CN204834579U - 一种面向柔性芯片的多顶针剥离装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种面向柔性芯片的多顶针剥离装置,包括固定座、双真空腔室、多顶针机构和凸轮旋转驱动机构,其中:双真空腔室由分设在内、外侧的真空内腔室和真空外腔室共同组成,并且真空内腔室还可独立发生上下滑动;多顶针机构由同轴安装且彼此独立操控的内外圈顶针机构共同组成,它们沿着竖直方向整体设置在真空内腔室下部,并各自包括顶针、支撑架和从动子;凸轮旋转驱动机构用于实现内外圈顶针机构上下动作时序的控制,同时实现单顶针与多顶针之间的灵活切换。通过本实用新型,能够显著提高剥离的精度和效率,有效降低柔性芯片与蓝膜剥离过程中的损伤,同时具备结构紧凑、便于操控、使用方便等特点。
Description
技术领域
本实用新型属于电子封装与制造相关技术领域,更具体地,涉及一种面向柔性芯片的多顶针剥离装置。
背景技术
目前,随着市场对于电子器件的需求量日益增大,带动了电子器件加工技术的迅猛发展。尤其是,自柔性电子问世后,关于柔性电子有关生产工艺的研究日益增加,针对柔性电子制造装置的研究也越来越多。所谓柔性电子,是将有机或无机材料电子元件制作在柔性可延性塑料或薄金属基板上的新兴电子技术,其凭借独特的柔性和延展性以及高效、低成本制造工艺,在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景,如柔性电子显示器、有机发光二极管(OLED)、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴等。
与传统电子器件相比,柔性电子要求芯片具备一定的曲面适应能力,这也促进芯片变得越来越薄,目前在实验中得到应用的芯片其厚度已经接近10μm。然而,超薄的芯片很容易导致弯曲和碎裂,不能承受极大冲击力,这就给芯片的剥离技术带来极大的挑战。如何快速有效的实现面积大、厚度薄的芯片剥离是当前电子封装领域中亟待解决的难题之一。
现有技术中已经提出了一些针对电子器件的剥离解决方案。例如,CN102074458A和CN103311159A分别提出了一种芯片剥离方法,然而它们均采用了单顶针,仅适用于较小且具一定厚度的芯片,对于较大且较薄芯片的顶起剥离则存在安全隐患及不适用性。为克服上述转移方式的缺陷,后来陆续出现了一些优化的技术方案,例如,CN201310716769中在结构上采取了多顶针的方案,但该方案仅仅适用于大芯片,对于小芯片将不适合,同时也无法实现不同大小芯片的顶针模式切换;另外,该结构上利用的是内外顶针对芯片产生的剥离力,真空仅起到吸附作用,并不涉及利用顶针和真空腔室运动控制,相应在操控精度和最终剥离质量方面均有所不足。
实用新型内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本实用新型提供了一种面向柔性芯片的多顶针剥离装置,其中通过结合柔性电子自身的结构及加工工艺特点,对其关键组件如多顶针机构、凸轮旋转驱动机构和双真空腔室等的具体结构及其相互设置关系进行改进测试表明与现有装置相比能够显著提高剥离的精度和效率,有效降低柔性芯片与蓝膜剥离过程中的损伤,同时具备结构紧凑、便于操控、使用方便和自动化程度高等特点,因而尤其适用于柔性芯片的大批量规模化生产场合。
为实现上述目的,按照本实用新型,提供了一种面向柔性芯片的多顶针剥离装置,其特征在于,该多顶针剥离装置包括固定座、双真空腔室、多顶针机构和凸轮旋转驱动机构,其中:
所述双真空腔室由分设在内、外侧的真空内腔室和真空外腔室共同组成,它们沿着竖直方向同轴安装在所述固定座上,并各自配置有气管接头来为其提供真空环境;此外,所述真空内腔室还与电磁铁可上下滑动地连接,由此当电磁铁通电时得以沿着竖直方向向下运动,而当电磁铁断电时在内腔室复位弹簧的作用向上恢复原位;
