CN111106014A - 一种快速排片设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速排片设备和方法，该方法包括步骤1：将芯片放置到支撑膜上，并使芯片的出光面与支撑膜接触；步骤2：对支撑膜上的芯片进行测试分选，并记录每颗芯片的参数信息；步骤3：将带有芯片的支撑膜放置到排片膜的上方，并使芯片的电极朝下；步骤4：根据芯片的参数信息获取芯片在支撑膜上的位置点；步骤5：识别支撑膜上的其中一颗芯片并导入该芯片的参数信息，并根据排片需求计算该芯片所需调整的位置和所需偏转的角度；步骤6：根据上述计算结果调整和旋转支撑膜，使该芯片达到排片位置，并将芯片转移到排片膜上；步骤7：重复步骤5和步骤6，直至所有芯片均排布完成。本发明占用更少的操作时间，大大提高了工作效率。

Description

一种快速排片设备和方法
技术领域
本发明涉及CSP（Chip Scale Package，芯片级尺寸封装）领域，特别涉及一种快速排片设备和方法。
背景技术
Mini LED（次毫米发光二极管，晶粒尺寸在100-200微米间），主要应用在HDR、异形及曲面背光源，因能提供更精细的HDR分区，产品比传统OLED性价比更高，一直备受市场关注，在主流市场研发多年后，目前技术上已经可以进入最后阶段，且可使用大部分既有设备进行量产。
Mini LED的超小间距使产品拥有更佳的电性效能，更好的散热性，而小尺寸也在考验着排片机的性能。排片制程作为CSP制程的第一步也是最重要的环节，排片精度的高低决定后续切割成品良率的高低，但目前市面上的Mini LED量产排片时都存在以下问题：传统摆臂式排片机需要先识别芯片表面是否完整，再重复吸取芯片和摆臂操作，由于倒装芯片小尺寸的限制，不易于快速排片，芯片排片精度低，导致后续产品良率低，耗时耗成本。传统摆臂式排片机保证排片精度势必损失速度，提高排片速度又达不到产品所需精度。
发明内容
本发明提供一种快速排片设备和方法，以解决现有技术中提到的上述技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种快速排片方法，包括：步骤1：将芯片放置到支撑膜上，并使芯片的出光面与支撑膜接触；步骤2：对支撑膜上的芯片进行测试分选，并记录每颗芯片的参数信息；步骤3：将带有芯片的支撑膜放置到排片膜的上方，并使芯片的电极朝下；步骤4：根据芯片的参数信息获取芯片在支撑膜上的位置点；步骤5：识别支撑膜上的其中一颗芯片并导入该芯片的参数信息，并根据排片需求计算该芯片所需调整的位置和所需偏转的角度；步骤6：根据上述计算结果调整和旋转支撑膜，使该芯片达到排片位置，并将芯片转移到排片膜上；步骤7：重复步骤5和步骤6，直至所有芯片均排布完成。
作为优选，所述支撑膜采用一面涂刷有UV胶的PET光解膜，所述UV胶经光照后粘性解除。
作为优选，所述排片膜采用一面涂刷有热解胶的PET膜，所述热解胶在热压150℃时离膜。
作为优选，所述步骤6包括：
步骤61：调整和旋转支撑膜，使芯片移动到排片位置处；
步骤62：将平台顶针移动到芯片中心点位置处，并下压支撑膜；
步骤63：使用激光照射到该芯片所在处的支撑膜，使支撑膜与芯片之间的粘性解除，同时，使用吸嘴吸附排片膜上与芯片对应的位置处，使排片膜在吸平张紧的状态下与芯片粘贴。
作为优选，所述支撑膜和排片膜均处于张紧状态并保持水平。
本发明还提供一种快速排片设备，包括：测试分选机，用于对支撑膜上的芯片进行测试分选，同时记录每颗芯片的参数信息；载物台，用于承载测试分选后的带有芯片的支撑膜；排片治具，位于载物台下方并用于承载排片膜的排片治具；识别机构，用于识别支撑膜上的芯片；平台顶针，用于下压支撑膜；以及吸嘴，用于吸附排片膜。
作为优选，所述测试分选机包括：用于识别和测试芯片的自动检测机构和与检测机构连接的PC机。
作为优选，还包括用于固定支撑膜的支撑框和用于照射支撑膜的激光源。
作为优选，所述自动检测机构和识别机构均采用CCD。
作为优选，所述载物台具有X轴、Ｙ轴和Rz轴的自由度，所述平台顶针和吸嘴具有X轴、Ｙ轴和Z轴的自由度。
