CN112018003A - 自动共晶机及共晶方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种自动共晶机及共晶方法,自动共晶机包括机架;晶圆台;进料机构;出料机构;共晶轨道机构,包括具有滑槽的加热导轨、铺设于滑槽中的加热块、盖于滑槽上的盖板和用于向滑槽中充入氮气的氮气管,盖板与加热块之间具有滑道,盖板上设有固晶开口;压持机构,用于将固晶开口处露出的支架带抵压于加热块上;以及送晶机构。通过在滑道中铺设加热块,可以控制加热支架带的温度曲线,提升共晶效果;在滑道中充入氮气,可以在共晶前后进行防氧化保护;通过压持机构抵压支架带,以减小支架带弹性变形;设置对冲台,可以减小固晶邦头移动时的振动,以便芯片准确安放在固晶位上,从而保证芯片精准、平稳安装在对应固晶位,以保证共晶质量。
Description
技术领域
本申请属于固晶技术领域,更具体地说,是涉及一种自动共晶机及共晶方法。
背景技术
共晶是指在相对较低的温度下共晶焊料发生共晶物熔合的现象,共晶合金直接从固态变到液态,而不经过塑性阶段,是一个液态同时生成两个固态的平衡反应。其熔化温度称共晶温度。共晶焊技术在电子封装行业得到广泛应用,如芯片与基板的粘接、基板与管壳的粘接、管壳封帽等等。与传统的环氧导电胶粘接相比,共晶焊接具有热导率高、电阻小、传热快、可靠性强、粘接后剪切力大的优点,适用于高频、大功率器件中芯片与基板、基板与管壳的互联。
当前自动共晶机,一般是将支架传送到共晶台上,共晶台上设置加热块以对支架加工到共晶温度,同时向共晶台上吹氮气,再将芯片移送到共晶台上支架的固晶位上,以使芯片共晶焊接在支架上,并使氮气进行保护,防止共晶时氧化,再将共晶后的支架移出收料。当前芯片一般是使用三轴移动台来驱动送晶邦头来移送芯片,然而由于芯片尺寸较小,安装在支架上共晶焊接时,芯片固定在支架上时的弹性抖动,送晶邦头移动时的振动,共晶台加热不均,均会导致共晶效果变差,并且氮气保护时间短,共晶后焊点易氧化,而影响芯片的固晶质量。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种自动共晶机及共晶方法,以解决相关技术中存在的共晶焊接时,因芯片固定在支架上时的弹性抖动,送晶邦头移动时的振动,共晶台加热不均的因素,会导致共晶效果变差,氮气保护时间短,共晶后焊点易氧化,而影响芯片的固晶质量的问题。
为实现上述目的,本申请实施例采用的技术方案是:提供一种自动共晶机,包括:
机架;
晶圆台,安装于所述机架上,用于定位供给芯片;
进料机构,用于传送支架带;
出料机构,用于回收支架带;
所述自动共晶机还包括:
共晶轨道机构,包括具有滑槽的加热导轨、铺设于所述滑槽中的加热块、盖于所述滑槽上的盖板、用于向所述滑槽中充入氮气的氮气管和设于所述加热导轨一侧的固定板,所述盖板与所述加热块之间具有供所述支架带通过的滑道,所述盖板上设有固晶开口;
压持机构,与所述加热导轨相连,用于将所述固晶开口处露出的所述支架带抵压于所述加热块上并向所述固晶开口处吹送氮气;以及,
送晶机构,包括设于所述加热导轨一侧的固晶支座、用于取放芯片的固晶邦头、驱动所述固晶邦头将所述晶圆台上的芯片移动放置于所述固晶开口处的所述支架带上固晶位的三轴移动台和用于平衡所述三轴移动台移动时的振动的对冲台,所述三轴移动台和所述对冲台相背对设置,所述三轴移动台和所述对冲台安装于所述固晶支座上;
所述进料机构和所述出料机构安装于所述机架上,且所述进料机构和所述出料机构分别设于所述加热导轨的两端。
在一个可选实施例中,所述自动共晶机还包括用于向所述进料机构送放所述支架带的放料机构,所述放料机构包括用于支撑卷绕有所述支架带的料带盘的支撑轴、用于弹性抵持所述料带盘的阻尼器、用于支撑并驱动卷绕所述支架带上保护膜的料卷盘的放料转轴、驱动所述放料转轴转动的放料电机、用于感应所述支架带的接近感应器和支撑所述接近感应器的多个安装杆,所述支撑轴、所述放料转轴、所述放料电机和所述安装杆支撑于所述机架上,所述阻尼器安装于所述支撑轴上。
在一个可选实施例中,所述自动共晶机还包括视觉定位机构,所述视觉定位机构包括用于摄取所述晶圆台上所述芯片位置图像的取晶镜头、用于摄取所述支架带上固晶位图像的固晶镜头、驱动所述固晶镜头于所述固晶开口处移动的直线移动机构和安装于所述机架上的镜头支座,所述取晶镜头固定于所述镜头支座上,所述直线移动机构安装于所述镜头支座上,所述固晶镜头安装于所述直线移动机构上。
在一个可选实施例中,所述共晶轨道机构还包括用于向所述固晶镜头下方吹气的吹气管。
