CN101976653A - 一种芯片拾取转运装置及其运转方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种芯片拾取转运装置，该装置的转运装置部分设有八头触脚，每个触脚都可以与拾取装置的触脚相对应，以避免芯片拾取过程中取空和坏片的情况，从而影响封装设备的取空速度，并且通过拾取和装片的步骤分开观测，提高视觉监控的精度。一种芯片拾取转运装置，包括壳体、伺服电机、连接皮带轮、向心轴承、连轴节、感应轮、传感器、控制开关以及拾取装置，所述的拾取装置包括了拾取臂和拾取触脚，该装置中还有一个八头转运装置，所述的八头转运装置是八个拾取触脚固定在中间转轮上，触脚之间的夹角都为45°角，每个触脚都可以与拾取装置的触脚相接触；一种芯片拾取转运装置的运转方法是，中间转轮按照即逆时针90°、+90°、+90、-45°再顺时针90°、+90°、+90°、-45°的操作方法循环进行。

Description

一种芯片拾取转运装置及其运转方法

技术领域

本发明涉及芯片封装设备中拾取转运装置，尤其涉及一种八头触角的拾取转运装置结构以及操作方法。

背景技术

在半导体封装设备中，芯片拾取装置与转运装置是封装设备一个重要环节，通常由拾取装置从晶圆(waffle)上将切割好的小晶片吸取起来，然后将小晶片固定在电路板上。在这一个过程中会出现取空和坏片的情况，封装设备就会暂停等待取到好片，这样会影响封装设备的拾取速度；同时，封装设备的视觉观测系统对晶片的拾取的监控，是对部分晶圆(waffle)的监控(通常是9个芯片以上进行观测)，这样观测精度不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种芯片拾取转运装置，该装置的转运装置部分设有八头触脚，每个触脚都可以与拾取装置的触脚相对应，以避免上述取空和坏片的情况而影响封装设备的取空速度，并且通过拾取和装片的步骤分开观测，提高视觉监控的精度。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种芯片拾取转运装置，包括壳体、伺服电机、连接皮带轮、向心轴承、连轴节、感应轮、传感器、控制开关以及拾取装置，所述的拾取装置包括了拾取臂和拾取触脚，该装置中还有一个八头转运装置，所述的八头转运装置是八个拾取触脚固定在中间转轮上，触脚之间的夹角都为45°角，每个触脚都可以与拾取装置的触脚相接触；

在所述壳体内设置了上下两个伺服电机，上伺服电机通过连接皮带联动器连接向心轴承，所述向心轴承连接设在壳体外的八头转运装置的中间转轮，下伺服电机通过连轴节连接另一个向心轴承，该向心轴承连接壳体外部的拾取装置的拾取臂。

所述的八头转运装置的触头为中空的，内部连接气管，气管连接真空泵。所述的拾取装置的触头为中空的，内部连接气管，气管连接真空泵。

所述的向心轴承上还有一个感应轮，所述的感应轮一个传感器相连；所述另一个向心轴承之间设有另一个感应轮，该感应轮与另一个感应器连接。

控制开关有九对，设置在壳体的另一侧。

一种芯片拾取转运装置的运转方法为：

首先，利用八头转运装置上的向心轴承的感应轮和传感器确定中间转轮的初始位置，达到中间转轮的八个触脚位置要求，即是以b触脚和f触脚为水平轴，d触脚和h触脚为纵轴，a触脚在b触脚和h触脚的位置，a点位置为芯片的交接点，f点位置为芯片的安装点。

然后，中间转轮按照下列顺序工作：

步骤  交接点  安装点  动作           旋转方向

1     a        f      a取片          顺时针90°

2     c        h      c取片          顺时针90°

3     e        b      e取片          顺时针90°

4     g        d      g取片          逆时针45°

5     f        c      f取片/c装片    逆时针90°

6     d        a      d取片/a装片    逆时针90°

7     b        g      b取片/g装片    逆时针90°

8     h        e      h取片/e装片    顺时针45°

9     a        f      a取片/f装片    顺时针90°

10    c        h      c取片/h装片    顺时针90°

11    e        b      e取片/b装片    顺时针90°

12    g        d      g取片/d装片    逆时针45°

从步骤12开始，重复步骤5至步骤12的循环，即逆时针90°+90°+90-45°再顺时针90°+90°+90°-45°的循环运行。

同时，控制开关中的八对分别控制八头转运装置的触脚a、b、c、d、e、f、g、h的“真空”和“破坏真空”状态进行取片和装片，另一个对控制拾取转运装置的触脚的“真空”和“破坏真空”状态进行拾取和转移。

