CN118213320A - 芯片顶针装置及芯片封装设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及芯片封装技术领域，具体公开了一种芯片顶针装置及芯片封装设备，包括顶针安装座、顶针模组以及驱动组件；所述顶针安装座上设置有可承载芯片的承载台，所述承载台上具有效承载面；所述顶针模组包括插设在承载台上的中部顶针与外围顶针；所述驱动组件包括与外围顶针连接的外围升降件以及与中部顶针连接的中部升降件；所述外围升降件带动外围顶针向远离芯片的方向移动，所述外围升降件与芯片之间形成分离间隙，在分离间隙区域内所述弹性力使胶膜与芯片分离。本申请能够实现胶膜与芯片的大面积剥离，大幅降低拾取过程中胶膜对芯片粘接力，从而消除芯片因为拾取拉扯而造成的裂纹。

Description

芯片顶针装置及芯片封装设备

技术领域

本申请涉及芯片封装技术领域，具体而言，涉及一种芯片顶针装置及芯片封装设备。

背景技术

在芯片封装工艺中，通常采用顶针推动芯片抬起，同时结合负压吸取芯片，使得芯片与胶膜能够分离，最终实现芯片的拾取转移。由于胶膜上的胶水具有一定黏性，现有技术在顶针顶起芯片时，采用多组顶针同时升降，从而推动胶膜与芯片向负压吸取口移动，顶针顶起到最高点时，所有的顶针仍支撑着胶膜与芯片，导致芯片与胶膜无法实现较大面积的剥离，从而使得胶膜对芯片仍然具有较大的粘结力，导致负压吸取过程中对芯片产生较大的拉扯牵引力，使得芯片容易发生破裂。尤其是对于越来越薄及面积大的芯片，因为顶针工艺造成的芯片良率问题越来越突出。

发明内容

本申请的目的在于提供一种芯片顶针装置及芯片封装设备，其能够实现胶膜与芯片的大面积剥离，大幅降低拾取过程中胶膜对芯片粘接力，从而消除芯片因为拾取拉扯而造成的裂纹。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种芯片顶针装置，包括顶针安装座、顶针模组以及驱动组件；所述顶针安装座上设置有可承载芯片的承载台，所述承载台上具有与芯片沿顶针模组运动方向的投影面重合的有效承载面；所述顶针模组包括插设在承载台上的中部顶针与外围顶针；所述外围顶针绕中部顶针的中心轴线间隔排布；所述驱动组件包括与外围顶针连接的外围升降件以及与中部顶针连接的中部升降件；所述外围升降件受驱推动外围顶针，所述中部升降件受驱推动中部顶针，以使外围顶针与中部顶针依次穿过有效承载面，直至推动芯片移动到预定位置，与芯片粘连的胶膜拉伸产生弹性力，所述外围升降件带动外围顶针向远离芯片的方向移动，所述外围升降件与芯片之间形成分离间隙，在分离间隙区域内所述弹性力使胶膜与芯片分离。

作为一种可选的实施方式，所述顶针安装座上设置有导向滑槽，所述导向滑槽的延伸方向与中心轴线相交；所述外围升降件为摆渡杆，摆渡杆一端与中部升降件铰接、另一端与导向滑槽连接；所述中部升降件受驱沿中心轴线靠近或远离有效承载面，所述摆渡杆的滑动端沿导向滑槽滑动，使得摆渡杆可从导向滑槽的一侧移动至另一侧。

作为一种可选的实施方式，所述摆渡杆上具有与外围顶针的端部接触的第一抵接面，所述摆渡杆从导向滑槽远离有效承载面的一侧移动至导向滑槽靠近有效承载面的一侧，所述第一抵接面可推动外围顶针顶起芯片。

作为一种可选的实施方式，所述摆渡杆上设有可吸引顶针模组的磁体，所述摆渡杆从导向滑槽靠近有效承载面的一侧移动至导向滑槽远离有效承载面的一侧，所述磁体通过磁吸力带动外围顶针远离芯片。

