CN116895580A - 转移半导体电路的装置 - Google Patents

转移半导体电路的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116895580A
CN116895580A CN202310350794.3A CN202310350794A CN116895580A CN 116895580 A CN116895580 A CN 116895580A CN 202310350794 A CN202310350794 A CN 202310350794A CN 116895580 A CN116895580 A CN 116895580A
Authority
CN
China
Prior art keywords
actuator
transfer
transfer head
rotatable
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310350794.3A
Other languages
English (en)
Inventor
拉尔夫·许伯斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nexperia BV
Original Assignee
Nexperia BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nexperia BV filed Critical Nexperia BV
Publication of CN116895580A publication Critical patent/CN116895580A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/67721—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations the substrates to be conveyed not being semiconductor wafers or large planar substrates, e.g. chips, lead frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67144—Apparatus for mounting on conductive members, e.g. leadframes or conductors on insulating substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/67706—Mechanical details, e.g. roller, belt
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/67709—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations using magnetic elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Die Bonding (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

本发明提出一种用于将芯片从第一位置转移至至少第二位置的装置，该装置包括：至少一个可旋转转移组件，其包括至少两个转移头，每个转移头构造成在第一位置拾取芯片，并且构造成通过至少一个可旋转转移组件绕旋转轴线的旋转将芯片定位在至少第二位置；转移组件致动器，其用于绕旋转轴线驱动可旋转转移组件以及至少两个转移头；以及至少第一转移头致动器，其构造成相对于旋转轴线在径向方向上致动至少一个转移头，至少第一转移头致动器安装至可旋转转移组件致动器并且包括联接至至少一个转移头的致动器元件，致动器元件构造成相对于可旋转转移组件致动器在旋转轴线的方向上致动。

Description

转移半导体电路的装置
技术领域
半导体电路以具有多排和多列这种电路的矩阵形式被制造在还称为晶片的圆形平面基板上和圆形平面基板中。这种电路通常均为相同并且都具有相同尺寸，尽管这不是严格要求的。在晶片制造后，晶片的表面被粘合至柔性载体膜。然后，通过从晶片的一个表面到相反表面来切穿晶片而不切穿载体膜，将各个电路彼此物理分离。因此，获得布置在载体膜上的多个单独半导体电路(在下文中还称为“芯片”或“管芯”)。
背景技术
在已知示例中，用于将芯片从第一位置(例如将放置具有半导体电路矩阵的晶片的位置)转移至至少第二位置(例如放置具有单独半导体电路的载体膜的位置)的装置包括设置有至少两个转移头的一个可旋转转移组件，每个转移头构造成在第一位置拾取芯片，并且构造成通过使用旋转电机使至少一个可旋转转移组件绕旋转轴线旋转而将芯片定位在至少第二位置。至少两个转移头还由至少一个旋转转移头电机驱动，以用于通过进出径向平移运动(in-and-out radial translationalmovement)的方式在第一位置和至少第二位置中的每个位置来操纵半导体电路。
