CN107248501A - 一种接力式快速取片、装片装置及其采用它的装片机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种接力式快速取片、装片装置及其采用它的装片机，第一转臂用于取出晶圆上的芯片，旋转后将芯片放置在中转台上；第二转臂用于取出中转台上的芯片，旋转后将芯片放置在基板上；焊头，用于取出芯片和放置芯片，焊头设置在第一转臂和第二转臂的一端，焊头沿平行于第一转臂或第二转臂的旋转轴线方向来回运动；驱动装置用于驱动第一转臂和/或第二转臂旋转。本发明有益效果：芯片中转台的设置，使得转臂的取片和装片可以同步进行，在需要远距离取装片时，相比于传统单转臂的取片装片方式效率提高50％‑‑70％，装片精度更高。

Description

一种接力式快速取片、装片装置及其采用它的装片机
技术领域
本发明涉及装片机领域，具体涉及一种接力式快速取片、装片装置及其采用它的装片机。
背景技术
在半导体器件如IC的封装过程中，装片是极其重要的环节。装片的过程是：首先由点胶机构(也称点胶模块)在基板的装片工位上点胶，而后由装片机构的装片摆臂将半导体芯片从晶圆上取出，进而转移到已点好胶的装片工位上。在相同装片良品率(质量)条件下，装片机的装片效率是评价装片机性能的重要指标。
目前，对于晶圆尺寸较大，基板较宽的半导体器件的封装，比如某些先进封装工艺需要从12寸晶圆上取出芯片再贴装到另一个12寸晶圆或大尺寸基板上，最远取装片距离在700mm以上，如果采用传统单转臂的取装片方式，转臂较长，转动的行程较大，封装需要的时间较长，同时封装精度较差，废品率较高，生产效率低下，生产成本高；
因此亟需一种可以适应远距离取装片，效率更高，精度更好，成本更低的取片、装片装置，以提高生产效率，降低生产成本。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种接力式快速取片、装片装置。
为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种接力式快速取片、装片装置，包括晶圆台，所述晶圆台用于放置晶圆，其特征在于，包括：
第一转臂，所述第一转臂用于取出所述晶圆上的芯片，旋转后将所述芯片放置在下述中转台上；
中转台，用于芯片的中转；
第二转臂，所述第二转臂用于取出所述中转台上的芯片，旋转后将芯片放置在基板上；
焊头，用于取出芯片和放置芯片，所述焊头设置在所述第一转臂和第二转臂的一端，所述焊头沿平行于所述第一转臂或所述第二转臂的旋转轴线方向来回运动；
驱动装置，所述驱动装置用于驱动第一转臂和/或第二转臂旋转。
采用上述技术方案的有益效果是：通过设置第一转臂、第二转臂和芯片中转台，焊头独立运动，完成取片和装片作业，第一转臂取出芯片放置在芯片中转台上，第二转臂将中转台内的芯片取出后放置在基板上，芯片中转台的设置，使得转臂的取片和装片可以同步进行，相比于传统单转臂的取片和装片方式，缩短了转臂的长度，转臂的运动行程短，缩短转臂的转动时间，转动速度快，封装精度高，可以使效率提高50％--70％，大大提高了生产效率，进而降低企业的生产成本。
进一步地，所述第一转臂旋转90度，所述第二转臂旋转90度。
采用上述技术方案的有益效果是：通过使第一转臂和第二转臂旋转90度，可以缩短转臂的长度，缩短取片和装片的时间，节约电能，提高生产效率，降低生产成本。
进一步地，所述第一转臂旋转180度，所述第二转臂旋转180度。
采用上述技术方案的有益效果是：通过使第一转臂和第二转臂旋转180度，提高生产效率，降低生产成本。
进一步地，所述驱动装置包括第三驱动装置、摆臂和连接臂，所述第三驱动装置用于驱动所述摆臂做圆周转动，所述连接臂的一端与所述第一转臂连接，所述连接臂的另一端与所述第二转臂连接，所述摆臂的一端与所述第三驱动装置连接，所述摆臂的另一端与所述连接臂连接。
采用上述技术方案的有益效果是：通过单独的第三驱动装置，实现取片和装片作业，取片和装片同步进行，大大提高了生产效率，保证运动时第一转臂和第二转臂之间的运动不会相互碰撞，同时平行运动还能缩短取片和装片时，两个转臂的相对运动时间。
进一步地，其特征在于，所述驱动装置包括第一驱动装置、第二驱动装置和视觉定位装置，所述第一驱动装置用于驱动所述第一转臂旋转，所述第二驱动装置用于驱动所述第二转臂旋转，所述视觉定位装置设置于取片点、装片点和中转点的正上方或者正下方。
采用上述技术方案的有益效果是：通过设置第三驱动装置、摆臂和连接臂，采用一个驱动装置，驱动两个转臂同步运动，进一步提高生产效率，降低成本，保证芯片接力的平稳运转。
