CN217062046U - 一种高速高精度固晶机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于半导体固晶设备技术领域，具体是一种高速高精度固晶机。一种高速高精度固晶机，双模式上料装置设置在送料轨道机构的入料端，刷胶机构设置在送料轨道机构前部上方，晶圆台竖直设置在送料轨道机构后部一侧，晶圆台中部设有顶针机构，固晶机构竖直旋转设置在送料轨道机构后部上方，固晶机构的旋转轴线与晶圆台平行，固晶机构的出料端设有下料装置。同现有技术相比，通过竖直设置晶圆台，使固晶机构的旋转轴线与晶圆台平行，吸取芯片的方式采用多个吸嘴转塔式焊头，使焊头在晶圆台一侧做垂直圆周运动，缩短焊头的水平运动距离，晶圆的尺寸变大也不影响吸嘴摆臂的长度，提高了固精精度，提高了效率和稳定性。

Description

一种高速高精度固晶机

技术领域

本实用新型属于半导体固晶设备技术领域，具体是一种高速高精度固晶机。

背景技术

传统固晶机设备采用单摆臂单吸嘴固晶，点胶方式采用针筒点胶阀单个点胶效率低下，且传统机构采用晶圆和工作台水平放置的结构，随着晶圆尺寸发展越来越大就会导致摆臂越做越长精度也随之变差。

伴随半导体产业的高速发展，市场对固晶设备的速度，精度可靠性要求越来越高，迫切需要提升设备性能。

因此，需要设计一种高速高精度固晶机，使晶圆的尺寸变化不影响焊头摆臂的长度，并提高固晶设备的速度和精度可靠性。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供了一种高速高精度固晶机，使晶圆的尺寸变化不影响焊头摆臂的长度，并提高固晶设备的速度和精度可靠性。

为达到上述目的，本实用新型是一种高速高精度固晶机，包括双模式上料装置、送料轨道、刷胶机构、晶圆台、顶针机构、固晶机构、下料装置，其特征在于：双模式上料装置设置在送料轨道机构的入料端，刷胶机构设置在送料轨道机构前部上方，晶圆台竖直设置在送料轨道机构后部一侧，晶圆台中部设有顶针机构，固晶机构竖直旋转设置在送料轨道机构后部上方，固晶机构的旋转轴线与晶圆台平行，固晶机构的出料端设有下料装置，固晶机构包括旋转电机、焊头摆臂、焊头、旋转矫正电机、力控电机、焊头位移传感器，焊头摆臂的圆心与旋转电机的轴连接，沿焊头摆臂的周向间隔设置至少2个力控电机，力控电机与旋转矫正电机连接，旋转矫正电机的轴与焊头连接，焊头位移传感器设置在焊头一侧，焊头位移传感器与焊头摆臂连接，固晶机构与送料轨道机构之间设有固晶视觉定位机构。

所述的晶圆台包括晶框底座、X轴移动平台、Y轴移动平台、晶圆旋转电机，晶圆旋转电机与晶框底座采用传动件一连接，晶框底座的后部与Y轴移动平台连接，Y轴移动平台的后侧与X轴移动平台连接。

所述的模式上料装置包括吸料机构、推料盒机构、叠片台、上料轨道、料盒回收机构、推片机构、升降台，叠片台设置在推料盒机构上侧，推料盒机构的装载推杆穿过叠片台的长腰孔，吸料机构设置在叠片台上方，升降台位于推料盒机构的一侧，推片机构设置在升降台的一侧，上料轨道与推料盒机构下侧连接，料盒回收机构设置在推料盒机构下方。

所述的送料轨道包括轨道本体、送料夹爪、直线电机、导轨、压料片、压料电机，压料片设置在轨道本体上方，压料片下部与压料电机采用传动件二连接，导轨设置在轨道本体一侧，送料夹爪与导轨活动连接，直线电机设置在导轨一侧，直线电机与送料夹爪连接。

