CN116137248A - 一种自纠正半导体芯片排片机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自纠正半导体芯片排片机及其控制方法，涉及半导体芯片生产技术领域，包括机架，所述直线滑台的上方滑动连接有支柱，两个所述支柱之间设置有排片组件，所述机架的两侧安装有支柱的纵向位移结构；本发明通过设置芯片自纠正机构，使排片槽排满半导体芯片后，杆体能够从半导体芯片的一侧推动芯片，实现芯片的横向方向对位，通过在排片槽内设置限位座，并在限位座内设置自动抵紧结构，使芯片放置好后侧面纠偏板能够对芯片从侧面推紧，实现芯片的纵向对位，该纠偏机构由于仅在所有芯片都摆满后再进行纠正位置，相对每次芯片放置好就进行一次纠偏，该方式更能缩短纠偏的总消耗时间。

Description

一种自纠正半导体芯片排片机及其控制方法

技术领域

本发明属于半导体芯片生产技术领域，具体涉及一种自纠正半导体芯片排片机及其控制方法。

背景技术

目前半导体生产均在自动化生产线上完成，半导体芯片生产过程中需要排片，为了使芯片在后序装配时位置能够更精准，芯片在排片时需要精准的放置在排片槽内，目前半导体芯片排片均会使用自动化排片机，通过气缸夹对芯片夹取后放置在排片槽内，由于芯片体积较小，在放置时容易产生歪斜，因此排片槽的放置空间更小，使得排片机的精度需求高，生产成本与维护成本均会提高。

在中国专利CN109545732A中公开了一种用于芯片排片机的负压结构，负压结构安装于排片机上用于在芯片治具上摆放芯片；负压机构中包括底座、多组风扇以及风扇固定座；所述风扇固定座包括中隔板，中隔板下面安装有风扇，中隔板上每个风扇正上方的区域形成圆孔型的风道，风扇固定座的左右侧隔板上形成气流通道；风扇固定座顶部固定有筛网板；底座部署于移动模组上；底座上安装有四根支撑活动导向板的直线导套和推动活动导向板上下移动的气缸；风扇固定座安装于活动导向板上。该发明结构简单，使用方便，很好地避免了芯片排片中容易因外力影响排片效果的问题，具有良好的应用前景。

该装置通过在排片槽底部设置负压机构，使芯片摆放时能够吸紧，但由于芯片在摆放时最初位置也会有误差造成偏斜，即使此时能够对放置的芯片定位，该芯片不能实现位置自动纠正。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自纠正半导体芯片排片机及其控制方法，通过，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种自纠正半导体芯片排片机，包括机架，所述机架的两端均安装有直线滑台，所述直线滑台的上方滑动连接有支柱，两个所述支柱之间设置有排片组件，所述机架的两侧安装有支柱的纵向位移结构，所述机架的上方固定有基座，所述基座的上方设置有芯片自纠正机构，所述基座的上方固定有排片底座，所述排片底座的上方设置有排片槽，所述排片槽内设置有芯片定位机构，所述机架的一侧设置有上料槽；

所述芯片自纠正机构包括侧面纠偏板和两端纠正杆，所述基座的上方安装有两端纠正杆的位移驱动组件，所述排片槽内安装有侧面纠偏板的自动抵紧结构。

优选的，所述位移驱动组件包括支撑座，所述支撑座通过螺丝与基座固定连接，所述支撑座设置有四个，其中两个所述支撑座之间转动连接有双向螺纹杆，所述支撑座的一侧安装有驱动双向螺纹杆转动的驱动马达，所述双向螺纹杆的外壁螺纹连接有移动架，两个所述支撑座之间设置有移动架的导向机构。

优选的，所述导向机构包括滑轨，所述滑轨固定在基座的上表面，所述移动架滑动连接在滑轨上方，另外两个所述支撑座之间固定有导向杆，所述导向杆贯穿移动架且与移动架滑动连接。

优选的，所述移动架设置有两个，所述两端纠正杆设置有六组，六组所述两端纠正杆呈对称固定在移动架的上方，每组所述两端纠正杆均设置有两个杆体。

优选的，所述芯片定位机构包括真空吸盘以及供真空吸盘固定的安装座，所述安装座通过螺丝固定在排片槽内，所述安装座的一侧开设有供杆体进入的U形槽，每个所述安装座一侧的U形槽均设置有两个，每个所述安装座内的真空吸盘均设置有若干个。

优选的，所述芯片定位机构还包括限位座，所述限位座的中心开设有供真空吸盘贯穿的让位槽，所述限位座的一端开设有限位槽，所述限位槽呈U形设置，所述限位座上表面的两侧与中部均设置有一体成型的限位板，所述自动抵紧结构安装在位于限位座中部的限位板内。

优选的，所述自动抵紧结构包括通电磁铁和磁吸块，所述磁吸块固定在侧面纠偏板一侧的两端，所述限位板内开设有凹槽，所述限位板与凹槽内固定有弹簧，所述通电磁铁固定在凹槽内腔的两端，所述侧面纠偏板滑动连接在凹槽内。

优选的，所述排片组件包括载物台，两个所述支柱之间安装有丝杆以及圆杆，所述载物台螺纹连接在丝杆外部，所述载物台的下方安装有升降气缸，所述升降气缸的底部设置有电动夹爪，所述圆杆贯穿载物台且与载物台滑动连接，所述支柱的一侧安装有驱动丝杆转动的驱动电机。

优选的，所述纵向位移结构包括同步轮，所述机架的两侧转动连接有传动杆，所述支柱的一侧通过螺丝固定有连接座，所述传动杆贯穿连接座且与连接座螺纹连接，所述机架的一侧安装有位移电机，所述同步轮固定在传动杆的外壁，两个所述同步轮之间安装有同步带。

基于以上叙述的一种自纠正半导体芯片排片机，本发明还提供了一种自纠正半导体芯片排片机的控制方法，包括如下步骤：

S1、半导体芯片在装置外上料机构的推送下，到达上料槽的一端后，电动夹爪在纵向移动机构以及升降气缸的驱动下移动到半导体芯片的上方，对半导体芯片夹取并摆放在限位座内；

S2、每个限位座内能够摆放两片半导体芯片，两个半导体芯片通过位于限位座中间的限位板隔开，当限位座摆满后进行芯片位置自纠正动作；

S3、通过启动驱动马达，螺杆转动，使两个移动架朝向相反方向移动，此时杆体从侧方进入限位座内，并与芯片的一端接触，使芯片的另一端抵在排片槽的内壁，此时若干半导体芯片在水平方向上排放整齐；

S4、对通电磁铁断电，使通电磁铁与磁吸块不吸合，侧面纠偏板在弹簧的作用下弹出凹槽，对芯片侧面抵紧，此时限位座上的芯片在纵向上也排列整齐，实现自动纠偏；

S5、将真空吸盘连接真空管道并与真空发生器连接，对纠偏完成后的芯片从底部吸紧。

本发明提出的一种自纠正半导体芯片排片机及其控制方法，与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明通过设置芯片自纠正机构，使排片槽排满半导体芯片后，杆体能够从半导体芯片的一侧推动芯片，实现芯片的横向方向对位，通过在排片槽内设置限位座，并在限位座内设置自动抵紧结构，使芯片放置好后侧面纠偏板能够对芯片从侧面推紧，实现芯片的纵向对位，该纠偏机构由于仅在所有芯片都摆满后再进行纠正位置，相对每次芯片放置好就进行一次纠偏，该方式更能缩短纠偏的总消耗时间，相对在芯片放置时直接用吸盘吸紧的方式，该结构内的芯片排列更整齐，且气缸夹的精度需求会降低，从而降低维护成本。

2、本发明通过在自动抵紧结构内设置通电磁铁、磁吸块和弹簧，使侧面纠偏板在控制通电磁铁时能够对芯片的一侧自动抵紧，该结构占用空间小，且两端纠正杆以及其位移结构均设置在排片底座的下方，使整个自纠正结构不会过多的占用排片空间，能够适用于多种自动排片机。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的两端纠正杆的位置示意图；

图3为本发明的芯片定位机构结构示意图；

图4为本发明的芯片定位机构的爆炸图；

图5为本发明的限位座的结构示意图；

图6为本发明的自动抵紧结构的结构示意图。

图中：1、机架；2、直线滑台；3、支柱；4、排片组件；5、纵向位移结构；6、基座；7、芯片自纠正机构；13、排片底座；14、排片槽；15、芯片定位机构；8、上料槽；9、侧面纠偏板；10、两端纠正杆；11、位移驱动组件；12、自动抵紧结构；1101、支撑座；1102、双向螺纹杆；1103、驱动马达；1104、移动架；1105、滑轨；1106、导向杆；1107、杆体；1501、真空吸盘；1502、安装座；1503、U形槽；1504、限位座；1505、让位槽；1506、限位槽；1507、限位板；1201、通电磁铁；1202、磁吸块；1203、凹槽；1204、弹簧；401、载物台；402、丝杆；403、圆杆；404、升降气缸；405、电动夹爪；406、驱动电机；501、同步轮；502、传动杆；503、连接座；504、位移电机；505、同步带。

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。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。

本发明提供了如图1-6所示的一种自纠正半导体芯片排片机，包括机架1，机架1的两端均安装有直线滑台2，直线滑台2的上方滑动连接有支柱3，两个支柱3之间设置有排片组件4，机架1的两侧安装有支柱3的纵向位移结构5，机架1的上方固定有基座6，基座6的上方设置有芯片自纠正机构7，基座6的上方固定有排片底座13，排片底座13的上方设置有排片槽14，排片槽14内设置有芯片定位机构15，机架1的一侧设置有上料槽8；

通过设置直线滑台2为支柱3位移导向，排片组件4的结构与现有技术相同，为装有升降气缸404以及横向位移结构的气缸夹，能够在支柱3的移动下实现前后移动，在传动杆502的转动和升降气缸404的升降下实现左右上下移动，从而对上料槽8内的半导体芯片实现夹取，并放置在排片槽14内。

芯片自纠正机构7包括侧面纠偏板9和两端纠正杆10，基座6的上方安装有两端纠正杆10的位移驱动组件11，排片槽14内安装有侧面纠偏板9的自动抵紧结构12。

通过设置侧面纠偏板9，使侧面纠偏板9弹出时能够对芯片的一侧抵紧，将芯片的一侧与排片槽14的内壁贴紧，实现芯片纵向对位。两端纠正杆10由两组排片槽14的中间向两端移动，将芯片向两端挤紧，实现横向方向的对齐。

位移驱动组件11包括支撑座1101，支撑座1101通过螺丝与基座6固定连接，支撑座1101设置有四个，其中两个支撑座1101之间转动连接有双向螺纹杆1102，支撑座1101的一侧安装有驱动双向螺纹杆1102转动的驱动马达1103，双向螺纹杆1102的外壁螺纹连接有移动架1104，两个支撑座1101之间设置有移动架1104的导向机构。

导向机构包括滑轨1105，滑轨1105固定在基座6的上表面，移动架1104滑动连接在滑轨1105上方，另外两个支撑座1101之间固定有导向杆1106，导向杆1106贯穿移动架1104且与移动架1104滑动连接。启动驱动马达1103后，双向螺纹杆1102转动，使移动架1104左右移动，带动两端纠正杆10向两边移动。

移动架1104设置有两个，两端纠正杆10设置有六组，六组两端纠正杆10呈对称固定在移动架1104的上方，每组两端纠正杆10均设置有两个杆体1107。每个杆体1107对应一个芯片。

芯片定位机构15包括真空吸盘1501以及供真空吸盘1501固定的安装座1502，安装座1502通过螺丝固定在排片槽14内，安装座1502的一侧开设有供杆体1107进入的U形槽1503，每个安装座1502一侧的U形槽1503均设置有两个，每个安装座1502内的真空吸盘1501均设置有若干个。

当芯片对位完成后，真空吸盘1501的真空发生器启动，对对位好的芯片吸紧，避免再次晃动。

芯片定位机构15还包括限位座1504，限位座1504的中心开设有供真空吸盘1501贯穿的让位槽1505，限位座1504的一端开设有限位槽1506，限位槽1506呈U形设置，限位座1504上表面的两侧与中部均设置有一体成型的限位板1507，自动抵紧结构12安装在位于限位座1504中部的限位板1507内。

自动抵紧结构12包括通电磁铁1201和磁吸块1202，磁吸块1202固定在侧面纠偏板9一侧的两端，限位板1507内开设有凹槽1203，限位板1507与凹槽1203内固定有弹簧1204，通电磁铁1201固定在凹槽1203内腔的两端，侧面纠偏板9滑动连接在凹槽1203内。

当通电磁铁1201启动时，通电磁铁1201与磁吸块1202吸紧，使弹簧1204压缩，弹簧1204使用不会被磁吸的材质，弹簧1204压缩时，带动侧面纠偏板9进入限位板1507内，实现复位，当需要侧面纠偏板9对半导体芯片侧面压紧时，通电磁铁1201断电，使磁吸块1202释放，在弹簧1204的作用下，侧面纠偏板9弹出。

