CN108493144A - 板料与晶圆碰焊设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种板料与晶圆碰焊设备，板料与晶圆碰焊设备包括：晶圆放置模组，包括用于检测所述晶圆膜上的晶圆位置的第一位置检测组件；碰焊模组，包括用于放置晶圆的焊台；晶圆搬运模组，包括在所述晶圆放置模组和所述碰焊模组之间移动的提取件，所述提取件根据所述第一位置检测组件检测到的晶圆位置提取所述晶圆，并将所述晶圆搬运至所述焊台上。本发明技术方案中，通过第一检测组件检测确定晶圆的位置，由晶圆搬运模组将晶圆搬运至焊台上，在由碰焊组件将板料与晶圆直接焊接在一起，避免固晶、邦定、点胶、冲切IC、贴胶纸、模块填装的工序，从而减少晶圆加工成模块和模块加工的工序，提供一种直接将晶圆与板料碰焊在一起的设备。

Description

板料与晶圆碰焊设备

技术领域

本发明涉及智能卡技术领域，特别涉及一种板料与晶圆碰焊设备。

背景技术

随着高新科技的发展，非接触智能卡广泛应用于生活中，在智能卡制造业，传统的制造工序中需要将晶圆通过固晶、邦定、点胶、冲切IC、贴胶纸、模块填装这些工序后与板料进行碰焊，过程繁琐，操作复杂，现有技术中晶圆与板料碰焊的过程繁琐，操作复杂，并没有将晶圆与板料进行直接碰焊的设备，不便于智能卡的生产和制作。

发明内容

本发明的主要目的是提出板料与晶圆碰焊设备，旨在解决现有技术中晶圆与板料碰焊过程复杂的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种板料与晶圆碰焊设备，用于将板料与晶圆直接焊接，所述板料与晶圆碰焊设备包括：晶圆放置模组，包括用于放置晶圆的晶圆膜以及用于检测所述晶圆膜上的晶圆位置的第一位置检测组件；碰焊模组，包括用于放置晶圆的焊台；晶圆搬运模组，包括在所述晶圆放置模组和所述碰焊模组之间移动的提取件，所述提取件根据所述第一位置检测组件检测到的晶圆位置提取所述晶圆，并将所述晶圆搬运至所述焊台上。

优选地，所述碰焊模组还包括与所述焊台上的晶圆相对设置的微调平台，所述微调平台用于调整所述焊台上的晶圆的位置。

优选地，所述微调平台包括两个可相对移动的活动板，所述活动板相对的面上均设有凹槽，所述活动板相对移动时，两所述凹槽围合成与所述晶圆适配的容置空间，以调节所述晶圆的放置位置。

优选地，所述碰焊模组包括焊头、转台、驱动所述转台转动的旋转马达以及多个所述焊台，多个所述焊台均匀设置在所述转台上，所述旋转马达带动所述转台转动以使各个所述焊台分别与所述焊头相对应。

优选地，所述焊台在与所述容置空间相对应的位置处设有真空吸孔，所述真空吸孔用于将晶圆紧固在所述焊台上。

优选地，所述碰焊模组还包括用于检测板料位置的第二位置检测组件。

优选地，所述第一位置检测组件和所述第二位置检测组件均包括摄像头以及安装架，所述摄像头通过所述安装架装设在所述晶圆放置模组和所述碰焊模组上。

优选地，所述晶圆搬运模组包括将晶圆从所述晶圆膜分离的顶出组件，所述顶出组件包括张紧所述晶圆膜的真空顶帽以及顶针，所述顶针可移动安装于所述真空顶帽的轴向，所述顶针沿所述真空顶帽的轴向移动以使晶圆与所述晶圆膜分离。

优选地，所述晶圆搬运模组还包括水平驱动件和装设在所述水平驱动件上的竖直驱动件，所述提取件装设在所述竖直驱动件上，所述水平驱动件驱动所述提取件在所述晶圆膜与所述焊台之间移动，所述竖直驱动件驱动所述提取件在竖直方向上移动。