使用彼此独立操作的至少两个传统旋转电机来独立旋转可旋转驱动转移组件和可旋转驱动转移头具有一些显著结构和操作缺点。一个缺点在于机器速度损失，这是由于可旋转驱动转移头与同一旋转转移头电机连接，因此要求以时间顺序而不是并行的方式来执行该可旋转驱动转移头的半导体电路操纵。
另一个缺点涉及质量问题。由于硬件尺寸公差的缘故，半导体电路可能无法定位在正确的预定位置(例如，在检查摄像机的焦点外)。质量问题还可能在以下情况出现：当更多转移头与同一旋转转移头电机连接时，由于相对较高的冲击质量，可能潜在导致芯片损坏。质量问题还可能在以下情况出现：由于所用旋转电机的旋转轴承产生的摩擦，妨碍转移头操纵的位置控制。作为解决方案，每个转移头可以与单独旋转转移头电机连接，以便单独转移头操纵控制，然而由于整个装置结构的体积约束，所以无法实行该解决方案。
另一个缺点在于可能的机器正常运行时间损失，这是由于当将芯片转移装置从一种构造适配至另一种构造时，存在显著的转换时间。芯片转移装置具有许多构造(例如，不同数量的转移头、用于对在几个不同位置处的半导体电路进行收集、检查和放置的不同位置等)。此外，由于支撑旋转电机的大体积结构(volume consumingconstructions)，所以对这种芯片转移装置的维修变得很麻烦。
转移模块导致芯片的拾取和放置出现放置不准确和质量问题。出现这些机械不精确性是由于：每个自由度(旋转，从内到外的径向平移，以及从外到内的径向平移)具有自己的轴承(在我们的当前设计中，低于旋转的3倍)，并且因为致动器少于转移头，所以不可能允许经由伺服电机对每个转移头进行独立补偿。
因此，本公开的目的是提供一种用于转移芯片的改善装置，该装置具有减小的结构尺寸，结合了更简单的操作和驱动机构，允许以更高的操作速度来操纵半导体电路，由于减小的冲击质量和减小的摩擦而改善了操纵质量。
发明内容
根据本公开的第一示例，提出了一种用于将芯片从第一位置转移至至少第二位置的装置，该装置包括：至少一个可旋转转移组件，该可旋转转移组件包括至少两个转移头，每个转移头的构造成在第一位置拾取芯片并且构造成通过至少一个可旋转转移组件绕旋转轴线的旋转将芯片定位在至少第二位置；转移组件致动器，该转移组件致动器用于绕旋转轴线驱动可旋转转移组件以及至少两个转移头；以及至少第一转移头致动器，该至少第一转移头致动器构造成相对于旋转轴线在径向方向上致动至少一个转移头，该至少第一转移头致动器安装至可旋转转移组件致动器，并且所述至少第一转移头致动器包括联接至至少一个转移头的致动器元件，致动器元件构造成相对于可旋转转移组件致动器在旋转轴线的方向上致动。
构造成相对于可旋转转移组件致动器在旋转轴线的方向上致动的致动器元件解决了已知应用中的机械不精确性问题。整个结构能够围绕旋转轴线旋转，仅需要一个旋转电机或致动器，从而实现具有减少数量的移动部件(诸如轴承)的更简单结构。总体上，这导致了装置具有有限体积尺寸、在单独半导体电路的操作时具有提高的精度、并且限制了机器正常运行时间损失和维修时间。利用此种简化的机械结构，每个转移头可以由其自身的转移头致动器致动，因为此种构造允许对每个转移头/半导体电路进行精度校正，从而提高了每个转移头的操作灵活性和精度。可替代地，两个(或以上)转移头可以由一个转移头致动器致动，从而允许半导体芯片的并行操纵。
在优选示例中，致动器元件通过杆连杆机构或线缆连杆机构的方式联接至至少一个转移头。
优选地，至少第一转移头致动器包括安装至可旋转转移组件致动器的致动器部件，并且致动器元件构造成相对于致动器部件在旋转轴线的方向上致动。在此，整个转移头致动器与具有单独部件的转移组件致动器一起旋转，该单独部件构造成致动一个或多个转移头以用于半导体电路操纵。
在优选示例中，至少第一转移头致动器包括磁体线圈驱动单元，该磁体线圈驱动单元用于相对于可旋转转移组件致动器在旋转轴线的方向上致动致动器元件。这种无接触致动原理确保了适当的机械精度和瞬时响应时间，进一步提高了机器的整体速度。
特别地，为了进一步增加瞬时响应时间和机器速度，磁体线圈驱动器(磁体线圈驱动单元)包括多个磁体元件，该多个磁体元件安装至致动器元件并且围绕安装至致动器部件的线圈元件。在替代例中，多个磁体元件安装至致动器部件，而线圈元件安装至致动器元件。
在示例中，至少第一转移头致动器包括将致动器元件和致动器部件互连的引导元件，其中，引导元件选自但不局限于由膜元件、弹簧元件、球轴承、空气轴承等组成的群组。同样，这种结构提高了机械精度和瞬时响应时间，进一步提高了机器的整体速度。
在根据本公开的另一个示例中，至少第一转移头致动器还包括至少一个感测设备，该至少一个感测设备用于感测致动器元件相对于可旋转转移组件致动器在旋转轴线的方向上的位移。这种感测允许相对于旋转轴线在径向方向上精确致动相对应转移头，从而提高半导体电路操纵的精度。由于感测设备安装至转移头致动器，而转移头致动器又安装至可旋转转移组件致动器，因此无论整体结构的旋转(方向和/或速度)如何，都在旋转轴线的方向上感测位移变化。
