该芯片快速取放机制的一大重点，因为每颗晶粒之间的间距很小而晶粒又很脆，需注意避免造成晶粒的脆裂(调整顶推的力道)。目前作法，是将晶片测试结果直接读取并判断是否顶出，以提高其黏晶速度。

请参阅台湾专利TW 298667号，其披露一种晶粒顶起装置，其具有吸附黏着有晶粒的芯片垫的吸附体；配设于此吸附体内部，具有可顶起晶粒的顶起针，其特征在于：前述吸附体及顶起针分别被利用吸附体上下动用马达与顶起针上下动用马达驱动，而进行上下动作。然，此常用技术是仅能依序一颗颗地顶出晶粒，无法符合目前大量生产的需求；此外，本常用技术的机构设计显而易见地过于复杂及庞大，也无法同时引用多个本常用技术的晶粒顶起装置，以进行同时顶起多个晶粒的动作。

请参阅台湾专利TW 470210号，是披露一顶出机构，通过顶出座模块的设计，使顶出机构具预顶功能的两段式顶出动作，使得晶粒的顶出动作更为确定，更能保护晶粒的完整性。然，此常用技术仍同样仅能一次顶出一颗晶粒，尽管本常用技术的顶出效果及合格率皆较台湾专利TW 298667号的晶粒顶起装置为优，但时效与生产能力上仍难符合目前业界需求。

以目前黏晶机与整列机的单位时间的产出(Through Put)动辄高达8000～10000颗以上，为达大量生产的目的，倘若能同时高速取放多个晶粒，来缩短黏着晶粒的时间，将可以符合上述需求，进以创造较高利润。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种多针顶出装置，可同时顶推出多个晶粒，借以应用于半导体后段的相关制造工艺，以提高相关设备的生产能力效益与商业利润。

本发明的次一目的，在于提供一种多针顶出装置，可分别选取所需顶针进行工作，以节省材料和提高生产效率。

为了达到上述目的，本发明系提供一种多针顶出装置，可同时将多个晶粒顶出与胶膜分离，包括顶针座、接设于该顶针座且升降调整该顶针座的顶针座垂直驱动装置、接设于该顶针座垂直驱动装置且控制该顶针座的顶针对应于该晶粒的顶针座运动装置。该顶针座包括：吸附该胶膜的吸附装置、内设于该吸附装置的多个顶针、位于该吸附装置下且分别控制该顶针缩吐的选取装置、同时推进该选取装置的驱动装置。其中，该选取装置选取预定数量的该顶针的缩吐，该驱动装置顶推该选取装置，该顶针座垂直驱动装置控制该顶针座的垂直移动，该顶针座运动装置控制该顶针座的转动与二维度水平移动。借此，该吸附装置吸附该胶膜于该吸附装置的表面，利用该选取装置选取所欲顶出的顶针，配合该驱动装置推动该选取装置，进而带动已选取的该顶针吐出该吸附装置及推升该胶膜，而使顶出该晶粒。

为了更进一步说明本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图所示，然而附图所示仅提供参阅与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1所示，为本发明的多针顶出装置的立体示意图；

图2所示，为本发明的顶针座运动装置的分解示意图；

图3所示，为本发明的顶针座的分解示意图；

图4所示，为本发明的驱动装置的分解示意图；

图5所示，为本发明的选取装置的分解示意图；

图6所示，为本发明的选取装置的作动示意图；

图7A所示，为本发明的吸附装置的侧视示意图；

图7B所示，为本发明的吸附装置的上视示意图；及

图8所示，为本发明的顶针的侧视示意图。

其中，附图标记说明如下：

顶针座 1 吸附装置 11

顶针 111 固持结构 112

弹簧 113 孔洞 114

选取装置 12 驱动装置 13

底座 121 电磁螺杆 122

垂直板 123、129

模块 124 顶针高度调整螺栓 125

定位块 126 动作杆 127

回转轴 128 顶出马达 131

马达座 132 连轴器 133

轴承 134 固持构件 135

螺杆 136 螺帽 137

顶针座垂直驱动装置2 垂直驱动马达 21

固定构件 22 连接模板 23

顶针座运动装置 3 XY移动平台 31

连接板 32 轴心构件 33

连接构件 34 轴承构件 35

调整螺栓 36

具体实施方式

请参阅图1所示的多针选取装置，是可应用于半导体后段设备的晶粒的检选与黏着应用于芯片取出应用，可同时将多个晶粒顶出与胶膜分离；其包括顶针座1、接设于该顶针座1且升降调整该顶针座1的顶针座垂直驱动装置2、接设于该顶针座垂直驱动装置2且控制该顶针座1的顶针111(请参阅图7A)对应于该晶粒的顶针座运动装置3。该顶针座运动装置3是用以调整多个顶针111排列的方向，使其能与晶粒的排列方向重合；该顶针座1则提供该顶针111的顶出功能，并且可以吸附胶膜使其贴平于此装置的表面；此外，于多针应用的情形下，可以选择不同的顶针进行顶出的工作；该顶针座垂直驱动装置2则提供一伺服驱动装置及连结其它两装置的接口，该伺服驱动装置可驱动该顶针座1，使其进行直线的升降动作，利用此装置可调整该顶针座1的工作位置，使该顶针座1上的吸附装置11(请参阅图3)可以吸附该胶膜，以便于顶出动作的进行。