所述多顶针机构由同轴安装且彼此独立操控的内圈顶针机构和外圈顶针机构共同组成,并且它们沿着竖直方向整体设置在所述真空内腔室的下部;其中对于内圈顶针机构而言,它包括内圈顶针、联接在该内圈顶针下端的内支撑杆、继续联接在该内支撑杆下端的内圈从动子;对于外圈顶针机构而言,它包括均匀分布在所述内圈外侧上的多个外圈顶针、联接在该外圈顶针下端的外支撑杆、以及继续联接在该外支撑杆下端的外圈从动子;此外,所述内圈从动子和外圈从动子沿着水平方向并列布置;
所述凸轮旋转驱动机构包括沿着水平方向依次布置的驱动电机、固定凸轮、滑动凸轮和挡块,其中该固定凸轮与所述驱动电机的水平输出轴固连以受其驱动,该滑动凸轮继续同轴安装在所述固定凸轮的凸轮轴上,它的左右两侧分别设有磁体并且可相对于所述固定凸轮发生轴向滑动;此外,所述固定凸轮和滑动凸轮的上端均与所述内圈从动子和外圈从动子的下端保持平齐。
作为进一步优选地,上述多顶针剥离装置还包括顶针高度检测部件,该顶针高度检测部件整体置于所述真空外腔室的上部,并通过与所述多顶针机构中的内圈顶针和外圈顶针各自的受力情况,来判定这些顶针彼此之间的高度一致性。
作为进一步优选地,所述固定座优选呈T型框架结构,并由上部的横向基座和下部的竖直基座共同组成,其中所述双真空腔室和多顶针机构通过第一通孔沿着竖直方向贯穿安装于该水平基座,所述顶针高度检测部件在不使用时,可通过第二通孔放置于该水平基座;所述凸轮旋转驱动机构则通过第三通孔沿着水平方向贯穿安装于该竖直基座。
作为进一步优选地,所述凸轮旋转驱动机构还包括挡片和传感器,其中该挡片安装在所述固定凸轮上并随其一同发生旋转,该传感器则由所述挡片而触发,并用于对所述固定凸轮的旋转位置进行实时检测。
作为进一步优选地,对于所述固定凸轮和滑动凸轮而言,它们的配合接触面均优选采用截面为矩形的结构。
总体而言,通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比,主要具备以下的技术优点:
1、通过对其关键组件之一凸轮旋转驱动机构的设计,其滑动凸轮可相对于固定凸轮发生滑动并配合内外圈顶针机构,灵活方便地实现单顶针和多顶针之间的切换,由此与现有设备相比可适用于不同大小的芯片;
2、通过对其关键组件之一双真空腔室的设计,与现有技术中均采取单个腔室的结构相比,不仅可实现内外真空腔室之间的互不干扰和相互独立控制,而且可利用其中的真空外腔室来对芯片周边的蓝膜提供较大的吸附力,尤其是利用其中的真空内腔室及其可独立下降的特点,使得部分蓝膜处于自由状态,同时有效减小顶针顶起阻力,缓冲向上的冲力,从而更加有利于剥离操作的进行;
3、本实用新型的剥离装置能够确保多顶针彼此之间的操作精度,显著减少由于高度差异而导致对芯片剥离过程的不利影响,同时具备结构紧凑、整体布局巧妙,便于操控和使用方便等特点,因而尤其适用于柔性芯片之类对象的大批量规模化生产场合。
附图说明
图1是按照本实用新型优选实施例的剥离装置的整体结构示意图;
图2是图1中所示双真空腔室的结构剖视图;
图3是图1中所示多顶针机构的内部结构示意图;
图4是图1中所示凸轮旋转驱动机构的结构剖视图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。此外,下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是按照本实用新型优选实施例的剥离装置的整体结构示意图。如图1中所示,该剥离装置主要包括固定座400、双真空腔室100、多顶针机构200和凸轮旋转驱动机构300等,下面对这些关键组件的具体结构逐一进行具体说明。
