CN116246984A - 一种双工位半导体贴装设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双工位半导体贴装设备，涉及半导体贴装设备技术领域。包括至少两组上料对位组件以及共用于两组上料对位组件的贴装平台，上料对位组件包括用于产品上下料输送的输送线、用于放置芯片载带并对芯片载带位置进行调整的上料组件、用于调整待贴装芯片位置的中转台以及用于对芯片。该产品可兼容wafer上下料，崔盘，华夫盒，Gel‑Pak等上料方式，可以匹配相同的吸嘴，进行同一款芯片贴装提高效率，也可以使用两种不同规格的吸嘴，同时兼容两种差异大的芯片进行贴装，应用不同规格的芯片，进行同时进行贴装，也可以互相交错贴装，多种贴装方法，大幅度提高贴装效率，结构精简、紧凑，满足制造行业加工需求。

Description

一种双工位半导体贴装设备
技术领域
本发明涉及半导体贴装设备技术领域，具体为一种双工位半导体贴装设备。
背景技术
芯片贴装是半导体封装工艺中的关键工序。几乎各种应用所需的芯片都需要这道工序，对组装成本起到了关键的作用。芯片贴装设备也将从上述趋势带来的组装和封装商机中获益。
由于不同类型的芯片尺寸不同，吸嘴无法通用，现有的芯片贴装设备只能同时进行一种类型的芯片进行贴装，在进行两种不同类型的芯片贴装、叠加贴装时，只能在贴装一次后移动至下一工序再进行另一种类型的芯片进行铁中，贴装效率差且过程中可能会对芯片造成污染，不同次的识别会有微小的误差，同时转运投入的人力支出大，严重影响影响着芯片贴装工业的生产效率和精度，已无法满足使用需求。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双工位半导体贴装设备，包括至少两组上料对位组件以及共用于两组上料对位组件的贴装平台，所述上料对位组件包括用于产品上下料输送的输送线、用于放置芯片载带并对芯片载带位置进行调整的上料组件、用于调整待贴装芯片位置的中转台以及用于对芯片、产品进行MARK对位、转运以及贴装的模组；
所述上料组件包括用于放置芯片载带的料盘定位治具以及设置于料盘定位治具底部并对料盘定位治具进行X、Y、Z、R轴位置调整的料盘四轴对位组件；
所述中转台包括用于放置从芯片载带上取下的芯片的芯片载台以及对芯片进行X、Y、R轴位置调整的芯片三轴对位组件；
所述贴装平台包括用于对接两个输送线的贴装输送带、用于对产品进行定位的定位气缸以及用于对产品进行X、Y轴位置调整的产品双轴对位组件。
作为本发明的一种优选技术方案，所述模组一侧设置有分别与上料组件、中转台对应的吸盘转运台以及用于驱动吸盘转运台的转运台直线驱动模组，所述转运台直线驱动模组安装于模组内部，以实现芯片从所述料盘定位治具至芯片载台、芯片载台至贴装输送带的转运。
作为本发明的一种优选技术方案，所述模组上还设置有分别与上料组件、中转台、贴装平台对应的取料识别相机、芯片位置角度调整相机、定位贴装相机。
作为本发明的一种优选技术方案，所述料盘四轴对位组件包括wafer晶圆扩膜台、位于wafer晶圆扩膜台下方的料盘升降底板、设置于料盘升降底板一侧的升降电机以及不少于一个转动设置于料盘升降底板上并与升降电机通过传动带传动连接的丝杠，所述丝杠的表面与wafer晶圆扩膜台的内部螺纹套接；
所述料盘定位治具转动设置于wafer晶圆扩膜台上，所述wafer晶圆扩膜台的一侧设置有通过皮带与料盘定位治具传动连接的料盘旋转电机，实现所述料盘定位治具R轴运动；
所述料盘升降底板上设置有一端延伸至料盘定位治具内部的顶针主体以及用于驱动顶针主体进行升降的气缸。
作为本发明的一种优选技术方案，所述料盘四轴对位组件还包括位于料盘升降底板下方的调节底板一以及位于调节底板一下方的调节底板二，所述调节底板一上设置有与料盘升降底板底部滑动连接的X轴滑轨，所述调节底板二上设置有与调节底板一底部滑动连接的Y轴滑轨。
作为本发明的一种优选技术方案，所述芯片三轴对位组件包括位于上料组件一侧的芯片Y轴直线模组、设置于芯片Y轴直线模组上的芯片X轴直线模组以及设置于芯片X轴直线模组上的芯片转台直驱电机；
