CN212725234U - 一种倒装键合机用芯片移动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于键合机技术领域，具体涉及一种倒装键合机用芯片移动装置，本倒装键合机用芯片移动装置包括：水平工作台；导轨机构，设置在水平工作台上；平移机构，与所述导轨机构活动连接，用于搬运芯片，并键合芯片与基板；位置检测模块，安装于平移机构上，用于检测水平工作台上芯片或基板位置信息；处理器模块，与所述平移机构、位置检测模块电性相连，用于根据水平工作台上芯片或基板位置信息调节平移机构在导轨机构上相应位置；本实用新型通过位置检测模块实时检测检测水平工作台上芯片或基板位置信息，并智能控制平移机构精确定位芯片和基板，实现将芯片和基板对准键合，保证加工质量，避免被键合的芯片与基板发生键合错位，节省成本。

Description

一种倒装键合机用芯片移动装置

技术领域

本实用新型属于键合机技术领域，具体涉及一种倒装键合机用芯片移动装置。

背景技术

倒装键合技术是把裸芯片通过焊球直接连接到基板上，省去了芯片与基板之间的引线连接，在芯片与基板间形成了最短的连接通路，可获得良好的电气性能和较高的封装速度，封装密度高，封装后的频率特性好，提高了生产效率；随着芯片尺寸规格的不断增大，倒装键合时，需要更大的键合压力，才能实现芯片与基板的可靠连接，传统的倒装键合设备已不能满足较大规格尺寸芯片的健合要求；目前，对大规格尺寸芯片的倒装健合，各生产厂家普遍是采用“小压力倒装对位预焊+大压力键合”的分步键合工艺方案，即：采用常规倒装焊设备进行裸芯片与基板的对位预焊，然后，再采用大压力键合设备完成键合任务。

在大压力键合设备的键合工位上，设置有调平台，在调平台上精确定位放置有下压板治具，在下压板治具上精确定位放置已完成预焊的芯片与基板，在预焊在一起的芯片与基板上，设置有精确定位的上压板治具，大压力键合压机的下压板，向下压到上压板治具上，大压力键合压机操纵下压板以一定的压力(一般为10吨)下压，完成芯片与基板的大压力键合工艺；在以上键合过程中，上压板治具和下压板治具是否能精准定位，直接关系到大压力键合工艺完成的质量；在大压力键合设备的键合工位正上方，配置有压机等执行机构，导致键合工位上方空间很狭窄，若预先将上、下压板治具直接放到键合工位上进行定位，存在操作空间受限的困难，使定位精度无法提高，在随后的大压力键合过程中，容易使上压板治具与下压板治具产生侧向转矩，侧向转矩又会使被键合的芯片与基板发生键合错位；另外，对不同规格的芯片与基板进行键合时，需要更换不同的上、下压板治具，如何方便地更换，并实现上、下压板治具的精准定位，成为了现场必须解决的一个技术问题。

现有的键合机存在芯片和基板不能对准的问题，从而存在质量隐患。

因此，亟需开发一种新的一种倒装键合机用芯片移动装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种倒装键合机用芯片移动装置，以解决如何将芯片与基板对准实现精准键合的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种倒装键合机用芯片移动装置，其包括：水平工作台；导轨机构，设置在水平工作台上；平移机构，与所述导轨机构活动连接，用于搬运芯片，并键合芯片与基板；位置检测模块，安装于平移机构上，用于检测水平工作台上芯片或基板位置信息；处理器模块，与所述平移机构、位置检测模块电性相连，用于根据水平工作台上芯片或基板位置信息调节平移机构在导轨机构上相应位置。