作为一种可选的实施方式，所述中部升降件为垂直于有效承载面的推拉杆，所述推拉杆上具有可与中部顶针端部接触的第二抵接面。

作为一种可选的实施方式，所述推拉杆与有效承载面距离最大时，所述推拉杆与摆渡杆夹角大于90°；所述推拉杆与有效承载面距离最小时，所述推拉杆与摆渡杆夹角小于90°。

作为一种可选的实施方式，所述驱动组件还包括弹性复位件，所述弹性复位件连接摆渡杆与推拉杆，所述弹性复位件可产生驱动摆渡杆与推拉杆垂直的作用力。

作为一种可选的实施方式，所述中部顶针以及外围顶针与有效承载面垂直，所述中部顶针可穿过有效承载面中心，产生作用于芯片中部的支撑力。

作为一种可选的实施方式，有至少两组绕中心轴线间隔排布的外围顶针，相邻两组外围顶针沿中部顶针的径向间隔排布。

第二方面，本申请实施例提供了一种芯片封装设备，包括上述的芯片顶针装置以及芯片拾取组件，所述芯片拾取组件通过负压在承载台上吸取芯片。

本申请实施例的有益效果包括：

第一方面，本申请实施例提供了一种芯片顶针装置，包括顶针安装座、顶针模组以及驱动组件；顶针安装座上设置有可承载芯片的承载台，承载台上具有与芯片沿顶针模组运动方向的投影面重合的有效承载面；本申请实施例的顶针模组包括插设在承载台上的中部顶针与外围顶针；外围顶针绕中部顶针的中心轴线间隔排布；本申请实施例的驱动组件包括与外围顶针连接的外围升降件以及与中部顶针连接的中部升降件；外围升降件受驱推动外围顶针，中部升降件受驱推动中部顶针，以使外围顶针与中部顶针依次穿过有效承载面，直至推动芯片移动到预定位置，与芯片粘连的胶膜拉伸产生弹性力，外围升降件带动外围顶针向远离芯片的方向移动，外围升降件与芯片之间形成分离间隙，在分离间隙区域内弹性力使胶膜与芯片分离。本申请实施例能够分步顶起芯片，在芯片顶起的最高位置，能够使得胶膜与芯片大面积剥离，大幅降低拾取过程中胶膜对芯片粘接力，从而消除芯片因为拾取拉扯而造成的裂纹。

第二方面，本申请实施例提供了一种芯片封装设备，包括上述的芯片顶针装置以及芯片拾取组件，芯片拾取组件通过负压在承载台上吸取芯片。本申请实施例采用上述的芯片顶针装置，能够使得芯片与胶膜进行大面积的剥离，降低在负压吸取过程中对胶膜芯片产生的拉扯力，从而有效防止因为胶膜粘连造成的芯片碎裂问题。因此本申请实施例提供的芯片封装设备能够大大提高芯片封装良率，提升封装质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例芯片顶针装置的结构示意图之一；

图2为本申请实施例芯片顶针装置的结构示意图之二；

图3为本申请实施例芯片顶针装置的结构示意图之三。

图标：

100-顶针安装座；101-顶针模组；102-驱动组件；103-承载台；104-有效承载面；105-中部顶针；106-外围顶针；107-分离间隙；108-导向滑槽；109-摆渡杆；110-第一抵接面；111-推拉杆；112-第二抵接面；113-弹性复位件；114-胶膜；115-L型滑槽。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在芯片封装工艺中，通常采用顶针推动芯片抬起，同时结合负压吸取芯片，使得芯片与胶膜114能够分离，最终实现芯片的拾取转移。由于胶膜114上的胶水具有一定黏性，现有技术在顶针顶起芯片时，采用多组顶针同时升降，从而推动胶膜114与芯片向负压吸取口移动，顶针顶起到最高点时，所有的顶针仍支撑着胶膜114与芯片，导致芯片与胶膜114无法实现较大面积的剥离，从而使得胶膜114对芯片仍然具有较大的粘结力，导致负压吸取过程中对芯片产生较大的拉扯牵引力，使得芯片容易发生破裂。尤其是对于越来越薄及面积大的芯片，因为顶针工艺造成的芯片良率问题越来越突出。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种芯片顶针装置及芯片封装设备。

