CN111192845A - 一种wafer自动切换机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体封装技术领域，且公开了一种wafer自动切换机构，包括包括取片机构，设置有两个取片吸头、驱动所述两个取片吸头竖向移动的伸缩驱动机构、驱动所述两个取片吸头旋转运动的旋转驱动机构以及连接并驱动所述旋转驱动机构带动所述两个取片吸头横向移动的水平驱动机构。本发明取片机构由伸缩驱动机构、旋转驱动机构、以及水平驱动机构驱动完成两侧晶圆校正台内晶圆的切换，不仅满足自动化生产需求，解决了人工切换效率低的问题，且实现双边切换，有利于多边封装产生工艺的布设，进一步提高封装效率，具有较高的实用性。

Description

一种wafer自动切换机构
技术领域
本发明涉及半导体封装技术领域，具体为一种wafer自动切换机构。
背景技术
晶圆(Wafer)，是生产集成电路所用的载体，多指单晶硅圆片。晶片,圆片,是半导体组件"晶粒"或"芯片"的基材，从拉伸长出的高纯度硅元素晶柱上，所切下之圆形薄片称为"晶圆"。
在半导体封装过程中，晶圆置于晶圆校正台上，当晶圆上的晶片使用完时，需要更换新的晶圆；传统更换方式为人工手动更换，不仅效率低下且无法满足自动化生产需求；现有技术中，一般通过机械手等方式进行单边自动切换，无法满足多边切换的需求，影响封装效率。
发明内容
为了解决现有技术中人工切换效率低的上述问题，本发明提供一种wafer自动切换机构，通过伸缩驱动机构、旋转驱动机构、以及水平驱动机构驱动取片机构完成两侧晶圆校正台内晶圆的自动切换，实现双边切换，切换效率更高。
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种wafer自动切换机构，包括取片机构，设置有两个取片吸头、驱动所述两个取片吸头竖向移动的伸缩驱动机构、驱动所述两个取片吸头旋转运动的旋转驱动机构以及连接并驱动所述旋转驱动机构带动所述两个取片吸头横向移动的水平驱动机构；
储料机构，设置于所述取片机构下方，包括用于承载叠置的待切换晶圆片并将待切换晶圆片逐个分离的料槽一，以及用于承载切换下的晶圆片的料槽二；
晶圆校正台，对称设置于所述储料机构两侧水平方向，包括校正台一与校正台二；
其中，取片机构由伸缩驱动机构、旋转驱动机构、以及水平驱动机构驱动完成两侧晶圆校正台内晶圆的自动切换。
在一个实施例中，所述两个取片吸头位于同一条直线上，且取片吸头包括气缸与吸嘴。
在一个实施例中，所述伸缩驱动机构包括气缸一，且所述两个取片吸头对称安装所述伸缩驱动机构两侧。
在一个实施例中，所述旋转驱动机构包括电机一、传动带一以及转动座，所述转动座通过转轴与支架连接。
在一个实施例中，所述水平驱动机构包括导轨，设置在导轨一端的电机二，设置在导轨两端的转盘，其中一个转盘与所述电机二连接，以及用于连接所述转盘的传动带二。
在一个实施例中，所述料槽一底部设置有用于将晶圆片顶升至取片位置的顶升组件。
在一个实施例中，所述顶升组件包括丝杆电机模组。
在一个实施例中，所述料槽一顶端还设置有用于识别晶圆片的传感器一，且所述传感器一一侧设置有用于对叠置晶圆片限位的气缸二。
在一个实施例中，所述料槽二顶端还设置有用于识别晶圆片的传感器二。
本发明提供了一种wafer自动切换机构。具备以下有益效果：
本发明的wafer自动切换机构的储料机构两侧均设置有晶圆校正台，取片机构由伸缩驱动机构、旋转驱动机构、以及水平驱动机构驱动完成两侧晶圆校正台内晶圆的切换，不仅满足自动化生产需求，解决了人工切换效率低的问题，且实现双边切换，有利于多边封装产生工艺的布设，进一步提高封装效率，具有较高的实用性。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明取片机构安装结构示意图；