请参阅图2的该顶针座运动装置3的较佳实施例。该顶针座运动装置3是具有XY移动平台31、设于该XY移动平台31上的连接板32、设于该XY移动平台31上的轴心构件33、枢设于该轴心构件33且侧接于该顶针座垂直驱动装置2的连接构件34、以及可带动该连接构件34沿该轴心构件33旋转的调整螺栓36。此装置的动作原理是利用该轴心构件33固定该连接板32上，轴承构件35固定于该连接构件34上，则该连接构件34与该连接板32可进行相对回转运动，故当该连接板32固定于该XY移动平台31上时，调整该XY移动平台31可提供该连接构件34进行二维度的水平移动、与调整该调整螺栓36可提供该连接构件34以该轴心构件33为轴心的旋转运动，进而达到调整连接于该顶针座运动装置3后的该顶针座升降驱动装置2与该顶针座1的目的。

该顶针座垂直驱动装置2包括垂直驱动马达21(如图1)、固定该顶针座运动装置3的固定构件22(如图3)、以及接设于该顶针座1的连接模板23(如图3)。

图3是显示该顶针座1的分解示意图，其主要包含：吸附该胶膜的吸附装置11、内设于该吸附装置11的多个顶针111(请参阅图7A，本图未示)、位于该吸附装置11下且分别控制该顶针111缩吐的选取装置12、推进该选取装置12的驱动装置13。该驱动装置13包含固定于该顶针座垂直驱动装置2的顶出马达131、接设于该顶出马达131上的螺杆136、以及接设于该螺杆136上且抵接于该选取装置12的螺帽137(如图3)；该顶出马达131驱动该螺杆136以带动该螺帽137升降，该选取装置12借该螺帽137被该顶出马达131驱动进行升降。请参阅图4，该顶出马达131固定于马达座132上，该马达座132与固持构件135固定于该连接模板23上，该连接模板23接受该顶针座垂直驱动装置2的驱动进行升降，进而带动该顶出马达131的升降。该顶出马达131是通过连轴器133与该螺杆136的一端相接，该螺杆136则利用轴承134固定于该固持构件135上，当该顶出马达131驱动该螺杆136时，可使该螺杆136以其轴心旋转。该选取装置12是通过该螺帽137与该驱动装置13相结合，当该螺杆136旋转时，可驱动该螺帽137升降，而使该选取装置12依照形成于该连接模板23上的滑轨24的导引进行升降，进而造成该选取装置12与该驱动装置13的相对直线运动，达到该顶针111顶出的功能。

请参阅图5与图6，该选取装置12包含：底座121、分别对应于该顶针111且接设于该底座121的电磁螺杆122、垂直接设于该底座121的垂直板123与129、滑设于该连接模板23的模块124、分别设于该电磁螺杆122上的顶针高度调整螺栓125、定位该顶针高度调整螺栓125的定位块126、分别控制于该电磁螺杆122的动作杆127、以及接设该动作杆127至该垂直板123与129的回转轴128；借此，该动作杆127以该回转轴128为回转中心，可受该电磁螺杆122驱动向上抵顶，或该电磁螺杆122向下驱动时，该动作杆127受重力回转下降至该电磁螺杆122表面。请参阅图6更详细的动作示意图，当该电磁螺杆122位于上死点时，该动作杆127以该回转轴128为回转中心受该电磁螺杆122驱动使其靠紧该顶针高度调整螺栓125；同理，当该电磁螺杆122下降至下死点时，则由于该动作杆127的本身重量与该顶针111所具有的弹簧作用(后有详述)，使该动作杆127逆时针旋转至与该电磁螺杆122接触。故当该电磁螺杆122位于上死点时，该动作杆127带动该顶针111上升；当该电磁螺杆122位于下死点时，该动作杆127使该顶针111下降，不同电磁螺杆122可经由控制选取不同顶针111的上升或下降，借此造成不同顶针111的高低差别，达到选取特定顶针111进行顶出工作的目的。该顶针高度调整螺栓125是可用于调整不同顶针111的上死点，使每个顶针111高度均达至同一水平。