参照图1与图2所示，本申请实施例提供了一种芯片顶针装置，包括顶针安装座100、顶针模组101以及驱动组件102；顶针安装座100上设置有可承载芯片的承载台103，承载台103上具有与芯片沿顶针模组101运动方向的投影面重合的有效承载面104；顶针模组101包括插设在承载台103上的中部顶针105与外围顶针106；外围顶针106绕中部顶针105的中心轴线间隔排布；驱动组件102包括与外围顶针106连接的外围升降件以及与中部顶针105连接的中部升降件；外围升降件受驱推动外围顶针106，中部升降件受驱推动中部顶针105，以使外围顶针106与中部顶针105依次穿过有效承载面104，直至推动芯片移动到预定位置，与芯片粘连的胶膜114拉伸产生弹性力，外围升降件带动外围顶针106向远离芯片的方向移动，外围升降件与芯片之间形成分离间隙107，在分离间隙107区域内弹性力使胶膜114与芯片分离。

需要说明的是，本申请实施例可通过外围升降件驱动外围顶针106，向上移动推动芯片移动，此时中部顶针105尚未与芯片抵持。也即是说通过外围升降件与中部升降件分步顶起芯片。

需要说明的是，中部顶针105可有一个或多个阵列排布的顶针，其位于有效承载面104的中部。外围顶针106包括多个绕中部顶针105间隔排布的顶针。本申请实施例可通过中部顶针105顶起芯片的中部，通过外围顶针106对芯片的边缘进行抵持。

需要说明的是，本申请实施例的中部顶针105顶起芯片后，外围顶针106收回使得外围升降件与芯片之间形成分离间隙107，通过胶膜114产生的弹性力，使胶膜114与芯片在分离间隙107区域内分离。

参照图1与图2所示，本申请实施例提供了一种芯片顶针装置，包括顶针安装座100、顶针模组101以及驱动组件102；顶针安装座100上设置有可承载芯片的承载台103，承载台103上具有与芯片沿顶针模组101运动方向的投影面重合的有效承载面104；本申请实施例的顶针模组101包括插设在承载台103上的中部顶针105与外围顶针106；外围顶针106绕中部顶针105的中心轴线间隔排布；本申请实施例的驱动组件102包括与外围顶针106连接的外围升降件以及与中部顶针105连接的中部升降件；外围升降件受驱推动外围顶针106，中部升降件受驱推动中部顶针105，以使外围顶针106与中部顶针105依次穿过有效承载面104，直至推动芯片移动到预定位置，与芯片粘连的胶膜114拉伸产生弹性力，外围升降件带动外围顶针106向远离芯片的方向移动，外围升降件与芯片之间形成分离间隙107，在分离间隙107区域内弹性力使胶膜114与芯片分离。本申请实施例能够分步顶起芯片，在芯片顶起的最高位置，能够使得胶膜114与芯片大面积剥离，大幅降低拾取过程中胶膜114对芯片粘接力，从而消除芯片因为拾取拉扯而造成的裂纹。

参照图1与图2所示，作为一种可选的实施方式，顶针安装座100上设置有导向滑槽108，导向滑槽108的延伸方向与中心轴线相交；外围升降件为摆渡杆109，摆渡杆109一端与中部升降件铰接、另一端与导向滑槽108连接；中部升降件受驱沿中心轴线靠近或远离有效承载面104，摆渡杆109的滑动端沿导向滑槽108滑动，使得摆渡杆109可从导向滑槽108的一侧移动至另一侧。

进一步的，本申请采用摆渡杆109作为外围升降件。

需要说明的是，中部升降件受驱沿中心轴线靠近或远离有效承载面104上的芯片，摆渡杆109在中部升降件的带动下运动，其与导向滑槽108连接的滑动端，可在导向滑槽108内滑动。

本申请实施例的摆渡杆109上具有与外围顶针106的端部接触的第一抵接面110，摆渡杆109从导向滑槽108远离有效承载面104的一侧移动至导向滑槽108靠近有效承载面104的一侧，第一抵接面110可推动外围顶针106顶起芯片。

需要说明的是，摆渡杆109可以有多个，绕中心轴线均匀间隔排布。每个摆渡杆109的第一抵接面均对应有外围顶针106。

需要说明的是，也可采用其它结构作为外围升降件。

作为一种可选的实施方式，摆渡杆109上设有可吸引顶针模组101的磁体，摆渡杆109从导向滑槽108靠近有效承载面104的一侧移动至导向滑槽108远离有效承载面104的一侧，磁体通过磁吸力带动外围顶针106远离芯片。