所述的轨道本体的点胶位一侧上方、固晶位一侧上方均设有压料片，轨道本体的点胶位对角处的上方设有定位相机。

所述的刷胶机构包括X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构、刷胶电机、升降气缸、刷胶板、钢网，钢网设置在刷胶板下方，刷胶板与升降气缸上部连接，升降气缸与刷胶电机采用传动件连接，钢网、刷胶电机与Z轴移动机构采用连接件连接，Z轴移动机构设置在Y轴移动机构上，Y轴移动机构设置在X轴移动机构上。

所述的顶针机构包括顶针、顶针帽、真空孔、顶针电机、顶针帽电机、直线导轨，顶针下部与复位件一连接，顶针电机的轴与凸轮一连接，顶针下端穿过复位件一与凸轮一接触，顶针帽套设在顶针上，顶针帽下部一侧设有真空孔，顶针帽下部与直线导轨连接，直线导轨外侧设有复位件二，复位件二与顶针帽下部连接，直线导轨下部一侧设有顶针帽电机，顶针帽电机的轴与凸轮二连接，直线导轨下部水平端的上表面与凸轮一接触。

所述的下料装置包括送料盒机构、升降机构、收料盒机构，送料盒机构设置在收料盒机构下部一侧，送料盒机构、收料盒机构位于升降机构同侧。

本实用新型同现有技术相比，通过竖直设置晶圆台，使固晶机构的旋转轴线与晶圆台平行，吸取芯片的方式采用多个吸嘴转塔式焊头，使焊头在晶圆台一侧做垂直圆周运动，缩短焊头的水平运动距离，晶圆的尺寸变大也不影响吸嘴摆臂的长度，提高了固精精度，点胶方式采用钢网印刷的方式，提高了效率和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的俯视图。

图2为本实用新型的主视图。

图3为本实用新型的立体图。

图4为图3的A处放大图。

图5为本实用新型固晶机构的立体图。

图6为本实用新型晶圆台与顶针机构的位置关系示意图。

图7为本实用新型双模式上料装置的结构示意图。

图8为本实用新型送料轨道的立体图。

图9为本实用新型压料片与压料电机的位置关系示意图。

图10为本实用新型送料夹爪的立体图。

图11为本实用新型刷胶机构的结构示意图。

图12为本实用新型刷胶机构的俯视图。

图13为本实用新型晶圆台的主视图。

图14为本实用新型晶圆台的立体图。

图15为本实用新型顶针机构的剖视图。

图16为本实用新型顶针机构的立体图。

图17为本实用新型下料机构的立体图。

图18为本实用新型焊头与力控电机的连接示意图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型做进一步描述。

如附图1~图3、图6所示，本实用新型是一种高速高精度固晶机，包括双模式上料装置1、送料轨道2、刷胶机构3、晶圆台4、顶针机构5、固晶机构6、下料装置7，双模式上料装置1设置在送料轨道机构2的入料端，刷胶机构3设置在送料轨道机构2前部上方，晶圆台4竖直设置在送料轨道机构2后部一侧，晶圆台4中部设有顶针机构5，固晶机构6竖直旋转设置在送料轨道机构2后部上方，结合图4、图5，固晶机构6的旋转轴线与晶圆台4平行，固晶机构6的出料端设有下料装置7，固晶机构6包括旋转电机6-1、焊头摆臂6-2、焊头6-3、旋转矫正电机6-4、力控电机6-5、焊头位移传感器6-6，焊头摆臂6-2的圆心与旋转电机6-1的轴连接，沿焊头摆臂6-2的周向间隔设置至少2个力控电机6-5，结合图18，力控电机6-5与旋转矫正电机6-4连接，旋转矫正电机6-4的轴与焊头6-3连接，焊头位移传感器6-6设置在焊头6-3一侧，焊头位移传感器6-6与焊头摆臂6-2连接，焊头位移传感器6-6控制力控电机6-5回零点，固晶机构6与送料轨道机构2之间设有固晶视觉定位机构6-8。

其中，如图13、图14所示，晶圆台4包括晶框底座4-1、X轴移动平台4-2、Y轴移动平台4-3、晶圆旋转电机4-4，晶圆旋转电机4-4与晶框底座4-1传动连接，晶框底座4-1的后部与X轴移动平台4-2连接，X轴移动平台4-2的后侧与Y轴移动平台4-3连接。