所述芯片载台安装于芯片转台直驱电机上，以实现芯片在所述芯片载台上的X、Y、R轴位置的调整。
作为本发明的一种优选技术方案，所述定位气缸安装于贴装输送带内壁的两侧，用于顶升产品，所述贴装输送带的顶部两侧均设置有夹板，用于配合所述定位气缸定位产品，所述贴装输送带的一侧设置有产品粗定位气缸。
作为本发明的一种优选技术方案，所述产品双轴对位组件包括设置于贴装输送带底部的产品X轴直线模组以及设置于产品X轴直线模组底部的产品Y轴直线模组，所述产品Y轴直线模组位于两个中转台之间。
作为本发明的一种优选技术方案，还包括有用于安装输送线、上料组件、中转台、模组以及贴装平台的大理石底座。
与现有技术相比，本发明提供了一种双工位半导体贴装设备，具备以下
有益效果：
该双工位半导体贴装设备，通过设置上料对位组件以及贴装平台，该产品可兼容wafer上下料，崔盘，华夫盒，Ge l-Pak等上料方式，可以匹配相同的吸嘴，进行同一款芯片贴装提高效率，也可以使用两种不同规格的吸嘴，同时兼容两种差异大的芯片进行贴装，应用不同规格的芯片，进行同时进行贴装，也可以互相交错贴装，多种贴装方法，大幅度提高贴装效率，结构精简、紧凑，满足制造行业加工需求。
附图说明
图1为本发明提出的一种双工位半导体贴装设备的结构示意图；
图2为图1中A处的结构放大图；
图3为本发明提出的一种双工位半导体贴装设备的结构侧视图；
图4为图3中A处的结构放大图；
图5为图3中B处的结构放大图；
图6为图3中C处的结构放大图。
图中：1、上料对位组件；11、输送线；111、调节底座；12、上料组件；121、料盘定位治具；1211、wafer晶圆扩膜台；1212、料盘旋转电机；122、料盘四轴对位组件；123、料盘升降底板；1231、升降电机；1232、丝杠；124、调节底板一；1241、X轴滑轨；125、调节底板二；1251、Y轴滑轨；126、顶针主体；13、中转台；131、芯片载台；132、芯片三轴对位组件；1321、芯片Y轴直线模组；1322、芯片X轴直线模组；1323、芯片转台直驱电机；14、模组；141、吸盘转运台；142、转运台直线驱动模组；143、取料识别相机；144、芯片位置角度调整相机；145、定位贴装相机；2、贴装平台；21、贴装输送带；22、定位气缸；23、夹板；24、产品X轴直线模组；25、产品Y轴直线模组；26、产品粗定位气缸；3、大理石底座。
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。
请参阅图1-6，一种双工位半导体贴装设备，包括至少两组上料对位组件1以及共用于两组上料对位组件1的贴装平台2，所述上料对位组件1包括用于产品上下料输送的输送线11、用于放置芯片载带并对芯片载带位置进行调整的上料组件12、用于调整待贴装芯片位置的中转台13以及用于对芯片、产品进行MARK对位、转运以及贴装的模组14。
所述上料组件12包括用于放置芯片载带的料盘定位治具121以及设置于料盘定位治具121底部并对料盘定位治具121进行X、Y、Z轴位置调整的料盘四轴对位组件122。
所述中转台13包括用于放置从芯片载带上取下的芯片的芯片载台131以及对芯片进行X、Y、R轴位置调整的芯片三轴对位组件132。
所述贴装平台2包括用于对接两个输送线11的贴装输送带21、用于对产品进行定位的定位气缸22以及用于对产品进行X、Y轴位置调整的产品双轴对位组件。
上料方式可以是wafer table也可以是崔盘的方式，可根据需求进行选择，芯片取放可以根据不同产品的要求，使用吸嘴吸取或者采用夹具替换吸嘴进行夹取的方式，灵活应用于半导体贴装行业内的不同产品的兼容性，取芯片放置在芯片位置角度调整相机144下进行位置和角度调整时，相机下方的中转台13可以做到位置的调整角度的微调和角度360度调整方向，再取到贴装平台2进行贴装，在叠加贴装和调整后的贴装上很有优势，左右两侧的上料对位组件1用不同的物料的同时，设备还可以安装不同的规格的吸嘴，设备可用于叠加贴装或者高效率贴装，减少多次装夹的时间和过程中带来的误差，应用前景广阔。