在示例中，感测设备可以实施为线性编码器，该线性编码器感测置于致动器元件上的编码刻度，该编码刻度对沿旋转轴线的位置进行编码。线性编码器构造成扫描编码刻度，以便将编码位置转换为模拟或数字信号。为了确保机器速度和有效读出，感测设备安装至致动器部件，而编码刻度置于致动器元件上，该致动器元件在沿旋转轴线的方向上相对于致动器部件位移。
由于根据本公开的装置具有更简单并且体积更小的结构，转移头的数量可以增加至例如四个、六个、八个、十六个或甚至更多的转移头。因此，通过将另一转移头致动器安装至在旋转轴线方向上观察到的至少第一转移头致动器，可以使装置的结构仅在旋转轴线方向上扩展。
应当注意的是，根据本公开的装置的改善结构(具有较小的体积尺寸、较小的机械不精确度和该结构的移动部件之间的较小摩擦)允许每个转移头由其自身的转移头致动器致动。另一方面，根据芯片转移装置的实施方式，每个转移头致动器可以构造成致动两个以上的转移头。
在示例中，装置还实施有晶片定位设备和引线框架定位设备，该晶片定位设备构造成在第一位置定位晶片，该晶片的芯片表面在第一平面中延伸，该引线框架定位设备用于在第二位置处定位引线框架、或天线箔或封装带等，其中该引线框架、或天线箔或封装带等的结合表面在第二平面中延伸。
在另外的实施方式中，根据本公开的装置可以包括在第三位置中在第三平面中延伸的芯片表面检查设备。例如，所述第三位置可以是在可旋转转移组件的旋转方向上观察到的第一位置和第二位置之间的中间位置，从而允许对在第一位置中通过转移头拾取的半导体电路，在通过转移头将检查的半导体电路置于第二位置中之前，在中间第三位置中进行视觉检查。
另外，根据本发明的装置可以包括芯片转移设备，该芯片转移设备在第四位置中在第四平面中延伸，该芯片转移设备例如用于将半导体电路转移至另外的处理线。
附图说明
现在将参照附图对本公开进行讨论，附图示出：
图1是根据现有技术的用于转移半导体电路的装置的示意图；
图2是根据本公开的用于转移半导体电路的装置的示意图；
图3至图5示出了根据本公开的用于转移半导体电路的装置的其它示例；
图6至图8详细示出了根据本公开的用于在根据本公开的装置中实施的转移头致动器的示例。
具体实施方式
为了正确理解本公开，在下文的详细描述中，将在附图中利用相同的附图标记来表示本公开的相对应元件或部分。
图1描述了根据现有技术的用于将半导体电路从第一位置转移至至少第二位置的装置的示意性示例。
如介绍中所述，半导体电路以具有多排和多列这种电路的矩阵形式被制造在还称为晶片的圆形平面基板上和圆形平面基板中。为了将多个单独半导体电路(在下文中还称为“芯片”或“管芯”)从晶片分离并且将该多个单独半导体电路单独布置在例如载体膜上以用于进一步的处理和运输，图1描述了用于将芯片从第一位置(例如放置具有半导体电路矩阵的晶片的位置)转移至至少第二位置(例如放置具有单独半导体电路的载体膜的位置)的装置的示意性但已知的示例。
根据现有技术的用于转移芯片的装置由附图标记10表示。在整个本说明书中，各个半导体电路或芯片由附图标记1表示。
装置10包括转移组件11，通过旋转电机或转移组件致动器13来旋转驱动该转移组件11。转移组件致动器13设置有一个或多个转移组件致动器轴承13’，并且能够使转移组件10围绕在图1中利用附图标记11z表示的旋转轴线旋转。
优选有至少两个转移头12(利用12a至12b表示)安装至转移组件11。尽管可以利用安装至可旋转转移组件11的一个转移头12来操作装置10，但是出于机器速度的考虑，优选有至少两个转移头12a至12b安装至转移组件11。每个转移头12(12a至12b)构造成在第一位置拾取半导体电路或芯片1，并且构造成通过可旋转转移组件11在转移组件致动器13的作用下围绕旋转轴线11z旋转而将芯片1定位在至少第二位置。
此外，如图1所示，为了在第一位置和第二位置中的每个位置正确操纵半导体电路(芯片)1，例如从定位在第一位置的晶片上拾取芯片1并且在第二位置将芯片1置于载体膜上，转移头12a至12b中的每一个还由相对应的旋转转移头电机14(14a至14b)驱动。旋转转移头电机14a和14b中的每一个设置有对应的转移头致动器轴承14a’和14b’，从而允许旋转转移头电机14a和14b中的每一个分别围绕该转移头致动器轴承14a’至14b’的各自的旋转轴线14a-z和14b-z旋转。旋转轴线11z、14a-z和14b-z彼此不是完全同心取向，因此产生转移头12a至12b的机械精确性问题。另外，旋转转移头电机14a和14b中的每一个设置有对应的连接机构15a和15b，该连接机构15a和15b致动转移头12a至12b，以便在第一位置拾取半导体电路或芯片1，并且在第二位置定位或放置芯片1。
在此种已知构造中，旋转电机14a至14b实施于对应的转移头12a至12b。然而，在更常见构造中，两个或甚至四个可旋转驱动转移头12可以与同一旋转转移头致动器14连接。这种构造具有一些显著的结构和操作缺点。主要缺点是机器速度损失，当旋转驱动转移头与同一旋转转移头电机连接时，需要以时间顺序而不是并行的方式来执行该可旋转驱动转移头的半导体电路操纵。
