CN106571331B - 一种晶圆蓝膜张紧和角度调节装置 - Google Patents

一种晶圆蓝膜张紧和角度调节装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种晶圆蓝膜张紧和角度调节装置，该装置的旋转驱动机构和固定套固定连接在X板上；上轴承中间套位于固定套与轴承内套之间；同步带连接旋转驱动机构的小带轮和上轴承中间套；多个小齿轮组件分布在轴承内套的导向轴孔内；小齿轮套装在螺杆的下部，螺母安放在小齿轮的内孔内，螺杆与螺母构成螺栓配合，螺杆的顶部与晶圆安装盘固定连接，小齿轮与上轴承中间套的内齿啮合；晶圆盘压紧在晶圆安装盘上；撑膜盘固定在轴承内套内侧边缘上，其上端面支撑晶圆盘；上轴承中间套带动小齿轮旋转时，可通过螺杆与螺母的配合使螺杆上升或下降。本发明能够可靠稳定的夹持晶圆盘，实现蓝膜角度调节和张紧，通用性好。

Description

一种晶圆蓝膜张紧和角度调节装置
技术领域
本发明涉及电子封装的撑膜领域，具体涉及一种晶圆盘形式的蓝膜张紧和其角度调节装置。
背景技术
现有技术中，随着电子产品的快速发展，对芯片的研究及生产也提出了更高的要求，尤其是在大规模生产中，需要每一步操作都能快速、节省时间。目前，涉及到裸芯片的电子公司或者专业的芯片绑定公司，采购晶圆后安排工人手工取芯片的现象越来越少，手工取芯片不仅效率低，而且手工操作可能芯片之间相互碰撞损坏芯片。大的企业一般使用专用取芯片机器，但是此种设备较为昂贵，并且芯片大小的不同，芯片和薄膜的附着力不同，晶圆盘大小的不同需要使用不同型号的设备或夹具。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种晶圆蓝膜张紧和角度调节装置，该装置能够可靠稳定的夹持晶圆盘，实现蓝膜角度调节和张紧。
为了解决上述技术问题，本发明的晶圆蓝膜张紧和角度调节装置包括旋转驱动机构，同步带，上轴承中间套，固定套，轴承内套，多个小齿轮组件，撑膜盘，晶圆安装盘，挡板组件；所述旋转驱动机构与X板固定连接，固定套14固定连接在X板上；上轴承中间套位于固定套与轴承内套之间；同步带连接旋转驱动机构的小带轮和上轴承中间套，旋转驱动机构可以通过同步带带动上轴承中间套13旋转；多个小齿轮组件分布在轴承内套的导向轴孔内；小齿轮组件包括小齿轮和螺杆；小齿轮套装在螺杆的下部，螺母安放在小齿轮的内孔内，螺杆与螺母构成螺栓配合，螺杆的顶部与晶圆安装盘固定连接，小齿轮与上轴承中间套的内齿啮合；晶圆盘压紧在晶圆安装盘上；撑膜盘固定在轴承内套内侧边缘上，其上端面支撑晶圆盘；上轴承中间套带动小齿轮旋转时，可通过螺杆与螺母的配合使螺杆上升或下降。
旋转驱动机构通过同步带使上轴承中间套做同步回转，带动小齿轮旋转，使螺杆在与螺母的作用下上升或者下降，通过晶圆安装盘和撑膜盘的作用使晶圆盘扩张或放松。
所述旋转驱动机构包括步进电机、电机板、小带轮；电机板固定在X板上，步进电机与电机板固定连接；小带轮与步进电机的转轴固连，并通过同步带实现与轴承中间套的连接。
进一步，本发明还包括张紧机构，所述张紧机构包括调节支座、拉紧座和调节螺栓；拉紧座固定在X板上，调节螺栓与调节支座和拉紧座螺纹连接，调节支座通过其上的导向孔与X板上固定的导向柱配合；整个张紧机构放置在同步带的外侧，调节支座端部的开槽与同步带接触；转动调节螺栓使调节支座沿导向孔的方向移动，可使同步带张紧或松弛。
所述小齿轮组件还包括上衬套、下衬套、止推垫圈和卡簧；上衬套、下衬套、止推垫圈和卡簧依次通过轴孔配合套装在小齿轮的轴上。
进一步，本发明还包括下轴承中间套，固定套和轴承中间套、轴承中间套和轴承内套轴面分别相对开设斜槽，上轴承中间套和下轴承中间套通过螺钉固定连接；固定套与上轴承中间套和下轴承中间套之间的空隙中、轴承内套与上轴承中间套和下轴承中间套之间的空隙中充满均匀滚珠。