进一步地，还包括晶圆台驱动装置，所述晶圆台驱动装置用于驱动所述晶圆台沿X、Y方向运动并驱动所述晶圆台圆周转动。
采用上述技术方案的有益效果是：驱动晶圆台沿X、Y方向运动，便于第一转臂的取片操作，同时还可以使晶圆台转动，实现将不同角度的芯片放置到基板上。
进一步地，中转台连接有中转台驱动装置，所述中转台驱动装置用于驱动所述中转台沿X、Y方向运动并驱动所述中转台圆周转动。
采用上述技术方案的有益效果是：可以对中转台内的芯片进行校正。
进一步地，所述中转台驱动装置通过电机或者转角气缸驱动。
进一步地，所述焊头为一伸缩式结构，焊头包括第一连接杆、套筒、第二连接杆和压簧，第一连接杆与套筒滑动连接，第二连接杆穿设于套筒内且与套筒固定连接，压簧一端与第一连接杆连接，压簧的另一端与第二连接杆的一端连接，第一连接杆的周向设有凹槽，套筒内壁设有导向凸起，凹槽与导向凸起配合，气管插入第一连接杆和第二连接杆中并与吸嘴连接，气管连接有真空发生器。
采用上述技术方案的有益效果是：防止取片时焊头与晶圆之间的硬冲撞。
本发明还公开了一种装片机，包括基板上料装置、点胶装置，其特征在于，还包括上述的一种接力式快速取片、装片装置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意图之一。
图2是本发明的结构示意图之二。
图3是本发明的结构示意图之三。
图4是本发明焊头的结构示意图。
图中数字和字母所表示的相应部件的名称：
1-晶圆台；11-芯片；2-基板；3-中转台；4-第一驱动装置；5-第二驱动装置；6-第一转臂；7-第二转臂；8-第三驱动装置；9-摆臂；10-连接臂；20-视觉定位装置；31-吸嘴；32-第一连接杆；33-套筒；34-压簧；35-第二连接杆；36-气管；321-凹槽；331-导向凸起。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：
为了达到本发明的目的，如图所示，在本发明的一种实施方式为：一种接力式快速取片、装片装置，包括晶圆台1，晶圆台1用于放置晶圆，包括：第一转臂6，第一转臂6用于取出晶圆上的芯片11，旋转后将芯片11放置在下述中转台3上；中转台3，用于芯片的中转；第二转臂7，第二转臂7用于取出中转台3上的芯片11，旋转后将芯片11放置在基板2上；焊头，用于取出芯片11和放置芯片11，焊头设置在第一转臂6和第二转臂7的一端，焊头沿平行于第一转臂6或第二转臂7的旋转轴线方向来回运动；驱动装置，驱动装置用于驱动第一转臂6和/或第二转臂7旋转。
采用上述技术方案的有益效果是：通过设置第一转臂、第二转臂和芯片中转台，焊头独立运动，完成取片和装片作业，第一转臂取出芯片放置在芯片中转台上，第二转臂将中转台内的芯片取出后放置在基板上，芯片中转台的设置，使得转臂的取片和装片可以同步进行，相比于传统单转臂的取片和装片方式，缩短了转臂的长度，转臂的运动行程短，缩短转臂的转动时间，转动速度快，封装精度高，可以使效率提高50％--70％，大大提高了生产效率，进而降低企业的生产成本。
在本发明的另一些实施方式中，第一转臂6旋转90度，第二转臂7旋转90度。采用上述技术方案的有益效果是：通过使第一转臂和第二转臂旋转90度，可以缩短转臂的长度，缩短取片和装片的时间，节约电能，提高生产效率，降低生产成本。
在本发明的另一些实施方式中，第一转臂6旋转180度，第二转臂7旋转180度。采用上述技术方案的有益效果是：通过使第一转臂和第二转臂旋转180度，提高生产效率，降低生产成本。
在本发明的另一些实施方式中，驱动装置包括第三驱动装置8、摆臂9和连接臂10，第三驱动装置8用于驱动摆臂9做圆周转动，连接臂10的一端与第一转臂6连接，连接臂10的另一端与第二转臂7连接，摆臂9的一端与第三驱动装置8连接，摆臂9的另一端与连接臂10连接。采用上述技术方案的有益效果是：通过单独的第三驱动装置，实现取片和装片作业，取片和装片同步进行，大大提高了生产效率，保证运动时第一转臂和第二转臂之间的运动不会相互碰撞，同时平行运动还能缩短取片和装片时，两个转臂的相对运动时间。
在本发明的另一些实施方式中，其特征在于，驱动装置包括第一驱动装置4、第二驱动装置5和视觉定位装置20，第一驱动装置4用于驱动第一转臂6旋转，第二驱动装置5用于驱动第二转臂7旋转，视觉定位装置20设置于取片点、装片点和中转点的正上方或者正下方。本发明中，取片点为焊头从晶圆台的取出芯片的位置点，装片点为焊头将芯片固定到基板上的位置点，中转点为中转台上芯片放置的位置点。采用上述技术方案的有益效果是：通过设置第三驱动装置、摆臂和连接臂，采用一个驱动装置，驱动两个转臂同步运动，进一步提高生产效率，降低成本，保证芯片接力的平稳运转
