CN105161444B - 一种芯片顶起分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种芯片顶起分离装置，包括：底座；伺服电机；转轴，其一端与伺服电机的输出端相连；外壳座，内部形成封闭的空腔；顶起壳，内部形成封闭的空腔；拨杆，拨杆的下部安装在外壳座内，拨杆的上部伸入顶起壳内；两个偏心轮，与转轴相连；转轴带动下偏心轮旋转，下偏心轮驱动拨杆沿竖直方向往复运动，从动的上偏心轮带动拨杆摆动。本发明的芯片顶起分离装置，采用上下两偏心轮把芯片的顶起和分离运动有效的结合，从芯片一端开始芯片的顶起和分离，有效的解决了对于较大芯片，不易于分离的问题，同时也避免了应力集中造成芯片损坏等问题。本发明结构简单，易于实现，顶起剥离过程效率高。

Description

一种芯片顶起分离装置

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种芯片顶起分离装置。

背景技术

近年来，随着电子信息产品朝着超薄化，小型化，便携式发展，高密度、高性能、高可靠性和低成本的先进封装技术得到了迅速的发展。我国大力发展先进封装和测试技术，推进高密度三维封装产品的进程，特别是国家科技重大专项等项目的实施为集成电路产业的发展提供了有力的支持。芯片剥离和拾取过程作为封装工艺中不可或缺的关键工艺步骤，完成单片IC芯片从晶圆蓝膜分离到拾取头的转移，以衔接后续工艺过程。而超薄芯片的发展为安全无损伤的剥离和拾取工艺提出了更大的挑战。

专利文献CN1437234A公开了一种顶针芯片拾取装置。该装置通过单个尖锐的顶针将粘贴在纸上的芯片顶起，所用载物台内部分离形成针孔和用于将纸吸附在载物台上的吸引孔，相对于此前的针孔和吸引孔相连通的装置得到了改进，从而提高了剥离效率。该装置用于薄芯片时，由于顶针尖端的应力集中，易导致芯片损伤。

另外，专利文献CN101529575A公开了一种不需要将芯片顶起的拾取装置。该装置通过贯穿孔吸引粘贴层，进行芯片拾取时未被拾取的芯片保持力不会消除，有效的避免了芯片间的间隙空气泄露。该装置真空吸附的方式导致效率和可靠性降低，特别是大而薄的芯片。

发明内容

为了克服现有技术中的装置拾取薄而大的芯片效率低、易损坏芯片的问题，本发明提供了一种芯片顶起分离装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种芯片顶起分离装置，包括：