本发明还包括滑动垫圈，滑动垫圈放置在X板内孔平面上，与其上的下轴承中间套形成滑动连接。
本发明还包括气缸执行组件,所述气缸执行组件包括气缸、气缸板、挡板、固定板、小齿固定板、压缩弹簧；气缸板放置在X板上，与气缸固连；固定板固定在轴承内套上，小齿固定板与挡板固连，压缩弹簧布置在固定板与小齿固定板之间；当气缸不工作时，小齿固定板外侧的小齿可在压缩弹簧变形力的作用下插入于内齿的凹槽内；此时轴承内套可随轴承中间套一同旋转；当气缸的输出杆向前运动时，其前端可插入于挡板外侧的凹坑中，推动挡板向内侧运动，从而将小齿从轴承中间套内齿的凹槽中推出。
所述晶圆盘由位于中央的晶圆薄膜和位于外环的空白薄膜环构成；空白薄膜环由布置在晶圆薄膜四周的挡块、侧挡板、侧挡板和方板压紧固定在晶圆安装盘上；所述撑膜盘固定在轴承内套内侧边缘上，其上端面支撑在空白薄膜环处。
所述螺杆顶端通过连接块和连接盘与晶圆安装盘固连。
调节支座端部的开槽与同步带接触。
本发明的技术效果体现在：步进电机带动小带轮旋转，通过同步带使轴承中间套做同步回转。当气缸不工作时，由于弹簧的压缩变形作用使小齿插入到轴承中间套的内齿内，这样一起随同步带旋转，因而带动固定在晶圆安装盘上的晶圆盘旋转。若晶圆盘放置时倾斜可以通过晶圆盘旋转调节倾斜角度；待晶圆盘调平后(即倾斜角度小于规定值)，步进电机继续带动小带轮旋转，并通过同步带使轴承中间套做同步回转，直至气缸的输出杆前端插入于挡板外侧的凹坑中。此时可推动挡板向前运动，进而推动小齿固定板向内移动使小齿从轴承中间套内齿中分离，依靠气缸输出端插入到挡板外侧的凹坑中，实现轴承内套的固定。轴承中间套带动小齿轮转动，进而带动小齿轮内的螺杆在与螺母的作用下螺旋上升或者下降，此时撑膜盘顶在晶圆盘下方，晶圆盘可随螺杆的上升或下降而放松或扩张。固定套和轴承中间套之间、轴承中间套和轴承内套之间构成了复合交叉滚子轴承的形式在同步带机构带动下旋转，保证在调节晶圆盘时无明显的径向窜动现象。同时针对常用的不同规格大小的晶圆盘，只需更换不同尺寸的撑膜盘和侧挡板就可以实现芯片的提取，通用性很强。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的晶圆蓝膜张紧和角度调节装置轴侧视图；
图2是本发明的轴向剖视图；
图3是本发明的局部轴向剖视图；
图4是图3的局部放大图；
图5、6是本发明的局部轴侧视图；
图7是本发明的局部放大图；
图8是小齿组件剖视图；
图9是张紧机构剖视图。
具体实施方式
本发明的晶圆蓝膜张紧和角度调节装置主要包括带轮组件、齿轮组件、晶圆固定组件、气缸执行组件。
如图1所示，所述带轮组件包括同步带56、旋转驱动机构和张紧机构；旋转驱动机构包括小带轮57、步进电机51、电机板52；步进电机51有一定位轴肩，利用轴孔配合定位，将轴肩插入到电机板52内，并用螺栓锁紧；电机板52通过螺栓固定在X板11上。小带轮57依靠紧定螺钉与步进电机51的转轴固连，并通过同步带56实现与轴承中间套13的连接。如图9所示，张紧机构包括调节支座53、拉紧座54和调节螺栓55；拉紧座54固定在X板11上，调节螺栓55与调节支座53和拉紧座54螺纹连接，调节支座53通过其上的导向孔531与X板11上固定的导向柱(图中未示出)配合；整个张紧机构放置在同步带56的外侧，调节支座53端部的开槽与同步带56接触；转动调节螺栓55使调节支座53沿导向孔531的方向移动，即可实现同步带56张紧力的调节。
旋转驱动机构和张紧机构还可以采用现有技术中的其他结构形式。