在一个可选实施例中,所述共晶轨道机构还包括用于分散所述滑道中氮气的多块分散板,多块所述分散板阵列铺设于所述盖板上。
在一个可选实施例中,所述共晶轨道机构还包括安装于所述机架上的轨道架和安装于所述轨道架上的隔热板,所述加热导轨安装于所述隔热板上。
在一个可选实施例中,所述压持机构包括用于抵压所述支架带的抵压板、支撑所述抵压板的支撑臂、驱动所述支撑臂升降的升降驱动器、引导所述支撑臂升降的竖直轨、支撑所述竖直轨的支撑座和用于向所述固晶开口处吹送氮气的供气管,所述支撑座和所述升降驱动器安装于所述固定板上,所述供气管安装于所述支撑座上,所述支撑臂滑动安装于所述竖直轨上,所述支撑臂与所述升降驱动器相连,所述抵压板上开设有用于露出所述支架带上固晶位的定位开口。
在一个可选实施例中,所述进料机构包括设于所述加热导轨远离所述出料机构一端的进料座、分别用于支撑所述支架带两侧的引导板、分别转动安装于各所述引导板上的摆动杆、分别安装于各所述摆动杆上的滚轮、弹性拉动所述摆动杆带动所述滚轮抵压于相应所述引导板上的拉动弹簧和用于将所述支架带引导至两个所述引导板上的导向板,所述拉动弹簧的两端分别与所述摆动杆和所述引导板相连,所述导向板和所述引导板安装于所述进料座上,所述进料座安装于所述机架上。
在一个可选实施例中,所述出料机构包括设于所述加热导轨远离所述进料机构一端的出料架、转动安装于所述出料架上的旋转辊、驱动所述旋转辊转动的旋转组件、分别用于将所述支架带两侧抵压于所述旋转辊上的两个压持轮、支撑两个所述压持轮的连接轴、分别支撑所述连接轴两端的支撑块、分别弹性抵压各所述支撑块的弹性件和支撑各所述弹性件的压杆,所述压杆的一端转动安装于所述出料架上,所述压杆的另一端与所述出料架卡接相连,所述旋转组件安装于所述出料架上,所述出料架安装于所述机架上。
本申请实施例的另一目的在于提供一种共晶方法,包括如上任一实施例所述的自动共晶机,所述共晶方法包括如下步骤:
所述晶圆台提供芯片;
所述进料机构引导支架带进入所述共晶轨道机构的滑道中,所述滑道中加热块将所述支架带加热到共晶温度,并且所述氮气管向所述滑道中充入氮气;
于所述支架带上的固晶位经过所述固晶开口时,所述压持机构抵压住所述支架带,并向所述固晶开口处吹送氮气;
所述送晶机构的三轴移动台驱动所述固晶邦头将所述晶圆台上的芯片移送到所述固晶开口处支架带的固晶位上,以进行共晶;
所述共晶完成后,所述压持机构与所述支架带分离,所述支架带经所述滑道移动到所述出料机构,并经所述出料机构牵引出所述滑道,以进行回收。
本申请实施例提供的自动共晶机及共晶方法的有益效果在于:与现有技术相比,本申请自动共晶机,通过设置滑道,以引导支架带移动,而在滑道中铺设加热块,可以控制加热支架带的温度曲线,提升共晶效果,以保证共晶质量;在滑道中充入氮气,不仅在共晶时,可以保护芯片,而且共晶后仍然可以保护芯片一段时间,更好的防止氧化;设置压持机构抵压支架带,可以更好的避免支架带弹性变形,以使芯片更平稳安放在支架带的固晶位上;而设置对冲台,可以减小固晶邦头移动时的振动,以便芯片可以更为准确安放在支架带的固晶位上,从而保证芯片精准、平稳安装在对应固晶位,以保证共晶质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或示范性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申请的一些实施例,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获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的自动共晶机的结构示意图;
图2为图1中放料机构的结构示意图;
图3为图1中送晶机构的结构示意图;
图4为图1中视觉定位机构的结构示意图;
图5为图1中进料机构、共晶轨道机构、压持机构和出料机构组合时的结构示意图;
图6为图5中进料机构的结构示意图;
图7为图5中共晶轨道机构和压持机构组合时的结构示意图;
图8为图7中压持机构的结构示意图一;
图9为图7中压持机构的结构示意图二;
图10为图5中共晶轨道机构的结构示意图;
图11为图10的共晶轨道机构的分解结构示意图;
图12为图5中出料机构的结构示意图一;
图13为图5中出料机构的结构示意图二。
其中,图中各附图主要标记:
100-自动共晶机;
11-机架;12-晶圆台;
20-放料机构;21-支撑轴;22-阻尼器;23-放料转轴;24-放料电机;25-安装杆;26-接近感应器;27-;201-料带盘;202-料卷盘;
30-送晶机构;31-固晶支座;32-固晶邦头;33-三轴移动台;34-对冲台;341-平面移动台;
