CN209266381U - 一种用于半导体装片的芯片取放装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于半导体装片的芯片取放装置，包括有取芯片机构、晶圆模组和顶针机构，取芯片机构包括有取料摆臂和伺服旋转电机，晶圆模组包括有晶圆承载环，晶圆承载环设置于一XY移动直线模组上；顶针机构设置于晶圆承载环的下方，其包括有顶针和驱动顶针做升降移动的驱动结构以及顶针XY方向位置调整机构，通过顶针将蓝膜上的芯片顶起以配合取料摆臂吸取芯片。本实用新型通过取料摆臂、晶圆承载环、XY移动机构、顶针机构、相机定位装置等机构的相互配合，可以实现高效、高精度地自动取放芯片，而且定位准确，整个系统能与半导体装片设备实现高精度的协调工作，从而可提高工作效率和自动化作业水平。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体生产装置技术领域，具体涉及一种用于半导体电子器件生产过程中的芯片取放装置。
背景技术
随着科学技术的快速发展，半导体电子器件得到越来越广泛的应用，半导体二极管、半导体三极管等等，同时对于这类半导体电子器件的要求也越来越高，因此其生产过程也越来越严格。在半导体器件的生产过程中，一般采用装片机来实现封装。然而目前的半导体封装设备，在硬件结构设计方面有所欠缺，软件缺乏智能监控与保护，生产流程繁琐、效率不高、各工序不能完整的衔接，设备稳定性及品质管控方面存在诸多问题，没有储存大数据统计分析问题；另外，由于结构复杂导致维护不方便，设备安全性能不佳等问题。（上述红色部分不宜加入，因本技术方案是关于硬件结构的，并未涉及关于软件监控与保护以及储存大数据的问题，以现在的审查标准，仅凭这一点就可以驳回申请）
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的缺点，提供一种设计更合理、能够实现良好的流程匹配、生产效率更高的用于半导体装片的芯片取放装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种用于半导体装片的芯片取放装置，其特征在于：包括有取芯片机构、晶圆模组和顶针机构，取芯片机构包括有取料摆臂和伺服旋转电机，取料摆臂与伺服旋转电机连接，通过伺服旋转电机驱动取料摆臂旋转形成用于吸取芯片的结构；晶圆模组包括有晶圆承载环，用于承载芯片的蓝膜放置于晶圆承载环上，晶圆承载环设置于一XY移动机构上，且晶圆承载环位于取料摆臂的旁边并低于取料摆臂的位置；顶针机构设置于晶圆承载环的下方，其包括有顶针和驱动顶针做升降移动的驱动结构以及顶针XY方向位置调整机构，通过顶针将蓝膜上的芯片顶起以配合取料摆臂吸取芯片；在晶圆承载环的上方设置有用于检测芯片位置的相机定位装置，相机定位装置与顶针上下相对。
进一步地，所述芯片取放装置包括有两套结构相同的取放单元，在两套取放单元之间设置有直线导轨，在直线导轨上设置有用于贴合芯片并且可沿直线导轨移动的芯片贴合载台，两台取放单元沿直线导轨形成对称结构，可实现同时两边取料贴合芯片。
进一步地，所述XY移动机构包括有X轴机构和Y轴机构，Y轴机构安装在X轴机构上形成可沿X向移动的结构；在Y轴机构上安装有可沿Y向移动的承载座，所述晶圆承载环水平安装在该承载座上。X轴机构和Y轴机构均分别带有直线电机，可驱动两者分别沿X轴和Y轴方向移动。
进一步地，所述顶针机构还包括有顶针座，顶针设置于顶针座上，顶针座的底部连接一顶针轴，顶针轴底端与一偏心轮上的轴承对接，偏心轮连接有伺服电机形成驱动顶针做升降移动的驱动结构。
进一步地，整个用于驱动顶针做升降移动的驱动结构安装在顶针XY方向位置调整机构上，该滑动机构包括有固定底座、X滑块和Y滑块，X滑块安装在固定底座上，Y滑块安装在X滑块上，且固定底座的X方向侧面和X滑块的Y方向侧面各设置有调整固定座，调整固定座均设置有调整螺栓，调整螺栓均连接有调整连接座，固定底座X方向上的调整连接座与X滑块连接固定，X滑块Y方向上的调整连接座与Y滑块连接固定，通过分别旋动两调整螺栓形成X滑块和Y滑块分别沿X方向和Y方向移动的驱动结构。
进一步地，在两调整固定座上均设有一呈十字结构的锁定螺栓，锁定螺栓与各自相应的调整连接座相对，分别形成对X滑块和Y滑块调整到位的锁定结构，使X滑块或Y滑块固定不动。通过旋转调整螺栓即实现推动Y滑块沿Y（轴）方向移动或推动X滑块沿X（轴）方向移动，即实现顶针在X、Y轴方向的微调。此微调在生产前就调试好，针对不同的产品在生产前再另外微调即可。