请参阅图7A、图7B与图8。该吸附装置11包含分别套设该顶针111的多个弹簧113、固设于该吸附装置11内且定位该弹簧113的固持结构112、以及形成于该吸附装置11的顶部且分别穿设该顶针111的多个孔洞114。当该吸附装置11能配合真空泵的作用将内部抽真空，进而将该胶膜吸附于该吸附装置11的表面，该顶针111在分别由其中的孔洞114顶出以顶出晶粒，造成晶粒与胶膜的分离，以达到晶粒取出的目的。该弹簧113固定于该固持结构112上，当该电磁螺杆122至上死点时，该顶针111顶出，当该电磁螺杆122至下死点时，该顶针受该弹簧113推动而下降，进而达到该顶针111选取的目的。

由上述叙述可知，该选取装置12选取预定数量的该顶针111的缩吐，该驱动装置13顶推该选取装置12，该顶针座垂直驱动装置2控制该顶针座1的垂直移动，该顶针座运动装置3控制该顶针座1的转动与二维度水平移动；借此，该吸附装置11吸附该胶膜于该吸附装置11的表面，利用该选取装置12选取所欲顶出的顶针111，配合该驱动装置13推动该选取装置12，进而带动已选取的该顶针111吐出该吸附装置11及推升该胶膜，而使顶出该晶粒，以顺利将该芯片与胶膜分离。通过上述说明可了解，利用该顶针座垂直驱动装置2、该顶针座1及该顶针座运动装置3可以顺利达到多针顶出装置的目的。

本发明的多针顶出装置具有下列优点：

1、利用顶针座运动装置以调整多针排列的方向，使其能与晶粒的排列方向重合；

2、利用驱动装置驱动顶针座的升降，可搭配的晶片工作平台运动外，亦需确保晶粒取出时，胶膜与装置接合处能紧密贴着；以及

3、利用选取装置可分别选取所需顶针进行工作，单一顶针搭配其电磁螺杆，可选择此顶针是否进行顶出工作。

4、搭配卷带式基板物料，可利用此多针顶出装置将晶粒黏着于卷带之上，省略取放机构的应用，且能降低黏晶所需的时间。

综上所述，本发明确实可达到预期的目的与功效，但是上述披露技术手段仅是本发明的一较佳实施例，任何依本发明的精神、特征所为的修饰与变化，皆应包含于如后随附的权利要求范围内。

Claims

1.一种多针顶出装置，可同时将多个晶粒顶出与胶膜分离，包括：

顶针座，其包括：吸附该胶膜的吸附装置、内设于该吸附装置的多个顶针、位于该吸附装置下且分别控制该顶针缩吐的选取装置、推进该选取装置的驱动装置；

顶针座垂直驱动装置，是接设于该顶针座且升降调整该顶针座；以及

顶针座运动装置，是接设于该顶针座垂直驱动装置且控制该顶针座的该顶针对应于该晶粒；

其中，该选取装置选取预定数量的该顶针的缩吐，该驱动装置顶推该选取装置，该顶针座垂直驱动装置控制该顶针座的垂直移动，该顶针座运动装置控制该顶针座的转动与二维度水平移动；

借此，该吸附装置吸附该胶膜于该吸附装置的表面，利用该选取装置选取所欲顶出的顶针，配合该驱动装置推动该选取装置，进而带动已选取的该顶针吐出该吸附装置及推升该胶膜，而使顶出该晶粒。

2.如权利要求1所述的多针顶出装置，其中该顶针座运动装置具有：X

Y移动平台、设于该XY移动平台上的轴心构件、枢设于该轴心构件且侧接于该顶针座垂直驱动装置的连接构件、以及可带动该连接构件沿该轴心构件旋转的调整螺栓。

3.如权利要求1所述的多针顶出装置，其中该顶针座垂直驱动装置包括垂直驱动马达、固定该顶针座运动装置的固定构件、以及接设于该顶针座的连接模板。

4.如权利要求1所述的多针顶出装置，其中该吸附装置包含：分别套设该顶针的多个弹簧、固设于该吸附装置内且定位该弹簧的固持结构、以及形成于该吸附装置的顶部且分别穿设该顶针的多个孔洞。

5.如权利要求1所述的多针顶出装置，其中该吸附装置是抽真空，而令该胶膜吸附于该吸附装置的表面。

6.如权利要求1所述的多针顶出装置，其中该选取装置是包含：分别对应于该顶针的电磁螺杆、分别控制于该电磁螺杆的动作杆、以及接设该动作杆至底座的回转轴；借此，该动作杆以该回转轴为回转中心，可受该电磁螺杆驱动向上抵顶，或该电磁螺杆向下驱动时，该动作杆受重力回转下降至该电磁螺杆表面。

7.如权利要求6所述的多针顶出装置，其中该选取装置进一步包括：分别设于该电磁螺杆上的顶针高度调整螺栓，调整该顶针均达至同一水平。

8.如权利要求1所述的多针顶出装置，其中该驱动装置包含：固定于该顶针座垂直驱动装置的顶出马达、接设于该顶出马达上的螺杆、以及接设于该螺杆上且抵接于该选取装置的螺帽；该顶出马达驱动该螺杆以带动该螺帽升降，该选取装置借该螺帽被该顶出马达驱动进行升降。