CN109904097A - 一种模块化多功能ic晶片贴装设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模块化多功能IC晶片贴装设备，包括底架，两个龙门架，以及X轴横梁，X轴横梁上设置有X轴直线电机，X轴直线电机的动子连接有第一连接板，第一连接板上设置有吸取模块和点胶头；每个龙门架上分别设置有一组Y轴直线电机，每个Y轴直线电机的动子分别连接有一块第二连接板，X横梁的两端分别与对应的那块第二连接板连接；所述底架的一侧可拆卸地设置有晶圆盘送料模块，底架上可拆卸地设置有晶圆盘取放固定模块。本发明提供的模块化多功能IC晶片贴装设备中，功能组件的模块化程度高，设备的可扩展性强。实际使用时，用户可以根据实际生产需求，可以增加、减少和改变模块化的功能组件，对设备进行任意改装，从而大幅节约了设备的购置成本。
Description
技术领域
本发明涉及半导体贴装技术领域，特别涉及一种模块化多功能IC晶片贴装设备。
背景技术
现有技术中，用于半导体贴装的设备通常为整机装配，主要的功能部件在结构上独立性不强，导致设备的可扩展性不强。实际应用中，不同的用户的实际生产情况并不相同，现有的设备又不便于客户根据实际生产情况进行改装，用户需要购置多种型号的设备来满足生产要求。
因此，有必要提出一种新的用于IC晶片贴装的设备，该设备的主要功能部件分别具有“模块化”的安装结构，各个模块化的功能部件之间在结构上彼此独立，且能够方便地与设备的底架进行拆装；实际使用时，用户可以根据实际生产需求，可以增加、减少和改变模块化的功能组件，对设备进行任意改装，从而大幅节约了设备的购置成本。
可见，现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种模块化多功能IC晶片贴装设备，旨在解决现有技术中用于晶片贴装的设备在结构上不具备“模块化”特性的技术问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种模块化多功能IC晶片贴装设备，包括底架，并列设地设置在底架上的两个龙门架，以及与两个龙门架连接的X轴横梁，所述X轴横梁上设置有X轴直线电机，X轴直线电机的动子连接有第一连接板，第一连接板上设置有吸取模块和点胶头；每个龙门架上分别设置有一组Y轴直线电机，每个Y轴直线电机的动子分别连接有一块第二连接板，所述X横梁的两端分别与对应的那块第二连接板连接；所述底架的一侧可拆卸地设置有晶圆盘送料模块，底架上可拆卸地设置有晶圆盘取放固定模块。
进一步地，所述的模块化多功能IC晶片贴装设备中，所述晶圆盘送料模块包括第一壳体，设置在第一壳体中的第一升降装置，设置在第一升降装置上的固定底板，以及设置在固定底板上的晶圆盘固定治具，所述晶圆盘固定治具用于放置晶圆盘。
进一步地，所述的模块化多功能IC晶片贴装设备中，所述晶圆盘取放固定模块包括第二壳体，用于夹取晶圆的勾料夹，设置在第二壳体中的顶针座和顶针座驱动装置；壳体的顶部设置晶圆盘固定底板和晶圆盘固定顶板；壳体的一侧设置有用于驱动勾料夹直线运动的勾料夹驱动装置。
进一步地，所述的模块化多功能IC晶片贴装设备中，所述勾料夹包括本体，与本体可转动地连接的转轴，与本体连接的水平驱动气缸，设置在水平驱动气缸下方的竖直驱动气缸；所述转轴的一端设置有上夹板，本体上对应上夹板的下方设置有下夹板；所述水平驱动气缸用于驱动转轴转动。
进一步地，所述的模块化多功能IC晶片贴装设备中，所述底架上还可拆卸地设置有晶片翻转模块；该晶片翻转模块包括固定架，翻料固定座，与翻料固定座连接的空心轴电机，以及翻料杆；所述固定架上设置有晶片取放固定座和气缸，所述气缸的活塞杆端部朝上并与翻料固定座连接；所述翻料杆设置有一个内腔，翻料杆上设置有一个吸嘴，该吸嘴与翻料杆的内腔连通；所述空心轴电机的主轴的前端与翻料杆连接，电机的主轴的前端与翻料杆的内腔连通。
进一步地，所述的模块化多功能IC晶片贴装设备中，所述固定架上竖直地设置有两根导杆，翻料固定座上开设有两个导孔，每根导杆分别从对应的那个导孔中穿过。
进一步地，所述的模块化多功能IC晶片贴装设备中，所述底架的一侧设置有崔盘送料模块，崔盘送料模块包括用于放置崔盘的竖直支架，以及与竖直支架连接的水平支架；所述水平支架上设置有崔盘输送皮带，崔盘回收皮带，所述崔盘输送皮带位于崔盘回收皮带上方。
进一步地，所述的模块化多功能IC晶片贴装设备中，所述水平支架上设置有顶升送料模块；该顶升送料模块包括安装架，设置在安装座上的输送带，以及用于驱动所述安装架上、下移动的顶升气缸；所诉竖直支架的下部设置有用于承载崔盘的托板，以及用于驱动回收底板竖直运动的第二升降装置。
进一步地，所述的模块化多功能IC晶片贴装设备中，所述底架上设置有多个治具输送模块，每个治具输送模块分别设置有加热装置。
有益效果：本发明提供了一种本发明提供的模块化多功能IC晶片贴装设备，相比现有技术，本发明中主要的功能部件(如：晶圆盘送料模块、晶圆盘取放固定模块等)各自结构独立，互不干涉，“模块化”程度高，易于拆装，提高了设备的可扩展性。实际使用时，用户可以根据实际生产需求，可以增加、减少和改变模块化的功能组件(如：增加晶圆倒装模块，增加崔盘送料模块等)，对设备进行任意改装，从而大幅节约了设备的购置成本。
附图说明
图1为本发明提供的模块化多功能IC晶片贴装设备的立体图。
图2为本发明提供的模块化多功能IC晶片贴装设备的俯视图。
图3为本发明提供的模块化多功能IC晶片贴装设备中，晶圆盘送料模块的立体图。
图4为本发明提供的模块化多功能IC晶片贴装设备中，晶圆盘取放固定模块的立体图。
图5为本发明提供的模块化多功能IC晶片贴装设备中，顶针座和顶针座驱动装置的立体图。
图6为本发明提供的模块化多功能IC晶片贴装设备中，晶片翻转模块的立体图。
图7本发明提供的模块化多功能IC晶片贴装设备中，崔盘送料模块的立体图。
图8本发明提供的模块化多功能IC晶片贴装设备中，顶升送料模块的立体图。
图9为本发明提供的模块化多功能IC晶片贴装设备中，X轴横梁、吸取模块和点胶头的立体图。
图10为本发明提供的模块化多功能IC晶片贴装设备中，治具输送模块的立体图。
具体实施方式
本发明提供一种模块化多功能IC晶片贴装设备，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1至图10，本发明提供一种模块化多功能IC晶片贴装设备。为了便于阐述，本文将X轴横梁的长度方向定义为X方向，龙门架的长度方向为Y方向。文中所述“第一”、“第二”等用于仅用于区分同类型的部件，以便于阐述，不用于限定本发明。
所述的模块化多功能IC晶片贴装设备包括底架001，并列设地设置在底架上的两个龙门架021，以及与两个龙门架连接的X轴横梁011；两个龙门架021的底部分别与底架可拆卸地连接。X轴横梁011上设置有X轴直线电机012；所述X轴直线电机的动子连接有第一连接板030，第一连接板030上设置有吸取模块031和点胶头032；每个龙门架上分别设置有一组Y轴直线电机022，每个Y轴直线电机的动子分别连接有一块第二连接板，所述X横梁的两端分别与对应的那块第二连接板连接(图中观察不到)；所述底架的一侧可拆卸地设置晶圆盘送料模块1，底架上可拆卸地设置有晶圆盘取放固定模块2。X轴直线电机的动子直线移动时，带动第一连接板和Z轴组件一起沿X方向运动。两个Y轴直线电机的动子直线移动时，带动X轴横梁沿Y方向移动。上述吸取模块用于吸取晶片并可以绕竖直轴线转动来调节晶片的角度，此处不限定吸取模块的具体结构。
请参阅图1和图3，所述晶圆盘送料模块1包括第一壳体11(为了便于观察，图3中未画出壳体11的底板和两块侧板)，设置在第一壳体中的第一升降装置12，设置在第一升降装置上的固定底板13，以及设置在固定底板上的晶圆盘固定治具14，所述晶圆盘固定治具用于放置晶圆盘。由附图可以观察到，晶圆盘固定治具自上而下设置有多个卡槽，用于放置晶圆盘90(晶圆盘本身不在本发明的保护范围内)。由于实现升降的方式有多种，此处不限定第一升降装置的具体方式，以满足能够驱动固定底板上下移动为准。进一步地，第一壳体中设置有多根竖杆15，每根竖杆分别从固定底板穿过从而起到导向作用。竖杆15的顶部连接有一个框架16，用于对晶圆盘固定治具在水平方向上限位。所述晶圆盘固定治具可以方便地从固定底板上取出。实际装配或拆装时，将第一壳体与底架连接或松开连接即可，不会与其他的部件发生干涉。
请参阅图4和图5，进一步地，所述晶圆盘取放固定模块包括第二壳体21，用于夹取晶圆的勾料夹，设置在第二壳体中的顶针座22和顶针座驱动装置；壳体的顶部设置晶圆盘固定底板24和晶圆盘固定顶板25；壳体的一侧设置有用于驱动勾料夹直线运动的勾料夹驱动装置29。所述顶针座驱动装置用于驱动顶针座沿X方向和Y方向运动，顶针座驱动装置可按如下方式实现：顶针座驱动装置包括设置在第二壳体内的两个第二Y轴直线电机232、第二X轴横梁231、以及设置在第二X轴横梁上的第二X轴直线电机233；第二X轴横梁与两个第二Y轴直线电机的动子连接，顶针座与第二X轴直线电机的动子连接。
请继续参与图4，所述勾料夹包括本体261，与本体可转动地连接的转轴262，与本体连接的水平驱动气缸265，设置在水平驱动气缸下方的竖直驱动气缸266；所述转轴262的一端设置有上夹板263，本体上对应上夹板的下方设置有下夹板264；所述水平驱动气缸265用于驱动转轴262转动，使得上夹板与下夹板接触或分离，用于取放晶圆盘90。竖直气缸可用于调节本体、转轴等部件的高度位置。由附图可以观察到，所述竖直驱动气缸通过滑块27、滑轨28与第二壳体的侧面连接，从而实现勾料夹与第二壳体之间可滑动地连接。虽然附图画出了勾料夹驱动装置通过电机驱动同步带来带动勾料夹直线运动，但实际使用时并不限定于此。由附图还可以观察到，晶圆盘固定顶板开设有直槽251，作为下夹板直线移动时的通道；晶圆盘固定顶板开设有圆孔252，晶圆盘固定底板对应地也开设有圆孔(图中观察不到)。勾料夹将晶圆盘后转移至圆孔处，圆盘固定底板和晶圆盘固定顶板之间从而被限位(为了便于理解，图4中画出了一块晶圆盘90)。
请参阅图2和图6，进一步地，为了实现晶片的倒装需要将晶片翻转，可作如下设置：所述底架上还可拆卸地设置有晶片翻转模块4；该晶片翻转模块包括固定架41，翻料固定座43，与翻料固定座连接的空心轴电机44，以及翻料杆45；所述固定架41上设置有晶片取放固定座46和气缸47，所述气缸47的活塞杆端部朝上并与翻料固定座43连接；所述翻料杆45设置有一个内腔(图中观察不到)，翻料杆45上设置有一个吸嘴451，该吸嘴与翻料杆的内腔连通；所述空心轴电机的主轴(图中观察不到，该主轴为空心轴)的前端与翻料杆连接，电机的主轴的前端与翻料杆的内腔连通。
优选地，所述固定架上竖直地设置有两根导杆47，翻料固定座上开设有两个导孔(图中观察不到)，每根导杆分别从对应的那个导孔中穿过，两根导杆在竖直方向上起到导向作用。
以下简述晶片翻转模块的工作原理，实际使用时，电机的主轴的后端可以连接一个旋转气管接头49，该旋转气管接头通过管道(图中未示出)连接外部抽真空设备(图中未示出)，从而使得吸嘴处产生负压。Z轴组件从晶圆盘吸取晶片并将其转移至翻料杆的吸嘴上，气缸推动翻料固定座、空心轴电机、翻料杆等整体向上移动，空心轴电机转动使得翻料杆翻转，此时吸嘴位于晶片取放固定座的上方，气缸带动翻料固定座下降，晶片到达晶片取放固定座，断开与真空设备的连接可以使得晶片与吸嘴分离，完成晶片的翻转。上述管道、阀门、抽真空设备不在本发明的保护范围内，图中也未具体示出。
请参阅图7和图8，进一步地，所述底架的一侧设置有崔盘送料模块5，所述崔盘送料模块包括用于放置崔盘91的竖直支架51，以及与竖直支架连接的水平支架52；所述水平支架上设置有崔盘输送皮带53，崔盘回收皮带54，所述崔盘输送皮带53位于崔盘回收皮带54上方；所述崔盘输送皮带和崔盘回收皮带分别由电机(图中未示出)带动。水平支架的两侧均设置有崔盘输送皮带和崔盘回收皮带(图7视角只观察到一侧)。实际使用时，多个崔盘设置在竖直支架的上部，竖直支架上还设置有分离装置(图中未示出)，用于每次将最底部的那块崔盘与其他的崔盘分离，现有技术中有多种形式实现将最下方的工件与其他工件分离，且分离装置也不是本发明的发明点所在，因此，此处不对分离装置进行具体限定。
崔盘的具体回收方式可按如下方式实现：所述水平支架上设置有顶升送料模块；该顶升送料模块包括安装架551，设置在安装座上的输送带552(输送带552由电机553带动)，以及用于驱动所述安装架上、下移动的顶升气缸554，该顶升气缸用于与水支架连接；所诉竖直支架的下部设置有用于承载崔盘的托板56，以及用于驱动回收底板竖直运动的第二升降装置57。由于现有技术中实现竖直方向驱动的方式有多种，此处不限定第二升降装置的具体形式。为了便于观察，图7中未画出顶升送料模块的电机553和顶升气缸554。实际使用时，图8中顶升气缸554与安装架551处于连接状态。
以下简述崔盘回收的流程：使用时，崔盘上放置有待贴装的电子元件(图中未示出)，最下方的那块崔盘分离后随崔盘输送皮带到达顶升送料模块的输送带53上，Z轴组件的吸取模块吸走并用于与晶片的贴装，崔盘上的电子元件使用完之后，顶升气缸带动安装架及输送带整体下降，输送带向崔盘回收皮带方向转动将空的崔盘送至崔盘回收皮带上，崔盘回收皮带将空的崔盘送至托板上，第二升降装置带动所述托板下降一顶高度，保证能够顺利接收下一个空的崔盘。当多个空的崔盘堆垛在托板上，可以打开水平支架的侧面(图中未示出)将崔盘取出。
实际使用时，可以根据生产要求，在底架相对的两侧分别设置一个崔盘送料模块5(附图中仅示意性画出一个崔盘送料模块5)。
进一步地，所述底架上设置有多个治具输送模块3。附图中示意性画出了3个治具输送模块，但此处不限定治具输送模块的具体数量。所述治具输送模块用于输送晶片贴装的产品治具(图中未示出)，产品治具本身不在本发明的保护范围内，此处不对其具体限定。所述治具输送模块包括支撑架31，设置在支撑架上的皮带输送装置32，以及加热装置(图中未画出)。
进一步地，底架上可拆卸地设置有飞达送料模块6，用于输送各种待封装的电子元件。
以下简述模块化多功能IC晶片贴装设备主要功能部件的工作原理：(1)勾料夹转移晶圆盘至圆盘固定底板和晶圆盘固定顶板；当需要转移下一块晶圆盘时，第一升降装置带动固定底板和晶圆盘固定治具向上移动一定高度；(2)顶针座驱动装置带动顶针座运移动至晶圆上待吸取的晶片处，将该晶片有晶圆的蓝膜分离；(3)X轴直线电机和Y轴直线电机工作将吸取模块移动至晶片位置，吸取模块吸取晶片；(4)如果需要实现倒装，则将晶片转移至晶片翻转模块上将晶片翻转，然后吸取模块吸取晶片；(5)吸取模块将晶片转移治具输送模块上的产品治具中，(6)点胶头对晶片进行点胶；(7)治具输送模块的加热装置启动加热；(8)吸取模块吸取崔盘上的电子元件，将其转移至晶片处，完成贴装。
实际使用时，可以在第一连接板030上可拆卸地设置上相机(图中未示出)，在底架上可拆卸地设置下相机041，用于对晶片定位、提高贴装精度等，但是相机定位本身是现有技术，本发明对其不作具体限定。
通过上述分析可知，本发明提供的模块化多功能IC晶片贴装设备中，主要的功能部件(如：晶圆盘送料模块、晶圆盘取放固定模块等)各自结构独立，互不干涉，“模块化”程度高，易于拆装，提高了设备的可扩展性。实际使用时，用户可以根据实际生产需求，可以增加、减少和改变模块化的功能组件(如：增加晶圆倒装模块，崔盘送料模块等)，对设备进行任意改装，从而大幅节约了设备的购置成本。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种模块化多功能IC晶片贴装设备，包括底架，并列设地设置在底架上的两个龙门架，以及与两个龙门架连接的X轴横梁，其特征在于，所述X轴横梁上设置有X轴直线电机，X轴直线电机的动子连接有第一连接板，第一连接板上设置有吸取模块和点胶头；每个龙门架上分别设置有一组Y轴直线电机，每个Y轴直线电机的动子分别连接有一块第二连接板，所述X横梁的两端分别与对应的那块第二连接板连接；所述底架的一侧可拆卸地设置有晶圆盘送料模块，底架上可拆卸地设置有晶圆盘取放固定模块。
2.根据权利要求1所述的模块化多功能IC晶片贴装设备，其特征在于，所述晶圆盘送料模块包括第一壳体，设置在第一壳体中的第一升降装置，设置在第一升降装置上的固定底板，以及设置在固定底板上的晶圆盘固定治具，所述晶圆盘固定治具用于放置晶圆盘。
3.根据权利要求1所述的模块化多功能IC晶片贴装设备，其特征在于，所述晶圆盘取放固定模块包括第二壳体，用于夹取晶圆的勾料夹，设置在第二壳体中的顶针座和顶针座驱动装置；壳体的顶部设置晶圆盘固定底板和晶圆盘固定顶板；壳体的一侧设置有用于驱动勾料夹直线运动的勾料夹驱动装置。
4.根据权利要求3所述的模块化多功能IC晶片贴装设备，其特征在于，所述勾料夹包括本体，与本体可转动地连接的转轴，与本体连接的水平驱动气缸，设置在水平驱动气缸下方的竖直驱动气缸；所述转轴的一端设置有上夹板，本体上对应上夹板的下方设置有下夹板；所述水平驱动气缸用于驱动转轴转动。
5.根据权利要求1所述的模块化多功能IC晶片贴装设备，其特征在于，所述底架上还可拆卸地设置有晶片翻转模块；该晶片翻转模块包括固定架，翻料固定座，与翻料固定座连接的空心轴电机，以及翻料杆；所述固定架上设置有晶片取放固定座和气缸，所述气缸的活塞杆端部朝上并与翻料固定座连接；所述翻料杆设置有一个内腔，翻料杆上设置有一个吸嘴，该吸嘴与翻料杆的内腔连通；所述空心轴电机的主轴的前端与翻料杆连接，电机的主轴的前端与翻料杆的内腔连通。
6.根据权利要求5所述的模块化多功能IC晶片贴装设备，其特征在于，所述固定架上竖直地设置有两根导杆，翻料固定座上开设有两个导孔，每根导杆分别从对应的那个导孔中穿过。
7.根据权利要求1所述的模块化多功能IC晶片贴装设备，其特征在于，所述底架的一侧设置有崔盘送料模块，崔盘送料模块包括用于放置崔盘的竖直支架，以及与竖直支架连接的水平支架；所述水平支架上设置有崔盘输送皮带，崔盘回收皮带，所述崔盘输送皮带位于崔盘回收皮带上方。
8.根据权利要求7所述的模块化多功能IC晶片贴装设备，其特征在于，所述水平支架上设置有顶升送料模块；该顶升送料模块包括安装架，设置在安装座上的输送带，以及用于驱动所述安装架上、下移动的顶升气缸；所诉竖直支架的下部设置有用于承载崔盘的托板，以及用于驱动回收底板竖直运动的第二升降装置。
9.根据权利要求1所述的模块化多功能IC晶片贴装设备，其特征在于，所述底架上设置有多个治具输送模块，每个治具输送模块分别设置有加热装置。
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