CN105428259A - 一种ic装片机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种IC装片机，其使得整个设备在实际工作中的产能高，且对基板的芯片固装精度高，并降低了整个设备的制造成本。其包括基板上料工位、点胶工位、装片工位；所述基板上料工位，用于连续提供点胶工位的基板正常输送；所述点胶工位，其位于所述基板上料工位的正后方、用于对基板的待贴芯片位置进行点胶处理，所述点胶工位包括点胶工作台、卡板输送夹爪、点胶枪、点胶枪控制部分，卡板输送夹爪位于所述点胶工作台的一侧位置，所述点胶枪位于所述点胶工作台的正上方，所述点胶枪外接所述点胶枪控制部分，所述点胶枪控制部分控制点胶枪的移动和点胶，所述点胶枪控制部分内置一个三轴运动模组；所述装片工位，其用于对基板进行芯片固装。

Description

一种IC装片机
技术领域
本发明涉及集成电路封装的技术领域，具体为一种IC装片机。
背景技术
IC装片机是半导体封装生产线中的关键设备，其在芯片装片中具有非常广泛的应用。
IC装片机需要从直径八寸以上的大尺寸晶圆上取片，然后高速精准的贴装在宽度最大可达100mm的基板上，现有的IC装片机的结构包括上料工位、点胶工位、装片工位，通过上料工位将物料传送至点胶工位，点胶工位完成点胶后将物料传送至装片工位进行焊接。
传统点胶工位的结构具体包括点胶工作台、点胶头，其点胶方式具体为点胶工作台进给移动、点胶头微动，点胶头对准点胶工作台上物料的对应位置后，然后点胶头点胶，其中点胶工作台、点胶头各自带有一套运动模组，两者在点胶之前需要互相配合、进而运动对位，其使得点胶对位的工作效率不高，且存在以下两方面的缺陷：一方面，两套运动模组的设置提高了整个设备的成本；另一方面，由于不同的运动模组之间需要配合不同的轨道结构，一个点胶工作台最多配合安装两个点胶头，三个以上的点胶头无法适用该点胶方式，该点胶方式无法提升装片的效率和速度。
装片工位的结构具体包括装片工作台、焊头组件，其焊接方式为装片工作台上的基板位置固定后，焊头组件内的运动模组带动焊头在X、Y、Z三轴方向分别驱动定位，分别对基板上不同的装片点进行装片，即焊头的取片点位置一定、装片点需不断进行调整，焊头组件内的运动模组需要完成焊头的三向调整，焊头组件在取片时需要在XY平面内完成直线方向的进给，其结构复杂，运动时间周期长，且成本高，无法满足现代化装片机既要快又要准的工作要求。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种IC装片机，其使得整个设备在实际工作中的产能高，且对基板的芯片固装精度高，并降低了整个设备的制造成本。
一种IC装片机，其特征在于：其包括基板上料工位、点胶工位、装片工位；
所述基板上料工位，用于连续提供点胶工位的基板正常输送；
所述点胶工位，其位于所述基板上料工位的正后方、用于对基板的待贴芯片位置进行点胶处理，所述点胶工位包括点胶工作台、卡板输送夹爪、点胶枪、点胶枪控制部分，所述卡板输送夹爪位于所述点胶工作台的一侧位置，所述点胶枪位于所述点胶工作台的正上方，所述点胶枪外接所述点胶枪控制部分，所述点胶枪控制部分控制点胶枪的移动和点胶，所述点胶枪控制部分内置一个三轴运动模组；
所述装片工位，其用于对基板进行芯片固装，所述装片工位具体包括晶圆支承工作台、装片工作台、焊头、摆臂结构、摆臂控制结构，所述装片工作台位于所述点胶工位的点胶工作台的正后方，所述晶圆支承工作台位于所述装片工作台的一侧，所述装片工作台、晶圆支承工作台之间布置有可180°旋转的摆臂结构，所述摆臂结构的底部连接有所述焊头，所述摆臂结构的主轴连接所述摆臂控制结构，所述摆臂结构可沿着Z轴垂直向升降，所述装片工作台支承于XY导向座，所述XY导向座可带动整个装片工作台X向、Y向精确移动。