该产品通过工控机程序控制，可编程，兼容两种不同种类芯片，识别-取料-校正-贴装，按照编程顺序贴装，一个平台同时兼容两种芯片的高精度贴装。
通过设置上料对位组件1以及贴装平台2，该产品可兼容wafer上下料，崔盘，华夫盒，Gel-Pak等上料方式，可以匹配相同的吸嘴，进行同一款芯片贴装提高效率，也可以使用两种不同规格的吸嘴，同时兼容两种差异大的芯片进行贴装，应用不同规格的芯片，进行同时进行贴装，也可以互相交错贴装，多种贴装方法，大幅度提高贴装效率，结构精简、紧凑，满足制造行业加工需求。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述模组14一侧设置有分别与上料组件12、中转台13对应的吸盘转运台141以及用于驱动吸盘转运台141的转运台直线驱动模组142，所述转运台直线驱动模组142安装于模组14内部，以实现芯片从所述料盘定位治具121至芯片载台131、芯片载台131至贴装输送带21的转运，所述吸盘转运台141与转运台直线驱动模组142之间还设置有升降模组，用于带动吸盘转运台141进行上下升降运动，启动转运台直线驱动模组142带动与料盘定位治具121相对应的吸盘转运台141从料盘定位治具121上的料盘载带中西吸取芯片，并将芯片放置在中转台13上进行位置角度调整，以将芯片位置校准与待贴装产品相匹配，当芯片位置角度调整完成后，启动转运台直线驱动模组142带动另一个吸盘转运台141将角度调整后的芯片吸取至产品上进行贴合，两组上料对位组件1可以同时进行同一类型芯片的贴合，或者两种类型芯片的贴合，或是叠加贴片。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述模组14上还设置有分别与上料组件12、中转台13、贴装平台2对应的取料识别相机143、芯片位置角度调整相机144、定位贴装相机145，定位贴装相机145会先定位出产品的整体位置角度(MARK点定位)，初步计算出所要贴装位置的机械坐标，根据产品的要求，确定是否需要再一次的拍照，通过芯片位置角度调整相机144配合芯片三轴对位组件132来对芯片的位置角度进行调节，通过取料识别相机143可以在取料的时候进行识别芯片的初步位置。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述料盘四轴对位组件122包括wafer晶圆扩膜台1211、位于wafer晶圆扩膜台1211下方的料盘升降底板123、设置于料盘升降底板123一侧的升降电机1231以及不少于一个转动设置于料盘升降底板123上并与升降电机1231通过传动带传动连接的丝杠1232，所述丝杠1232的表面与wafer晶圆扩膜台1211的内部螺纹套接；
所述料盘定位治具121转动设置于wafer晶圆扩膜台1211上，所述wafer晶圆扩膜台1211的一侧设置有通过皮带与料盘定位治具121传动连接的料盘旋转电机1212，实现所述料盘定位治具121R轴运动；
所述料盘升降底板123上设置有一端延伸至料盘定位治具121内部的顶针主体126以及用于驱动顶针主体进行升降126的气缸，启动料盘旋转电机1212带动料盘定位治具121转动，配合取料识别相机143来确定芯片的初步位置，启动升降电机1231带动丝杠1232转动，由于丝杠1232的数量不少于一个，wafer晶圆扩膜台1211受到丝杆的转动影响进行上升或下降的运动。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述料盘四轴对位组件122还包括位于料盘升降底板123下方的调节底板一124以及位于调节底板一124下方的调节底板二125，所述调节底板一124上设置有与料盘升降底板123底部滑动连接的X轴滑轨1241，所述调节底板二125上设置有与调节底板一124底部滑动连接的Y轴滑轨1251，由于X轴滑轨1241和Y轴滑轨1251不需要经常调试，X轴滑轨1241和Y轴滑轨1251均可以采用手动调节、锁紧或采用直线模组进行驱动，操作方式简单快捷。