进一步的，本申请实施例在摆渡杆109上设置磁体，通过磁体产生的磁吸力可吸引外围顶针106，使得外围顶针106与第一抵接面110能够抵持。

需要说明的是，磁体可以是覆盖在第一抵接面110上的磁镀层，也可以是设置在摆渡杆109上的磁条，对此本领域内技术人员可根据需要进行选择，在此不做特殊限定。

需要说明的是，参照图2所示，外围顶针106远离芯片的端部能够在第一抵接面110产生滑移。摆渡杆109的第一抵接面110向上移动可推动外围顶针106向上移动，摆渡杆109的第一抵接面110向下移动可通过磁体的磁吸力带动外围顶针106向下移动。

另外，外围顶针106也可依靠重力向下移动。在运动过程中，外围顶针106的端部可在第一抵接面110滑移，确保外围顶针106能够沿上下方向顺利运动。

参照3所示，进一步的，导向滑槽108上还设置有竖直滑槽，竖直滑槽靠近推拉杆111设置且与导向滑槽108连接形成L型滑槽115。通过L型滑槽115的设置使得摆渡杆109能够与推拉杆111保持固定夹角，便于使得外围顶针106与中部顶针105均移动至有效承载面104之下。

参照图2与图3所示，作为一种可选的实施方式，中部升降件为垂直于有效承载面104的推拉杆111，推拉杆111上具有可与中部顶针105端部接触的第二抵接面112。

进一步的，本申请实施例的中部升降件为垂直于有效承载面104的推拉杆111，通过推拉杆111驱动中部顶针105上下移动。

需要说明的是，本申请实施例可采用伸缩电机或其他驱动模块驱动图拉杆上下移动，同时实现摆渡杆109的移动。也即是说，本申请实施例通过一个驱动模块可实现对外围顶针106与中部顶针105的运动控制，实现胶膜114的有效剥离。

参照图2与图3所示，作为一种可选的实施方式，推拉杆111与有效承载面104距离最大时，推拉杆111与摆渡杆109夹角大于90°；推拉杆111与有效承载面104距离最小时，推拉杆111与摆渡杆109夹角小于90°。

较优的，推拉杆111、外围顶针106以及中部顶针105均垂直于有效承载面104。

其中，导向滑槽108与推拉杆111垂直，当摆渡杆109与推拉杆111夹角为90°时，摆渡杆109与导向滑槽108平行设置。推拉杆111从最低点向上移动时，摆渡杆109的滑动端先在导向滑槽108内沿远离中部顶针105方向移动，此时摆渡杆109位于导向滑槽108远离有效承载面104一侧。直至摆渡杆109与推拉杆111夹角为90°，摆渡杆109的滑动端在导向滑槽108内沿靠近中部顶针105方向移动，此时摆渡杆109位于导向滑槽108靠近有效承载面104一侧。

参照图3所示，作为一种可选的实施方式，驱动组件102还包括弹性复位件113，弹性复位件113连接摆渡杆109与推拉杆111，弹性复位件113可产生驱动摆渡杆109与推拉杆111垂直的作用力。本申请实施例通过弹性复位件113可使得摆渡杆109与推拉杆111垂直。