进一步，所述导轨机构包括：平行设置的两移送导轨；两移送导轨固定在水平工作台上。

进一步，所述平移机构包括：平移框架、第一丝杆组件、第二丝杆组件、第三丝杆组件、升降组件和吸盘；所述第一丝杆组件、第二丝杆组件分别安装在两移送导轨上，所述平移框架的一端固定在第一丝杆组件的相应丝杆螺母上，所述平移框架的另一端固定在第二丝杆组件的相应丝杆螺母上，所述第三丝杆组件安装在平移框架的下底面；所述升降组件固定在第三丝杆组件的相应丝杆螺母上，所述吸盘安装在升降组件下底面；所述第一丝杆组件、第二丝杆组件、第三丝杆组件、升降组件均与处理器模块电性相连；在所述水平工作台上且靠近两移送导轨的一端设置有芯片放置区，在所述水平工作台上且靠近两移送导轨的另一端设置有基板放置区，即所述处理器模块适于控制第一丝杆组件、第二丝杆组件、第三丝杆组件带动平移框架上升降组件移动至芯片放置区正上方，并控制升降组件带动吸盘吸附放置在芯片放置区上芯片后抬起；以及所述处理器模块适于控制第一丝杆组件、第二丝杆组件、第三丝杆组件运送芯片移动至基板放置区正上方，并控制升降组件带动吸盘上吸附的芯片下压至基板放置区上基板，以键合芯片与基板。

进一步，所述第一丝杆组件、第二丝杆组件、第三丝杆组件结构相同，且所述第一丝杆组件包括：第一丝杆和与所述处理器模块电性相连的第一丝杆驱动电机；所述处理器模块适于驱动第一丝杆驱动电机带动第一丝杆转动，以使位于第一丝杆上相应丝杆螺母移动至对应位置。

进一步，所述升降组件包括：升降台和用于连接升降台和第三丝杆组件上相应丝杆螺母的升降气缸；所述处理器模块与升降气缸电性相连；所述处理器模块适于控制升降气缸带动升降台进行升降，以使位于升降台下底面的吸盘吸附芯片抬起或下压。

进一步，所述升降组件包括：升降台和用于连接升降台和第三丝杆组件上相应丝杆螺母的伺服压机；所述处理器模块与伺服压机电性相连；所述处理器模块适于控制伺服压机带动升降台进行升降，以使位于升降台下底面的吸盘吸附芯片抬起或下压。

进一步，所述位置检测模块包括：安装在升降台下底面且与所述处理器模块电性相连的位置传感器；所述位置传感器适于检测水平工作台上芯片或基板位置信息，并发送至处理器模块。

本实用新型的有益效果是，本实用新型通过位置检测模块实时检测检测水平工作台上芯片或基板位置信息，并智能控制平移机构精确定位芯片和基板，实现将芯片和基板对准键合，保证加工质量，避免被键合的芯片与基板发生键合错位，节省成本。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1是本实用新型的倒装键合机用芯片移动装置的结构图；

图2是本实用新型的平移机构的结构图；

图3是本实用新型的倒装键合机用芯片移动装置的原理框图。

图中：

水平工作台1、导轨机构2、移送导轨21、平移机构3、平移框架31、第一丝杆组件32、第一丝杆321、第一丝杆驱动电机322、第一丝杆螺母323、第二丝杆组件33、第二丝杆331、第二丝杆驱动电机332、第二丝杆螺母333、第三丝杆组件34、第三丝杆341、第三丝杆螺母342、升降组件35、升降台351、升降气缸352、吸盘36、位置检测模块4。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

图1是本实用新型的倒装键合机用芯片移动装置的结构图；

图3是本实用新型的倒装键合机用芯片移动装置的原理框图。

在本实施例中，如图1、图3所示，本实施例提供了一种倒装键合机用芯片移动装置，其包括：水平工作台1；导轨机构2，设置在水平工作台1上；平移机构3，与所述导轨机构2活动连接，用于搬运芯片，并键合芯片与基板；位置检测模块4，安装于平移机构3上，用于检测水平工作台1上芯片或基板位置信息；处理器模块，与所述平移机构3、位置检测模块4电性相连，用于根据水平工作台1上芯片或基板位置信息调节平移机构3在导轨机构2上相应位置。

在本实施例中，处理器模块可以采用但不限于是STM32系列单片机。

在本实施例中，本实施例通过位置检测模块4实时检测检测水平工作台1上芯片或基板位置信息，并智能控制平移机构3精确定位芯片和基板，实现将芯片和基板对准键合，保证加工质量，避免被键合的芯片与基板发生键合错位，节省成本。