另一个缺点涉及由于来自所使用的旋转致动器或电机的旋转轴承13’、14a’和14b’产生的摩擦，妨碍了转移头操纵的位置控制，从而导致质量问题。作为解决方案，每个转移头12可以与单独旋转转移头致动器(电机)14连接，以便单独转移头操纵控制，然而由于整个装置结构的体积约束，无法实行该解决方案。
图2示出了本公开的第一示例的示意图，其中，用于将半导体电路或芯片1从第一位置转移至至少第二位置的装置用附图标记100表示。装置100包括至少一个可旋转转移组件110。至少两个转移头120(120a至120b)安装至可旋转转移组件110。类似地，转移头120(120a至120b)中的每一个用于在第一位置拾取芯片1，并且用于通过相对于可旋转转移组件110的旋转轴线110z的径向位移将芯片1定位在至少第二位置。至少一个可旋转转移组件110绕其旋转轴线110z的旋转确保转移头120(120a至120b)中的每一个通过旋转从第一位置朝向至少第二位置位移。
利用转移组件致动器130来实现转移组件110绕该转移组件110的旋转轴线110z的旋转。根据本公开，转移组件致动器130绕一个单个旋转轴线110z驱动或旋转可旋转转移组件110和至少两个转移头120(120a至120b)。由于能够在仅使用一个旋转电机或致动器130的情况下使根据本公开并且如图2中所示的装置100的完整结构围绕一个旋转轴线110z旋转，因此获得了具有移动部件数量显著减少的更简单结构，诸如仅一个轴承130’。此外，不存在由于如图1所示的已知装置中的偏心旋转轴导致的机械不精确。总体上，这使得装置100具有有限体积尺寸、在单独半导体电路的操作时具有提高的精度、并且限制了机器正常运行时间损失和维修时间。
此外，至少第一转移头致动器140(140a)用于相对于旋转轴线110z在径向方向上(如图2中的箭头R所示)致动至少一个相对应转移头120(120a)。在本示例中，两个转移头致动器140a至140b分别借助于连接机构150a至150b(诸如连杆机构或线缆机构等)来致动相对应转移头120a至120b。如图所示，转移头致动器140(140a至140b)安装至可旋转转移组件致动器130。
因此，根据本公开的装置100的完整构造包括转移组件110、几个转移头120、转移组件致动器130和转移头致动器140，该完整构造安装在一个单个轴承130’上并且能够完全绕单个旋转轴线110z旋转。这种更简单结构的优点是显而易见的。随着显著减少移动部件数量，使这种构造的体积尺寸也得到限制，并且随着增加机器速度，可以更快并且以更高精度来操纵芯片1。此外，该装置100的更简单结构减少了机器的正常运行时间损失和维修时间。
图3至图5对根据本公开的装置的示例进行更详细描述，利用附图标记100(图3)、100’(图4)和100”(图5)来表示该装置。在图3中，根据本公开的芯片转移装置100包括转移组件110、转移组件致动器130、几个(这里是八个)转移头120a至120h、以及一个转移头致动器140a。应注意的是，转移头120的数量是任意的并且取决于装置100的应用类型。因此，一个、两个、四个、八个、甚至十六个转移头120(在这种情况下利用附图标记120a至120p表示)可以安装至可旋转转移组件110。
在本示例中，转移头120a至120h中的每一个包括安装至转移组件110的转移头主体121a至121h以及与转移头主体121a至121h可移动连接或铰接连接的转移头臂122a至122h。转移头臂122a至122h中的每一个承载能够以已知方式与芯片1相互作用的拾取元件123a至123h。为了简单起见，在图3中仅示出了与转移头120a相关的附图标记121a、122a、123a，清楚的是，在八个转移头120的构造中，其它七个转移头120b至120h同样包括相对应部分121x、122x、123x(其中x表示相关的后缀字母b至h)。
转移头臂122a至122h通过相对应线缆机构150a至150h与转移头致动器140a连接。线缆机构150a至150h的致动(将在本说明书的后文详细讨论)允许转移头臂122a至122h相对于相对应转移头主体121a至121h位移，从而使拾取元件123a至123h相对于旋转轴线110z在径向方向上(如图2中的箭头R所示)移动，例如远离和朝向轴线110z移动。拾取元件123a至123h的径向运动允许从定位在第一位置中的晶片拾取芯片1并且允许在第二位置中将芯片1置于载体膜上。
尽管例如如图3所示所有转移头120a至120h可以与一个并且相同的转移头致动器140a链接，但是可以实施另外的转移头致动器140b、140c、140d等。例如，如图4所示，由于根据本公开的芯片转移装置100’的整体结构围绕一个单个旋转轴线110z旋转时，因此至少一个另外的转移头致动器140b可以安装至在旋转轴线110z的方向上观察到的第一转移头致动器140a。这允许通过利用另外的转移头致动器140(a至d)来扩展装置，以用于对安装至可旋转转移组件110的一个或多个另外的转移头120a至120h进行致动，从而同样使本公开的装置沿该装置的旋转轴线110z在机器速度方面得到有利提升。