其中，中部顶针105以及外围顶针106与有效承载面104垂直，中部顶针105可穿过有效承载面104中心，产生作用于芯片中部的支撑力。

参照图1与图2所示，作为一种可选的实施方式，有至少两组绕中心轴线间隔排布的外围顶针106，相邻两组外围顶针106沿中部顶针105的径向间隔排布。

需要说明的是，外围顶针106的具体数量以及排布密度本领域内技术人员可根据需要进行选择，对此不做特殊限定。

本申请实施例提供了一种芯片封装设备，包括上述的芯片顶针装置以及芯片拾取组件，芯片拾取组件通过负压在承载台103上吸取芯片。

本申请实施例采用上述的芯片顶针装置，能够使得芯片与胶膜114进行大面积的剥离，降低在负压吸取过程中对胶膜114芯片产生的拉扯力，从而有效防止因为胶膜114粘连造成的芯片碎裂问题。因此本申请实施例提供的芯片封装设备能够大大提高芯片封装良率，提升封装质量。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种芯片顶针装置，其特征在于，包括顶针安装座（100）、顶针模组（101）以及驱动组件（102）；所述顶针安装座（100）上设置有可承载芯片的承载台（103），所述承载台（103）上具有与芯片沿顶针模组（101）运动方向的投影面重合的有效承载面（104）；所述顶针模组（101）包括插设在承载台（103）上的中部顶针（105）与外围顶针（106）；所述外围顶针（106）绕中部顶针（105）的中心轴线间隔排布；所述驱动组件（102）包括与外围顶针（106）连接的外围升降件以及与中部顶针（105）连接的中部升降件；所述外围升降件受驱推动外围顶针（106），所述中部升降件受驱推动中部顶针（105），以使外围顶针（106）与中部顶针（105）依次穿过有效承载面（104），直至推动芯片移动到预定位置，与芯片粘连的胶膜（114）拉伸产生弹性力，所述外围升降件带动外围顶针（106）向远离芯片的方向移动，所述外围升降件与芯片之间形成分离间隙（107），在分离间隙（107）区域内所述弹性力使胶膜（114）与芯片分离。

2.根据权利要求1所述的芯片顶针装置，其特征在于，所述顶针安装座（100）上设置有导向滑槽（108），所述导向滑槽（108）的延伸方向与中心轴线相交；所述外围升降件为摆渡杆（109），摆渡杆（109）一端与中部升降件铰接、另一端与导向滑槽（108）连接；所述中部升降件受驱沿中心轴线靠近或远离有效承载面（104），所述摆渡杆（109）的滑动端沿导向滑槽（108）滑动，使得摆渡杆（109）可从导向滑槽（108）的一侧移动至另一侧。

3.根据权利要求2所述的芯片顶针装置，其特征在于，所述摆渡杆（109）上具有与外围顶针（106）的端部接触的第一抵接面（110），所述摆渡杆（109）从导向滑槽（108）远离有效承载面（104）的一侧移动至导向滑槽（108）靠近有效承载面（104）的一侧，所述第一抵接面（110）可推动外围顶针（106）顶起芯片。

4.根据权利要求2所述的芯片顶针装置，其特征在于，所述摆渡杆（109）上设有可吸引顶针模组（101）的磁体，所述摆渡杆（109）从导向滑槽（108）靠近有效承载面（104）的一侧移动至导向滑槽（108）远离有效承载面（104）的一侧，所述磁体通过磁吸力带动外围顶针（106）远离芯片。

5.根据权利要求2-4任一项所述的芯片顶针装置，其特征在于，所述中部升降件为垂直于有效承载面（104）的推拉杆（111），所述推拉杆（111）上具有可与中部顶针（105）端部接触的第二抵接面（112）。

6.根据权利要求5所述的芯片顶针装置，其特征在于，所述推拉杆（111）与有效承载面（104）距离最大时，所述推拉杆（111）与摆渡杆（109）夹角大于90°；所述推拉杆（111）与有效承载面（104）距离最小时，所述推拉杆（111）与摆渡杆（109）夹角小于90°。

7.根据权利要求5所述的芯片顶针装置，其特征在于，所述驱动组件（102）还包括弹性复位件（113），所述弹性复位件（113）连接摆渡杆（109）与推拉杆（111），所述弹性复位件（113）可产生驱动摆渡杆（109）与推拉杆（111）垂直的作用力。

8.根据权利要求1所述的芯片顶针装置，其特征在于，所述中部顶针（105）以及外围顶针（106）与有效承载面（104）垂直，所述中部顶针（105）可穿过有效承载面（104）中心，产生作用于芯片中部的支撑力。

9.根据权利要求8所述的芯片顶针装置，其特征在于，有至少两组绕中心轴线间隔排布的外围顶针（106），相邻两组外围顶针（106）沿中部顶针（105）的径向间隔排布。

10.一种芯片封装设备，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的芯片顶针装置以及芯片拾取组件，所述芯片拾取组件通过负压在承载台（103）上吸取芯片。