与现有技术相比，本发明一方面可以直接衔接分选的数据后精准定位芯片的位置点，无需再次精细识别，省去二次分选步骤，另一方面省去吸嘴来回摆臂取放的步骤，减少机台和操作人员工作强度，操作性强，在保证产品固晶精度的同时，占用更少的操作时间，大大提高了工作效率，并且此操作工艺方式也可以用于CSP灯珠的排片。本发明有效解决了摆臂式排片机在排片过程中吸嘴、顶针和摆臂下降，顶，吸，上升，移动，下降，释放等多步骤过程带来操作耗时和精度不够的问题。同时解决了mini LED实际生产因小尺寸需要大量转移耗时耗工问题。本发明排片方法在保证精度的同时，排片速度能达到18K/h，比传统排片方法提高了44%的效率。
附图说明
图1为本发明中支撑膜的安装示意图；
图2为本发明中排片膜的安装示意图；
图3为本发明中芯片的排片示意图；
图4为本发明中芯片在排片膜上的结构示意图；
图5为本发明中mini LED的排布示意图；
图6为本发明中CSP芯片的排布示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
参照图1至图6，本发明提供一种快速排片方法，包括：
步骤1：将芯片1放置到支撑膜2上，并使芯片2的出光面与支撑膜2接触。具体地，所述支撑膜2采用一面涂刷有UV胶的PET光解膜，所述UV胶经光照后粘性解除。也即是说，芯片1通过支撑膜2上的UV胶与支撑膜2粘结，后续可以通过光照来消除UV胶的粘性，进而使芯片1与支撑膜2分离。
步骤2：对支撑膜2上的芯片1进行测试分选，并记录每颗芯片1的参数信息。具体采用测试分选机完成此步骤操作，所述测试分选机包括：用于识别和测试芯片的自动检测机构和与自动检测机构连接的PC机，具体地，所述自动检测机构为在水平方向上具有自由度的CCD，所述CCD自动按序识别和测试芯片，测试速度为5k/h，并通过PC机将记录每颗芯片的参数信息，该参数信息包括芯片的光电信息、尺寸信息和位置信息。
步骤3：将带有芯片1的支撑膜2放置到排片膜5的上方，并使芯片的电极朝下。具体地，先将测试完带芯片1的支撑膜2固定在支撑架3上，所述支撑架3为框架结构，固定住所述支撑膜2的四条边使得支撑膜2被固定张紧并保持水平，并且电极朝下，具体如图1所示。也即是说，所述支撑架3将支撑膜2翻转了180°，使得芯片1位于支撑膜2的下表面上。接着，将带有芯片1和支撑膜2的支撑架3固定在载物台4上，该载物台4具有水平方向上的自由度。即，所述载物台4可以沿X轴和Y轴方向移动，同时可以进行沿Z轴旋转，旋转范围为0~360度。接着，将排片膜5紧密贴合在排片治具6上。同样地，排片膜5固定张紧并保持水平。需要说明的是，为了方便后续排片，所述排片治具6位于所述载物台4的下方且位置固定。
进一步的，所述排片膜5采用一面涂刷有热解胶的PET膜，所述热解胶在热压150℃时能轻易离膜，不残胶。
步骤4：根据芯片1的参数信息获取每颗芯片1在支撑膜2上的位置点。同时获取排片需求，包括排片间距、排片角度等。
步骤5：识别支撑膜2上的其中一颗芯片1并导入该芯片1的参数信息，并根据排片需求计算该芯片1所需调整的位置和所需偏转的角度。具体的，与步骤2相同，本步骤也采用CCD作为识别机构9对支撑膜2上的芯片1进行识别，由于此处的识别机构位于支撑膜2的上方，而芯片1位于支撑膜2的下方，故此时的识别机构9主要是通过芯片1的位置点来对芯片1进行识别，识别完成芯片1后导入与该芯片1对应的参数信息，结合排片需求确定其排片位置，从而计算出该芯片1所需调整的位置和所需旋转的角度。
步骤6：根据上述计算结果调整和旋转支撑膜2，使该芯片1达到排片位置，并将芯片1转移到排片膜2上。具体地，如图2和图3所示，所述步骤6包括：
步骤61：通过载物台4的移动和旋转来调整和旋转支撑膜2，使芯片1移动到排片位置处。也即是说，此时芯片1刚好位于排片位置（当然，排片位置在排片膜上）的上方。
步骤62：接着，将平台顶针7移动到芯片1中心点位置处，平台顶针7下压支撑膜2。平台顶针7与支撑膜2的接触点为芯片1的中心点。
步骤63：使用激光照射到该芯片1所在处的支撑膜2，使支撑膜2与芯片1之间的UV胶的粘性解除，芯片1下落下方的排片膜5上。在芯片1下落同时，使用吸嘴8吸附排片膜5上与芯片1对应的位置处，使该处的排片膜5在吸平张紧的状态下与芯片1粘贴。需要说明的是，实际操作时，所述支撑膜2与排片膜5之间的距离较近，故芯片1下落时产生位置误差在可控范围内，几乎可忽略。整个过程中，平台顶针7可以在XY轴（横向和纵向）方向移动，吸嘴8可以X轴和Y轴方向配合移动