在本实施例中，所述导轨机构2包括：平行设置的两移送导轨21；两移送导轨21固定在水平工作台1上。

图2是本实用新型的平移机构的结构图。

在本实施例中，如图2所示，所述平移机构3包括：平移框架31、第一丝杆组件32、第二丝杆组件33、第三丝杆组件34、升降组件35和吸盘36；所述第一丝杆组件32、第二丝杆组件33分别安装在两移送导轨21上，所述平移框架31的一端固定在第一丝杆组件32的相应丝杆螺母上，所述平移框架31的另一端固定在第二丝杆组件33的相应丝杆螺母上，所述第三丝杆组件34安装在平移框架31的下底面；所述升降组件35固定在第三丝杆组件34的相应丝杆螺母上，所述吸盘36安装在升降组件35下底面；所述第一丝杆组件32、第二丝杆组件33、第三丝杆组件34、升降组件35均与处理器模块电性相连；在所述水平工作台1上且靠近两移送导轨21的一端设置有芯片放置区，在所述水平工作台1上且靠近两移送导轨21的另一端设置有基板放置区，即所述处理器模块适于控制第一丝杆组件32、第二丝杆组件33、第三丝杆组件34带动平移框架31上升降组件35移动至芯片放置区正上方，并控制升降组件35带动吸盘36吸附放置在芯片放置区上芯片后抬起；以及所述处理器模块适于控制第一丝杆组件32、第二丝杆组件33、第三丝杆组件34运送芯片移动至基板放置区正上方，并控制升降组件35带动吸盘36上吸附的芯片下压至基板放置区上基板，以键合芯片与基板。

在本实施例中，处理器模块控制第一丝杆组件32、第二丝杆组件33同步动作，实现平移框架31在两移送导轨21平移。

在本实施例中，处理器模块控制第三丝杆组件34，能够调节升降组件35对准芯片放置区和基板放置区，实现精确对准功能。

在本实施例中，所述第一丝杆组件32、第二丝杆组件33、第三丝杆组件34结构相同，且所述第一丝杆组件32包括：第一丝杆321和与所述处理器模块电性相连的第一丝杆驱动电机322；所述处理器模块适于驱动第一丝杆驱动电机322带动第一丝杆321转动，以使位于第一丝杆321上相应丝杆螺母(即第一丝杆螺母323)移动至对应位置。

在本实施例中，第一丝杆驱动电机322可以采用但不限于是42BL50S03-230型丝杆驱动电机。

所述第二丝杆组件33包括：第二丝杆331和与所述处理器模块电性相连的第二丝杆驱动电机332；所述处理器模块适于驱动第二丝杆驱动电机332带动第二丝杆331转动，以使位于第二丝杆331上相应丝杆螺母(即第二丝杆螺母333)移动至对应位置。

在本实施例中，第二丝杆驱动电机332可以采用但不限于是42BL50S03-230型丝杆驱动电机。

所述第三丝杆组件34包括：第三丝杆341和与所述处理器模块电性相连的第三丝杆驱动电机；所述处理器模块适于驱动第三丝杆驱动电机带动第三丝杆341转动，以使位于第三丝杆上341相应丝杆螺母(即第三丝杆螺母342)移动至对应位置，且由于第三丝杆驱动电机设置在平移框架31内，故在图2中隐藏。

在本实施例中，第三丝杆驱动电机可以采用但不限于是42BL50S03-230型丝杆驱动电机。

在本实施例中，作为升降组件35的一种实施方式，所述升降组件35包括：升降台351和用于连接升降台351和第三丝杆组件34上相应丝杆螺母的升降气缸352；所述处理器模块与升降气缸352电性相连；所述处理器模块适于控制升降气缸352带动升降台351进行升降，以使位于升降台351下底面的吸盘36吸附芯片抬起或下压。

在本实施例中，作为升降组件35的另一种实施方式，所述升降组件35包括：升降台351和用于连接升降台351和第三丝杆组件34上相应丝杆螺母的伺服压机(在本实施例中可以采用但不限于是JP4系列伺服压机)；所述处理器模块与伺服压机电性相连；所述处理器模块适于控制伺服压机带动升降台351进行升降，以使位于升降台351下底面的吸盘36吸附芯片抬起或下压。

在本实施例中，伺服压机的安装部位于第三丝杆组件34上相应丝杆螺母上，伺服压机的输出轴连接升降台351的上顶面，能够带动升降台进行升降。

在本实施例中，所述位置检测模块4包括：安装在升降台351下底面且与所述处理器模块电性相连的位置传感器；所述位置传感器适于检测水平工作台1上芯片或基板位置信息，并发送至处理器模块。