图5示出了这种示例，描述了根据本公开的芯片转移装置100”，该芯片转移装置100”围绕一个单个旋转轴线110z旋转，并且设置有四个转移头致动器140a、140b、140c、140d，转移头致动器中的每一个安装至在旋转轴线110z的方向上观察到的先前转移头致动器。多个转移头致动器的完整布置安装至可旋转转移组件110。
如图3至图5中清楚所示，由于根据本公开的装置100、100’、100”的仅在旋转轴线的方向上的细长结构尺寸随安装至可旋转转移组件110的转移头致动器140的数量而变化，所以根据本公开的装置100、100’、100”的几个示例显示出有限的体积尺寸。因此，在整个结构绕一个单个旋转轴线110z旋转时，需要单个轴承130’(图2)，所以此种设计构造具有的机械不精确性较小，并且在该构造的移动部件之间具有的摩擦较小。
沿旋转轴线110z添加另外的转移头致动器140的此种原理允许转移头120中的每一个由其自身的转移头致动器140致动。另一方面，根据芯片转移装置100、100’、100”的实施方式，转移头致动器140中的每一个可以构造成致动两个以上的转移头120。例如，在图3中，可以通过单个转移头致动器140a使八个转移头120a至120h一起并且同时致动，而在图4的装置100’中，八个转移头120a至120h可以分成单独两组，每组四个转移头，例如一组由转移头120a、120c、120e和120g组成，并且另一组由转移头120b、120d、120f和120h组成，每组由两个转移头致动器140a和140b中的一个一起并且同时致动。同样，在图5的装置100”中，八个转移头120a至120h可以分成单独四组，每组两个转移头，例如一组由转移头120a和120e组成，第二组由转移头120b和120f组成，第三组由转移头120c和120g组成，并且第四组由转移头120d和120h组成。类似地，通过四个转移头致动器140a至140d中的一个使每组一起并且同时致动，通过相应缆线机构150a至150h来进行所有致动/操纵。
由于转移头120中的每一个可以由其自身的转移头致动器140致动，这种一对一构造允许每个转移头120/半导体电路1的精度校正，所以可以显著提高每个转移头的操作灵活性和精度。可替代地，两个(或更多个)转移头可以由一个转移头致动器致动，从而允许半导体芯片的并行操作。
图6至图8更详细示出了转移头致动器140的功能。在图6至图8中，利用附图标记140a来表示转移头致动器。然而，例如图4和图5中所示，如果使用多于一个转移头致动器140，则对第一转移头致动器和任何另外的转移头致动器140应用后续字母后缀。因此，如上所述，在一个示例中，转移头120x中的每一个可以由其自身的转移头致动器140x致动(其中x表示相关后缀字母a至h或甚至更多，诸如a至p)。转移头致动器140(a至h)可以具有或多或少的柱形构造，具有减小的冲击质量，并且在绕旋转轴线110z旋转期间具有平衡的惯性。转移头致动器140(a至h)中的每一个具有致动器元件142(a至h)，通过相对应连接机构150(a至h)将该致动器元件142(a至h)联接至至少一个转移头120(a至h)。致动器元件142(a至h)构造成相对于可旋转转移组件致动器130在旋转轴线110z的方向上致动。利用致动的致动器元件142(a至h)相对于可旋转转移组件致动器130在旋转轴线110z的方向上的运动，解决了已知应用中的机械不精确性的问题。
特别地，使用诸如连杆机构或线缆机构等连接机构150(a至h)将致动器元件142(a至h)与至少一个转移头120(a至h)互连，由于不存在任何摩擦和机械间隙，因此提供了坚固并且可靠的致动机构。因此，此种致动机构提高了半导体电路1的操纵的机械精度。
如图6进一步所示，附图标记141(a至h)表示作为相关联转移头致动器140(a至h)的另一部分的致动器部件。致动器部件141(a至h)固定安装至可旋转转移组件致动器130。在非限制性示例中，致动器部件141(a至h)可以形成为环形基部元件141-1(a至h)，该环形基部元件141-1(a至h)设置有几个延伸部分141-2(a至h)，该几个延伸部分141-2(a至h)沿环形基部元件141-1(a至h)的圆周均匀分布并且在旋转轴线110z的方向上延伸。延伸部分141-2(a至h)将以固定方式安装至可旋转转移组件致动器130。
致动器元件142(a至h)还构造为环形元件，该环形元件具有同样沿其圆周均匀分布的几个开口142-1(a至h)。延伸部分141-2(a至h)中的每一个容纳在相对应开口142-1(a至h)中，从而允许致动器元件142(a至h)相对于致动器部件141(a至h)在旋转轴线110z的方向上无接触运动。
相似地，当对示出了沿旋转轴线110z彼此对齐安装的多个转移头致动器140a至140d的图4和图5进行观察时，至少一个另外的转移头致动器140b至40d的致动器部件141b至141d安装至先前的转移头致动器140a至140c的致动器部件141a至141c，从而产生一种刚性结构，该刚性结构进一步增加了具有有限移动部件的机械精度，因此减小了摩擦。