进一步地，在偏心轮的轴承内侧设置有一用于感测偏心轮旋转的光电传感器。通过伺服电机驱动偏心轮上的偏心轮旋转，偏心轮有类似于凸轮的作用，其旋转会顶起顶针轴的下端，即顶起顶针；而通过光电传感器可检测偏心轮的旋转过程，偏心轮旋转一次即代表一个芯片被顶起，可用于实现芯片计数。
！！！（这一段不知道您要表达什么）设置芯片在X、Y轴方向的移动，是为了方便设置在晶圆承载环下方的顶针机构顶起多个芯片，多顶起一个芯片，然后取料摆臂将芯片夹起来，再通过伺服旋转电机驱动而移动到封装支架（位于芯片贴合载台上）的表面位置。当完成一个动作后，顶针下移，然后芯片继续在X、Y轴方向移动，使得另外一个芯片位于顶针的上方，然后顶针再次上移将芯片顶起，重复进行。（注：该段是从交底资料的“专利回复”中第2页转述过来的，应当是对于工作原理的补充说明，如果发明人认为该段的描述与实际方案不相符，可将本段删除）
在顶针装置的上方各设有一相机定位装置，在芯片贴合载台的上方向亦设有两相机定位装置。相机定位装置可检测芯片移动是否到达顶针的上方，如果芯片还没移动到位，通过相机拍照，软件计算出位置偏差，发送指令给控制板卡，控制板卡则发送脉冲驱动直线电机调整位置，使芯片移动到相应位置。
本实用新型通过取料摆臂、晶圆承载环、XY移动机构、顶针机构、相机定位装置等机构的相互配合，可以实现高效、高精度地自动取放芯片，定位准确，位置左右或上下偏差可以控制在±10微米，整个系统能与半导体装片设备实现高精度的协调工作，从而可提高半导体生产的工作效率和自动化作业水平。
附图说明
图1为本实用新型立体结构图；
图2为本实用新型拆除取芯片机构外壳后的结构图；
图3为直线模组X、Y移动机构结构图；
图4为顶针机构结构图。
图中，1为取芯片机构，11为取料摆臂，12为伺服旋转电机，2为晶圆模组，21为晶圆承载环，22为X轴机构，23为Y轴机构，24为承载座，3为顶针机构，30为伺服电机，31为固定底座，32为X滑块，33为Y滑块，34为调整固定座，35为调整连接座，36为调整螺栓，37为锁定螺栓，38为偏心轮，39为顶针轴，310为顶针座，311为顶针，312为光电传感器，4为芯片贴合载台，5为直线导轨，6为相机定位装置。
具体实施方式
本实施例中，参照图1-图4，所述用于半导体装片的芯片取放装置，包括有取芯片机构1、晶圆模组2和顶针机构3，取芯片机构1包括有取料摆臂11和伺服旋转电机12，取料摆臂11与伺服旋转电机12连接，通过伺服旋转电机12驱动取料摆臂11旋转形成用于吸取芯片的结构；晶圆模组2包括有晶圆承载环21，用于承载芯片的蓝膜放置于晶圆承载环21上，晶圆承载环21设置于一XY移动机构上，且晶圆承载环21位于取料摆臂11的旁边并低于取料摆臂11的位置；顶针机构3设置于晶圆承载环21的下方，其包括有顶针311和驱动顶针311做升降移动的驱动结构以及顶针XY方向位置调整机构，通过顶针311将蓝膜上的芯片顶起以配合取料摆臂11吸取芯片；在晶圆承载环21的上方设置有用于检测芯片位置的相机定位装置6，相机定位装置6与顶针311上下相对。
所述芯片取放装置包括有两套结构相同的取放单元，在两套取放单元之间设置有直线导轨5，在直线导轨5上设置有用于贴合芯片并且可沿直线导轨5移动的芯片贴合载台4，两台取放单元沿直线导轨5形成对称结构，可实现同时两边取料贴合芯片。
所述XY移动机构包括有X轴机构22和Y轴机构23，Y轴机构23安装在X轴机构22上形成可沿X向移动的结构；在Y轴机构23上安装有可沿Y向移动的承载座24，所述晶圆承载环21水平安装在该承载座24上。X轴机构22和Y轴机构23均分别带有直线电机5，可驱动两者分别沿X轴和Y轴方向移动。
所述顶针机构3还包括有顶针座310，顶针311设置于顶针座310上，顶针座310的底部连接一顶针轴39，顶针轴39的底端与一偏心轮38的轴承对接，偏心轮38连接有伺服电机30形成驱动顶针311做升降移动的驱动结构。
整个用于驱动顶针311做升降移动的驱动结构安装在顶针XY方向位置调整机构上，该驱动机构包括有固定底座31、X滑块32和Y滑块33，X滑块32安装在固定底座31上，Y滑块33安装在X滑块32上，且固定底座31的X方向侧面和X滑块32的Y方向侧面各设置有调整固定座34，调整固定座34均设置有调整螺栓36，调整螺栓36均连接有调整连接座35，固定底座31的X方向上的调整连接座35与X滑块32连接固定，X滑块32的Y方向上的调整连接座35与Y滑块33连接固定，通过分别旋动两调整螺栓36形成X滑块32和Y滑块33分别沿X方向和Y方向移动的驱动结构。