优选地，所述板料与晶圆碰焊设备还包括读卡器、标记笔以及控制器，所述读卡器和所述标记笔均与所述控制器相连，所述控制器在所述读卡器检测到板料与晶圆碰焊出现缺陷时，控制所述标记笔标记缺陷。

本发明技术方案中，通过第一检测组件检测确定晶圆的位置，由晶圆搬运模组将晶圆搬运至焊台上，在由碰焊组件将板料与晶圆直接焊接在一起，避免固晶、邦定、点胶、冲切IC、贴胶纸、模块填装的工序，从而减少晶圆加工成模块和模块加工的工序，提供一种直接将晶圆与板料碰焊在一起的设备。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明板料与晶圆碰焊设备的立体结构示意图；

图2为图1中A处放大图；

图3为本发明板料与晶圆碰焊设备的晶圆放置模组和顶出组件的立体结构示意图；

图4为本发明板料与晶圆碰焊设备的顶出组件的立体结构示意图；

图5为本发明板料与晶圆碰焊设备的晶圆搬运模组的提取件的立体结构示意图；

图6为本发明板料与晶圆碰焊设备的碰焊模组的第一视角示意图；

图7为本发明板料与晶圆碰焊设备的碰焊模组的第二视角示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	晶圆放置模组	101	晶圆膜
102	第一位置检测组件	20	碰焊模组
				201	焊台	202	活动板
203	容置空间	204	焊头
				205	转台	206	第二位置检测组件
30	顶出组件	301	真空顶帽
				302	顶针	40	提取件
50	读卡器	60	标记笔

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、横、纵……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种板料与晶圆碰焊设备，一种将晶圆与板料直接焊接的板料与晶圆碰焊设备，减少晶圆与板料的加工工序。

参照图1-图7，本发明提出一种板料与晶圆碰焊设备，用于将板料与晶圆直接焊接，所述板料与晶圆碰焊设备包括：晶圆放置模组10，包括用于放置晶圆的晶圆膜101以及用于检测所述晶圆膜101上的晶圆位置的第一位置检测组件102；碰焊模组20，包括用于放置晶圆的焊台201；晶圆搬运模组(图中未标注)，包括在所述晶圆放置模组10和所述碰焊模组20之间移动的提取件40，所述提取件40根据所述第一位置检测组件102检测到的晶圆位置提取所述晶圆，并将所述晶圆搬运至所述焊台201上。

具体地，所述晶圆放置模组10还包括晶圆盘以及带动晶圆盘在水平面内移动的动力组件，所述动力组件包括伺服电机、由所述伺服电机驱动丝杆以及与所述丝杆相适配的丝杆螺母，所述丝杆螺母和所述丝杆蜗轮蜗杆连接，所述伺服电机通过所述丝杆螺母带动晶圆盘移动，从而带动所述晶圆膜101移动，所述晶圆放置模块还包括滑轨和滑块，通过所述滑轨和所述滑块的作用以使所述晶圆盘平稳移动，所述晶圆盘上设置有用于放置所述晶圆膜101的通孔，所述动力组件通过晶圆盘带动所述晶圆膜101上的晶圆在水平面内移动，所述第一位置检测组件102装设在所述板料与晶圆碰焊设备的机架上，在所述晶圆膜101带动晶圆在水平面内移动时，所述第一位置检测组件102包括摄像头，所述摄像头首先对所述晶圆膜101上的晶圆进行拍照，然后由控制器对照片中的晶圆进行位置分析，根据对晶圆位置的分析，由所述晶圆膜101带动晶圆移动至预设位置，所述预设位置为所述摄像头的拍照的中心点，从而确定所述晶圆膜101上的晶圆位置，然后由所述晶圆搬运模组中的所述提取件40将所述晶圆膜101上的晶圆取出，并带动晶圆移动至所述焊台201上，所述碰焊模组20还包括与所述焊台201相对设置的焊头204以及带动板料移动的驱动组件，在晶圆移动至所述焊台201上时，驱动组件带动板料移动至与所述焊台201上的晶圆相对应的位置处，然后由焊头204和焊台201共同作用，将晶圆和板料直接焊接在一起，从而避免将晶圆通过固晶、邦定、点胶等工序加工成模块后与板料焊接，从而减少了智能卡的制作工序，便于智能卡的生产和制作。