在本实施例中，位置传感器可以采用但不限于是基恩士位置测量传感器。

在本实施例中，通过检测水平工作台1上芯片或基板位置信息，能够实现对芯片、基板是否对准判断，通过调节平移框架31、升降组件35位置将芯片与基板对准，精确键合，提高产品质量。

综上所述，本实用新型通过位置检测模块实时检测检测水平工作台上芯片或基板位置信息，并智能控制平移机构精确定位芯片和基板，实现将芯片和基板对准键合，保证加工质量，避免被键合的芯片与基板发生键合错位，节省成本。

本申请中选用的各个器件(未说明具体结构的部件)均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“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实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或机构可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种倒装键合机用芯片移动装置，其特征在于，包括：

水平工作台；

导轨机构，设置在水平工作台上；

平移机构，与所述导轨机构活动连接，用于搬运芯片，并键合芯片与基板；

位置检测模块，安装于平移机构上，用于检测水平工作台上芯片或基板位置信息；

处理器模块，与所述平移机构、位置检测模块电性相连，用于根据水平工作台上芯片或基板位置信息调节平移机构在导轨机构上相应位置。

2.如权利要求1所述的倒装键合机用芯片移动装置，其特征在于，

所述导轨机构包括：平行设置的两移送导轨；

两移送导轨固定在水平工作台上。

3.如权利要求2所述的倒装键合机用芯片移动装置，其特征在于，

所述平移机构包括：平移框架、第一丝杆组件、第二丝杆组件、第三丝杆组件、升降组件和吸盘；

所述第一丝杆组件、第二丝杆组件分别安装在两移送导轨上，所述平移框架的一端固定在第一丝杆组件的相应丝杆螺母上，所述平移框架的另一端固定在第二丝杆组件的相应丝杆螺母上，所述第三丝杆组件安装在平移框架的下底面；

所述升降组件固定在第三丝杆组件的相应丝杆螺母上，所述吸盘安装在升降组件下底面；

所述第一丝杆组件、第二丝杆组件、第三丝杆组件、升降组件均与处理器模块电性相连；

在所述水平工作台上且靠近两移送导轨的一端设置有芯片放置区，在所述水平工作台上且靠近两移送导轨的另一端设置有基板放置区，即

所述处理器模块适于控制第一丝杆组件、第二丝杆组件、第三丝杆组件带动平移框架上升降组件移动至芯片放置区正上方，并控制升降组件带动吸盘吸附放置在芯片放置区上芯片后抬起；以及

所述处理器模块适于控制第一丝杆组件、第二丝杆组件、第三丝杆组件运送芯片移动至基板放置区正上方，并控制升降组件带动吸盘上吸附的芯片下压至基板放置区上基板，以键合芯片与基板。

4.如权利要求3所述的倒装键合机用芯片移动装置，其特征在于，

所述第一丝杆组件、第二丝杆组件、第三丝杆组件结构相同，且所述第一丝杆组件包括：

第一丝杆和与所述处理器模块电性相连的第一丝杆驱动电机；

所述处理器模块适于驱动第一丝杆驱动电机带动第一丝杆转动，以使位于第一丝杆上相应丝杆螺母移动至对应位置。

5.如权利要求3所述的倒装键合机用芯片移动装置，其特征在于，

所述升降组件包括：升降台和用于连接升降台和第三丝杆组件上相应丝杆螺母的升降气缸；

所述处理器模块与升降气缸电性相连；

所述处理器模块适于控制升降气缸带动升降台进行升降，以使位于升降台下底面的吸盘吸附芯片抬起或下压。

6.如权利要求3所述的倒装键合机用芯片移动装置，其特征在于，

所述升降组件包括：升降台和用于连接升降台和第三丝杆组件上相应丝杆螺母的伺服压机；

所述处理器模块与伺服压机电性相连；

所述处理器模块适于控制伺服压机带动升降台进行升降，以使位于升降台下底面的吸盘吸附芯片抬起或下压。

7.如权利要求6所述的倒装键合机用芯片移动装置，其特征在于，

所述位置检测模块包括：安装在升降台下底面且与所述处理器模块电性相连的位置传感器；

所述位置传感器适于检测水平工作台上芯片或基板位置信息，并发送至处理器模块。

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