其进一步特征在于：
所述装片工作台上的基板、晶圆支承工作台的晶圆处于同一水平高度，确保焊头在取片、装片时的升降高度相同，简化产品结构，进一步降低成本；
其还包括机座结构，所述基板上料工位、点胶工位、装片工位分别布置于所述机座结构，所述装片工作台的直线轨道的末端设置有物料排放结构；
所述点胶枪具体为前后布置的两把或多把，所述点胶枪位于所述点胶工作台的正上方，所述点胶枪分别外接所述点胶枪控制部分，所述点胶枪控制部分控制点胶枪的移动和点胶；
所述装片工作台的一侧布置有基板卡位输送夹爪，所述基板卡位输送夹爪包括夹爪、第一丝杆轴，工作状态下所述夹爪的内侧紧压所述基板，所述夹爪的外侧底部螺纹连接所述第一丝杆轴，所述第一丝杆轴支承于所述装片工作台；
工作状态下的所述卡板输送夹爪的内侧紧压所述基板，所述卡板输送夹爪的外侧底部螺纹连接第二丝杆轴，所述第二丝杆轴支承于所述点胶工作台；
两把所述点胶枪之间的距离具体为所述基板长度的一半，确保两把所述点胶枪可以同时精确对基板进行点胶；
所述基板上料工位包括基板储料结构、基板转运结构、基板输送气缸、基板支承台，所述基板输送气缸将基板输送至所述点胶工位；
所述基板转运结构包括吸料结构、顶升机构、Y向平移结构，所述基板支承台和基板储料结构组合形成一个整体框架结构，整体框架结构支承于所述顶升机构的输出部分，所述Y向平移结构的输出部分连接所述顶升机构的固定结构，所述吸料结构位于整体框架结构的正上方、并位于输送状态下的所述基板支承台的正上方，当基板通过基板输送气缸被输送至点胶工位的点胶工作台后，整体框架下降、并Y向移动，使得基板储料结构位于吸料结构的正下方，之后整体框架再次上升，直至高度确保吸料结构吸持一块基板，之后整体框架下降、Y向移动、再上升，使得吸料结构位于输送状态下的基板支承台的正上方，之后吸料结构解除吸力，等待基板输送气缸将基板送至点胶工位。
采用本发明的结构后，基板上料工位将基板输送至点胶工作台后，卡板输送夹爪卡住一侧的基板，确保基板位置固定，之后点胶枪控制部分的三轴运动模组控制点胶枪XYZ三轴运动分别对基板上的芯片进行点胶操作，由于只需设置一个运动模组，其使得整个设备的成本低，且由于一个运动模组不会和其他运动模组的轨道产生干涉，进而使得点胶枪可以设置多个，只需按照基板的具体结构进行合理布置即可，多个点胶枪可以同时进行点胶，使得点胶的效率提高，提升了产能；之后基板通过卡板输送夹爪被输送至装片工作台、之后被锁位于装片工作台，装片工作台支承于XY导向座，XY导向座可带动整个装片工作台X向、Y向精确移动，使得在固装过程中，基板连同装片工作台一起运动，基板不会单独脱离装片工作台单独运动，对基板的芯片固装精度高，此外，焊头通过可180°旋转的摆臂结构进行驱动，使得焊头的水平向移动转化为旋转，旋转过程只需旋转电机驱动即可轻松完成、在焊头取晶的同时XY导向座快速动作，带动基板运动到位，其定位周期短，且该结构使得焊头的取晶位置、固晶位置均固定，有效提升了焊头装片的精度，该结构易于实现，降低了整个设备的制造成本；综上，其使得整个设备在实际工作中的产能高，且对基板的芯片固装精度高，并降低了整个设备的制造成本。
附图说明
图1为本发明的俯视图结构示意图；
图2为图1的基板上料工位的整体框架的主视图结构示意图；
图中各序号所对应的标注名称如下：