本发明实施例中，通过所述第一位置检测组件102检测所述晶圆膜101上的晶圆的位置，然后所述晶圆搬运模组根据所述第一位置检测组件102检测到的晶圆位置信息，控制所述提取件40提取所述晶圆膜101上的晶圆，并将所述晶圆搬运至所述焊台201上，通过所述第一位置检测组件102和所述晶圆搬运模组的作用，提高了晶圆与板料碰焊过程中的位置精度，便于所述碰焊模组20将晶圆与板料直接碰焊在一起，避免晶圆填充成模块后与板料进行碰焊，从而消除了模块厚度影响填装效果的弊端，减少智能卡的外观压痕。同时，传统的智能卡的制造工序为：打定位孔、冲孔、上线、冲IC、贴胶纸/点胶、模块填装、碰焊、叠张锅焊、预层压、拆张、裁边、叠张锅焊、层压、拆张、冲卡，通过所述板料与晶圆碰焊设备将晶圆与板料直接碰焊在一起，使得智能卡的加工工序变为：打定位孔、冲孔、上线、碰焊、叠张锅焊、预层压、拆张、裁边、叠张锅焊、层压、拆张、冲卡，避免晶圆通过固晶、邦定、点胶的工序，也跳过了冲切IC、贴胶纸、模块填装的工序，解决了现有技术中晶圆与板料碰焊过程复杂的问题，减少了智能卡的制作工序，进而减少了智能卡的制作成本。

进一步地，所述碰焊模组20还包括与所述焊台201上的晶圆相对设置的微调平台(图中未标注)，所述微调平台用于调整所述焊台201上的晶圆的位置。所述碰焊模组20中还包括装设在机架上的微调平台，所述微调平台的位置与所述焊台201上的晶圆位置相对设置，通过所述微调平台调整所述焊台201上的晶圆的位置，提高晶圆在所述焊台201上的位置精度，便于所述碰焊模组20将晶圆与板料直接碰焊在一起。本发明实施例中，所述微调平台包括两个可相对移动的活动板202，所述活动板202相对的面上均设有凹槽，所述活动板202相对移动时，两所述凹槽围合成与所述晶圆适配的容置空间203，以调节所述晶圆的放置位置。所述微调平台还包括控制活动板202相对移动的夹爪气缸以及调节夹爪气缸的千分尺微调滑台，所述活动板202装设在所述夹爪气缸的活动端，在两所述活动板202的相对面抵接时，两所述凹槽围合成与晶圆相适配的容置空间203，通过所述容置空间203调节晶圆在所述焊台201上的角度和位置，从而提高晶圆在所述焊台201上的位置精度，确保晶圆在所述焊台201上位置的一致性，便于所述碰焊模组20对板料以及晶圆进行碰焊。