排片组件4包括载物台401，两个支柱3之间安装有丝杆402以及圆杆403，载物台401螺纹连接在丝杆402外部，载物台401的下方安装有升降气缸404，升降气缸404的底部设置有电动夹爪405，圆杆403贯穿载物台401且与载物台401滑动连接，支柱3的一侧安装有驱动丝杆402转动的驱动电机406。启动驱动电机406时，丝杆402转动，使载物台401在圆杆403的限位下左右移动。

纵向位移结构5包括同步轮501，机架1的两侧转动连接有传动杆502，支柱3的一侧通过螺丝固定有连接座503，传动杆502贯穿连接座503且与连接座503螺纹连接，机架1的一侧安装有位移电机504，同步轮501固定在传动杆502的外壁，两个同步轮501之间安装有同步带505。

启动位移电机504时，同步轮501转动，机架1两侧的传动杆502均转动，传动杆502设置有外螺纹，连接座503在传动杆502的外壁移动。

基于以上叙述的一种自纠正半导体芯片排片机，本发明还提供了一种自纠正半导体芯片排片机的控制方法，包括如下步骤：

半导体芯片在装置外上料机构的推送下，到达上料槽8的一端后，电动夹爪405在纵向移动机构以及升降气缸404的驱动下移动到半导体芯片的上方，对半导体芯片夹取并摆放在限位座1504内；

每个限位座1504内能够摆放两片半导体芯片，两个半导体芯片通过位于限位座1504中间的限位板1507隔开，当限位座1504摆满后进行芯片位置自纠正动作；

通过启动驱动马达1103，螺杆转动，使两个移动架1104朝向相反方向移动，此时杆体1107从侧方进入限位座1504内，并与芯片的一端接触，使芯片的另一端抵在排片槽14的内壁，此时若干半导体芯片在水平方向上排放整齐；

对通电磁铁1201断电，使通电磁铁1201与磁吸块1202不吸合，侧面纠偏板9在弹簧1204的作用下弹出凹槽1203，对芯片侧面抵紧，此时限位座1504上的芯片在纵向上也排列整齐，实现自动纠偏；

将真空吸盘1501连接真空管道并与真空发生器连接，对纠偏完成后的芯片从底部吸紧。

本发明通过在真空吸盘1501吸紧定位之前，设置芯片的自纠正机构，使芯片被放置在排片槽14内后，能够通过自纠正机构，自行纠偏，再进行吸盘吸紧定位，真空吸盘1501在使用时与外部的真空发生器连接，自纠正的方式能够降低电动夹爪405的移动精度，降低精密度维护的成本。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自纠正半导体芯片排片机，其特征在于：包括机架（1），所述机架（1）的两端均安装有直线滑台（2），所述直线滑台（2）的上方滑动连接有支柱（3），两个所述支柱（3）之间设置有排片组件（4），所述机架（1）的两侧安装有支柱（3）的纵向位移结构（5），所述机架（1）的上方固定有基座（6），所述基座（6）的上方设置有芯片自纠正机构（7），所述基座（6）的上方固定有排片底座（13），所述排片底座（13）的上方设置有排片槽（14），所述排片槽（14）内设置有芯片定位机构（15），所述机架（1）的一侧设置有上料槽（8）；

所述芯片自纠正机构（7）包括侧面纠偏板（9）和两端纠正杆（10），所述基座（6）的上方安装有两端纠正杆（10）的位移驱动组件（11），所述排片槽（14）内安装有侧面纠偏板（9）的自动抵紧结构（12）。

2.根据权利要求1所述的一种自纠正半导体芯片排片机，其特征在于：所述位移驱动组件（11）包括支撑座（1101），所述支撑座（1101）通过螺丝与基座（6）固定连接，所述支撑座（1101）设置有四个，其中两个所述支撑座（1101）之间转动连接有双向螺纹杆（1102），所述支撑座（1101）的一侧安装有驱动双向螺纹杆（1102）转动的驱动马达（1103），所述双向螺纹杆（1102）的外壁螺纹连接有移动架（1104），两个所述支撑座（1101）之间设置有移动架（1104）的导向机构。