图3为本发明工作状态示意图。
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做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。
如图1-3所示，本发明提供一种技术方案：一种wafer自动切换机构，包括取片机构10，设置有两个取片吸头，分别为取片吸头一13与取片吸头二14；驱动所述两个取片吸头竖向移动的伸缩驱动机构、驱动所述两个取片吸头旋转运动的旋转驱动机构以及连接并驱动所述旋转驱动机构带动所述两个取片吸头横向移动的水平驱动机构20；
储料机构30，设置于所述取片机构10下方，包括用于承载叠置的待切换晶圆片并将待切换晶圆片逐个分离的料槽一32，以及用于承载切换下的晶圆片的料槽二31；
晶圆校正台，对称设置于所述储料机构两侧水平方向，包括校正台一40与校正台二50；
晶圆校正台是半导体封装一体机中用于承载晶圆片的工装台，可由驱动机构驱动进行前后左右移动以满足封装工序的需要，当晶圆校正台内的晶圆使用完，需要对其内的晶圆进行更换，本实施例中，取片吸头一13上的吸嘴131从料槽一32内吸取晶圆片后，先通过水平驱动机构20将取片吸头水平移动至晶圆校正台上方，此时旋转驱动机构将取片机构旋转180°，即使使得吸附有待切换晶圆的取片吸头一13与空载的取片吸头二14互换位置，再由伸缩驱动机构驱动，取片吸头二14向下移动，将晶圆校正台上需要更换的晶圆取出，取出后，再通过旋转驱动机构将取片吸头一13与取片吸头二14交换位置，此时，再由伸缩驱动机构将取片机构10向下移动，吸附有待切换晶圆的取片吸头一13将待切换的晶圆放入晶圆校正台内，即完成，一侧晶圆校正台内晶圆的切换，切换后，取片机构10在水平驱动机构作用下，移动至储料机构30上方，取片吸头二14将更换的晶圆放入料槽二31中；再以同样的方式完成另一侧晶圆校正台内的晶圆切换，实现双边切换，且此过程无需人工操作，自动化程度高，进一步提高半导体封装效率。
在其中一个实施例中，所述两个取片吸头位于同一条直线上，且取片吸头包括气缸与吸嘴，其中，取片吸头包括取片吸头一13与取片吸头二14；取片吸头一13包括四个吸嘴一131与气缸三132；取片吸头二14包括四个吸嘴二141与气缸四142；具体应用中，四个吸嘴呈矩阵分布，提高足够的吸附力，防止被吸附的晶圆在移动中掉落。
在其中一个实施例中，所述伸缩驱动机构包括气缸一19，且所述两个取片吸头对称安装所述伸缩驱动机构两侧，此实施例中，取片吸头采用对称安装结构，有利于取片吸头的复位，且便于储料机构30的布设。
在其中一个实施例中，所述旋转驱动机构包括电机一15、传动带一18以及转动座16，所述转动座16通过转轴17与支架12连接，支架12用于安装气缸三132、气缸四142以及气缸一19，具体应用中，电机一15采用伺服电机，电机一15转动通过传动带一18带动转动座16转动，转动座16再通过转轴17带动支架12转动，从而实现取片吸头一13与取片吸头二14相互转动。
在其中一个实施例中，所述水平驱动机构20包括导轨21，设置在导轨一端的电机二22，设置在导轨两端的转盘23，其中一个转盘与所述电机二22连接，以及用于连接所述转盘的传动带二24；
进一步的，导轨21内安装移动架11，移动架11与传动带二24连接，具体应用中，电机二22转动时，通过转盘23带动传动带24转动，从而传动带二24带动移动架11在导轨21内移动；
其中，移动架11用于安装旋转驱动机构及其组件。