进一步地，所述碰焊模组20包括焊头204、转台205、驱动所述转台205转动的旋转马达(图中未标注)以及多个所述焊台201，多个所述焊台201均匀设置在所述转台205上，所述旋转马达带动所述转台205转动以使各个所述焊台201分别与所述焊头204相对应。所述碰焊模组20还包括驱动所述焊头204在竖直方向上移动的第一驱动件以及驱动所述焊台201在竖直方向上移动的第二驱动件，所述第一驱动件和所述第二驱动件相对设置，所述第一驱动件和所述第二驱动件均为高精度线性模组，所述旋转马达带动所述转台205转动以使各个所述焊台201分别单独与所述焊头204相对应，然后在所述第一驱动件和所述第二驱动件的作用下，驱动所述焊台201和所述焊台201相对运动，从而对所述焊头204和所述焊台201之间的晶圆和板料进行碰焊。本发明实施例中，所述碰焊模组20包括四个所述焊台201，其中一个所述焊台201与所述焊头204相对设置，在所述焊台201与所述焊头204完成晶圆与板料之间的碰焊后，所述旋转马达带动所述转台205转动，以使下一个所述焊台201与所述焊头204相对，从而进行下一组的晶圆与板料之间的碰焊。通过在所述转台205上均匀设置四个所述焊台201，通过所述转台205带动各个所述焊台201与所述焊头204相对应，缩短所述焊头204的等待时间，便于晶圆快速与板料进行碰焊，提升了智能卡的生产效率。

进一步地，所述焊台201在与所述容置空间203相对应的位置处设有真空吸孔(图中未标注)，所述真空吸孔用于将晶圆紧固在所述焊台201上。本发明实施例中，所述焊台201上设有用于紧固晶圆的真空吸孔，所述真空吸孔的位置与所述容置空间203的位置相对应，在所述容置空间203调节所述焊台201上晶圆的位置时，所述微调平台在调整晶圆的过程中，所述活动板202对晶圆的调整推力大于所述真空吸孔的吸力，便于所述容置空间203调节所述焊台201上所述晶圆的位置，所述微调平台调整对晶圆位置完成调整后，两所述活动板202相背运动，并避让所述晶圆；在所述容置空间203完成对晶圆的位置的调整后，所述转台205带动所述焊台201转动时，由所述真空吸孔对晶圆的吸力确保晶圆在所述焊台201上不会移动，避免晶圆在所述焊台201上的位置发生偏移，提高晶圆在所述焊台201上的位置精度，便于所述焊台201和所述焊头204对晶圆与板料进行碰焊。

进一步地，所述碰焊模组20还包括用于检测板料位置的第二位置检测组件206。所述碰焊模组20根据所述第二位置检测组件206检测到板料位置，易于将板料的位置与晶圆的位置相对应，从而便于将板料与晶圆直接碰焊在一起。本发明实施例中，所述碰焊模组20还包括带动板料在水平面内移动的驱动件，所述驱动件包括电机、与所述电机相连的丝杆以及与所述丝杆相适配的丝杆螺母，所述电机带动所述丝杆转动，使得所述丝杆螺母沿所述丝杆的轴向移动，从而带动板料作直线运动，所述碰焊模组20还包括用于定向的滑轨和与所述滑轨相适配的滑块，所述板料与所述滑块相连，所述滑块在所述滑轨上移动，从而提高所述板料沿直线移动的精度，根据所述第二位置检测组件206检测到的板料位置，由所述驱动件将板料移动至与所述焊台201上的晶圆相对应的位置处，通过所述第二位置检测组件206的作用，易于确保板料的位置与晶圆的位置相对应，便于所述焊头204和所述焊台201将板料与晶圆直接碰焊。其中，所述第一位置检测组件102和所述第二位置检测组件206均包括摄像头(图中未标注)以及安装架(图中未标注)，所述摄像头通过所述安装架装设在所述晶圆放置模组10和所述碰焊模组20上。所述第一位置检测组件102和所述第二位置检测组件206均还包括CCD视觉检测系统，所述摄像头用于拍摄晶圆或板料的照片，并由控制器对照片进行分析，从而确定晶圆和板料的位置，从而便于将晶圆的位置与板料的位置相对应。本发明实施例中，通过所述第二位置检测组件206检测板料的位置，由所述驱动件驱动板料移动至与晶圆相对应的位置处进行直接碰焊，从而实现板料与晶圆碰焊设备的自动上料，无需人工操作，便于智能卡的生产制造。