步骤7：重复步骤5和步骤6，直至所有芯片1均排布完成，如图4所示。
需要说明的是，本发明的快速排片方法可以适用多种芯片1，例如mini LED和CSP芯片。对mini LED进行排布时，可以根据不同的需求做不同的RGB（红光芯片，绿光芯片，蓝光芯片）矩阵式预排列，如图5所示。芯片1的横向或纵向排列数据可根据实际需要进行设定。对CSP芯片进行排布时，也可以根据需求间距做双色温CSP的横向或纵向矩阵式排片，如图6所示。排片后得到的CSP芯片的电极和排片膜5接触，CSP芯片的出光面朝上，可以直接出货或压白墙做单面发光CSP。
继续按照图1至图4，本发明还提供一种快速排片设备，包括：用于对支撑膜2上的芯片1进行测试分选，同时记录每颗芯片1的参数信息的测试分选机，用于承载测试分选后的带有芯片1的支撑膜2的载物台4，位于载物台4下方并用于承载排片膜5的排片治具6，用于识别芯片2的识别机构9，用于下压支撑膜2的平台顶针7以及用于吸附排片膜5的吸嘴8。其中，识别机构9采用在水平方向上具有自由度的CCD。
作为优选，所述测试分选机包括：用于识别和测试芯片的自动检测机构和与自动检测机构连接的PC机，具体地，所述自动检测机构同样采用在水平方向上具有自由度的CCD，该CCD自动按序识别和测试芯片，测试速度为5k/h，并通过PC机将记录每颗芯片的参数信息，该参数信息包括芯片的光电信息、尺寸信息和位置信息。
进一步的，所述快速排片设备还包括用于照射支撑膜2的激光源，所述激光源对在特定位置处的支撑膜2进行光照，使该位置处的UV胶失去粘性，进而将芯片1与支撑膜2分离。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种快速排片方法，其特征在于，包括：
步骤1：将芯片放置到支撑膜上，并使芯片的出光面与支撑膜接触；
步骤2：对支撑膜上的芯片进行测试分选，并记录每颗芯片的参数信息；
步骤3：将带有芯片的支撑膜放置到排片膜的上方，并使芯片的电极朝下；
步骤4：根据芯片的参数信息获取芯片在支撑膜上的位置点；
步骤5：识别支撑膜上的其中一颗芯片并导入该芯片的参数信息，并根据排片需求计算该芯片所需调整的位置和所需偏转的角度；
步骤6：根据上述计算结果调整和旋转支撑膜，使该芯片达到排片位置，并将芯片转移到排片膜上；
步骤7：重复步骤5和步骤6，直至所有芯片均排布完成。
2.如权利要求1所述的一种快速排片方法，其特征在于，所述支撑膜采用一面涂刷有UV胶的PET光解膜，所述UV胶经光照后粘性解除。
3.如权利要求1所述的一种快速排片方法，其特征在于，所述排片膜采用一面涂刷有热解胶的PET膜，所述热解胶在热压150℃时离膜。
4.如权利要求1所述的一种快速排片方法，其特征在于，所述步骤6包括：
步骤61：调整和旋转支撑膜，使芯片移动到排片位置处；
步骤62：将平台顶针移动到芯片中心点位置处，并下压支撑膜；
步骤63：使用激光照射到该芯片所在处的支撑膜，使支撑膜与芯片之间的粘性解除，同时，使用吸嘴吸附排片膜上与芯片对应的位置处，使排片膜在吸平张紧的状态下与芯片粘贴。
5.如权利要求1所述的一种快速排片方法，其特征在于，所述支撑膜和排片膜均处于张紧状态并保持水平。
6.一种快速排片设备，其特征在于，包括：
测试分选机，用于对支撑膜上的芯片进行测试分选，同时记录每颗芯片的参数信息；
载物台，用于承载测试分选后的带有芯片的支撑膜；
排片治具，位于载物台下方并用于承载排片膜的排片治具；
识别机构，用于识别支撑膜上的芯片；
平台顶针，用于下压支撑膜；
以及吸嘴，用于吸附排片膜。
7.如权利要求6所述的一种快速排片设备，其特征在于，所述测试分选机包括：用于识别和测试芯片的自动检测机构和与检测机构连接的PC机。
8.如权利要求7所述的一种快速排片设备，其特征在于，还包括用于固定支撑膜的支撑框和用于照射支撑膜的激光源。
9.如权利要求7所述的一种快速排片设备，其特征在于，所述自动检测机构和识别机构均采用CCD。
10.如权利要求6所述的一种快速排片设备，其特征在于，所述载物台具有X轴、Ｙ轴和Rz轴的自由度，所述平台顶针和吸嘴具有X轴、Ｙ轴和Z轴的自由度。
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