40-视觉定位机构;41-镜头支座;42-取晶镜头;43-固晶镜头;44-直线移动机构;45-镜头座;
50-进料机构;51-进料座;52-引导板;53-滚轮;54-摆动杆;55-拉动弹簧;56-螺杆;57-连接块;58-导向板;581-容置腔;59-探测器;
60-共晶轨道机构;601-滑道;61-加热导轨;611-滑槽;612-加热棒;62-加热块;621-定位块;63-盖板;631-固晶开口;64-分散板;65-氮气管;66-吹气管;67-轨道架;68-隔热板;681-交叉轨;69-固定板;
70-压持机构;71-抵压板;710-定位开口;711-抵压段;712-侧板段;713-连接段;72-支撑臂;73-竖直轨;74-支撑座;75-升降驱动器;751-偏心轮;752-升降电机;76-供气管;
80-出料机构;81-出料架;82-旋转辊;83-压持轮;831-支撑套;832-锁固件;84-连接轴;841-支撑块;842-弹性件;843-压杆;85-旋转组件;851-主动轮;852-同步轮;853-同步带;854-出料电机;86-引导轨;87-摆动块;871-转轮;872-拉伸弹簧;873-安装架;88-支撑轨;881-滑块;882-锁定件;89-过渡板;
90-支架带。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”、“一些实施例”或“实施例”意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。此外,在一个或多个实施例中,可以以任何合适的方式组合特定的特征、结构或特性。
请参阅图1,现对本申请提供的自动共晶机100进行说明。所述自动共晶机100,包括机架11、晶圆台12、进料机构50、出料机构80、共晶轨道机构60、压持机构70和送晶机构30;晶圆台12、进料机构50、出料机构80、共晶轨道机构60和送晶机构30安装于机架11上,通过机架11来支撑晶圆台12、进料机构50、出料机构80、共晶轨道机构60和送晶机构30。进料机构50和出料机构80分别设于共晶轨道机构60的两端,压持机构70安装于共晶轨道机构60上,送晶机构30设于共晶轨道机构60的一侧。晶圆台12用于定位供给芯片;进料机构50用于向共晶轨道机构60中传送支架带90;压持机构70用于抵压固定共晶轨道机构60中的支架带90,并向共晶轨道机构60吹送氮气;送晶机构30用于将晶圆台12上的芯片移动放置于支架带90的固晶位(图未标)上,以将芯片共晶焊接在支架带90的固晶位上;出料机构80用于回收共晶轨道机构60共晶后的支架带90。
请参阅图10和图11,共晶轨道机构60包括具有滑槽611的加热导轨61、加热块62、盖板63、氮气管65和固定板69,加热块62铺设于滑槽611中,盖板63盖于滑槽611上,使盖板63与加热块62之间形成滑道601,以便支架带90从滑道601中通过,对支架带90进行定位引导,并对支架带90加热;而加热块62铺设于滑槽611中,可以在更长行程上对支架带90上的固晶位进行加热,以使支架带90上固晶位受热均匀。固定板69设于加热导轨61的一侧。氮气管65用于向滑槽611中充入氮气,以便在共晶时,起到防氧化保护作用,并且将氮气充入滑槽611中,在支架带90加热时,就对支架带90进行保护,而在共晶后,仍然对芯片进行防氧化保护,保证共晶质量。盖板63上设有固晶开口631,则在支架带90通过滑道601时,固晶开口631可以露出支架带90的部分区域,而压持机构70则将固晶开口631处露出的支架带90抵压于加热块62上,以固定住支架带90,而送晶机构30可以将芯片放置在固晶开口631处对应支架带90的固晶位上,可以减小支架带90的弹性变形,使芯片更精准安放在固晶位上。
请参阅图5,进料机构50和出料机构80分别设于加热导轨61的两端,压持机构70与固定板69相连。支架带90从进料机构50进入共晶轨道机构60的滑道601,并从出料机构80出料回收;而支架带90经过固晶开口631时,压持机构70将支架带90抵压在加热块62上,以保证支架带90上的固晶位良好受热,以便精准、稳定固晶。并且压持机构70还向固晶开口631处吹送氮气,以进行氮气补充保护,使共晶一直处理氮气保护环境,并且在支架带90上放置芯片时,可以及时将固晶开口631处的空气吹走,以更好的进行防氧化保护。