作为本实用新型的关键组件之一,所述双真空腔室100由分设在内、外侧的真空内腔室170和真空外腔室160共同组成,它们沿着竖直方向同轴安装在固定座400上,并各自配置有下端气管接头140、上端气管接头150来为其提供真空环境同时实现内、外真空度的独立调控;此外,真空内腔室170还与电磁铁130可上下滑动地连接,由此当电磁铁通电时得以沿着竖直方向向下运动,而当电磁铁断电时在内腔室复位弹簧120的作用向上恢复原位。
更为具体地,参见图2,下端气管接头140、上端气管接头150分别与真空内腔室170、真空外腔室160连接,为真空内外腔室提供真空环境,同时可实现内外真空度的分别控制;真空内腔室170与电磁铁130上下可滑动连接,电磁铁通电,真空内腔室170向下运动,电磁铁130断电,真空内腔室170在内腔室复位弹簧120的作用下,恢复原位,从而实现了内腔室的位置控制。真空内外腔室100通过多层密封结构110,保证真空内腔室170在向下滑动过程中,与外界空气和真空外腔室160隔绝,保证密封的同时,保证内外真空互不干扰。此外,还可以包括置于真空外腔室160的上部的顶针高度检测部件600,通过顶针高度检测部件600与内外圈顶针机构200的多顶针接触,可通过顶针高度检测部件600受力情况判别多顶针的高度一致性,当顶针高度检测部件600不工作时,可将其放置在固定座400的安装通孔内。
此外,在内、外真空腔室之间还可设有多层密封结构,即下端外壳上安装有下端气管接头140,下端外壳与真空内腔室170联通,下端外壳分别与下端端盖、上端外壳通过管螺纹连接,上端外壳与外真空腔室160通过管螺纹连接,实现与外界空气隔绝密封;下端外壳250与直线轴承260间隙处采用第一层密封圈111连接,进一步保证真空内腔室与外界隔绝密封;真空内腔室160与上端外壳间隙处装有第二层密封圈112,与真空外腔室相对滑动位置安装有第三层密封圈113,从而保证真空内腔室与真空外腔室之间的密封;上端气管接头与真空外腔室联通,内真空腔室上端与外真空腔室上端安装有第四层密封圈114,保证真空内腔室在向下滑动过程中,与外界空气隔绝,保证密封。
通过以上构思,对于现有技术均采取单个真空腔室的设计来说,对于大芯片,吸附面积大,吸力大,顶针顶起时阻力大,易导致大芯片在剥离过程中出现破裂。本实用新型中的内外真空腔可实现内外真空腔互不干扰,可实现内、外真空腔真空压强的独立控制;同时通过多层密封设计配合电磁铁,可实现内、外真空腔的相对滑动。从而可实现真空外腔吸附力大,提供芯片周围蓝膜较大吸附力,真空外腔下降使部分蓝膜处于自由状态,可有效减小顶针顶起阻力,缓冲向上的冲力,更加有利于剥离。
按照本实用新型的一个优选实施例,所述固定座400如图1中优选呈T型框架结构,并由上部的横向基座和下部的竖直基座共同组成,其中双真空腔室100和多顶针机构200通过第一通孔沿着竖直方向贯穿安装于该水平基座,顶针高度检测部件600在不使用时,可通过第二通孔放置于该水平基座;凸轮旋转驱动机构300则通过第三通孔沿着水平方向贯穿安装于该竖直基座。以此方式,能够从整体结构布局上使其更为紧凑化,并且便于凸轮旋转驱动机构300与内外圈顶针机构之间的相互动作及配合。
作为本实用新型的另一关键组件,所述多顶针机构200由同轴安装且彼此独立操控的内圈顶针机构和外圈顶针机构共同组成,并且它们沿着竖直方向整体设置在所述真空内腔室170的下部;其中对于内圈顶针机构而言,它包括内圈顶针221、联接在该内圈顶针221下端的内支撑杆222、继续联接在该内支撑杆222下端的内圈从动子212;对于外圈顶针机构而言,它包括均匀分布在所述内圈顶针221外周的多个外圈顶针231(譬如,均匀分布在以该内圈顶针为圆心的外圆上)、联接在该外圈顶针231下端的外支撑杆232、以及继续联接在该外支撑杆232下端的外圈从动子211;此外,所述内圈从动子212和外圈从动子211沿着水平方向并列布置;按照本实用新型的一个优选实施例,这些从动子可采用呈倒L型的延伸臂分别从内、外支撑杆伸出,然后在其末端装有譬如呈凸轮结构的从动部件。