在图7和图8所示的示例中，转移头致动器140(a至h)中的每一个包括磁体线圈驱动单元148(a至h)，以用于相对于可旋转转移组件致动器130(以及致动器部件141(a至h))在旋转轴线110z的方向上致动致动器元件142(a至h)。这种无接触致动原理确保了适当的机械精度和瞬时响应时间，进一步提高了整个机器的速度。
特别地，为了进一步增加瞬时响应时间和机器速度，磁体线圈驱动器148(a至h)包括多个磁体元件144(a至h)，该多个磁体元件144(a至h)安装在环形致动器元件142(a至h)的内圆周处，围绕安装至致动器部件141(a至h)的线圈元件145(a至h)。在替代例中，多个磁体元件144(a至h)安装至致动器部件141(a至h)，而线圈元件145(a至h)安装至致动器元件142(a至h)。
为了确定机械精度和瞬时响应时间，当使致动器元件142(a至h)相对于致动器部件141(a至h)在旋转轴线110z的方向上位移时，转移头致动器140(a至h)中的每一个包括使致动器元件142(a至h)和致动器部件141(a至h)互连的引导元件143(a至h)。引导元件143(a至h)可以选自由膜元件、弹簧元件、滚珠轴承、空气轴承等组成的群组中，但不局限于此。在图8的所示示例中，引导元件141(a至h)形成为盘形弹簧元件，该盘形弹簧元件具有用于与致动器部件141(a至h)的延伸部分141-2(a至h)安装/互连的第一安装点143-1(a至h)，以及用于与致动器元件142(a至h)安装/互连的第二安装点143-2(a至h)。这种结构允许几个部件在没有任何机械间隙的情况下进行无摩擦运动，因此确保了操作的可靠性和准确性。
因此，在致动器部件141(a至h)安装至转移组件致动器130的情况下，完整的转移头致动器140(a至h)与转移组件致动器130(以及具有几个转移头120的可旋转转移组件110)一起绕旋转轴线110z旋转，而单独的致动器部件141(a至h)可以(在与引导元件143(a至h)结合的磁体线圈驱动器148致动时)相对于可旋转转移组件致动器130(以及具有几个转移头120的可旋转转移组件110)在旋转轴线110z的方向上移位，以便经由相关联缆线机构150(a至h)来致动一个或多个转移头120(a至h)，以用于半导体电路操纵。
在致动磁体线圈驱动器148(a至h)时，由于所产生的电磁力，致动器元件142(a至h)相对于致动器部件141在旋转轴线110z的方向上位移。致动器元件142(a至h)与相对应线缆机构150(a至h)的一端固定连接，而线缆机构150(a至h)的另一端与相对应转移头120(a至h)固定连接，特别是与相对应转移头臂122a至122h固定连接。经由线缆机构150(a至h)使致动器元件142(a至h)的位移(沿旋转轴前后)朝向转移头臂122(a至h)转移，并且相关联拾取元件123(a至h)可以相对于旋转轴110z在径向方向上(如图2中的箭头R所示)移动，以用于执行芯片1的相应拾取和放置。
在图3至图5以及图8中，附图标记146(a至d)表示感测设备，感测设备用于感测致动器元件142(a至h)相对于致动器部件141(a至h)/可旋转转移组件致动器130/可旋转转移组件110/转移头120(a至h)在旋转轴线110z的方向上的位移。这种感测允许相对于旋转轴线110z在径向方向上精确致动相对应转移头120，从而提高半导体电路操纵的精度。由于感测设备146(a至h)安装至转移头致动器140(a至h)上，而该转移头致动器又安装至可旋转转移组件致动器130上，因此无论整体结构100、100’、100”的旋转(方向和/或速度)如何，都可以在旋转轴110z的方向上感测位移变化。
为了冗余的目的，进一步提高机械精度，转移头120(a至h)中的每一个可以设置有多于一个的感测设备146(a至h)。
在示例中，感测设备146可以实施为线性编码器，该线性编码器感测置于表面(例如，盘形致动器元件142(a至h)的外周)上的编码刻度147(a至h)，该编码刻度对沿旋转轴线110z的位置进行编码。线性编码器146构造成扫描编码刻度147，以便将编码的位置转换为模拟或数字信号。
附图标记列表
1半导体电路或芯片
现有技术
10 芯片转移装置
11 可旋转转移组件
11z 转移组件的旋转轴线
12a至12b转移头
13转移组件致动器
13’转移组件致动器轴承
14a至14b可旋转转移头致动器
14a’至14b’转移头致动器轴承
14a-z转移头致动器14a的旋转轴线
14b-z转移头致动器14b的旋转轴线
15a至15b用于转移头12a至12b的连接机构
公开内容
100、100’、100”芯片转移装置(第一、第二、第三实施例)110 可旋转转移组件
110z 转移组件的旋转轴线
120(a至h)转移头
121(a至h)转移头主体
122(a至h)转移头臂
123(a至h)拾取元件
130转移组件致动器
130’转移组件致动器轴承
140(a至h)用于转移头120a至120h的转移头致动器
141(a至h)致动器部件
142(a至h)致动器元件
143(a至h)引导元件，例如弹簧元件、滚珠轴承、空气轴承144(a至h)磁体元件