请参阅图3和图10,送晶机构30包括固晶支座31、固晶邦头32、三轴移动台33和对冲台34,固晶支座31设于加热导轨61的一侧,固晶邦头32安装于三轴移动台33上,三轴移动台33驱动固晶邦头32到达晶圆台12上,以便固晶邦头32吸取晶圆台12上的芯片,然后三轴移动台33驱动固晶邦头32到固晶开口631,以将芯片放置在支架带90上的固晶位上。三轴移动台33和对冲台34安装于固晶支座31上,固晶支座31安装于机架11上,以将三轴移动台33和对冲台34安装在机架11上,并且三轴移动台33和对冲台34相背对设置,从而在三轴移动台33驱动固晶邦头32移动时,通过对冲台34可以平衡三轴移动台33移动时的振动,进而使固晶邦头32移动更平稳,以更精准取放芯片。三轴移动台33是指驱动固晶邦头32沿空间上相互垂直的三个轴向移动的机构。
请参阅图1和图5,进料机构50将支架带90引导至共晶轨道机构60的滑道601,并在滑道601中被加热,支架带90经过滑道601到出料机构80,被引出;而支架带90经过固晶开口631露出时,压持机构70将固晶开口631处的支架带90抵压在加热块62上,以使支架带90上固晶位受热均匀,同时使支架带90固定,防止支架带90弹性变形;而送晶机构30将芯片平稳且精准放置在支架带90的固晶位上,以尽量减小芯片的偏移,保证芯片在均匀受热的固晶位上产生共晶,以将芯片焊接在固晶位上,同时氮气管65向滑道601中充入氮气,对支架带90进行防氧化保护,并保证芯片良好的共晶焊在固晶位上,而在支架带90进入滑道601和移出滑道601的过程中,均进行防氧化保护,即在支架带90加热时,就对支架带90进行防氧化保护,在共晶时,同样对芯片及支架带90进行防氧化保护,而在共晶后,仍然对芯片及支架带90进行一定的防氧化保护,以保证共晶的质量。
本申请提供的自动共晶机100,与现有技术相比,本申请自动共晶机100,通过设置滑道601,以引导支架带90移动,而在滑道601中铺设加热块62,可以控制加热支架带90的温度曲线,提升共晶效果,以保证共晶质量;在滑道601中充入氮气,不仅在共晶时,可以保护芯片,而且共晶后仍然可以保护芯片一段时间,更好的防止氧化;设置压持机构70抵压支架带90,可以更好的避免支架带90弹性变形,以使芯片更平稳安放在支架带90的固晶位上;而设置对冲台34,可以减小固晶邦头32移动时的振动,以便芯片可以更为准确安放在支架带90的固晶位上,从而保证芯片精准、平稳安装在对应固晶位,以保证共晶质量。
本申请实施例提供的上述实施例的自动共晶机100的共晶方法如下:
晶圆台12提供芯片;
进料机构50引导支架带90进入共晶轨道机构60的滑道601中,滑道601中加热块62将支架带90加热到共晶温度,并且氮气管65向滑道601中充入氮气;
于支架带90上的固晶位经过固晶开口631时,压持机构70抵压住支架带90,并向固晶开口631处吹送氮气;
送晶机构30的三轴移动台33驱动固晶邦头32将晶圆台12上的芯片移送到固晶开口631处支架带90的固晶位,以进行共晶;
共晶完成后,压持机构70与支架带90分离,支架带90经滑道601移动到出料机构80,经出料机构80牵引出滑道601,以进行回收。
该共晶方式,可以良好保证芯片平稳安放在支架带90的固晶位上,并在共晶之前,共晶过程中,以及共晶之后的一段时间均可以进行氮气保护,更好的保证共晶质量。
该在一个实施例中,请参阅图1和图2,自动共晶机100还包括放料机构20,放料机构20安装于机架11上,放料机构20用于向进料机构50送放支架带90,以实现自动送放支架带90。
在一个实施例中,请参阅图2,放料机构20包括支撑轴21、阻尼器22、放料转轴23、放料电机24、多个安装杆25和接近感应器26,支撑轴21支撑于机架11上,通过支撑轴21来支撑卷绕有支架带90的料带盘201。阻尼器22安装于支撑轴21上,以弹性抵持料带盘201,从而在料带盘201转动时,提供阻尼,进而对支架带90施加预紧力。放料转轴23支撑于机架11上,通过放料转轴23来支撑料卷盘202;放料电机24支撑于机架11上,并且放料电机24与放料转轴23相连,以通过放料电机24驱动放料转轴23转动,进而带动料卷盘202转动,以收取支架带90上的保护膜,通过拉动保护膜,以带动料带盘201转动,并将支架带90从料带盘201拉出,以实现支架带90的放料。接近感应器26安装于安装杆25上,安装杆25支撑于机架11上,通过接近感应器26感应支架带90,从而在释放支架带90时,当支架带90绷紧时,支架带90会靠近接近感应器26,则放料电机24驱动放料转轴23转动,而通过支架带90上的保护膜拉动支架带90放料;当支架带90被释放时,会远离接近感应器26,则放料电机24停止,阻尼器22对料带盘201施加阻力,而使料带盘201停止放料。