如图2、3、4所示，齿轮组件包括X板11、固定套14、上轴承中间套13、下轴承中间套15、滑动垫圈26、轴承内套16、滚珠25、小齿轮组件。其中X板11是整个发明装置的基础，与配合本发明的XY移动平台相连接，滑动垫圈26放置在X板11内孔平面上，与其上的零件形成滑动连接。固定套14通过多个螺钉60固定在X板11上，上轴承中间套13和下轴承中间套15通过螺钉固定连接，并位于固定套14与轴承内套16之间；固定套14和轴承中间套13、轴承中间套15和轴承内套16轴面分别相对开设斜槽，固定套14与上轴承中间套13和下轴承中间套15之间的空隙中、轴承内套16与上轴承中间套13和下轴承中间套15之间的空隙中充满均匀滚珠25。旋转驱动机构可以通过同步带56带动上轴承中间套13和下轴承中间套15旋转；小齿轮组件中的上衬套21、下衬套27、止推垫圈20和卡簧19依次通过轴孔配合套装在小齿轮23的轴上，螺母17安放在小齿轮23的内孔内，其一端与小齿轮23端面平齐，螺杆12与螺母17构成螺栓配合。6个小齿轮组件均匀分布在圆环形的轴承内套16的六个导向轴孔内。轴承中间套13的外齿和同步带56相连，其内齿与小齿轮23啮合。
晶圆固定组件包括连接块18，连接盘46，晶圆安装盘47，撑膜盘48，挡块41，侧挡板42，侧挡板43，方板45。晶圆盘由位于中央的晶圆薄膜441和位于外环的空白薄膜环442构成；空白薄膜环442由挡块41、侧挡板42、侧挡板43和方板45压紧固定在晶圆安装盘47上；侧挡块42和侧挡块43相对的一面保持平行，与挡块41靠近晶圆薄膜441的侧面垂直，与晶圆薄膜441的形状相配合，这样可保证晶圆盘在放置时芯片的倾斜角度最小化。撑膜盘48固定在轴承内套16内侧边缘上，其上端面支撑在空白薄膜环442处，这样可以避免在晶圆薄膜441扩张时，芯片过于靠近侧挡板而不便于芯片的提取。连接块18直接与螺杆12固连(也可以通过嵌入于其下部凹槽中的嵌块181固定连接)；连接盘46上均匀设有六个方槽，连接块18在方槽内与其固连，连接盘46通过螺钉与晶圆安装盘47固定连接。当步进电机51通过同步带56驱动上轴承中间套13旋转，从而带动小齿轮23旋转使螺杆12上升时，可以实现晶圆薄膜441的扩张。由于六个小齿轮23沿连接盘46的周向均匀分布，其内连接的螺杆12也均匀分布，随着螺杆12的上升，可使晶圆薄膜441受力均匀，扩张一致。对于常用的不同规格的晶圆盘，只需要更换相应尺寸的撑膜盘48、侧挡块42和侧挡块43，就可以实现晶圆盘的固定和其上芯片的提取，通用性好。
气缸执行组件包括气缸31、气缸板32、挡板35、固定板33、小齿固定板34、压缩弹簧37、销轴36、套筒38。气缸板32放置在X板11上，与气缸31固连；固定板33固定在轴承内套16上，小齿固定板34与挡板35固连。销轴36插入于固定板33和小齿固定板34的内孔中，通过套筒38与固定板33的内孔配合；压缩弹簧37套装在销轴36上，其两端分别与固定板33和小齿固定板34的内孔端面接触，且被限制在小齿固定板34内孔端面和固定板33之间。当气缸不工作时，小齿固定板34外侧的小齿341可在压缩弹簧37变形力的作用下插入于内齿的凹槽内；此时轴承内套16可随轴承中间套13一同旋转；当气缸31的输出杆向前运动时，其前端可插入于挡板35外侧的凹坑351中，推动挡板35向内侧运动，从而将小齿341从轴承中间套13内齿的凹槽中推出，此时轴承内套16在气缸31与挡板35的相互作用下固定。

Claims (9)

1.一种晶圆蓝膜张紧和角度调节装置，其特征在于包括旋转驱动机构，同步带(56)，上轴承中间套(13)，固定套(14)，轴承内套(16)，多个小齿轮组件，撑膜盘(48)，晶圆安装盘(47)，挡板组件；所述旋转驱动机构与X板(11)固定连接，固定套(14)固定连接在X板(11)上；上轴承中间套(13)位于固定套(14)与轴承内套(16)之间；同步带(56)连接旋转驱动机构的小带轮(57)和上轴承中间套(13)，旋转驱动机构可以通过同步带(56)带动上轴承中间套(13)旋转；多个小齿轮组件分布在轴承内套(16)的导向轴孔内；小齿轮组件包括小齿轮(23)和螺杆(12)；小齿轮(23)套装在螺杆(12)的下部，螺母(17)安放在小齿轮(23)的内孔内，螺杆(12)与螺母(17)构成螺栓配合，螺杆(12)的顶部与晶圆安装盘(47)固定连接，小齿轮(23)与上轴承中间套(13)的内齿啮合；晶圆盘压紧在晶圆安装盘(47)上；撑膜盘(48)固定在轴承内套(16)内侧边缘上，其上端面支撑晶圆盘；上轴承中间套(13)带动小齿轮(23)旋转时，可通过螺杆(12)与螺母(17)的配合使螺杆上升或下降。