在本发明的另一些实施方式中，还包括晶圆台驱动装置，晶圆台驱动装置用于驱动晶圆台沿X、Y方向运动并驱动晶圆台圆周转动。采用上述技术方案的有益效果是：驱动晶圆台沿X、Y方向运动，便于第一转臂的取片操作，同时还可以使晶圆台转动，实现将不同角度的芯片放置到基板上。
在本发明的另一些实施方式中，中转台3连接有中转台驱动装置，中转台驱动装置用于驱动中转台沿X、Y方向运动并驱动中转台3圆周转动。采用上述技术方案的有益效果是：可以对中转台内的芯片进行校正。
在本发明的另一些实施方式中，晶圆台驱动装置、中转台驱动装置为XY滑台。
在本发明的另一些实施方式中，中转台驱动装置通过电机或者转角气缸驱动。
在本发明的另一些实施方式中，焊头为一伸缩式结构，焊头包括第一连接杆32、套筒33、第二连接杆35和压簧34，第一连接杆32与套筒33滑动连接，第二连接杆35穿设于套筒33内且与套筒33固定连接，压簧34一端与第一连接杆32连接，压簧34的另一端与第二连接杆35的一端连接，第一连接杆32的周向设有凹槽321，套筒33内壁设有导向凸起331，凹槽321与导向凸起331配合，气管36插入第一连接杆32和第二连接杆35中并与吸嘴31连接，气管36连接有真空发生器，套筒33可以采用弹性材料制成，凹槽321既可以使导向凸起331上下滑动，又可以起到滑动限位的作用。采用上述技术方案的有益效果是：防止取片时焊头与晶圆之间的硬冲撞。
本发明还公开了一种装片机，包括基板上料装置、点胶装置，其特征在于，还包括上述的一种接力式快速取片、装片装置。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种接力式快速取片、装片装置，包括晶圆台，所述晶圆台用于放置晶圆，其特征在于，包括：
第一转臂，所述第一转臂用于取出所述晶圆上的芯片，旋转后将所述芯片放置在下述中转台上；
中转台，用于芯片的中转与位置校正；
第二转臂，所述第二转臂用于取出所述中转台上的芯片，旋转后将芯片放置在基板上；
焊头，用于取出芯片和放置芯片，所述焊头设置在所述第一转臂和第二转臂的一端，所述焊头沿平行于所述第一转臂或所述第二转臂的旋转轴线方向来回运动；
驱动装置，所述驱动装置用于驱动第一转臂和/或第二转臂旋转。
2.根据权利要求1所述的一种接力式快速取片、装片装置，其特征在于，所述第一转臂旋转90度，所述第二转臂旋转90度。
3.根据权利要求1所述的一种接力式快速取片、装片装置，其特征在于，所述第一转臂旋转180度，所述第二转臂旋转180度。
4.根据权利要求2所述的一种接力式快速取片、装片装置，其特征在于，所述驱动装置包括第三驱动装置、摆臂和连接臂，所述第三驱动装置用于驱动所述摆臂做圆周转动，所述连接臂的一端与所述第一转臂连接，所述连接臂的另一端与所述第二转臂连接，所述摆臂的一端与所述第三驱动装置连接，所述摆臂的另一端与所述连接臂连接。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种接力式快速取片、装片装置，其特征在于，所述驱动装置包括第一驱动装置、第二驱动装置和视觉定位装置，所述第一驱动装置用于驱动所述第一转臂旋转，所述第二驱动装置用于驱动所述第二转臂旋转，所述视觉定位装置设置于取片点、装片点和中转点的正上方或者正下方。
6.根据权利要求5所述的一种接力式快速取片、装片装置，其特征在于，还包括晶圆台驱动装置，所述晶圆台驱动装置用于驱动所述晶圆台沿X、Y方向运动并驱动所述晶圆台圆周转动。
7.根据权利要求6所述的一种接力式快速取片、装片装置，其特征在于，中转台连接有中转台驱动装置，所述中转台驱动装置用于驱动所述中转台沿X、Y方向运动并驱动所述中转台圆周转动。
8.根据权利要求7所述的一种接力式快速取片、装片装置，其特征在于，所述中转台驱动装置通过电机或者转角气缸驱动。
9.根据权利要求8所述的一种接力式快速取片、装片装置，其特征在于，所述焊头为一伸缩式结构，焊头包括第一连接杆、套筒、第二连接杆和压簧，第一连接杆与套筒滑动连接，第二连接杆穿设于套筒内且与套筒固定连接，压簧一端与第一连接杆连接，压簧的另一端与第二连接杆的一端连接，第一连接杆的周向设有凹槽，套筒内壁设有导向凸起，凹槽与导向凸起配合，气管插入第一连接杆和第二连接杆中并与吸嘴连接，气管连接有真空发生器。
10.装片机，包括基板上料装置、点胶装置，其特征在于，还包括如权利要求书1-9任一所述的一种接力式快速取片、装片装置。
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