在一个实施例中,放料机构20还包括料盒,料盒安装在机架11上,在支架带90放料时,可以通过料盒支撑支架带90,以保护支架带90。
在一个实施例中,请参阅图3,三轴移动台33可以是由三个分别直线电机构成的沿空间相互垂直的三个轴向移动的移动器,使用直线电机,移动速度快,效率高。在其它一些实施例中,三轴移动台33也可以使用如丝杆螺母机构等其他直线移动器构成。
在一个实施例中,请参阅图3,对冲台34包括与固晶邦头32重量相近的配重块(图未示)和驱动配重块与固晶邦头32在水平面上反向同步移动的平面移动台341和驱动配重块与固晶邦头32同步升降的升降器(图未示),升降器安装于平面移动台341上,平面移动台341和三轴移动台33分别设于机架11的相对两角部。在三轴移动台33驱动固晶邦头32于水平面上移动时,对冲台34的平面移动台341驱动配重块于水平面上与固晶邦头32同步反向移动,以减小振动,而三轴移动台33驱动固晶邦头32升降时,对冲台34的升降器驱动配重块同步升降,以起到平衡作用,减小振动,保证送晶机构30平稳取放芯片。
在一个实施例中,平面移动台341可以使用于水平面上沿相互垂直的两个方向移动的直线电机构成。当然,其它一些实施例中,平面移动台341也可以使用如丝杆螺母机构等其他直线移动器构成。
在一个实施例中,升降器可以使用直线电机。其它一些实施例中,升降器也可以使用如丝杆螺母机构等其他直线移动器构成。
在一个实施例中,请参阅图1,自动共晶机100还包括视觉定位机构40,视觉定位机构40用于摄取晶圆台12上芯片图像,以便送晶机构30可以准确从晶圆台12上取出芯片;并且视觉定位机构40还用于摄取支架带90上固晶位的图像,以便送晶机构30可以将芯片准确安装在固晶位上。
在一个实施例中,请参阅图1和图4,视觉定位机构40包括取晶镜头43、固晶镜头42、直线移动机构44和镜头支座41,取晶镜头43固定于镜头支座41上,直线移动机构44安装于镜头支座41上,固晶镜头42安装于直线移动机构44上,镜头支座41安装于机架11上。取晶镜头43用于摄取晶圆台12上芯片位置图像,以便送晶机构30可以精准吸取晶圆台12上的芯片。通过直线移动机构44驱动固晶镜头42于固晶开口631处移动,进而可以摄取支架带90上固晶位的图像,以便送晶机构30可以将芯片精准放置在固晶位上。在其它一些实施例中,可以在送晶机构30上安装摄像模组,以摄取晶圆台12上芯片位置图像和支架带90上固晶位的图像,以便取放芯片时,进行视觉定位。
在一个实施例中,请参阅图5和图6,进料机构50包括进料座51、两个引导板52、两个摆动杆54、两个滚轮53、两个拉动弹簧55和导向板58,两个摆动杆54分别转动安装在两个引导板52上,两个滚轮53分别安装在两个摆动杆54上,各拉动弹簧55的两端分别与摆动杆54和引导板52相连,通过拉动弹簧55向下弹性拉动摆动杆54,进而使摆动杆54上的滚轮53弹性抵压在对应的引导板52上,从而在支架带90的两侧支撑在两个引导板52上时,两个滚轮53可以弹性抵压住支架带90的两侧,以便定位支架带90。两个引导板52分别用于支撑支架带90两侧;导向板58用于将支架带90引导至两个引导板52上。导向板58和引导板52安装于进料座51上,进料座51安装于机架11上,并且进料座51设于加热导轨61远离出料机构80一端,从而通过导向板58引导支架带90至两个引导板52上,再经两个引导板52将支架带90引导至共晶轨道机构60的滑道601中。
在一个实施例中,请参阅图6,进料机构50还包括用于感应支架带90的探测器59,导向板58上开设有容置探测器59的容置腔581。设置探测器59,以确定导向板58上是否存在支架带90,进而便于控制共晶。在一个实施例中,导向板58弯曲呈弧形,以便引导支架带90。
在一个实施例中,请参阅图6,进料机构50还包括垂直于引导板52的螺杆56和配合安装于螺杆56上的连接块57,一个引导板52滑动安装于进料座51上,连接块57与一个引导板52固定相连,螺杆56转动安装于另一个引导板52上,从而转动螺杆56,可以带动连接块57沿螺杆56移动,进而带动一个引导板52移动,进而适应不同宽度的支架带90。
在一个实施例中,请参阅图7至图9,压持机构70包括抵压板71、支撑臂72、升降驱动器75、竖直轨73、支撑座74和供气管76,支撑座74和升降驱动器75安装于固定板69上,支撑臂72滑动安装于竖直轨73上,支撑臂72与升降驱动器75相连,从而升降驱动器75可以驱动支撑臂72沿竖直轨73升降移动,进而带动抵压板71升降,当抵压板71下降时,可以将支架带90抵压固定于加热块62上,而抵压板71上升时,支架带90可在共晶轨道机构60中移动。抵压板71上开设有定位开口710,在抵压板71抵压在支架带90上时,可以通过定位开口710用于露出支架带90上固晶位,以便安放芯片。供气管76安装于所述支撑座74上,用于向固晶开口631处吹送氮气,以便在共晶时,更好的进行氮气保护,防止氮化。