上料工位1、点胶工位2、装片工位3、基板4、基板储料结构5、基板转运结构6、基板输送带7、点胶工作台8、卡板输送夹爪9、点胶枪10、点胶枪控制部分11、基板输送气缸12、晶圆支承工作台13、装片工作台14、摆臂结构15、摆臂控制结构16、顶升气缸17、Y向平移结构18、XY导向座19、机座结构20、物料排放工位21、焊头22、夹爪23、第一丝杆轴24、第二丝杆轴25、吸料结构26。
具体实施方式
一种IC装片机，具体为带有两个点胶枪的IC装片机，见图1、图2：其包括基板上料工位1、点胶工位2、装片工位3；基板上料工位1用于连续提供点胶工位2的基板4正常输送，基板上料工位1包括基板储料结构5、基板转运结构6、基板支承台7、基板输送气缸12，基板输送气缸12的活塞杆朝向支承于基板支承台7的基板一端布置，基板输送气缸12将基板推送至点胶工位；
点胶工位2位于基板上料工位1的正后方、用于对基板4的待贴芯片位置进行点胶处理，点胶工位2包括点胶工作台8、卡板输送夹爪9、点胶枪10、点胶枪控制部分11，卡板输送夹爪9位于点胶工作台8的一侧位置，点胶枪10具体为前后布置的两把，两把点胶枪10位于点胶工作台8的正上方，两把点胶枪10分别外接点胶枪控制部分11，点胶枪控制部分11控制点胶枪的移动和点胶，所述点胶枪控制部分内只需布置一个三轴运动模组；
装片工位3用于对基板4进行芯片固装，装片工位3具体包括晶圆支承工作台13、装片工作台14、焊头22、摆臂结构15、摆臂控制结构16，装片工作台14位于点胶工位2的点胶工作台8的正后方，晶圆支承工作台13位于装片工作台14的一侧，装片工作台14、晶圆支承工作台13之间布置有可180°旋转的摆臂结构15，摆臂结构15的底部连接有焊头22，摆臂结构15的主轴连接摆臂控制结构16，，摆臂结构15可沿着Z轴垂直向升降，装片工作台14支承于XY导向座19，XY导向座19可带动整个装片工作台14进行X向、Y向精确移动。
其还包括机座结构20，基板上料工位1、点胶工位2、装片工位3分别布置于机座结构20，装片工作台14的的末端设置有物料排放工位21；
装片工作台14的一侧布置有基板卡位输送夹爪，基板卡位输送夹爪包括夹爪23、第一丝杆轴24，工作状态下夹爪23的内侧紧压基板4，夹爪23的外侧底部螺纹连接第一丝杆轴24，第一丝杆轴24支承于装片工作台14；
工作状态下的卡板输送夹爪9的内侧紧压基板4，卡板输送夹爪9的外侧底部螺纹连接第二丝杆轴25，第二丝杆轴25支承于点胶工作台8；
两把点胶枪10之间的距离具体为基板4长度的一半，确保两把点胶枪10可以同时精确对基板4进行点胶；
基板转运结构6包括吸料结构26、顶升机构17、Y向平移结构18，基板支承台27和基板储料结构5组合形成一个整体框架结构，整体框架结构支承于顶升机构17的输出部分，Y向平移结构18的输出部分连接所述顶升机构17的固定结构，吸料结构26位于整体框架结构的正上方、并位于输送状态下的基板支承台27的正上方，当基板4通过基板输送气缸12被输送至点胶工位2的点胶工作台8后，整体框架下降、并Y向移动，使得基板储料结构5位于吸料结构26的正下方，之后整体框架再次上升，直至高度确保吸料结构26吸持一块基板，之后整体框架下降、Y向移动、再上升，使得吸料结构26位于输送状态下的基板支承台7的正上方，之后吸料结构26解除吸力，等待基板输送气缸12将基板4送至点胶工位2。