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述芯片三轴对位组件132包括位于上料组件12一侧的芯片Y轴直线模组1321、设置于芯片Y轴直线模组1321上的芯片X轴直线模组1322以及设置于芯片X轴直线模组1322上的芯片转台直驱电机1323，所述芯片载台131安装于芯片转台直驱电机1323上，以实现芯片在所述芯片载台131上的X、Y、R轴位置的调整，启动转运台直线驱动模组142带动与料盘定位治具121相对应的吸盘转运台141从料盘定位治具121上的料盘载带中西吸取芯片，并将芯片放置在中转台13上进行位置角度调整，启动芯片Y轴直线模组1321、芯片X轴直线模组1322以及芯片转台直驱电机1323配合芯片位置角度调整相机144对芯片进行位置角度调整，以将芯片位置校准与待贴装产品上的芯片安装位置相匹配。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述定位气缸22安装于贴装输送带21内壁的两侧，用于顶升产品，所述贴装输送带21的顶部两侧均设置有夹板23，用于配合所述定位气缸22定位产品，所述贴装输送带21的一侧设置有产品粗定位气缸26，当待贴装的产品通过输送线11移动至贴装输送带21上时，产品移动至贴装输送带21上时，先通过产品粗定位气缸26阻挡进行粗定位，之后再进行产品顶起，启动定位气缸22顶升产品与夹板23抵触，实现对产品的定位。
作为本实施例的一种具体技术方案，所述产品双轴对位组件包括设置于贴装输送带21底部的产品X轴直线模组24以及设置于产品X轴直线模组24底部的产品Y轴直线模组25，所述产品Y轴直线模组25位于两个中转台13之间，当贴装输送带21上的产品定位后，启动产品X轴直线模组24和产品Y轴直线模组25将产品移动至定位贴装相机145下方进行MARK对位，对位完成后，即可进行贴片操作。
作为本实施例的一种具体技术方案，还包括有用于安装输送线11、上料组件12、中转台13、模组14以及贴装平台2的大理石底座3，所述输送线11的底部设置有调节底座111，用于调节输送线11的位置。
综上所述，该双工位半导体贴装设备，通过设置上料对位组件1以及贴装平台2，该产品可兼容wafer上下料，崔盘，华夫盒，Ge l-Pak等上料方式，可以匹配相同的吸嘴，进行同一款芯片贴装提高效率，也可以使用两种不同规格的吸嘴，同时兼容两种差异大的芯片进行贴装，应用不同规格的芯片，进行同时进行贴装，也可以互相交错贴装，多种贴装方法，大幅度提高贴装效率，结构精简、紧凑，满足制造行业加工需求。
需要说明的是，在本文中，诸如术语“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……”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)

1.一种双工位半导体贴装设备，包括至少两组上料对位组件(1)以及共用于两组上料对位组件(1)的贴装平台(2)，其特征在于：所述上料对位组件(1)包括用于产品上下料输送的输送线(11)、用于放置芯片载带并对芯片载带位置进行调整的上料组件(12)、用于调整待贴装芯片位置的中转台(13)以及用于对芯片、产品进行MARK对位、转运以及贴装的模组(14)；
所述上料组件(12)包括用于放置芯片载带的料盘定位治具(121)以及设置于料盘定位治具(121)底部并对料盘定位治具(121)进行X、Y、Z、R轴位置调整的料盘四轴对位组件(122)；
所述中转台(13)包括用于放置从芯片载带上取下的芯片的芯片载台(131)以及对芯片进行X、Y、R轴位置调整的芯片三轴对位组件(132)；