2.根据权利要求1所述的晶圆蓝膜张紧和角度调节装置，其特征在于所述旋转驱动机构包括步进电机(51)、电机板(52)、小带轮(57)；电机板(52)固定在X板(11)上，步进电机(51)与电机板(52)固定连接；小带轮(57)与步进电机(51)的转轴固连，并通过同步带(56)实现与轴承中间套(13)的连接。
3.根据权利要求1所述的晶圆蓝膜张紧和角度调节装置，其特征在于还包括张紧机构，所述张紧机构包括调节支座(53)、拉紧座(54)和调节螺栓(55)；拉紧座(54)固定在X板(11)上，调节螺栓(55)与调节支座(53)和拉紧座(54)螺纹连接，调节支座(53)通过其上的导向孔(531)与X板(11)上固定的导向柱配合；整个张紧机构放置在同步带(56)的外侧，调节支座(53)端部的开槽与同步带(56)接触；转动调节螺栓(55)使调节支座(53)沿导向孔(531)的方向移动，可使同步带(56)张紧或松弛。
4.根据权利要求1所述的晶圆蓝膜张紧和角度调节装置，其特征在于所述小齿轮组件还包括上衬套(21)、下衬套(27)、止推垫圈(20)和卡簧(19)；上衬套(21)、下衬套(27)、止推垫圈(20)和卡簧(19)依次通过轴孔配合套装在小齿轮(23)的轴上。
5.根据权利要求1所述的晶圆蓝膜张紧和角度调节装置，其特征在于还包括下轴承中间套(15)，固定套(14)和轴承中间套(13)、轴承中间套(15)和轴承内套(16)轴面分别相对开设斜槽，上轴承中间套(13)和下轴承中间套(15)通过螺钉固定连接；固定套(14)与上轴承中间套(13)和下轴承中间套(15)之间的空隙中、轴承内套(16)与上轴承中间套(13)和下轴承中间套(15)之间的空隙中充满均匀滚珠(25)。
6.根据权利要求1所述的晶圆蓝膜张紧和角度调节装置，其特征在于还包括滑动垫圈(26)，滑动垫圈(26)放置在X板(11)内孔平面上，与其上的下轴承中间套(15)形成滑动连接。
7.根据权利要求1所述的晶圆蓝膜张紧和角度调节装置，其特征在于还包括气缸执行组件,所述气缸执行组件包括气缸(31)、气缸板(32)、挡板(35)、固定板(33)、小齿固定板(34)、压缩弹簧(37)；气缸板(32)放置在X板(11)上，与气缸(31)固连；固定板(33)固定在轴承内套(16)上，小齿固定板(34)与挡板(35)固连，压缩弹簧(37)布置在固定板(33)与小齿固定板(34)之间；当气缸不工作时，小齿固定板(34)外侧的小齿(341)可在压缩弹簧(37)变形力的作用下插入于内齿的凹槽内；此时轴承内套(16)可随轴承中间套(13)一同旋转；当气缸(31)的输出杆向前运动时，其前端可插入于挡板(35)外侧的凹坑(351)中，推动挡板(35)向内侧运动，从而将小齿(341)从轴承中间套(13)内齿的凹槽中推出。
8.根据权利要求1所述的晶圆蓝膜张紧和角度调节装置，其特征在于所述晶圆盘由位于中央的晶圆薄膜(441)和位于外环的空白薄膜环(442)构成；空白薄膜环(442)由布置在晶圆薄膜(441)四周的挡块(41)、侧挡板(42)、侧挡板(43)和方板(45)压紧固定在晶圆安装盘(47)上；所述撑膜盘(48)固定在轴承内套(16)内侧边缘上，其上端面支撑在空白薄膜环(442)处。
9.根据权利要求1所述的晶圆蓝膜张紧和角度调节装置，其特征在于所述螺杆(12)顶端通过连接块(18)和连接盘(46)与晶圆安装盘(47)固连。
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