本发明通过芯片拾取转运装置的八头转运结构，当一个触脚出现取空和坏片的情况，观测系统会提示中间转轮旋转，进行下一触脚的操作，这样就有效解决了芯片拾取转运过程中的取空和坏片的情况，通过八头转运装置可以比现有单臂拾取结构速度提高20％-30％。同时，八头转运结构有助于视觉检测系统对转运和安装分别观测，观测的位置试芯片的交接点和安装点，观测的对象是触脚上的单个小晶片，并非传统的观测多个芯片，这样大大提高检测的精度，有效的提高封装质量。

附图说明

图1是本发明实施例示意图

图2是本发明结构内部结构图左视图

图3是本发明结构内部结构图右视图

图4是八头转运装置的中间转轮初始位置示意图

图5是八头转运装置的中间转轮结构图

图6是八头转运装置的中间转轮初始状态

图7是八头转运装置的中间转轮工作状态1

图8是八头转运装置的中间转轮工作状态2

图9是八头转运装置的中间转轮工作状态3

图10是八头转运装置的中间转轮工作状态4

图11是八头转运装置的中间转轮工作状态5

图12是八头转运装置的中间转轮工作状态6

图13是八头转运装置的中间转轮工作状态7

图14是八头转运装置的中间转轮工作状态8

图15是八头转运装置的中间转轮工作状态9

图16是八头转运装置的中间转轮工作状态10

图17是八头转运装置的中间转轮工作状态11

其中：1.壳体，2.中间转轮，3.拾取装置，4.控制开关，5.上伺服电机，6.下伺服电机，7.皮带联动器，8.感应轮，9.另一个感应轮，10.感应器，11.另一感应器，12.连轴节，13.向心轴承，14.另一个向心轴承，15.中间转轮的触脚，17.拾取装置的触脚，18.转向结构，19.固定装置。

具体实施方式

如图1所示，芯片拾取转运装置壳体1为正方体结构，八头转运装置的中间转轮2和拾取装置的拾取臂3固定在壳体1外表面的一侧，在中间转轮2上设有八个触头15，触头之间的夹角都为45°；拾取装置的拾取臂3设有另一个触头17，触头15、17都是中空结构，空腔通过气管连接真空泵，再利用真空泵的做工形成“真空”和“破坏真空”来实现“吸取”和“释放”晶片。在壳体1另一侧设置有九对控制开关4进行“真空”和“破坏真空”控制，其中有八对控制开关分别控制中间转轮2上的八个触头15的吸取和释放，另一对控制开关拾取装置的拾取臂3的另一个触头17的吸取和释放。

如图2、3所示芯片拾取转运装置内部结构，上伺服电机5通过连接皮带联动器7带动八头转运装置的向心轴承13，向心轴承13连接壳体1外侧八头触脚转运装置的中间转轮2；下伺服电机6通过连轴节12连接拾取装置的向心轴承14，该向心轴承14连接壳体外侧的拾取装置的拾取臂3；在心轴承14的旁边设有一个固定装置19，该固定装置19连接壳体外的取装置的转向结构18。通过上下两伺服电机的5、6的做工带动中间转轮2和拾取装置的拾取臂3的运动。在所述的八头转运装置的向心轴承13上还有一个感应轮8，感应轮8与一个传感器10相连；在所述拾取装置的连轴节12与另一个向心轴承14之间设有另一个感应轮9，该感应轮9与另一个感应器11连接。上述的感应轮8、9上设有个缺口，该缺口与之对应感应器10、11对应的时候，就是八头转运装置的中间转轮2和拾取装置的拾取臂3的初始位置。

如图6所示，八头转运装置的中间转轮2的初始位置，是以b触脚和f触脚为水平轴，d触脚和h触脚为纵轴，a触脚在b触脚和h触脚之间45°的位置，a点就是芯片的交接点，如图1所示，拾取装置的拾取臂3的初始位置是拾取臂3的触脚17向下。

如图7至图16所示，芯片拾取转运装置工作时拾取臂3从晶圆(waffle)拾取到芯片，由转向结构18的作用使拾取臂3向上运动，拾取臂3上的触脚17对准交接点，即八头转运装置的中间转轮2上触脚15上a的位置，在电源开关4的控制下，芯片从拾取臂3上的触脚17转移到中间转轮2上触脚15的a上；然后中间转轮2顺时针旋转90°，触脚15的c旋转到交接点上，取臂3同时重复拾取动作将芯片再转移到触脚15的c；接着，中间转轮2再顺时针旋转90°，触脚15的e来到交接点上，同样重复拾取动作将芯片再转移到触脚15的e上；然后重复上述过程，芯片转移到触脚15的g上；这时中间转轮2逆时针旋转45°，将触脚15的c上芯片安装在线路板上，同时触脚f在交接点上取片；然后再逆时针旋转90°将触脚15的a上芯片进行装片，同时d在交接点上取片；接着重复上述过程逆时针旋转90°，触脚g装片触脚b取片；同样再逆时针旋转90°，触脚e装片触脚h取片。

其工作顺序为：

步骤    交接点    安装点    动作           旋转方向

1        a         f        a取片          顺时针90°

2        c         h        c取片          顺时针90°

3        e         b        e取片          顺时针90°

4        g         d        g取片          逆时针45°

5        f         c        f取片/c装片    逆时针90°

6     d        a    d取片/a装片    逆时针90°

7     b        g    b取片/g装片    逆时针90°

8     h        e    h取片/e装片    顺时针45°

9     a        f    a取片/f装片    顺时针90°

10    c        h    c取片/h装片    顺时针90°

11    e        b    e取片/b装片    顺时针90°

12    g        d    g取片/d装片    逆时针45°

从步骤12开始，重复步骤5至步骤12的循环，即逆时针90°+90°+90-45°再顺时针90°+90°+90°-45°的循环运行，本发明实现了芯片拾取和安装的整个过程。

Claims (8)

1.一种芯片拾取转运装置，包括壳体(1)、伺服电机(5、6)、皮带联动器(7)、向心轴承(13、14)、连轴节(12)、感应轮(8、9)、传感器(10、11)、控制开关(4)以及拾取装置，所述的拾取装置包括了拾取臂(3)和拾取触脚(17)，其特征在于：还包括一个八头转运装置，所述的八头转运装置是八个拾取触脚(15)固定在中间转轮(2)上，触脚(15)之间的夹角都为45°角，每个触脚(15)都可以与所述的拾取装置的触脚(17)相接触。

2.根据权力要求1所述的一种芯片拾取转运装置，其特征在于：在所述壳体(1)内上伺服电机(5)通过皮带联动器(7)连接向心轴承(13)，所述向心轴承(13)连接壳体(1)外侧的八头转运装置的中间转轮(2)，下伺服电机(14)通过连轴节(12)连接另一个向心轴承(14)，所述向心轴承(14)连接壳体(1)外侧的拾取装置的拾取臂(3)。

3.根据权力要求1所述的一种芯片拾取转运装置，其特征在于：所述的八头转运装置的触头(15)为中空结构，内部连接气管，气管连接真空泵。

4.根据权力要求1所述的一种芯片拾取转运装置，其特征在于：所述的拾取装置的触头(17)为中空结构，内部连接气管，气管连接真空泵。

5.根据权力要求1所述的一种芯片拾取转运装置，其特征在于：所述的向心轴承(13)上还有一个感应轮(8)，所述的感应轮与一个传感器(10)相连。

6.根据权力要求1所述的一种芯片拾取转运装置，其特征在于：所述连轴节(12)与另一个向心轴承(14)之间设有另一个感应轮(9)，该感应轮(9)与另一个感应器(11)连接。

7.根据权力要求1所述的一种芯片拾取转运装置，其特征在于：控制开关(4)有九对，设置在壳体(1)的另一侧。

8.一种芯片拾取转运装置的运转方法，其特征在于：

首先，利用八头转运装置上的向心轴承(13)上的感应轮(8)和传感器(10)确定中间转轮(2)的初始位置，即触脚b和触脚f为水平轴，触脚d和触脚h为纵轴，触脚a在触脚b和触脚h的位置，a点位置为芯片的交接点，f点位置为芯片安装点。 

然后，中间转轮按照下列顺序循环工作：

步骤  交接点    安装点   动作           旋转方向

1     a         f        a取片          顺时针90°

2     c         h        c取片          顺时针90°

3     e         b        e取片          顺时针90°

4     g         d        g取片          逆时针45°

5     f         c        f取片/c装片    逆时针90°

6     d         a        d取片/a装片    逆时针90°

7     b         g        b取片/g装片    逆时针90°

8     h         e        h取片/e装片    顺时针45°

9     a         f        a取片/f装片    顺时针90°

10    c         h        c取片/h装片    顺时针90°

11    e         b        e取片/b装片    顺时针90°

12    g         d        g取片/d装片    逆时针45°

从步骤12开始，重复步骤5至步骤12的循环，即逆时针90°+90°+90-45°再顺时针90°+90°+90°-45°的循环运行。

同时，控制开关中的八对分别控制八头转运装置的触脚a、b、c、d、e、f、g、h的“真空”和“破坏真空”状态进行取片和装片，另一个对控制拾取转运装置的触脚的“真空”和“破坏真空”状态进行拾取和转移。 

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