145(a至h)线圈元件
146(a至h)感测设备(线性编码器)
147(a至h)编码刻度
148(a至h)磁体线圈驱动单元
150(a至h)用于转移头120a至120h的连接机构

Claims (15)

1.一种装置，所述装置用于将芯片从第一位置转移至至少第二位置，所述装置包括：
至少一个可旋转转移组件，所述至少一个可旋转转移组件包括至少两个转移头，每个转移头构造成在所述第一位置拾取芯片并且构造成通过所述至少一个可旋转转移组件绕旋转轴线的旋转将所述芯片定位在所述至少第二位置；
转移组件致动器，所述转移组件致动器用于绕所述旋转轴线驱动所述可旋转转移组件以及所述至少两个转移头；以及
至少第一转移头致动器，所述至少第一转移头致动器构造成相对于所述旋转轴线在径向方向上致动至少一个转移头，所述至少第一转移头致动器安装至所述可旋转转移组件致动器，并且所述至少第一转移头致动器包括联接至所述至少一个转移头的致动器元件，所述致动器元件构造成相对于所述可旋转转移组件致动器在所述旋转轴线的方向上致动。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述致动器元件通过连接机构的方式联接至所述至少一个转移头。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述至少第一转移头致动器包括安装至所述可旋转转移组件致动器的致动器部件，并且所述致动器元件构造成相对于所述致动器部件在所述旋转轴线的方向上致动。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述至少第一转移头致动器包括磁体线圈驱动单元，磁体线圈驱动单元用于相对于所述可旋转转移组件致动器在所述旋转轴线的方向上致动所述致动器元件。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述磁体线圈驱动器包括多个磁体元件，所述多个磁体元件安装至所述致动器元件并且围绕安装至所述致动器部件的线圈元件。
6.根据权利要求3至5中任一项或多项所述的装置，其中，所述至少第一转移头致动器包括将所述致动器元件和所述致动器部件互连的引导元件。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述引导元件选自但不局限于由膜元件、弹簧元件、球轴承、空气轴承等组成的群组。
8.根据前述权利要求中任一项或多项所述的装置，其中，所述至少第一转移头致动器还包括至少一个感测设备，所述至少一个感测设备用于感测所述致动器元件相对于所述可旋转转移组件致动器在所述旋转轴线的方向上的位移。
9.根据前述权利要求中任一项或多项所述的装置，其中，所述转移头的数量为四个、六个、八个、十六个或更多个。
10.根据前述权利要求中任一项或多项所述的装置，其中，所述装置包括至少一个另外的转移头致动器，所述至少一个另外的转移头致动器安装至在所述旋转轴线的方向上观察到的所述至少第一转移头致动器。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述至少一个另外的转移头致动器的所述致动器部件安装至先前转移头致动器的所述致动器部件。
12.根据权利要求10或11所述的装置，其中，所述转移头致动器的数量等于所述转移头的数量或为所述转移头的数量的一半或四分之一。
13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述可旋转转移组件沿一个方向旋转。
14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括晶片定位设备和引线框架定位设备，所述晶片定位设备构造成在所述第一位置定位晶片，所述晶片的芯片表面在第一平面中延伸，所述引线框架定位设备用于在所述第二位置处定位引线框架，所述引线框架的结合表面在第二平面中延伸。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，还包括在第三位置在第三平面中延伸的芯片表面检查设备。
CN202310350794.3A 2022-04-05 2023-04-04 转移半导体电路的装置 Pending CN116895580A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22166851.0 2022-04-05
EP22166851.0A EP4258327A1 (en) 2022-04-05 2022-04-05 An apparatus for transferring semiconductor circuits

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116895580A true CN116895580A (zh) 2023-10-17

Family