更为具体地,参见图3,内圈顶针组件220同轴安装在外圈顶针组件230的内部,内圈顶针组件220由内圈顶针221与内支撑杆222组成,内圈顶针221安装在内支撑杆222顶端。外圈顶针组件230由外圈顶针231与外支撑杆232组成,外圈顶针231安装在外支撑杆232顶端,外圈顶针231均匀分布在以内圈顶针221为中心的外圆上。内圈从动子211与内圈顶针组件220固连,外圈从动子212与外圈顶针组件230固连,内外圈顶针组件220与外圈顶针组件230之间连接有内圈复位弹簧270,外圈顶针组件230与下端外壳250之间连接有外圈复位弹簧240,并安装有直线轴承260,减小外圈顶针组件230的滑动阻力;内圈从动子211与外圈从动子212并列安装,与凸轮旋转驱动机构300的凸轮始终保持接触;通过凸轮旋转驱动机构300驱动内圈从动子211,从而带动内圈顶针组件220向上运动,通过内圈复位弹簧270使其恢复到原位。通过凸轮旋转驱动机构300驱动外圈从动子212,从而带动外圈顶针组件230向上运动,通过外圈复位弹簧240使其恢复到原位。限位杆213穿过内圈从动子211、外圈从动子212与之滑动连接,保证内圈顶针组件220与外圈顶针组件230在轴向滑动过程中不会产生周向滑动。从而实现内圈顶针组件220、外圈顶针组件230动作的分别控制,通过凸轮旋转驱动机构300便可实现动作时序控制。
作为本实用新型的另一关键组件,所述凸轮旋转驱动机构300包括沿着水平方向依次布置的驱动电机310、固定凸轮320、滑动凸轮330和挡块370,其中该固定凸轮320与驱动电机310的水平输出轴固连以受其驱动,该滑动凸轮330继续同轴安装在固定凸轮320的凸轮轴上,它的左右两侧分别设有磁体360并且可相对于所述固定凸轮320发生轴向滑动;此外,所述固定凸轮320和滑动凸轮330的上端均与所述内圈从动子212和外圈从动子211的下端保持平齐;以此方式,当需要同时使用内、外圈顶针机构时,所述滑动凸轮330被拨动至远离驱动电机310一侧并借助其右侧的磁铁吸附于所述挡块370,由此与固定凸轮320分别接触内圈从动子212和外圈从动子211,并保持独立地各自驱动其向上运动;而当仅需要使用内圈顶针机构时,滑动凸轮330被拨动至靠近驱动电机310一侧并借助于左侧的磁铁吸附于固定凸轮320,由此连同此固定凸轮320一起接触内圈从动子212,并驱动其向上运动;换而言之,能够以更为灵活、便于操控的方式在单顶针与多顶针之间进行切换,与现有技术均只能单独实现单顶针或多顶针,难以同时适应大小不同芯片的状况相比,本实用新型可显著提高对不同规格和材质的芯片的适应性,同时配合于双真空腔的使用,避免芯片在剥离过程中出现破裂,同时提高剥离过程的精度。
此外,按照本实用新型的一个优选实施例,上述凸轮旋转驱动机构300还可以包括挡片340和传感器350,其中该挡片340安装在所述固定凸轮320上并随其一同发生旋转,该传感器350则由所述挡片340而触发,由此用于对所述固定凸轮的旋转位置进行实时检测,进而作为反馈连接主控芯片可以实现凸轮旋转驱动机构300的往复运动。
综上,本实用新型中通过对其关键组件的结构改进,以及对剥离工艺的过程研究和设计,相应能够有效实现多顶针的动作时序控制、内外真空腔室的运动以及真空压强的独立控制,由此实现芯片与蓝膜高效剥离,且可以有效降低芯片与蓝膜剥离过程中的损伤
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种面向柔性芯片的多顶针剥离装置,其特征在于,该多顶针剥离装置包括固定座、双真空腔室、多顶针机构和凸轮旋转驱动机构,其中:
所述双真空腔室由分设在内、外侧的真空内腔室和真空外腔室共同组成,它们沿着竖直方向同轴安装在所述固定座上,并各自配置有气管接头来为其提供真空环境;此外,所述真空内腔室还与电磁铁可上下滑动地连接,由此当电磁铁通电时得以沿着竖直方向向下运动,而当电磁铁断电时在内腔室复位弹簧的作用向上恢复原位;