请继续参照图4，进一步地，所述晶圆搬运模组包括将晶圆从所述晶圆膜101分离的顶出组件30，所述顶出组件30包括张紧所述晶圆膜101的真空顶帽301以及顶针302，所述顶针302可移动安装于所述真空顶帽301的轴向，所述顶针302沿所述真空顶帽301的轴向移动以使晶圆与所述晶圆膜101分离。本发明实施例中，所述顶出组件30与所述第一位置检测组件102位于所述晶圆膜101的相对两侧，所述晶圆膜101上粘接有若干晶圆，所述顶出组件30包括所述真空顶帽301和所述顶针302，所述真空顶帽301与所述晶圆膜101抵接时，所述真空顶帽301的端面上均匀设置有若干个通孔，便于所述真空顶帽301通过若干通孔产生吸力将所述晶圆膜101张紧，所述顶针302在驱动件的作用下沿所述真空顶帽301的轴向上移动，由所述顶针302刺穿所述晶圆膜101从而使得晶圆与所述晶圆膜101分离开来，本实施例中，通过设置所述顶出组件30，易于将晶圆从所述晶圆膜101上分离开来，便于所述提取件40对晶圆进行搬运。

进一步地，所述晶圆搬运模组还包括水平驱动件(图中未标注)和装设在所述水平驱动件上的竖直驱动件(图中未标注)，所述提取件40装设在所述竖直驱动件上，所述水平驱动件驱动所述提取件40在所述晶圆膜101与所述焊台201之间移动，所述竖直驱动件驱动所述提取件40在竖直方向上移动。本发明实施例中，本发明实施例中，所述水平驱动件与所述顶出组件30位于所述晶圆膜101相对的两侧，所述水平驱动件装设在所述板料与晶圆碰焊设备的机架(图未示)上，所述水平驱动件包括电机、与所述电机相连的丝杆以及与所述丝杆相适配的丝杆螺母，所述电机带动所述丝杆转动，使得所述丝杆螺母沿所述丝杆的轴向移动，所述丝杆螺母带动所述提取件40在水平面上沿直线运动，所述水平驱动件还包括滑轨滑块组件，所述滑轨滑块组件用于提高所述提取件40沿直线移动的精度，所述竖直驱动件包括电机、连杆以及连接所述电机输出轴和连杆的连接块，所述连杆与所述连接块转动连接，所述连杆的另一端与所述提取件40活动连接，所述竖直驱动件还包括确定所述提取件40在竖直方向上移动的滑轨和滑块，所述电机带动所述连接块转动，以使所述连杆在滑轨和滑轨相互配合的作用下带动所述提取件40在竖直方向上移动。本实施例中，在取料的过程中，根据所述第一位置检测组件102检测到的晶圆的位置，所述水平驱动件带动所述提取件40水平移动至与所述晶圆相对应的位置并吸住所述晶圆，所述顶针302穿过所述晶圆膜101将所述晶圆与所述晶圆膜101相分离，然后由所述竖直驱动件驱动所述提取件40上将所述晶圆取走，之后所述竖直驱动件带动所述提取件40移动至避让位置，在所述水平驱动件带动所述提取件40移动至与所述焊台201相对应的位置时，所述竖直驱动件驱动所述提取件40下降将晶圆放置在所述焊台201上，可以理解的是，所述提取件40还可以由气缸控制在竖直方向上移动。本实施例中，通过所述晶圆搬运模组将所述晶圆膜101上的晶圆搬运至所述焊台201上，避免晶圆通过固晶、邦定、点胶的工序后与板料进行碰焊，也跳过了冲切IC、贴胶纸、模块填装的工序，减少了智能卡的制作的加工时间。