所述贴装平台(2)包括用于对接两个输送线(11)的贴装输送带(21)、用于对产品进行定位的定位气缸(22)以及用于对产品进行X、Y轴位置调整的产品双轴对位组件。
2.根据权利要求1所述的一种双工位半导体贴装设备，其特征在于：所述模组(14)一侧设置有分别与上料组件(12)、中转台(13)对应的吸盘转运台(141)以及用于驱动吸盘转运台(141)的转运台直线驱动模组(142)，所述转运台直线驱动模组(142)安装于模组(14)内部，以实现芯片从所述料盘定位治具(121)至芯片载台(131)、芯片载台(131)至贴装输送带(21)的转运。
3.根据权利要求2所述的一种双工位半导体贴装设备，其特征在于：所述模组(14)上还设置有分别与上料组件(12)、中转台(13)、贴装平台(2)对应的取料识别相机(143)、芯片位置角度调整相机(144)、定位贴装相机(145)。
4.根据权利要求1所述的一种双工位半导体贴装设备，其特征在于：所述料盘四轴对位组件(122)包括wafer晶圆扩膜台(1211)、位于wafer晶圆扩膜台(1211)下方的料盘升降底板(123)、设置于料盘升降底板(123)一侧的升降电机(1231)以及不少于一个转动设置于料盘升降底板(123)上并与升降电机(1231)通过传动带传动连接的丝杠(1232)，所述丝杠(1232)的表面与wafer晶圆扩膜台(1211)的内部螺纹套接；
所述料盘定位治具(121)转动设置于wafer晶圆扩膜台(1211)上，所述wafer晶圆扩膜台(1211)的一侧设置有通过皮带与料盘定位治具(121)传动连接的料盘旋转电机(1212)，实现所述料盘定位治具(121)R轴运动；
所述料盘升降底板(123)上设置有一端延伸至料盘定位治具(121)内部的顶针主体(126)以及用于驱动顶针主体进行升降(126)的气缸。
5.根据权利要求4所述的一种双工位半导体贴装设备，其特征在于：所述料盘四轴对位组件(122)还包括位于料盘升降底板(123)下方的调节底板一(124)以及位于调节底板一(124)下方的调节底板二(125)，所述调节底板一(124)上设置有与料盘升降底板(123)底部滑动连接的X轴滑轨(1241)，所述调节底板二(125)上设置有与调节底板一(124)底部滑动连接的Y轴滑轨(1251)。
6.根据权利要求1所述的一种双工位半导体贴装设备，其特征在于：所述芯片三轴对位组件(132)包括位于上料组件(12)一侧的芯片Y轴直线模组(1321)、设置于芯片Y轴直线模组(1321)上的芯片X轴直线模组(1322)以及设置于芯片X轴直线模组(1322)上的芯片转台直驱电机(1323)；
所述芯片载台(131)安装于芯片转台直驱电机(1323)上，以实现芯片在所述芯片载台(131)上的X、Y、R轴位置的调整。
7.根据权利要求1所述的一种双工位半导体贴装设备，其特征在于：所述定位气缸(22)安装于贴装输送带(21)内壁的两侧，用于顶升产品，所述贴装输送带(21)的顶部两侧均设置有夹板(23)，用于配合所述定位气缸(22)定位产品，所述贴装输送带(21)的一侧设置有产品粗定位气缸(26)。
8.根据权利要求7所述的一种双工位半导体贴装设备，其特征在于：所述产品双轴对位组件包括设置于贴装输送带(21)底部的产品X轴直线模组(24)以及设置于产品X轴直线模组(24)底部的产品Y轴直线模组(25)，所述产品Y轴直线模组(25)位于两个中转台(13)之间。
9.根据权利要求1所述的一种双工位半导体贴装设备，其特征在于：还包括有用于安装输送线(11)、上料组件(12)、中转台(13)、模组(14)以及贴装平台(2)的大理石底座(3)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117096064A (zh) * 2023-09-21 2023-11-21 恩纳基智能科技无锡有限公司 一种双工位高精度倒装封装设备

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