在两调整固定座34上均设有一呈十字结构的锁定螺栓37，锁定螺栓36与各自相应的调整连接座35相对，分别形成对X滑块32和Y滑块33调整到位的锁定结构，使X滑块32或Y滑块33固定不动。通过旋转调整螺栓36即实现推动Y滑块33沿Y（轴）方向移动或推动X滑块32沿X（轴）方向移动，即实现芯片在X、Y轴方向的微调。此微调在生产前就调试好，针对不同的产品在生产前再另外微调即可。
在偏心轮38的轴承内侧设置有一用于感测偏心轮38旋转的光电传感器312。通过伺服电机30驱动半圆状的偏心轮38旋转，偏心轮38类似于凸轮的作用，其旋转会顶起顶针轴39的下端，即顶起顶针座310及顶针311；而通过光电传感器312可检测偏心轮38的旋转过程，偏心轮38旋转一次即代表一个芯片被顶起，实现芯片计数。
在两套取放单元的上方各设有一相机定位装置6，在芯片贴合载台4的上方向亦设有两相机定位装置6。相机定位装置6可检测芯片移动是否到达顶针311的上方，如果芯片还没移动到位，通过相机拍照，软件计算出位置偏差，发送指令给控制板卡，控制板卡则发送脉冲驱动直线电机调整位置，使芯片移动到相应位置。
以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。
Claims (8)
1.一种用于半导体装片的芯片取放装置，其特征在于：包括有取芯片机构、晶圆模组和顶针机构，取芯片机构包括有取料摆臂和伺服旋转电机，取料摆臂与伺服旋转电机连接，通过伺服旋转电机驱动取料摆臂旋转形成用于吸取芯片的结构；晶圆模组包括有晶圆承载环，用于承载芯片的蓝膜放置于晶圆承载环上，晶圆承载环设置于一XY移动机构上，且晶圆承载环位于取料摆臂的旁边并低于取料摆臂的位置；顶针机构设置于晶圆承载环的下方，其包括有顶针和驱动顶针做升降移动的驱动结构以及顶针XY方向位置调整机构，通过顶针将蓝膜上的芯片顶起以配合取料摆臂吸取芯片；在晶圆承载环的上方设置有用于检测芯片位置的相机定位装置，相机定位装置与顶针上下相对。
2.根据权利要求1所述的用于半导体装片的芯片取放装置，其特征在于：所述芯片取放装置包括有两套结构相同的取放单元，在两套取放单元之间设置有直线导轨，在直线导轨上设置有用于贴合芯片并且可沿直线导轨移动的芯片贴合载台，两台取放单元沿直线导轨形成对称结构。
3.根据权利要求1所述的用于半导体装片的芯片取放装置，其特征在于：所述XY移动机构包括有X轴机构和Y轴机构，Y轴机构安装在X轴机构上形成可沿X向移动的结构；在Y轴机构上安装有可沿Y向移动的承载座，所述晶圆承载环水平安装在该承载座上。
4.根据权利要求1所述的用于半导体装片的芯片取放装置，其特征在于：所述顶针机构还包括有顶针座，顶针设置于顶针座上，顶针座的底部连接一顶针轴，顶针轴底端与一偏心轮上的轴承对接，偏心轮连接有伺服电机形成驱动顶针做升降移动的驱动结构。
5.根据权利要求4所述的用于半导体装片的芯片取放装置，其特征在于：整个用于驱动顶针做升降移动的驱动结构安装在顶针XY方向位置调整机构上，该机构包括有固定底座、X滑块和Y滑块，X滑块安装在固定底座上，Y滑块安装在X滑块上，且固定底座的X方向侧面和X滑块的Y方向侧面各设置有调整固定座，调整固定座均设置有调整螺栓，调整螺栓均连接有调整连接座，固定底座X方向上的调整连接座与X滑块连接固定，X滑块Y方向上的调整连接座与Y滑块连接固定，通过分别旋动两调整螺栓形成X滑块和Y滑块分别沿X方向和Y方向移动的驱动结构。
6.根据权利要求5所述的用于半导体装片的芯片取放装置，其特征在于：在两调整固定座上均设有一呈十字结构的锁定螺栓，锁定螺栓与各自相应的调整连接座相对，分别形成对X滑块和Y滑块调整到位的锁定结构。
7.根据权利要求4所述的用于半导体装片的芯片取放装置，其特征在于：在偏心轮的轴承内侧设置有一用于感测偏心轮旋转的光电传感器。
8.根据权利要求2所述的用于半导体装片的芯片取放装置，其特征在于：在两套取放单元的上方各设有一相机定位装置，在芯片贴合载台的上方向亦设有两相机定位装置。
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