在一个实施例中,竖直轨73可以是交叉导轨,交叉导轨安装在支撑座74上,支撑臂72与交叉导轨相连,以更为精准引导支撑臂72升降移动。在其它一些实施例中,竖直轨73也可以是其他轨道结构。
在一个实施例中,升降驱动器75包括带动支撑臂72升降的偏心轮751和驱动偏心轮751转动的升降电机752,通过升降电机752带动偏心轮751,以驱动支撑臂72升降,可以保证升降行程精准,另外,可以提升支撑臂72升降速度,提升效率。当然,在其它一些实施例中,也要以使用气缸、直线电机等直线移动器来驱动支撑臂72升降。
在一个实施例中,抵压板71包括抵压段711、由抵压段711的一侧向上倾斜延伸的侧板段712和与侧板段712的上侧相连的连接段713,连接段713与支撑臂72固定相连,定位开口710设在抵压段711上;该结构可以方便抵压板71与支撑臂72固定相连,并且可以减小抵压板71的尺寸,并使支撑臂72偏离固晶开口631,以便向支架带90的固晶位上安装芯片。
在一个实施例中,请参阅图10和图11,共晶轨道机构60还包括吹气管66,吹气管66用于向固晶镜头42下方吹气。由于共晶轨道机构60中加热块62需要将支架带90加热到共晶温度,这会使得固晶镜头42下方空气温度较高,而影响摄取图像质量,向固晶镜头42下方吹气,可以提升固晶镜头42摄取图像质量。吹气管66可以吹出空气,也可以吹出氮气。另外,吹气管66吹出氮气,在共晶时,可以更好的起到防氧化保护作用。
在一个实施例中,共晶轨道机构60还包括多块分散板64,多块分散板64阵列铺设于盖板63上,在盖板63上设置分散板64,当向滑道601中充入氮气时,可以将氮气分散,以使氮气更好的填充到滑道601中,可以减少氮气的使用。
在一个实施例中,共晶轨道机构60还包括轨道架67和隔热板68,加热导轨61安装于隔热板68上,隔热板68安装于轨道架67上,轨道架67安装于机架11上,隔热板68用于隔绝加热块62散发的热量,隔绝高温对晶圆台12的影响。
在一个实施例中,隔热板68采用6mm以上厚度的玻璃纤维隔热板,以保证良好的隔热效果并保证隔热板68良好的强度,以更好的支撑住加热导轨61。
在一个实施例中,共晶轨道机构60还包括分别安装于隔热板68两端的交叉轨681,各交叉轨681安装于轨道架67上,设置交叉轨681,可以方便调节加热导轨61的位置,便于调试固晶开口631与送晶机构30的相对位置。
在一个实施例中,加热导轨61中开设有若干开孔(图未标),以安装加热棒612,方便对加热块62进行加热。在其他一些实施例中,也可以直接在加热块62中设置加热器件。
在一个实施例中,加热导轨61中开设有通气孔(图未标),以将氮气管65插入通气孔,进而方便向滑槽611中充入氮气。
在一个实施例中,处于固晶开口631处的加热块62的一侧安装有定位块621,以便定位支架带90的一侧,进而对固晶开口631处的支架带90进行定位。
在一个实施例中,请参阅图5、图12和图13,出料机构80包括出料架81、旋转辊82、旋转组件85、两个压持轮83、连接轴84、支撑块841、弹性件842和压杆843;旋转辊82转动安装于出料架81上。旋转组件85安装于出料架81上,通过旋转组件85驱动旋转辊82转动。两个压持轮83安装于连接轴84上,通过连接轴84来支撑两个压持轮83。支撑块841为两个,分别支撑连接轴84的两端。弹性件842可以为弹片、弹簧等。弹性件842为两个,分别弹性抵压各支撑块841。压杆843为两个,分别支撑两个弹性件842,两个压杆843安装于出料架81上,各压杆843的一端转动安装于出料架81上,各压杆843的另一端与出料架81卡接相连,从而使两个弹性件842分别抵压两个支撑块841,进而使连接轴84带动两个压持轮83弹性抵压旋转辊82。在支架带90传出共晶轨道机构60时,可以进入出料机构80,两个压持轮83可以将支架带90的两侧抵压在旋转辊82上,进而便于旋转辊82转动时,带动支架带90移动。
在一个实施例中,出料机构80还包括支撑压持轮83的支撑套831和将支撑套831锁定于连接轴84上的锁固件832,支撑套831套于连接轴84上,压持轮83安装于支撑套831上,锁固件832可以是螺钉,也可以是其它定位件,如三角楔块等。设置支撑套831和锁固件832,可以可以调节支撑套831于连接轴84上的位置,进而调节压持轮83在连接轴84上的位置,以便适应不同宽度的支架带90。