所述多顶针机构由同轴安装且彼此独立操控的内圈顶针机构和外圈顶针机构共同组成,并且它们沿着竖直方向整体设置在所述真空内腔室的下部;其中对于内圈顶针机构而言,它包括内圈顶针、联接在该内圈顶针下端的内支撑杆、继续联接在该内支撑杆下端的内圈从动子;对于外圈顶针机构而言,它包括均匀分布在所述内圈外侧上的多个外圈顶针、联接在该外圈顶针下端的外支撑杆、以及继续联接在该外支撑杆下端的外圈从动子;此外,所述内圈从动子和外圈从动子沿着水平方向并列布置;
所述凸轮旋转驱动机构包括沿着水平方向依次布置的驱动电机、固定凸轮、滑动凸轮和挡块,其中该固定凸轮与所述驱动电机的水平输出轴固连以受其驱动,该滑动凸轮继续同轴安装在所述固定凸轮的凸轮轴上,它的左右两侧分别设有磁体并且可相对于所述固定凸轮发生轴向滑动;此外,所述固定凸轮和滑动凸轮的上端均与所述内圈从动子和外圈从动子的下端保持平齐。
2.如权利要求1所述的多顶针剥离装置,其特征在于,上述多顶针剥离装置还包括顶针高度检测部件,该顶针高度检测部件整体置于所述真空外腔室的上部,并通过与所述多顶针机构中的内圈顶针和外圈顶针各自的受力情况,来判定这些顶针彼此之间的高度一致性。
3.如权利要求1或2所述的多顶针剥离装置,其特征在于,所述凸轮旋转驱动机构还包括挡片和传感器,其中该挡片安装在所述固定凸轮上并随其一同发生旋转,该传感器则由所述挡片而触发,并用于对所述固定凸轮的旋转位置进行实时检测。
4.如权利要求3所述的多顶针剥离装置,其特征在于,对于所述固定凸轮和滑动凸轮而言,它们的配合接触面均采用截面为矩形的结构。
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CN201520651013.5U CN204834579U (zh) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | 一种面向柔性芯片的多顶针剥离装置 |
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CN201520651013.5U Withdrawn - After Issue CN204834579U (zh) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | 一种面向柔性芯片的多顶针剥离装置 |
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Cited By (2)
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CN105140156A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-12-09 | 华中科技大学 | 一种面向柔性芯片的多顶针剥离装置及剥离方法 |
CN109808289A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-05-28 | 江苏创能电器有限公司 | 自动标牌剥离机 |
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2015
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Cited By (3)
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CN105140156B (zh) * | 2015-08-26 | 2017-10-27 | 华中科技大学 | 一种面向柔性芯片的多顶针剥离装置及剥离方法 |
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