CN110328764A - 一种用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置 - Google Patents

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CN110328764A CN201910298866.8A CN201910298866A CN110328764A CN 110328764 A CN110328764 A CN 110328764A CN 201910298866 A CN201910298866 A CN 201910298866A CN 110328764 A CN110328764 A CN 110328764A
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Abstract

本发明涉及一种用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置，包括连接杆和圆盘，所述连接杆与圆盘同轴设置，所述连接杆与圆盘固定连接，所述圆盘上设有吸附机构，所述吸附机构包括驱动组件和至少四个吸附组件，所述传动组件设置在连接杆上，所述吸附组件以连接杆的轴线为中心周向均匀设置在圆盘的靠近连接杆的一侧，所述吸附组件与驱动组件连接该用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置通过吸附组件实现了清除晶圆上灰尘的功能，避免灰尘压伤芯片，也可以防止灰尘影响吸盘的吸附力，不仅如此，还通过驱动组件实现了调节吸盘位置的效果，避免吸盘吸附在晶圆的破损处而降低吸盘吸附的牢固度。

Description

一种用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置
技术领域
本发明涉及芯片加工设备领域，特别涉及一种用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置。
背景技术
晶圆的成分是硅，硅是由石英沙所精练出来的，晶圆便是硅元素加以纯化，接着是将些纯硅制成硅晶棒，成为制造集成电路的石英半导体的材料，将其切片就是芯片制作具体需要的晶圆，而用于芯片切片工序的芯片拾取机主要是将未切割的芯片通过吸盘吸附的方式平稳移动至切割区域。
现有的用于芯片切割的拾取机在使用过程中，由于晶圆尺寸不固定，当晶圆尺寸过大时，晶圆与吸盘的连接处会因晶圆自身的重力而受到较大的剪切力，当移动过程中出现振动时，易使晶圆破裂，而且，晶圆在加工过程中可能会因操作不当而破裂，单个吸盘难以将整个晶圆吸起，不仅如此，现有的芯片虽均需要在无尘车间完成加工，但无法完全去除灰尘，晶圆表面也难免会有灰尘掉落，因芯片表面较为脆弱，当吸盘吸附在芯片表面时，会因灰尘导致芯片局部受到的压强增大，不仅会导致芯片损坏，也不利于吸盘吸附芯片，降低了稳定性和可靠性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置，包括连接杆和圆盘，所述连接杆与圆盘同轴设置，所述连接杆与圆盘固定连接，所述圆盘上设有吸附机构；
所述吸附机构包括驱动组件和至少四个吸附组件，所述传动组件设置在连接杆上，所述吸附组件以连接杆的轴线为中心周向均匀设置在圆盘的靠近连接杆的一侧，所述吸附组件与驱动组件连接；
所述吸附组件包括固定管、风机、吸盘、传动单元和吸附单元，所述固定管与连接杆平行，所述固定管与圆盘轴线之间的最小距离的2倍大于圆盘的直径，所述固定管的一端位于圆盘的靠近连接杆的一侧，所述固定管的另一端位于圆盘的另一侧，所述固定管的靠近圆盘的一侧与传动单元连接，所述传动单元与驱动组件连接，所述吸附单元设置在固定管的靠近连接杆的一端，所述吸盘安装在连接杆的另一端，所述风机设置在固定管上；