ID=81326078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310350794.3A Pending CN116895580A (zh) 2022-04-05 2023-04-04 转移半导体电路的装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230317487A1 (zh)
EP (1) EP4258327A1 (zh)
JP (1) JP2023153756A (zh)
KR (1) KR20230143578A (zh)
CN (1) CN116895580A (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG104292A1 (en) * 2002-01-07 2004-06-21 Advance Systems Automation Ltd Flip chip bonder and method therefor
MY168113A (en) * 2013-01-25 2018-10-11 Exis Tech Sdn Bhd An apparatus for picking, placing and pressing semiconductor components
DE102017124582A1 (de) * 2017-10-20 2019-04-25 Asm Assembly Systems Gmbh & Co. Kg Ergänzungswerkzeug für Chip-Transfervorrichtung mit Entnahmewerkzeug und Wendewerkzeug

Also Published As

Publication number Publication date
US20230317487A1 (en) 2023-10-05
EP4258327A1 (en) 2023-10-11
KR20230143578A (ko) 2023-10-12
JP2023153756A (ja) 2023-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10538000B2 (en) Robot with linear drives and rotary drive
CN103733324B (zh) 经调适于电子装置制造中运输基板的机械手系统、设备与方法
JP4750231B2 (ja) ワークピース処理システム
CN102326244B (zh) 用于在电子器件制造中传输基板的机械手系统、装置及方法
US7726011B2 (en) Chip transfer method and apparatus
JP6217958B2 (ja) 半導体チップの実装装置
CN100474551C (zh) 定位校准装置及定位校准系统
US5993142A (en) Robot having multiple degrees of freedom in an isolated environment
KR20140016425A (ko) 복수의 웨이퍼 핸들링 능력이 있는 이송 기구
US6811370B2 (en) Wafer handling robot having X-Y stage for wafer handling and positioning
CN116895580A (zh) 转移半导体电路的装置
TW202410213A (zh) 轉移半導體電路的裝置
KR101785388B1 (ko) 칩 이송 장치 및 이를 이용한 칩 이송 시스템
JP2007531293A (ja) 電気的な構成素子を基板に実装するための方法およびタレット式の実装ヘッド
US6464069B1 (en) Quadruple pick and place head construction
CN101142870B (zh) 用于为基底装配电气零部件的自动装配机
Brown et al. A precision manipulator module for assembly in a minifactory environment
US11594433B2 (en) Electronic component transfer apparatus
EP4283309A1 (en) Multi-axis gripper unit of turntable type probe pin bonding apparatus
JP2024519460A (ja) ウエハセンタリング機能を備えた回転インデクサ
CN110712195B (zh) 运送机器人和机器人系统
WO2023147022A1 (en) Traversing robot with multiple end effectors
TW202025604A (zh) 裝置、設備及系統
CN116654490A (zh) 一种用于传送晶圆的机械臂

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication