CN118073264A - 一种半导体封装芯片拾取装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体封装技术领域，具体公开了一种半导体封装芯片拾取装置，包括机械摆臂、真空泵以及喷气泵，所述机械摆臂的顶部设置有控制器，所述机械摆臂的上方设置有真空管和喷气管，所述真空管和喷气管的另一端连通有电磁阀，所述电磁阀底部连通有螺旋管，所述螺旋管的底端设置有吸嘴，所述机械摆臂的端部设置有位置调节组件，所述位置调节组件的下方设置有精准吸附组件；通过集成压力传感和高精度视觉识别技术，能够使得芯片拾取与放置更加精确，进而达到精确控制的作用，并且通过压力传感器对吸附力的精确控制，既能保证足够的吸附力以确保芯片在转移和焊接过程中不脱落，又能避免吸附力过大导致晶圆表面或内部结构的物理损伤。

Description

一种半导体封装芯片拾取装置

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，具体为一种半导体封装芯片拾取装置。

背景技术

芯片是半导体元件产品的统称，而半导体的生产流程是由晶圆制造、晶圆测试、芯片封装和封装后测试组成，其中需要对芯片进行位置转移，方便对芯片进行锡焊焊接，进而就需要用到芯片吸附装置对芯片进行拾取。

而现有的半导体封装Die Bond工序中，在对芯片拾取阶段中，通过吸附拾取装置拾取芯片时，会出现芯片吸附不良的缺陷，进而会导致芯片在焊接过程中出现缺失、歪斜等问题，严重影响封装质量，因此，可做进一步改善。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种半导体封装芯片拾取装置，旨在提高芯片拾取的精确度和焊接质量，降低因芯片缺失、歪斜导致的焊接不良率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种半导体封装芯片拾取装置，包括机械摆臂、真空泵以及喷气泵，所述机械摆臂的顶部设置有控制器，且所述控制器分别控制真空泵和喷气泵，所述机械摆臂的上方设置有真空管和喷气管，且所述真空管和喷气管分别和真空泵、喷气泵连通，所述真空管和喷气管的另一端连通有电磁阀，所述电磁阀底部连通有螺旋管，所述螺旋管的底端设置有吸嘴，所述机械摆臂的端部设置有位置调节组件，所述位置调节组件的下方设置有精准吸附组件。

进一步的说，本发明所述电磁阀和控制器信号连接，即电磁阀受控制器控制，通过控制器能够控制电磁阀接通真空管或喷气管，进而方便对芯片进行吸附拾取以及放置。

进一步的说，本发明所述位置调节组件包括固定安装在机械摆臂端部内的马达以及固定安装在机械摆臂端部外侧的限位杆，所述限位杆远离机械摆臂的一端固定安装有挡板，所述马达的输出轴一端固定安装有螺杆，所述螺杆的外侧且位于两侧限位杆之间螺纹套设有滑块，所述滑块的两侧均固定安装有套筒，且所述套筒螺纹套设在限位杆的外侧。

进一步的说，本发明所述马达和控制器信号连接，所述真空管和喷气管均插接在滑块内部，所述螺旋管位于滑块的下方，通过控制器会控制马达启动，使得螺杆在滑块的螺纹槽内转动，进而会带动滑块移动，从而会对吸嘴的位置进行调整，方便拾取不同位置的芯片。

进一步的说，本发明所述精准吸附组件包括固定安装在滑块底部的电动推杆，所述电动推杆的伸缩端固定安装有安装板，所述安装板的端部设置有压力传感器，且位于螺旋管和吸嘴之间，所述安装板上设置有警报器。

进一步的说，本发明所述电动推杆和控制器信号连接，所述压力传感器和警报器信号连接，通过控制器控制电动推杆启动，会带动吸嘴进行升降，进而方便拾取芯片，再通过压力传感器会实时监测吸嘴吸附芯片时螺旋管内的压力变化，一旦压力变化超过预设阈值，系统即将触发警报器报警，指示吸附系统可能出现密封性或稳定性问题或芯片未能吸附。

进一步的说，本发明所述压力传感器上搭载有视觉识别系统，能够精确识别并判定芯片位于吸嘴中心，确保吸嘴能够准确吸取芯片。

本发明的有益效果是，解决了背景技术中存在的缺陷，

1、该半导体封装芯片拾取装置，通过集成压力传感和高精度视觉识别技术，能够使得芯片拾取与放置更加精确，进而达到精确控制的作用，并且通过压力传感器对吸附力的精确控制，既能保证足够的吸附力以确保芯片在转移和焊接过程中不脱落，又能避免吸附力过大导致晶圆表面或内部结构的物理损伤。

2、该半导体封装芯片拾取装置，通过控制器控制电磁阀的切换，能够在吸附拾取芯片前，只连通喷气管和螺旋管，所以会对芯片表面的灰尘等杂质进行清理，进而能够避免拾取芯片时，因芯片表面的杂质导致其表面被刮花，而在吸嘴接触到芯片后，即会控制只连通真空管和螺旋管，进而即会对芯片进行正常吸附拾取。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明位置调节结构示意图；

图3为本发明精准吸附结构示意图；

图4为本发明电磁阀连接结构示意图。

图中：1、机械摆臂；2、控制器；3、真空管；4、喷气管；5、螺旋管；6、吸嘴；7、位置调节组件；8、精准吸附组件；9、马达；10、限位杆；11、挡板；12、螺杆；13、滑块；14、套筒；15、电动推杆；16、安装板；17、压力传感器。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图4所示，一种半导体封装芯片拾取装置，包括机械摆臂1、真空泵以及喷气泵，机械摆臂1的顶部设置有控制器2，电磁阀和控制器2信号连接，即电磁阀受控制器2控制，且控制器2分别控制真空泵和喷气泵，机械摆臂1的上方设置有真空管3和喷气管4，且真空管3和喷气管4分别和真空泵、喷气泵连通，真空管3和喷气管4的另一端连通有电磁阀，通过控制器2能够控制电磁阀接通真空管3或喷气管4，进而方便对芯片进行吸附拾取以及放置；电磁阀底部连通有螺旋管5，螺旋管5的底端设置有吸嘴6，机械摆臂1的端部设置有位置调节组件7，位置调节组件7的下方设置有精准吸附组件8。

如图2所示，位置调节组件7包括固定安装在机械摆臂1端部内的马达9以及固定安装在机械摆臂1端部外侧的限位杆10，马达9和控制器2信号连接，限位杆10远离机械摆臂1的一端固定安装有挡板11，马达9的输出轴一端固定安装有螺杆12，螺杆12的外侧且位于两侧限位杆10之间螺纹套设有滑块13，滑块13的两侧均固定安装有套筒14，且套筒14滑动套设在限位杆10的外侧，真空管3和喷气管4均插接在滑块13内部，螺旋管5位于滑块13的下方，通过控制器2会控制马达9启动，使得螺杆12在滑块13的螺纹槽内转动，进而会带动滑块13移动，从而会对吸嘴6的位置进行调整，方便拾取不同位置的芯片。

如图3-图4所示，精准吸附组件8包括固定安装在滑块13底部的电动推杆15，电动推杆15和控制器2信号连接，电动推杆15的伸缩端固定安装有安装板16，安装板16上设置有警报器，安装板16的端部设置有压力传感器17，且位于螺旋管5和吸嘴6之间，压力传感器17和警报器信号连接，通过控制器2控制电动推杆15启动，会带动吸嘴6进行升降，进而方便拾取芯片，再通过压力传感器17会实时监测吸嘴6吸附芯片时螺旋管5内的压力变化，一旦压力变化超过预设阈值，系统即将触发警报器报警，指示吸附系统可能出现密封性或稳定性问题或芯片未能吸附；

如图3-图4所示，压力传感器17上搭载有视觉识别系统，能够精确识别并判定芯片位于吸嘴6中心，确保吸嘴6能够准确吸取芯片；

如图3-图4所示，通过引入了自动化视觉识别系统，能够在芯片焊接后对样品进行定量抽样检测，通过高分辨率相机捕获清晰图像，并结合图像处理和分析技术，判断芯片外观，及锡料的溢出情况，对可能存在的粘晶偏位、油墨、空晶、缺锡、溢锡等不良现象做出初步判定，再结合人工抽检，可进一步提升die bond工序的焊接质量。

在使用时，如图1-图4所示，首先通过马达9转动会带动螺杆12在滑块13的内部转动，进而会带动真空管3移动，所以会对吸嘴6的位置进行调整，再通过搭载的视觉识别系统会使得吸嘴6调整移动至芯片的正上方，使得芯片能精确的位于吸嘴6中心，之后即会通过电动推杆15带动吸嘴6向下移动压在芯片上，而在此过程中，真空管3被电磁阀堵住，只有喷气管4和螺旋管5连通，进而会使得吸嘴6中心向下喷气，所以会对芯片表面的灰尘等杂质进行清理，便于吸附拾取；

而在吸嘴6向下接触芯片之后，通过压力传感器17检测到压力的变化，即会向控制器2传递信号，进而会控制电磁阀启动，使得喷气管4被堵住，而真空管3会和螺旋管5连通，进而此时即会对芯片进行吸附，并且会通过压力传感器17时刻检测压力，一旦压力变化超过预设阈值，系统即将触发警报器报警；

综上所述，该半导体封装芯片拾取装置，通过集成压力传感和高精度视觉识别技术，能够使得芯片拾取与放置更加精确，进而达到精确控制的作用，并且通过压力传感器对吸附力的精确控制，既能保证足够的吸附力以确保芯片在转移和焊接过程中不脱落，又能避免吸附力过大导致晶圆表面或内部结构的物理损伤。

通过控制器2控制电磁阀的切换，能够在吸附拾取芯片前，只连通喷气管4和螺旋管5，所以会对芯片表面的灰尘等杂质进行清理，进而能够避免拾取芯片时，因芯片表面的杂质导致其表面被刮花，而在吸嘴6接触到芯片后，即会控制只连通真空管3和螺旋管5，进而即会对芯片进行正常吸附拾取。

以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。

Claims (7)

1.一种半导体封装芯片拾取装置，包括机械摆臂（1）、真空泵以及喷气泵，其特征在于：所述机械摆臂（1）的顶部设置有控制器（2），且所述控制器（2）分别控制真空泵和喷气泵，所述机械摆臂（1）的上方设置有真空管（3）和喷气管（4），且所述真空管（3）和喷气管（4）分别和真空泵、喷气泵连通，所述真空管（3）和喷气管（4）的另一端连通有电磁阀，所述电磁阀底部连通有螺旋管（5），所述螺旋管（5）的底端设置有吸嘴（6），所述机械摆臂（1）的端部设置有位置调节组件（7），所述位置调节组件（7）的下方设置有精准吸附组件（8）。

2.根据权利要求1所述的半导体封装芯片拾取装置，其特征在于：所述电磁阀和控制器（2）信号连接，即电磁阀受控制器（2）控制。

3.根据权利要求1所述的半导体封装芯片拾取装置，其特征在于：所述位置调节组件（7）包括固定安装在机械摆臂（1）端部内的马达（9）以及固定安装在机械摆臂（1）端部外侧的限位杆（10），所述限位杆（10）远离机械摆臂（1）的一端固定安装有挡板（11），所述马达（9）的输出轴一端固定安装有螺杆（12），所述螺杆（12）的外侧且位于两侧限位杆（10）之间螺纹套设有滑块（13），所述滑块（13）的两侧均固定安装有套筒（14），且所述套筒（14）螺纹套设在限位杆（10）的外侧。

4.根据权利要求3所述的半导体封装芯片拾取装置，其特征在于：所述马达（9）和控制器（2）信号连接，所述真空管（3）和喷气管（4）均插接在滑块（13）内部，所述螺旋管（5）位于滑块（13）的下方。

5.根据权利要求1所述的半导体封装芯片拾取装置，其特征在于：所述精准吸附组件（8）包括固定安装在滑块（13）底部的电动推杆（15），所述电动推杆（15）的伸缩端固定安装有安装板（16），所述安装板（16）的端部设置有压力传感器（17），且位于螺旋管（5）和吸嘴（6）之间，所述安装板（16）上设置有警报器。

6.根据权利要求5所述的半导体封装芯片拾取装置，其特征在于：所述电动推杆（15）和控制器（2）信号连接，所述压力传感器（17）和警报器信号连接。

7.根据权利要求5或6所述的半导体封装芯片拾取装置，其特征在于：所述压力传感器（17）上搭载有视觉识别系统。