所述传动单元包括从动锥齿轮、转动轴、轴承座、丝杆、套管和支撑单元，所述转动轴的轴线均与固定管的轴线和连接杆的轴线垂直且相交，所述轴承座安装在转动轴上，所述轴承座固定在圆盘上，所述丝杆与转动轴同轴设置，所述丝杆固定在转动轴的远离连接杆的一端，所述从动锥齿轮安装在转动轴的另一端，所述套管与丝杆同轴设置，所述套管套设在丝杆上，所述套管与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹，所述套管的远离连接杆的一端与固定管固定连接，所述支撑单元设置在套管上，所述驱动组件与从动锥齿轮传动连接，所述支撑单元设置在套管和圆盘之间；
所述吸附单元包括移动板、密封盘、单向阀、两个连杆和两个气缸，所述移动板与固定管垂直且正对设置，所述密封盘设置在移动板和固定管之间，所述密封盘与固定管同轴设置，所述密封盘的直径与固定管的内径相等，所述密封盘上设有通孔，所述单向阀安装在通孔内，所述连杆与固定管平行，所述连杆设置在移动板和密封盘之间，所述通孔设置在两个连杆之间，所述移动板通过连杆与密封盘固定连接，所述气缸与连杆一一对应，所述气缸固定在固定管上，所述气缸驱动移动板沿着固定管的轴向移动。
作为优选，为了驱动传动锥齿轮转动，所述驱动组件包括转动轴承、驱动电机、驱动齿轮、从动齿轮和驱动锥齿轮，所述转动轴承安装在连接杆上，所述从动齿轮和驱动锥齿轮均安装在转动轴承上，所述驱动电机固定在圆盘上，所述驱动电机与驱动齿轮传动连接，所述驱动齿轮与从动齿轮啮合，所述驱动锥齿轮与从动锥齿轮啮合。
作为优选，为了提高驱动电机的驱动力，所述驱动电机为伺服电机。
作为优选，为了实现支撑套管移动的功能，所述支撑单元包括滑块、滑杆和两个支撑块，所述滑杆与丝杆平行，所述滑块套设在滑杆上，所述滑块与套管固定连接，所述滑杆的两端分别通过两个支撑块与圆盘固定连接，所述滑块的与靠近连接杆的支撑块抵靠。
作为优选，为了减小滑杆与滑块之间的摩擦力，所述滑杆上涂有润滑脂。
作为优选，为了防止套管与丝杆分离，所述滑块与远离连接杆的支撑块之间的最小距离小于滑块与丝杆的远离连接杆一端的距离。
作为优选，为了达到缓冲和减振的效果，所述支撑块的制作材料为橡胶。
作为优选，为了防止静电损伤芯片，所述固定管内设有负离子针。
作为优选，为了提高密封性，所述固定管的内壁上涂有密封脂。
作为优选，为了便于观察芯片移动的状态，所述圆盘的远离连接杆的一侧设有摄像头。
本发明的有益效果是，该用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置通过吸附组件实现了清除晶圆上灰尘的功能，避免灰尘压伤芯片，也可以防止灰尘影响吸盘的吸附力，与现有的吸附组件相比，该吸附组件起到了通过负离子针还起到了除静电的效果，可靠性更强，不仅如此，还通过驱动组件实现了调节吸盘位置的效果，避免吸盘吸附在晶圆的破损处而降低吸盘吸附的牢固度，与现有的驱动组件相比，该驱动组件通过多个吸盘吸附晶圆，可以减小晶圆在吸附过程中因自身重力而产生的剪切力，实用性更强。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置的结构示意图；
图2是本发明的用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置的吸附组件的结构示意图；
图3是图2的A部放大图；
图4是本发明的用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置的驱动组件的结构示意图；
图中：1.连接杆，2.圆盘，3.固定管，4.风机，5.吸盘，6.从动锥齿轮，7.转动轴，8.轴承座，9.丝杆，10.套管，11.移动板，12.密封盘，13.单向阀，14.连杆，15.气缸，16.转动轴承，17.驱动电机，18.驱动齿轮，19.从动齿轮，20.驱动锥齿轮，21.滑块，22.滑杆，23.支撑块，24.负离子针，25.摄像头。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置，包括连接杆1和圆盘2，所述连接杆1与圆盘2同轴设置，所述连接杆1与圆盘2固定连接，所述圆盘2上设有吸附机构；
将连接杆1的远离圆盘2的一端与外接移动装置连接，通过移动装置使连接杆1带动圆盘2实现移动，通过吸附机构吸附晶圆。
如图2-3所示，所述吸附机构包括驱动组件和至少四个吸附组件，所述传动组件设置在连接杆1上，所述吸附组件以连接杆1的轴线为中心周向均匀设置在圆盘2的靠近连接杆1的一侧，所述吸附组件与驱动组件连接；
所述吸附组件包括固定管3、风机4、吸盘5、传动单元和吸附单元，所述固定管3与连接杆1平行，所述固定管3与圆盘2轴线之间的最小距离的2倍大于圆盘2的直径，所述固定管3的一端位于圆盘2的靠近连接杆1的一侧，所述固定管3的另一端位于圆盘2的另一侧，所述固定管3的靠近圆盘2的一侧与传动单元连接，所述传动单元与驱动组件连接，所述吸附单元设置在固定管3的靠近连接杆1的一端，所述吸盘5安装在连接杆1的另一端，所述风机4设置在固定管3上；
所述传动单元包括从动锥齿轮6、转动轴7、轴承座8、丝杆9、套管10和支撑单元，所述转动轴7的轴线均与固定管3的轴线和连接杆1的轴线垂直且相交，所述轴承座8安装在转动轴7上，所述轴承座8固定在圆盘2上，所述丝杆9与转动轴7同轴设置，所述丝杆9固定在转动轴7的远离连接杆1的一端，所述从动锥齿轮6安装在转动轴7的另一端，所述套管10与丝杆9同轴设置，所述套管10套设在丝杆9上，所述套管10与丝杆9的连接处设有与丝杆9匹配的螺纹，所述套管10的远离连接杆1的一端与固定管3固定连接，所述支撑单元设置在套管10上，所述驱动组件与从动锥齿轮6传动连接，所述支撑单元设置在套管10和圆盘2之间；
所述吸附单元包括移动板11、密封盘12、单向阀13、两个连杆14和两个气缸15，所述移动板11与固定管3垂直且正对设置，所述密封盘12设置在移动板11和固定管3之间，所述密封盘12与固定管3同轴设置，所述密封盘12的直径与固定管3的内径相等，所述密封盘12上设有通孔，所述单向阀13安装在通孔内，所述连杆14与固定管3平行，所述连杆14设置在移动板11和密封盘12之间，所述通孔设置在两个连杆14之间，所述移动板11通过连杆14与密封盘12固定连接，所述气缸15与连杆14一一对应，所述气缸15固定在固定管3上，所述气缸15驱动移动板11沿着固定管3的轴向移动。
通过移动装置使连接杆1带动圆盘2移动，同时，风机4运行一段时间，使空气通过从吸盘5朝晶圆方向流动，通过空气的流动清除晶圆上的灰尘，风机4运行完毕后，通过移动装置使固定管3带动吸盘5抵靠在晶圆表面，通过气缸15使移动板11向着靠近吸盘5方向移动一段距离，从而使连杆14带动密封盘12移动至固定管3内，通过单向阀13的单向特性，使固定管3内的空气从单向阀13排出，随后，气缸15带动移动板11向着远离吸盘5方向移动一段距离，从而使连杆14带动密封盘12向着远离吸盘5方向移动一段距离后停止，此时密封盘12仍位于固定管3内，从而使固定管3内形成负压，在负压的作用下使吸盘5与晶圆吸附牢固，当晶圆尺寸过大或者晶圆为破损晶圆时，通过驱动组件使从动锥齿轮6转动，从而使转动轴7在轴承座8的支撑作用下带动丝杆9转动，使套管10在支撑单元的支撑作用下带动固定管3移动，从而可以使吸盘5吸附在晶圆的远离破损处，并且通过多个吸盘5吸附晶圆，可以将晶圆受到的剪切力降低。
如图4所示，所述驱动组件包括转动轴承16、驱动电机17、驱动齿轮18、从动齿轮19和驱动锥齿轮20，所述转动轴承16安装在连接杆1上，所述从动齿轮19和驱动锥齿轮20均安装在转动轴承16上，所述驱动电机17固定在圆盘2上，所述驱动电机17与驱动齿轮18传动连接，所述驱动齿轮18与从动齿轮19啮合，所述驱动锥齿轮20与从动锥齿轮6啮合。
驱动电机17运行，使驱动齿轮18带动从动齿轮19转动，从动齿轮19的转动通过转动轴承16使驱动锥齿轮20带动从动锥齿轮6转动。
作为优选，为了提高驱动电机17的驱动力，所述驱动电机17为伺服电机。
作为优选，为了实现支撑套管10移动的功能，所述支撑单元包括滑块21、滑杆22和两个支撑块23，所述滑杆22与丝杆9平行，所述滑块21套设在滑杆22上，所述滑块21与套管10固定连接，所述滑杆22的两端分别通过两个支撑块23与圆盘2固定连接，所述滑块21的与靠近连接杆1的支撑块23抵靠。
套管10通过滑块21与滑杆22连接，可以避免丝杆9在转动过程中带动套管10绕着丝杆9的轴线转动，同时也起到了支撑套管10的效果。
作为优选，为了减小滑杆22与滑块21之间的摩擦力，所述滑杆22上涂有润滑脂。
润滑脂的作用是减小滑杆22与滑块21之间的摩擦力，提高滑杆22移动的流畅性。
作为优选，为了防止套管10与丝杆9分离，所述滑块21与远离连接杆1的支撑块23之间的最小距离小于滑块21与丝杆9的远离连接杆1一端的距离。
滑块21在滑杆22移动时与支撑块23抵靠，可以防止套管10过度移动而与丝杆9分离，达到了限位的效果。
作为优选，为了达到缓冲和减振的效果，所述支撑块23的制作材料为橡胶。
橡胶质地较为柔软，具有一定的缓冲和减振效果，避免振动导致晶圆从吸盘5上脱落。
作为优选，为了防止静电损伤芯片，所述固定管3内设有负离子针24。
通过负离子针24产生的负离子可以中和晶圆上的静电，防止静电损伤芯片。
作为优选，为了提高密封性，所述固定管3的内壁上涂有密封脂。
密封脂的作用是减小固定管3与密封盘12之间的减小，提高密封性。
作为优选，为了便于观察芯片移动的状态，所述圆盘2的远离连接杆1的一侧设有摄像头25。
通过摄像头25收集视频信息可以便于使用者观察芯片移动过程中的状态，提高了便捷性。
该装置吸附晶圆过程中，通过驱动电机17运行，使驱动齿轮18带动从动齿轮19转动，从动齿轮19的转动通过转动轴承16使驱动锥齿轮20带动从动锥齿轮6转动，从而使转动轴7在轴承座8的支撑作用下带动丝杆9转动，使套管10带动固定管3移动，从而可以使吸盘5晶圆的远离破损处，期间，风机4运行一段时间，使空气通过从吸盘5朝晶圆方向流动，风机4运行完毕后，通过移动装置使固定管3带动吸盘5抵靠在晶圆表面，通过气缸15使移动板11向着靠近吸盘5方向移动一段距离，从而使连杆14带动密封盘12移动至固定管3内，通过单向阀13的单向特性，使固定管3内的空气从单向阀13排出，随后，气缸15带动移动板11向着远离吸盘5方向移动一段距离，从而使连杆14带动密封盘12向着远离吸盘5方向移动一段距离后停止，此时，密封盘12仍位于固定管3内，从而使固定管3内形成负压，在负压的作用下使吸盘5与晶圆吸附牢固，最后再通过移动装置使吸盘5带动晶圆移动；
这里，通过空气从吸盘5中向着晶圆方向的流动实现了清除灰尘的效果，防止灰尘压伤芯片，也便于吸盘5吸附晶圆，提高了稳定性和可靠性，还通过调节吸盘5在晶圆上的吸附位置，避免吸盘5吸附在晶圆的破损处，同时，通过多个吸盘5也可以减小晶圆在吸附过程中因自身重力受到的剪切力。
与现有技术相比，该用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置通过吸附组件实现了清除晶圆上灰尘的功能，避免灰尘压伤芯片，也可以防止灰尘影响吸盘5的吸附力，与现有的吸附组件相比，该吸附组件起到了通过负离子针24还起到了除静电的效果，可靠性更强，不仅如此，还通过驱动组件实现了调节吸盘5位置的效果，避免吸盘5吸附在晶圆的破损处而降低吸盘5吸附的牢固度，与现有的驱动组件相比，该驱动组件通过多个吸盘5吸附晶圆，可以减小晶圆在吸附过程中因自身重力而产生的剪切力，实用性更强。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置，其特征在于，包括连接杆(1)和圆盘(2)，所述连接杆(1)与圆盘(2)同轴设置，所述连接杆(1)与圆盘(2)固定连接，所述圆盘(2)上设有吸附机构；
所述吸附机构包括驱动组件和至少四个吸附组件，所述传动组件设置在连接杆(1)上，所述吸附组件以连接杆(1)的轴线为中心周向均匀设置在圆盘(2)的靠近连接杆(1)的一侧，所述吸附组件与驱动组件连接；
所述吸附组件包括固定管(3)、风机(4)、吸盘(5)、传动单元和吸附单元，所述固定管(3)与连接杆(1)平行，所述固定管(3)与圆盘(2)轴线之间的最小距离的2倍大于圆盘(2)的直径，所述固定管(3)的一端位于圆盘(2)的靠近连接杆(1)的一侧，所述固定管(3)的另一端位于圆盘(2)的另一侧，所述固定管(3)的靠近圆盘(2)的一侧与传动单元连接，所述传动单元与驱动组件连接，所述吸附单元设置在固定管(3)的靠近连接杆(1)的一端，所述吸盘(5)安装在连接杆(1)的另一端，所述风机(4)设置在固定管(3)上；
所述传动单元包括从动锥齿轮(6)、转动轴(7)、轴承座(8)、丝杆(9)、套管(10)和支撑单元，所述转动轴(7)的轴线均与固定管(3)的轴线和连接杆(1)的轴线垂直且相交，所述轴承座(8)安装在转动轴(7)上，所述轴承座(8)固定在圆盘(2)上，所述丝杆(9)与转动轴(7)同轴设置，所述丝杆(9)固定在转动轴(7)的远离连接杆(1)的一端，所述从动锥齿轮(6)安装在转动轴(7)的另一端，所述套管(10)与丝杆(9)同轴设置，所述套管(10)套设在丝杆(9)上，所述套管(10)与丝杆(9)的连接处设有与丝杆(9)匹配的螺纹，所述套管(10)的远离连接杆(1)的一端与固定管(3)固定连接，所述支撑单元设置在套管(10)上，所述驱动组件与从动锥齿轮(6)传动连接，所述支撑单元设置在套管(10)和圆盘(2)之间；
所述吸附单元包括移动板(11)、密封盘(12)、单向阀(13)、两个连杆(14)和两个气缸(15)，所述移动板(11)与固定管(3)垂直且正对设置，所述密封盘(12)设置在移动板(11)和固定管(3)之间，所述密封盘(12)与固定管(3)同轴设置，所述密封盘(12)的直径与固定管(3)的内径相等，所述密封盘(12)上设有通孔，所述单向阀(13)安装在通孔内，所述连杆(14)与固定管(3)平行，所述连杆(14)设置在移动板(11)和密封盘(12)之间，所述通孔设置在两个连杆(14)之间，所述移动板(11)通过连杆(14)与密封盘(12)固定连接，所述气缸(15)与连杆(14)一一对应，所述气缸(15)固定在固定管(3)上，所述气缸(15)驱动移动板(11)沿着固定管(3)的轴向移动。
2.如权利要求1所述的用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置，其特征在于，所述驱动组件包括转动轴承(16)、驱动电机(17)、驱动齿轮(18)、从动齿轮(19)和驱动锥齿轮(20)，所述转动轴承(16)安装在连接杆(1)上，所述从动齿轮(19)和驱动锥齿轮(20)均安装在转动轴承(16)上，所述驱动电机(17)固定在圆盘(2)上，所述驱动电机(17)与驱动齿轮(18)传动连接，所述驱动齿轮(18)与从动齿轮(19)啮合，所述驱动锥齿轮(20)与从动锥齿轮(6)啮合。
3.如权利要求2所述的用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置，其特征在于，所述驱动电机(17)为伺服电机。
4.如权利要求1所述的用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置，其特征在于，所述支撑单元包括滑块(21)、滑杆(22)和两个支撑块(23)，所述滑杆(22)与丝杆(9)平行，所述滑块(21)套设在滑杆(22)上，所述滑块(21)与套管(10)固定连接，所述滑杆(22)的两端分别通过两个支撑块(23)与圆盘(2)固定连接，所述滑块(21)的与靠近连接杆(1)的支撑块(23)抵靠。
5.如权利要求4所述的用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置，其特征在于，所述滑杆(22)上涂有润滑脂。
6.如权利要求4所述的用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置，其特征在于，所述滑块(21)与远离连接杆(1)的支撑块(23)之间的最小距离小于滑块(21)与丝杆(9)的远离连接杆(1)一端的距离。
7.如权利要求4所述的用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置，其特征在于，所述支撑块(23)的制作材料为橡胶。
8.如权利要求1所述的用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置，其特征在于，所述固定管(3)内设有负离子针(24)。
9.如权利要求1所述的用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置，其特征在于，所述固定管(3)的内壁上涂有密封脂。
10.如权利要求1所述的用于切割工序的可靠性高的稳定型芯片拾取装置，其特征在于，所述圆盘(2)的远离连接杆(1)的一侧设有摄像头(25)。
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