底座；

伺服电机，配置于所述底座的一侧边；

转轴，其一端与所述伺服电机的输出端相连；

外壳座，内部形成封闭的空腔，配置于所述底座的另一侧边，所述外壳座上设置有用于连接真空发生器的气孔；

顶起壳，内部形成封闭的空腔，设置于所述外壳座的顶部并与所述外壳座的空腔连通，所述顶起壳顶部的表面上设置有吸附槽；

拨杆，所述拨杆的下部安装在所述外壳座内，所述拨杆的上部伸入所述顶起壳内；

两个偏心轮，与所述转轴相连，包括一相对于所述偏心轮的本体的轴心偏心设置的偏心轮销；

其中，上偏心轮的所述偏心轮销滑动设置于所述拨杆的中部设置的轨道内；所述下偏心轮的偏心轮销与所述拨杆的下部铰接；

所述转轴带动所述下偏心轮旋转，所述下偏心轮驱动所述拨杆沿竖直方向往复运动，从动的所述上偏心轮带动所述拨杆摆动。

进一步来说，所述的芯片顶起分离装置中，所述顶起壳为一下端带法兰缘的套筒形结构，所述顶起壳通过压板与所述外壳座相连形成密闭的空腔。

进一步来说，所述的芯片顶起分离装置中，所述顶起壳的上表面开设有吸附槽，拨杆孔设置于所述吸附槽内，所述拨杆孔为条形。

进一步来说，所述的芯片顶起分离装置中，所述偏心轮还包括：

一中心通孔，沿所述偏心轮的本体的轴心设置；

一狭缝，沿所述偏心轮的本体的径向设置，所述狭缝连接所述偏心轮的本体的外表面和所述中心通孔；

一螺栓孔，设置于所述偏心轮的本体的侧面上，所述螺栓孔经过所述狭缝。

进一步来说，所述的芯片顶起分离装置中，所述偏心轮还包括：

所述偏心轮的本体的一端面设置有所述偏心轮销，所述偏心轮的本体的另一端面设置有连接孔，所述连接孔沿所述下偏心轮的本体的轴向设置。

进一步来说，所述的芯片顶起分离装置中，所述拨杆包括下拨杆和上拨杆，所述下拨杆和所述上拨杆通过螺栓连接；

所述上偏心轮和所述下偏心轮与所述下拨杆配合。

进一步来说，所述的芯片顶起分离装置中，上拨杆上部排列多个齿状结构，每个所述齿状结构的尖端为圆角。

进一步来说，所述的芯片顶起分离装置中，所述外壳座包括一盖板，所述盖板设置于所述外壳座的一侧，所述盖板上设置有所述气孔。

进一步来说，所述的芯片顶起分离装置中，所述芯片顶起分离装置还包括：

拨杆座，所述拨杆座设置于所述底座和所述外壳座之间，固定所述外壳座。

本发明的有益效果是：本发明的芯片顶起分离装置，可用于倒装等IC芯片封装工艺过程中芯片与晶圆蓝膜的分离。该装置采用上下两偏心轮把芯片的顶起和分离运动有效的结合，从芯片一端开始芯片的顶起和分离，有效的解决了对于较大芯片，不易于分离的问题，同时也避免了应力集中造成芯片损坏等问题。本发明结构简单，易于实现，顶起剥离过程效率高。

附图说明

图1表示本发明实施例中芯片顶起分离装置的立体结构示意图；

图2表示本发明实施例中芯片顶起分离装置的侧视图；

图3表示本发明实施例中芯片顶起分离装置的俯视图；

图4表示图2中A-A向剖视图；

图5表示本发明实施例中顶起壳的剖视图；

图6表示本发明实施例中顶起壳的俯视图；

图7表示本发明实施例中偏心轮的立体结构示意图；

图8表示本发明实施例中偏心轮的后视图；

图9表示本发明实施例中上拨杆的正视图；

图10表示本发明实施例中上拨杆的侧视图；

图11表示本发明实施例中上拨杆的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

参照图1、图2、图3和图4所示，本发明提供了一种芯片顶起分离装置，包括：底座1；伺服电机2，配置于底座1的一侧边；转轴4，其一端与伺服电机2的输出端相连；外壳座11，内部形成封闭的空腔，配置于底座1的另一侧边，外壳座11上设置有用于连接真空发生器的气孔；顶起壳8，内部形成封闭的空腔，设置于外壳座11的顶部并与外壳座11的空腔连通，顶起壳8的顶部的表面上设置有吸附槽；拨杆7，拨杆7的下部安装在外壳座11内，拨杆7的上部伸入顶起壳8内；两个偏心轮，分别与转轴4相连，包括一相对于偏心轮的本体的轴心偏心设置的偏心轮销；其中，上偏心轮15的偏心轮销滑动设置于拨杆7的中部设置的轨道内；其中下偏心轮16与转轴4相连，下偏心轮16的偏心轮销与拨杆7的下部铰接；转轴4带动下偏心16轮旋转，下偏心轮16驱动拨杆7沿竖直方向往复运动，从动的上偏心轮15带动拨杆7摆动。

具体来说，顶起壳8和外壳座11均形成封闭空腔，真空发生器通过外壳座11上设置的气孔将外壳座11及与之连通的顶起壳8的内部抽成真空，顶起壳8的顶部设置的吸附槽承载粘附于晶圆蓝膜上的IC芯片。上偏心轮15和下偏心轮16协同作用，把芯片的顶起和分离运动有效的结合，然后从动的上偏心轮15带动拨杆7摆动，从芯片一端开始芯片的顶起和分离，有效的解决了对于较大芯片不易于分离的问题。

进一步来说，伺服电机2的输出端由联轴器3与转轴4的一端相连，转轴4的另一端通过配置于底座1上的轴承5与偏心轮相连，用于承载轴承5的轴承座6配置于底座1上。

外壳座11包括一盖板10，盖板10设置于外壳座11的一侧，盖板10上设置有气孔，气孔用于连接真空发生器。芯片顶起分离装置还包括：拨杆座12，拨杆座12设置于底座1和外壳座11之间，固定外壳座11。

拨杆7包括下拨杆14和上拨杆13，下拨杆14和上拨杆13通过螺栓连接；上偏心轮15和下偏心轮16与下拨杆14配合。

参照图4、图5和图6所示，顶起壳为一下端带法兰缘81的套筒形结构，顶起壳8通过压板9与外壳座11相连形成密闭的空腔。顶起壳8的上表面开有吸附槽82，拨杆孔83设置于吸附槽82内，拨杆孔83为条形。这样，当顶起壳8的内部被抽成真空时，由吸附槽82，拨杆孔83吸附芯片，上拨杆通过长方形的拨杆孔83从一端滑向另一端，实现对芯片的剥离。

参照图4，图7和图8所示，下偏心轮16和上偏心轮15为本发明实施的关键部件，两偏心轮合理的配合运动，才能实现芯片顶起的同时从一端开始剥离。偏心轮还包括：一中心通孔154，沿偏心轮的本体150的轴心设置；一狭缝155，沿偏心轮的本体150的径向设置，狭缝连接偏心轮的本体150的外表面和中心通孔154；一螺栓孔152，设置于偏心轮的本体150的侧面上，螺栓孔152经过狭缝155。偏心轮还包括偏心轮的本体150的一端面设置有偏心轮销151，偏心轮的本体150的另一端面设置有连接孔153，连接孔153沿偏心轮的本体150的轴向设置。偏心轮通过连接孔153与转轴连接，并由螺栓孔152配置锁紧螺钉进行固定。下偏心轮16的偏心轮销151配合从动件滚子17带动下拨杆14运动。下偏心轮16的偏心距由工艺控制的芯片顶起高度决定，上偏心轮15的偏心距由芯片尺寸决定。

参照图9、图10和图11所示，作为本发明的一种改进，上拨杆上部排列多个齿状结构，每个齿状结构的尖端为圆角。所述上拨杆13为一片状多齿结构，所述上拨杆13下端与下拨杆14由螺钉连接，可设置为多个螺纹孔，以调节拨杆高度。上拨杆13上端为多齿状结构，尖端131为圆角，尖端131与芯片蓝膜线接触，有效的改善了单顶针结构的应力集中情况。图11中，尖端131的截面的形状不限于此形状，可为圆形、矩形、椭圆形等。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种芯片顶起分离装置，其特征在于，包括：

底座；

伺服电机，配置于所述底座的一侧边；

转轴，其一端与所述伺服电机的输出端相连；

外壳座，内部形成封闭的空腔，配置于所述底座的另一侧边，所述外壳座上设置有用于连接真空发生器的气孔；

顶起壳，内部形成封闭的空腔，设置于所述外壳座的顶部并与所述外壳座的空腔连通，所述顶起壳顶部的表面上设置有吸附槽；

拨杆，所述拨杆的下部安装在所述外壳座内，所述拨杆的上部伸入所述顶起壳内；

两个偏心轮，与所述转轴相连，包括一相对于所述偏心轮的本体的轴心偏心设置的偏心轮销；

其中，上偏心轮的所述偏心轮销滑动设置于所述拨杆的中部设置的轨道内；下偏心轮的偏心轮销与所述拨杆的下部铰接；

所述转轴带动所述下偏心轮旋转，所述下偏心轮驱动所述拨杆沿竖直方向往复运动，从动的所述上偏心轮带动所述拨杆摆动。

2.如权利要求1所述的芯片顶起分离装置，其特征在于，所述顶起壳为一下端带法兰缘的套筒形结构，所述顶起壳通过压板与所述外壳座相连形成密闭的空腔。

3.如权利要求1所述的芯片顶起分离装置，其特征在于，所述顶起壳的上表面开设有吸附槽，拨杆孔设置于所述吸附槽内，所述拨杆孔为条形。

4.如权利要求1所述的芯片顶起分离装置，其特征在于，所述偏心轮还包括：

一中心通孔，沿所述偏心轮的本体的轴心设置；

一狭缝，沿所述偏心轮的本体的径向设置，所述狭缝连接所述偏心轮的本体的外表面和所述中心通孔；

一螺栓孔，设置于所述偏心轮的本体的侧面上，所述螺栓孔经过所述狭缝。

5.如权利要求4所述的芯片顶起分离装置，其特征在于，所述偏心轮还包括：

所述偏心轮的本体的一端面设置有所述偏心轮销，所述偏心轮的本体的另一端面设置有连接孔，所述连接孔沿所述下偏心轮的本体的轴向设置。

6.如权利要求1所述的芯片顶起分离装置，其特征在于，所述拨杆包括下拨杆和上拨杆，所述下拨杆和所述上拨杆通过螺栓连接；

所述上偏心轮和所述下偏心轮与所述下拨杆配合。

7.如权利要求6所述的芯片顶起分离装置，其特征在于，上拨杆上部排列多个齿状结构，每个所述齿状结构的尖端为圆角。

8.如权利要求1所述的芯片顶起分离装置，其特征在于，所述外壳座包括一盖板，所述盖板设置于所述外壳座的一侧，所述盖板上设置有所述气孔。

9.如权利要求1所述的芯片顶起分离装置，其特征在于，所述芯片顶起分离装置还包括：

拨杆座，所述拨杆座设置于所述底座和所述外壳座之间，固定所述外壳座。