CN115020296A - 双头固晶装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体晶片处理设备技术领域，公开了一种双头固晶装置，包括固定连接板，所述固定连接板下方通过设置横向直线驱动模块连接横梁基座，所述横梁基座下安装纵向直线驱动模块，在纵向直线驱动模块前下方的动子上连接矩形音圈垂直升降模块，矩形音圈垂直升降模块的音圈电机的两个动子分别连接一套固晶头，纵向直线驱动模块包括多个拼接而成的定子机构，在纵向直线驱动模块的下方设置浮动定子减振模块，所述矩形音圈垂直升降模块驱动固晶头垂直升降，所述纵向直线驱动模块驱动矩形音圈垂直升降模块纵向位移，所述横向直线驱动模块驱动横梁基座横向位移。本发明通过吊装式结构，使XY位移模块占用空间更少，减少不必要的位移，提高贴装效率。

Description

双头固晶装置
技术领域
本发明涉及半导体晶片处理设备技术领域，尤其涉及一种双头固晶装置。
背景技术
固晶机是半导体后道封装工序的关键设备，实现将芯片（die）从晶圆(wafer)上自动拾取后，放到引线框架上。目前的固晶装置有多个线性模组组成构成三轴的移动平台，固晶头进行升降，平移，取料等一系列的动作流程。
中国实用新型专利“绑头固晶装置及固晶机”（申请号：CN202121460772）公开的固晶机，主体结构为一个固晶支座，安装在车间地面，在固晶支座上安装横移模块、纵移模块以及升降模块，共同驱动固晶绑头实现XYZ三个方向的自由移动。由于支座的固定方式，使得横移模块从支座上突出，而纵移模块又从横移模块上突出设计，导致整个装置占用空间大，又被固晶支座占据操作空间，减少了固晶绑头操作空间。另外，这种移动结构设计，导致固晶装置贴装效率较慢。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种双头固晶装置，通过吊装式结构，使XY位移模块占用空间更少，减少不必要的位移，提高贴装效率。
本发明采取的技术方案是：
一种双头固晶装置，其特征是，包括固定连接板，所述固定连接板下方通过设置横向直线驱动模块连接横梁基座，所述横梁基座下安装纵向直线驱动模块，在纵向直线驱动模块前下方的动子上连接矩形音圈垂直升降模块，所述矩形音圈垂直升降模块的音圈电机的两个动子分别连接一套固晶头，所述纵向直线驱动模块包括多个拼接而成的定子机构，在纵向直线驱动模块的下方设置浮动定子减振模块，所述矩形音圈垂直升降模块驱动固晶头垂直升降，所述纵向直线驱动模块驱动矩形音圈垂直升降模块纵向位移，所述横向直线驱动模块驱动横梁基座横向位移，使所述固晶头实现XYZ三维方向的移动晶圆操作。
进一步，所述横向直线驱动模块包括设置在固定连接板与横梁基座之间的直线电机、龙门推板和限位组件，所述横梁基座与固定连接板的长宽尺寸相匹配。
进一步，所述纵向直线驱动模块下方设置电机支撑座，所述矩形音圈垂直升降模块安装在电机支撑座上，所述电机支撑座的后侧设置缓冲组件。
进一步，所述固晶头包括安装所述矩形音圈垂直升降模块上的固定板，在所述固定板的前端安装两个吸头基座，每个吸头基座内安装吸杆，所述吸杆的下端为吸头，上端边接气动单元。
进一步，所述固定板的后端设置两个调向电机，所述吸杆的下方设置传动轮，每个调向电机连接至一个吸杆。
进一步，在两个吸头基座的外侧边均安装读数头组件。
进一步，在所述纵向直线驱动模块与横梁基座之间设置位置传感器。
进一步，所述横梁基座呈上大下小的梯形结构，两端设置换热通道。
进一步，所述音圈电机的两个动子由控制系统分别独立驱动。
本发明的有益效果是：
（1）通过吊装方式，使固晶装置结构更合理，占用空间更小；
（2）同时完成2个晶圆的取放操作，提升工作效率；
（3）通过分段式直线电机设计，在基座内紧凑布置，功率高，反应快；
（4）通过减振模块和散热通道结构，保证系统运行高效平稳。
附图说明
附图1为本发明的总体立体结构意图；
附图2为是固定连接板透明化后的横向直线驱动模块位置的局部示意图；
附图3为横梁基座的立体结构示意图；
附图4为本发明从底部位置的一个方向视角的立体示意图；
附图5为本发明的一个纵向位置的剖切示意图；
附图6为固晶头的侧面视角的立体示意图；
附图7为固晶头的底部视角的立体示意图。
附图中的标号分别为：
1.固定连接板； 2.横向直线驱动模块；
3.横梁基座； 4.直线电机；
5.龙门推板； 6.限位组件；
7.纵向直线驱动模块； 8.定子机构；
9.浮动定子减振模块； 10.导轨滑块；
11.动子组； 12.排风扇；
13.进风口； 14.矩形音圈垂直升降模块；
15.固晶头； 16.电机支撑座；
17.缓冲组件； 18.固定板；
19.吸头基座； 20.吸杆；
21.吸头； 22.调向电机；
23.传动轮； 24.读数头组件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明双头固晶装置的具体实施方式作详细说明。
参见附图1,双头固晶装置包括固定连接板1，固定连接板1安装于建筑物或车间设备的顶板（图中未示出）的下方，通过紧固件将固定连接板1与顶板固定。顶板设定成预设高度，配合双头固晶装置的工作位置。