在其中一个实施例中，所述料槽一32底部设置有用于将晶圆片顶升至取片位置的顶升组件，具体应用中，所述顶升组件包括丝杆电机模组60，可使用丝杆电机模组60连接托盘对晶圆片进行顶升，采用直线电机模组有利于保持叠置的晶圆片沿直线上升，防止晶圆片发生倾斜，导致吸嘴无法稳定吸取晶圆片。
当然，在该实施例具体实施时，为了便于控制，进一步提高自动化程度，所述料槽一32顶端还设置有用于识别晶圆片的传感器一321，且所述传感器一321一侧设置有气缸二322，具体的，当传感器一321感应到晶圆片时，顶升组件停止顶升，此时，气缸二322工作，将第二层的晶圆片固定，防止取片吸头吸取第一层晶圆片时，将第二层的晶圆片带起，导致叠置的晶圆片凌乱，从而可能导致系统无法正常工作。
在其中一个实施例中，所述料槽二31顶端还设置有用于识别晶圆片的传感器二311，具体应用中，传感器二311感应到晶圆片时，说明料槽二31已装满更换后的晶圆片，此时，传感器二311将信号传输给控制系统，控制系统控制装置的报警蜂鸣器，提醒工作人员将料槽二31内的晶圆片取出即可。
本发明工作时，取片机构10吸取待切换晶圆片后由伸缩驱动机构、旋转驱动机构、以及水平驱动机构驱动进行移动，分别对两边晶圆校正台上的晶圆进行切换，由此实现双边切换；封装机可以进行双边封装，相对传统半导体封装机，应用本发明制造的封装机生产效果更高，节约了生产成本。
本发明提供一种wafer自动切换机构，保护重点为，通过伸缩驱动机构、旋转驱动机构、以及水平驱动机构驱动取片机构完成两侧晶圆校正台内晶圆的自动切换，实现半导体封装中晶圆双边切换，对于实现本发明涉及的电气控制系统为现有成熟技术，且为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种wafer自动切换机构，其特征在于：包括取片机构，设置有两个取片吸头、驱动所述两个取片吸头竖向移动的伸缩驱动机构、驱动所述两个取片吸头旋转运动的旋转驱动机构以及连接并驱动所述旋转驱动机构带动所述两个取片吸头横向移动的水平驱动机构；
储料机构，设置于所述取片机构下方，包括用于承载叠置的待切换晶圆片并将待切换晶圆片逐个分离的料槽一，以及用于承载切换下的晶圆片的料槽二；
晶圆校正台，对称设置于所述储料机构两侧水平方向，包括校正台一与校正台二；
其中，取片机构由伸缩驱动机构、旋转驱动机构、以及水平驱动机构驱动完成两侧晶圆校正台内晶圆的自动切换。
2.根据权利要求1所述的一种wafer自动切换机构，其特征在于：所述两个取片吸头位于同一条直线上，且取片吸头包括气缸与吸嘴。
3.根据权利要求1所述的一种wafer自动切换机构，其特征在于：所述伸缩驱动机构包括气缸一，且所述两个取片吸头对称安装所述伸缩驱动机构两侧。
4.根据权利要求1所述的一种wafer自动切换机构，其特征在于：所述旋转驱动机构包括电机一、传动带一以及转动座，所述转动座通过转轴与支架连接。
5.根据权利要求1所述的一种wafer自动切换机构，其特征在于：所述水平驱动机构包括导轨，设置在导轨一端的电机二，设置在导轨两端的转盘，其中一个转盘与所述电机二连接，以及用于连接所述转盘的传动带二。
6.根据权利要求1所述的一种wafer自动切换机构，其特征在于：所述料槽一底部设置有用于将晶圆片顶升至取片位置的顶升组件。
7.根据权利要求6所述的一种wafer自动切换机构，其特征在于：所述顶升组件包括丝杆电机模组。
8.根据权利要求6所述的一种wafer自动切换机构，其特征在于：所述料槽一顶端还设置有用于识别晶圆片的传感器一，且所述传感器一一侧设置有用于对叠置晶圆片限位的气缸二。
9.根据权利要求1所述的一种wafer自动切换机构，其特征在于：所述料槽二顶端还设置有用于识别晶圆片的传感器二。
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