3.根据权利要求2所述的一种自纠正半导体芯片排片机，其特征在于：所述导向机构包括滑轨（1105），所述滑轨（1105）固定在基座（6）的上表面，所述移动架（1104）滑动连接在滑轨（1105）上方，另外两个所述支撑座（1101）之间固定有导向杆（1106），所述导向杆（1106）贯穿移动架（1104）且与移动架（1104）滑动连接。

4.根据权利要求3所述的一种自纠正半导体芯片排片机，其特征在于：所述移动架（1104）设置有两个，所述两端纠正杆（10）设置有六组，六组所述两端纠正杆（10）呈对称固定在移动架（1104）的上方，每组所述两端纠正杆（10）均设置有两个杆体（1107）。

5.根据权利要求4所述的一种自纠正半导体芯片排片机，其特征在于：所述芯片定位机构（15）包括真空吸盘（1501）以及供真空吸盘（1501）固定的安装座（1502），所述安装座（1502）通过螺丝固定在排片槽（14）内，所述安装座（1502）的一侧开设有供杆体（1107）进入的U形槽（1503），每个所述安装座（1502）一侧的U形槽（1503）均设置有两个，每个所述安装座（1502）内的真空吸盘（1501）均设置有若干个。

6.根据权利要求5所述的一种自纠正半导体芯片排片机，其特征在于：所述芯片定位机构（15）还包括限位座（1504），所述限位座（1504）的中心开设有供真空吸盘（1501）贯穿的让位槽（1505），所述限位座（1504）的一端开设有限位槽（1506），所述限位槽（1506）呈U形设置，所述限位座（1504）上表面的两侧与中部均设置有一体成型的限位板（1507），所述自动抵紧结构（12）安装在位于限位座（1504）中部的限位板（1507）内。

7.根据权利要求6所述的一种自纠正半导体芯片排片机，其特征在于：所述自动抵紧结构（12）包括通电磁铁（1201）和磁吸块（1202），所述磁吸块（1202）固定在侧面纠偏板（9）一侧的两端，所述限位板（1507）内开设有凹槽（1203），所述限位板（1507）与凹槽（1203）内固定有弹簧（1204），所述通电磁铁（1201）固定在凹槽（1203）内腔的两端，所述侧面纠偏板（9）滑动连接在凹槽（1203）内。

8.根据权利要求7所述的一种自纠正半导体芯片排片机，其特征在于：所述排片组件（4）包括载物台（401），两个所述支柱（3）之间安装有丝杆（402）以及圆杆（403），所述载物台（401）螺纹连接在丝杆（402）外部，所述载物台（401）的下方安装有升降气缸（404），所述升降气缸（404）的底部设置有电动夹爪（405），所述圆杆（403）贯穿载物台（401）且与载物台（401）滑动连接，所述支柱（3）的一侧安装有驱动丝杆（402）转动的驱动电机（406）。

9.根据权利要求8所述的一种自纠正半导体芯片排片机，其特征在于：所述纵向位移结构（5）包括同步轮（501），所述机架（1）的两侧转动连接有传动杆（502），所述支柱（3）的一侧通过螺丝固定有连接座（503），所述传动杆（502）贯穿连接座（503）且与连接座（503）螺纹连接，所述机架（1）的一侧安装有位移电机（504），所述同步轮（501）固定在传动杆（502）的外壁，两个所述同步轮（501）之间安装有同步带（505）。

10.一种根据权利要求1-9任意一项的所述一种自纠正半导体芯片排片机的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、半导体芯片在装置外上料机构的推送下，到达上料槽的一端后，电动夹爪在纵向移动机构以及升降气缸的驱动下移动到半导体芯片的上方，对半导体芯片夹取并摆放在限位座内；

S2、每个限位座内能够摆放两片半导体芯片，两个半导体芯片通过位于限位座中间的限位板隔开，当限位座摆满后进行芯片位置自纠正动作；

S3、通过启动驱动马达，螺杆转动，使两个移动架朝向相反方向移动，此时杆体从侧方进入限位座内，并与芯片的一端接触，使芯片的另一端抵在排片槽的内壁，此时若干半导体芯片在水平方向上排放整齐；

S4、对通电磁铁断电，使通电磁铁与磁吸块不吸合，侧面纠偏板在弹簧的作用下弹出凹槽，对芯片侧面抵紧，此时限位座上的芯片在纵向上也排列整齐，实现自动纠偏；

S5、将真空吸盘连接真空管道并与真空发生器连接，对纠偏完成后的芯片从底部吸紧。

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