在一个实施例中,旋转组件85包括与旋转辊82相连的同步轮851、安装于出料架81上的主动轮852、连接同步轮851与主动轮852的同步带853和驱动主动轮852转动的出料电机854,出料电机854安装于出料架81上,该结构可以方便出料电机854的安装,降低安装精度。在其它一些实施例中,可以使用出料电机854直接驱动旋转辊82转动。
在一个实施例中,出料机构80还包括分别用于支撑支架带90的两侧的引导轨86、分别转动安装于各引导轨86上的摆动块87、分别安装于各摆动块87上的转轮871、弹性拉动摆动块87带动转轮871抵压于相应引导轨86上的拉伸弹簧872和分别设于各摆动块87下方的安装架873,安装架873与相应引导轨86固定相连,拉伸弹簧872的两端分别与相应摆动块87与相应安装架873相连,各引导轨86支撑于出料架81上,引导轨86设于旋转辊82靠近加热导轨61的一侧;从而旋转辊82与压持轮83转动,带动支架带90出料,支架带90的两侧可以支撑在两个引导轨86上,并且两个转轮871可以将支架带90的两侧弹性压持在两个引导轨86上,以便引导支架带90出料。
在一个实施例中,出料机构80还包括垂直于引导轨86设置的支撑轨88、滑动安装于支撑轨88上的滑块881和将滑块881锁定于支撑轨88上的锁定件882,引导轨86安装于滑块881上,从而可以通过调节滑块881在支撑轨88上位置,以调节两个引导轨86之间的距离,进而适应不同宽度的支架带90。
在一个实施例中,锁定件882可以为螺钉,也可以是其他定位件。
在一个实施例中,出料机构80还包括弯曲呈弧形的过渡板89,过渡板89安装于出料座上,过渡板89设于旋转辊82远离加热导轨61的一侧,以更好的引导支架带90出料。
本申请实施例的自动共晶机100,可以精准将芯片安放在支架带90的固晶位上,并且可以将支架带90均匀加热,以保证共晶质量;并且在共晶时,可以良好的进行防氧化作用,保证共晶效果。
以上所述仅为本申请的可选实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.自动共晶机,包括:
机架(11);
晶圆台(12),安装于所述机架(11)上,用于定位供给芯片;
进料机构(50),用于传送支架带(90);
出料机构(80),用于回收支架带(90);
其特征在于,所述自动共晶机还包括:
共晶轨道机构(60),包括具有滑槽(611)的加热导轨(61)、铺设于所述滑槽(611)中的加热块(62)、盖于所述滑槽(611)上的盖板(63)、用于向所述滑槽(611)中充入氮气的氮气管(65)和设于所述加热导轨(61)一侧的固定板(69),所述盖板(63)与所述加热块(62)之间具有供所述支架带(90)通过的滑道(601),所述盖板(63)上设有固晶开口(631);
压持机构(70),安装于所述固定板(69)上,用于将所述固晶开口(631)处露出的所述支架带(90)抵压于所述加热块(62)上并向所述固晶开口(631)处吹送氮气;以及,
送晶机构(30),包括设于所述加热导轨(61)一侧的固晶支座(31)、用于取放芯片的固晶邦头(32)、驱动所述固晶邦头(32)将所述晶圆台(12)上的芯片移动放置于所述固晶开口(631)处的所述支架带(90)上固晶位的三轴移动台(33)和用于平衡所述三轴移动台(33)移动时的振动的对冲台(34),所述三轴移动台(33)和所述对冲台(34)相背对设置,所述三轴移动台(33)和所述对冲台(34)安装于所述固晶支座(31)上;
所述进料机构(50)和所述出料机构(80)安装于所述机架(11)上,且所述进料机构(50)和所述出料机构(80)分别设于所述加热导轨(61)的两端。
2.如权利要求1所述的自动共晶机,其特征在于,所述自动共晶机还包括用于向所述进料机构(50)送放所述支架带(90)的放料机构(20),所述放料机构(20)包括用于支撑卷绕有所述支架带(90)的料带盘(201)的支撑轴(21)、用于弹性抵持所述料带盘(201)的阻尼器(22)、用于支撑并驱动卷绕所述支架带(90)上保护膜的料卷盘(202)的放料转轴(23)、驱动所述放料转轴(23)转动的放料电机(24)、用于感应所述支架带(90)的接近感应器(26)和支撑所述接近感应器(26)的多个安装杆(25),所述支撑轴(21)、所述放料转轴(23)、所述放料电机(24)和所述安装杆(25)支撑于所述机架(11)上,所述阻尼器(22)安装于所述支撑轴(21)上。