进一步地，所述板料与晶圆碰焊设备还包括读卡器50、标记笔60以及控制器(图未示)，所述读卡器50和所述标记笔60均与所述控制器相连，所述控制器在所述读卡器50检测到板料与晶圆碰焊出现缺陷时，控制所述标记笔60标记缺陷。本发明实施例中，所述读卡器50与所述焊头204并列排布，且所述读卡器50朝向板料设置，在所述碰焊模组20将晶圆与板料直接碰焊在一起后，所述读卡器50为非接触式读卡器50，所述标记笔60由气缸控制在竖直方向上运动，由所述读卡器50检测板料与晶圆的碰焊效果的好坏，所述控制器在所述读卡器50检测到板料与晶圆出现缺陷时，如所述读卡器50检测到板料与晶圆焊接后的出现焊点偏离或电性不导通时，控制所述标记笔60标记板料与晶圆碰焊出现缺陷的产品，便于用户后期剔除缺陷产品。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种板料与晶圆碰焊设备，用于将板料与晶圆直接焊接，其特征在于，所述板料与晶圆碰焊设备包括：

晶圆放置模组，包括用于放置晶圆的晶圆膜以及用于检测所述晶圆膜上的晶圆位置的第一位置检测组件；

碰焊模组，包括用于放置晶圆的焊台；

晶圆搬运模组，包括在所述晶圆放置模组和所述碰焊模组之间移动的提取件，所述提取件根据所述第一位置检测组件检测到的晶圆位置提取所述晶圆，并将所述晶圆搬运至所述焊台上。

2.如权利要求1所述的板料与晶圆碰焊设备，其特征在于，所述碰焊模组还包括与所述焊台上的晶圆相对设置的微调平台，所述微调平台用于调整所述焊台上的晶圆的位置。

3.如权利要求2所述的板料与晶圆碰焊设备，其特征在于，所述微调平台包括两个可相对移动的活动板，所述活动板相对的面上均设有凹槽，所述活动板相对移动时，两所述凹槽围合成与所述晶圆适配的容置空间，以调节所述晶圆的放置位置。

4.如权利要求3所述的板料与晶圆碰焊设备，其特征在于，所述碰焊模组包括焊头、转台、驱动所述转台转动的旋转马达以及多个所述焊台，多个所述焊台均匀设置在所述转台上，所述旋转马达带动所述转台转动以使各个所述焊台分别与所述焊头相对应。

5.如权利要求4所述的板料与晶圆碰焊设备，其特征在于，所述焊台在与所述容置空间相对应的位置处设有真空吸孔，所述真空吸孔用于将晶圆紧固在所述焊台上。

6.如权利要求1-5任一项所述的板料与晶圆碰焊设备，其特征在于，所述碰焊模组还包括用于检测板料位置的第二位置检测组件。

7.如权利要求6所述的板料与晶圆碰焊设备，其特征在于，所述第一位置检测组件和所述第二位置检测组件均包括摄像头以及安装架，所述摄像头通过所述安装架装设在所述晶圆放置模组和所述碰焊模组上。

8.如权利要求1所述的板料与晶圆碰焊设备，其特征在于，所述晶圆搬运模组包括将晶圆从所述晶圆膜分离的顶出组件，所述顶出组件包括张紧所述晶圆膜的真空顶帽以及顶针，所述顶针可移动安装于所述真空顶帽的轴向，所述顶针沿所述真空顶帽的轴向移动以使晶圆与所述晶圆膜分离。

9.如权利要求8所述的板料与晶圆碰焊设备，其特征在于，所述晶圆搬运模组还包括水平驱动件和装设在所述水平驱动件上的竖直驱动件，所述提取件装设在所述竖直驱动件上，所述水平驱动件驱动所述提取件在所述晶圆膜与所述焊台之间移动，所述竖直驱动件驱动所述提取件在竖直方向上移动。

10.如权利要求1所述的板料与晶圆碰焊设备，其特征在于，所述板料与晶圆碰焊设备还包括读卡器、标记笔以及控制器，所述读卡器和所述标记笔均与所述控制器相连，所述控制器在所述读卡器检测到板料与晶圆碰焊出现缺陷时，控制所述标记笔标记缺陷。