其工作原理如下：基板4通过基板输送气缸12被输送至点胶工位2的点胶工作台8，之后被卡板输送夹爪9紧压，然后两把点胶枪10在点胶枪控制部分11的控制下对基板4进行快速精确点胶，完成点胶后，卡板输送夹爪9在第二丝杆轴25的转动下、带动基板4沿着点胶工作台8向后输送至装片工作台14，夹爪23的内侧紧压基板4，XY导向座19驱动装片工作台14进行位移、可180°旋转的摆臂结构17带动焊头22转动、焊头22同时做垂直向动作，同时XY导向座19可带动整个装片工作台14进行X向、Y向精确移动，使得焊头22准确固装至基板对应的已点胶的位置，芯片固装完成后，第一丝杆轴24转动带动夹爪23驱动基板4移动至物料排放工位21，整个工作过程依次循环。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种IC装片机，其特征在于：其包括基板上料工位、点胶工位、装片工位；
所述基板上料工位，用于连续提供点胶工位的基板正常输送；
所述点胶工位，其位于所述基板上料工位的正后方、用于对基板的待贴芯片位置进行点胶处理，所述点胶工位包括点胶工作台、卡板输送夹爪、点胶枪、点胶枪控制部分，所述卡板输送夹爪位于所述点胶工作台的一侧位置，所述点胶枪位于所述点胶工作台的正上方，所述点胶枪外接所述点胶枪控制部分，所述点胶枪控制部分控制点胶枪的移动和点胶，所述点胶枪控制部分内置一个三轴运动模组；
所述装片工位，其用于对基板进行芯片固装，所述装片工位具体包括晶圆支承工作台、装片工作台、焊头、摆臂结构、摆臂控制结构，所述装片工作台位于所述点胶工位的点胶工作台的正后方，所述晶圆支承工作台位于所述装片工作台的一侧，所述装片工作台、晶圆支承工作台之间布置有可180°旋转的摆臂结构，所述摆臂结构的底部连接有所述焊头，所述摆臂结构的主轴连接所述摆臂控制结构，所述摆臂结构可沿着Z轴垂直向升降，所述装片工作台支承于XY导向座，所述XY导向座可带动整个装片工作台X向、Y向精确移动。
2.如权利要求1所述的一种IC装片机，其特征在于：所述装片工作台上的基板、晶圆支承工作台的晶圆处于同一水平高度。
3.如权利要求1所述的一种IC装片机，其特征在于：其还包括机座结构，所述基板上料工位、点胶工位、装片工位分别布置于所述机座结构，所述装片工作台的直线轨道的末端设置有物料排放结构。
4.如权利要求1所述的一种IC装片机，其特征在于：所述点胶枪具体为前后布置的两把或多把，所述点胶枪位于所述点胶工作台的正上方，所述点胶枪分别外接所述点胶枪控制部分，所述点胶枪控制部分控制点胶枪的移动和点胶。
5.如权利要求1所述的一种IC装片机，其特征在于：所述装片工作台的一侧布置有基板卡位输送夹爪，所述基板卡位输送夹爪包括夹爪、第一丝杆轴，工作状态下所述夹爪的内侧紧压所述基板，所述夹爪的外侧底部螺纹连接所述第一丝杆轴，所述第一丝杆轴支承于所述装片工作台。
6.如权利要求1所述的一种IC装片机，其特征在于：工作状态下的所述卡板输送夹爪的内侧紧压所述基板，所述卡板输送夹爪的外侧底部螺纹连接第二丝杆轴，所述第二丝杆轴支承于所述点胶工作台。
7.如权利要求4所述的一种IC装片机，其特征在于：两把所述点胶枪之间的距离具体为所述基板长度的一半。
8.如权利要求1所述的一种IC装片机，其特征在于：所述基板上料工位包括基板储料结构、基板转运结构、基板输送气缸、基板支承台，所述基板输送气缸将基板输送至所述点胶工位。
9.如权利要求8所述的一种IC装片机，其特征在于：所述基板转运结构包括吸料结构、顶升机构、Y向平移结构，所述基板支承台和基板储料结构组合形成一个整体框架结构，整体框架结构支承于所述顶升机构的输出部分，所述Y向平移结构的输出部分连接所述顶升机构的固定结构，所述吸料结构位于整体框架结构的正上方、并位于输送状态下的所述基板支承台的正上方。
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