3.如权利要求1所述的自动共晶机,其特征在于:所述自动共晶机还包括视觉定位机构(40),所述视觉定位机构(40)包括用于摄取所述晶圆台(12)上所述芯片位置图像的取晶镜头(43)、用于摄取所述支架带(90)上固晶位图像的固晶镜头(42)、驱动所述固晶镜头(42)于所述固晶开口(631)处移动的直线移动机构(44)和安装于所述机架(11)上的镜头支座(41),所述取晶镜头(43)固定于所述镜头支座(41)上,所述直线移动机构(44)安装于所述镜头支座(41)上,所述固晶镜头(42)安装于所述直线移动机构(44)上。
4.如权利要求3所述的自动共晶机,其特征在于:所述共晶轨道机构(60)还包括用于向所述固晶镜头(42)下方吹气的吹气管(66)。
5.如权利要求1-4任一项所述的自动共晶机,其特征在于:所述共晶轨道机构(60)还包括用于分散所述滑道(601)中氮气的多块分散板(64),多块所述分散板(64)阵列铺设于所述盖板(63)上。
6.如权利要求1-4任一项所述的自动共晶机,其特征在于:所述共晶轨道机构(60)还包括安装于所述机架(11)上的轨道架(67)和安装于所述轨道架(67)上的隔热板(68),所述加热导轨(61)安装于所述隔热板(68)上。
7.如权利要求1-4任一项所述的自动共晶机,其特征在于:所述压持机构(70)包括用于抵压所述支架带(90)的抵压板(71)、支撑所述抵压板(71)的支撑臂(72)、驱动所述支撑臂(72)升降的升降驱动器(75)、引导所述支撑臂(72)升降的竖直轨(73)、支撑所述竖直轨(73)的支撑座(74)和用于向所述固晶开口(631)处吹送氮气的供气管(76),所述支撑座(74)和所述升降驱动器(75)安装于所述固定板(69)上,所述供气管(76)安装于所述支撑座(74)上,所述支撑臂(72)滑动安装于所述竖直轨(73)上,所述支撑臂(72)与所述升降驱动器(75)相连,所述抵压板(71)上开设有用于露出所述支架带(90)上固晶位的定位开口(710)。
8.如权利要求1-4任一项所述的自动共晶机,其特征在于:所述进料机构(50)包括设于所述加热导轨(61)远离所述出料机构(80)一端的进料座(51)、分别用于支撑所述支架带(90)两侧的引导板(52)、分别转动安装于各所述引导板(52)上的摆动杆(54)、分别安装于各所述摆动杆(54)上的滚轮(53)、弹性拉动所述摆动杆(54)带动所述滚轮(53)抵压于相应所述引导板(52)上的拉动弹簧(55)和用于将所述支架带(90)引导至两个所述引导板(52)上的导向板(58),所述拉动弹簧(55)的两端分别与所述摆动杆(54)和所述引导板(52)相连,所述导向板(58)和所述引导板(52)安装于所述进料座(51)上,所述进料座(51)安装于所述机架(11)上。
9.如权利要求1-4任一项所述的自动共晶机,其特征在于:所述出料机构(80)包括设于所述加热导轨(61)远离所述进料机构(50)一端的出料架(81)、转动安装于所述出料架(81)上的旋转辊(82)、驱动所述旋转辊(82)转动的旋转组件(85)、分别用于将所述支架带(90)两侧抵压于所述旋转辊(82)上的两个压持轮(83)、支撑两个所述压持轮(83)的连接轴(84)、分别支撑所述连接轴(84)两端的支撑块(841)、分别弹性抵压各所述支撑块(841)的弹性件(842)和支撑各所述弹性件(842)的压杆(843),所述压杆(843)的一端转动安装于所述出料架(81)上,所述压杆(843)的另一端与所述出料架(81)卡接相连,所述旋转组件(85)安装于所述出料架(81)上,所述出料架(81)安装于所述机架(11)上。
10.共晶方法,包括如权利要求1-9任一项所述的自动共晶机,其特征在于,所述共晶方法包括如下步骤:
所述晶圆台(12)提供芯片;
所述进料机构(50)引导支架带(90)进入所述共晶轨道机构(60)的滑道(601)中,所述滑道(601)中加热块(62)将所述支架带(90)加热到共晶温度,并且所述氮气管(65)向所述滑道(601)中充入氮气;
于所述支架带(90)上的固晶位经过所述固晶开口(631)时,所述压持机构(70)抵压住所述支架带(90),并向所述固晶开口(631)处吹送氮气;
所述送晶机构(30)的三轴移动台(33)驱动所述固晶邦头(32)将所述晶圆台(12)上的芯片移送到所述固晶开口(631)处支架带(90)的固晶位上,以进行共晶;
所述共晶完成后,所述压持机构(70)与所述支架带(90)分离,所述支架带(90)经所述滑道(601)移动到所述出料机构(80),并经所述出料机构(80)牵引出所述滑道(601),以进行回收。
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