参见附图2,固定连接板1下方通过设置横向直线驱动模块2连接横梁基座3，横向直线驱动模块2包括设置在固定连接板1与横梁基座3之间的直线电机4、龙门推板5和限位组件6。横梁基座3的顶部尺寸与固定连接板1的尺寸基本相匹配。直线电机4驱动横梁基座3在固定连接板1的宽度方向产生位移，使横梁基座3产生横向及X轴方向的位移控制。直线电机4分三组设置在横梁基座3的长度方向上，三组直线电机4之间设置两套龙门推板5，限位组件6安装在中间的直线电机4一侧。直线电机4对横梁基座3产生横向推力，龙门推板5支撑推力的平稳性，限位组件6控制横梁基座3的运动范围。
参见附图3,横梁基座3为框架结构，下方空间用于安装纵向直线驱动模块7，截面为上宽下窄的矩形，两侧封闭或开设减重透气孔。总体尺寸与固定连接板1相当。
参见附图4、5,横梁基座3下安装纵向直线驱动模块7，在纵向直线驱动模块7与横梁基座3之间设置位置传感器。纵向直线驱动模块7包括多个拼接而成的定子机构8，在纵向直线驱动模块7的下方两侧设置浮动定子减振模块9，在定子机构8上设有动子组11。定子机构8与横梁基座3通过导轨滑块10连接，实现位置调节。动子组11设置两套，用于分别独立驱动后面介绍的两套固晶头15。
参见附图1,由于定子机构8驱动动子组11是固晶装置的主要运动功耗，定子机构8会产生升温，因此，在横梁基座3的两端形成气流通道，一端设置排风扇12，另一端设置带过滤器的进风口13。
参见会图1、4,矩形音圈垂直升降模块14用于驱动固晶头15垂直升降，通过纵向直线驱动模块7的动子组11驱动矩形音圈垂直升降模块14纵向位移，即Y轴方向位移。纵向直线驱动模块7的两个动子组11上连接电机支撑座16，矩形音圈垂直升降模块14连接在电机支撑座16上，电机支撑座16的后侧设置缓冲组件17，使矩形音圈垂直升降模块14实现平稳运动。矩形音圈垂直升降模块14包括两个动子，分别安装两套固晶头15（图中只绘制一套固晶头）。矩形音圈垂直升降模块14驱动两个固晶头15升降，实现固晶头15的Z轴位移。X轴Y轴Z轴的位移相互配合，实现固晶头15的全自由度运动。
参见附图6、7,固晶头15的结构包括安装矩形音圈垂直升降模块14上的固定板18，在固定板18的前端安装两个吸头基座19，每个吸头基座19内安装吸杆20，吸杆20的下端为吸头21，上端边接气动单元。在固定板18的后端设置两个调向电机22，吸杆20的下方设置传动轮23，每个调向电机22连接至一个吸杆20。在在两个吸头基座19的外侧边均安装读数头组件24。
下面介绍一下固晶装置的工作过程，控制系统根据固晶头15预定的操作路径确定XYZ轴的移动量，分别或同时驱动横向直线驱动模块2和纵向直线驱动模块7，使固晶头15移至晶圆芯片的上方，矩形音圈垂直升降模块14驱动固晶头15下落，固晶头15的吸头21将晶圆芯片吸取后再提升，通过XY轴向移动至接线位置的基板上。固晶头15在吸取晶圆芯片后，通过调向电机22调正位置。固晶头15的两个吸头21一个吸取等接线晶圆芯片，移至接线位置基板上后，将已完成测试的芯片用第二个吸头21吸取后，将第一个吸头21上的芯片放至接线位置，实现一取一放更换芯片的动作。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种双头固晶装置，其特征在于：包括固定连接板，所述固定连接板下方通过设置横向直线驱动模块连接横梁基座，所述横梁基座下安装纵向直线驱动模块，在纵向直线驱动模块前下方的动子上连接矩形音圈垂直升降模块，所述矩形音圈垂直升降模块的音圈电机的两个动子分别连接一套固晶头，所述纵向直线驱动模块包括多个拼接而成的定子机构，在纵向直线驱动模块的下方设置浮动定子减振模块，所述矩形音圈垂直升降模块驱动固晶头垂直升降，所述纵向直线驱动模块驱动矩形音圈垂直升降模块纵向位移，所述横向直线驱动模块驱动横梁基座横向位移，使所述固晶头实现XYZ三维方向的移动晶圆操作。
2.根据权利要求1所述的双头固晶装置，其特征在于：所述横向直线驱动模块包括设置在固定连接板与横梁基座之间的直线电机、龙门推板和限位组件，所述横梁基座与固定连接板的长宽尺寸相匹配。
3.根据权利要求1所述的双头固晶装置，其特征在于：所述纵向直线驱动模块下方设置电机支撑座，所述矩形音圈垂直升降模块安装在电机支撑座上，所述电机支撑座的后侧设置缓冲组件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的双头固晶装置，其特征在于：所述固晶头包括安装所述矩形音圈垂直升降模块上的固定板，在所述固定板的前端安装两个吸头基座，每个吸头基座内安装吸杆，所述吸杆的下端为吸头，上端边接气动单元。
5.根据权利要求4所述的双头固晶装置，其特征在于：所述固定板的后端设置两个调向电机，所述吸杆的下方设置传动轮，每个调向电机连接至一个吸杆。
6.根据权利要求4所述的双头固晶装置，其特征在于：在两个吸头基座的外侧边均安装读数头组件。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的双头固晶装置，其特征在于：在所述纵向直线驱动模块与横梁基座之间设置位置传感器。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的双头固晶装置，其特征在于：所述横梁基座呈上大下小的梯形结构，两端设置换热通道。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的双头固晶装置，其特征在于：所述音圈电机的两个动子由控制系统分别独立驱动。
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