如图7所示，双模式上料装置1包括吸料机构1-1、推料盒机构1-2、叠片台1-3、上料轨道1-4、料盒回收机构1-5、推片机构1-6、升降台1-7，叠片台1-3设置在推料盒机构1-2上侧，推料盒机构1-2的装载推杆穿过叠片台1-3的长腰孔，吸料机构1-1设置在叠片台1-3上方，升降台1-7位于推料盒机构1-2的一侧，推片机构1-6设置在升降台1-7的一侧，上料轨道1-4与推料盒机构1-2下侧连接，料盒回收机构1-5设置在推料盒机构1-2下方，双模式上料装置1通过将叠片台1-3、上料轨道1-4集成在推料盒机构1-2上，可以不用拆除机构自动实现上料模式切换，选择基板叠放上料时，将上料轨道1-4从推料盒机构1-2下抽出，基板叠放在叠片台1-3上，吸料机构1-1将基板运至上料轨道1-4上料，其余机构进入等待模式，选择料盒上料时，将上料轨道1-4收回推料盒机构1-2下，料盒放在叠片台1-3上，推料盒机构1-2将料盒推至升降台1-7上，推片机构1-6进行上料。

如图8~图10所示，所述的送料轨道2包括轨道本体2-1、送料夹爪2-2、直线电机2-3、导轨2-4、压料片2-5、压料电机2-6，压料片2-5设置在轨道本体2-1上方，压料片2-5下部与压料电机2-6采用传动件二连接，导轨2-4设置在轨道本体2-1一侧，送料夹爪2-2与导轨2-4活动连接，直线电机2-3设置在导轨2-4一侧，直线电机2-3与送料夹爪2-2采用传动件三连接，。

如图11~图12所示，所述的刷胶机构3包括X轴移动机构3-1、Y轴移动机构3-2、Z轴移动机构3-3、刷胶电机3-4、升降气缸3-5、刷胶板3-6、钢网3-7，钢网3-7设置在刷胶板3-6下方，刷胶板3-6与升降气缸3-5上部连接，升降气缸3-5与刷胶电机3-4采用传动件连接，钢网3-7、刷胶电机3-4与Z轴移动机构3-3采用连接件连接，Z轴移动机构3-3设置在Y轴移动机构3-2上，Y轴移动机构3-2设置在X轴移动机构3-1上，钢网3-7对角处的上方设有定位相机3-8。

如图15、图16所述的顶针机构5包括顶针5-1、顶针帽5-2、真空孔5-3、顶针电机5-4、顶针帽电机5-5、直线导轨5-6，顶针5-1下部与复位件一连接，顶针电机5-4的轴与凸轮一连接，顶针5-1下端穿过复位件一与凸轮一接触，顶针帽5-2套设在顶针5-1上，顶针帽5-2下部一侧设有真空孔5-3，顶针帽5-2下部与直线导轨5-6连接，直线导轨5-6外侧设有复位件二，复位件二与顶针帽5-2下部连接，直线导轨5-6下部一侧设有顶针帽电机5-5，顶针帽电机5-5的轴与凸轮二连接，直线导轨5-6下部水平面的上表面与凸轮一接触，。

如图17所示，所述的下料装置7包括送料盒机构7-1、升降机构7-2、收料盒机构7-3，送料盒机构7-1设置在收料盒机构7-3下部一侧，送料盒机构7-1、收料盒机构7-3位于升降机构7-2同侧

实施例：本实施例中，焊头摆臂6-2的周向间隔设有8个力控电机6-5，工作时，先通过晶圆旋转电机4-4带动晶框底座4-1旋转，对晶圆的角度进行修正，选择双模式上料装置1的上料模式，当选择基板叠放上料时，将上料轨道1-4从推料盒机构1-2下抽出，吸料机构1-1移动到叠片台1-3上方吸取基板，将基板运至上料轨道1-4，上料轨道1-4将基板输送至轨道内部，选择料盒上料时，将送片轨道1-4收回至推料盒机构1-2下方，推料盒机构1-2推动料盒输送至升降台1-7上，推片机构1-6将基板从料盒中推送至轨道内部，之后，升降台1-7下降至料盒下一卡槽位置，当料盒中的基板清空后，升降台1-7下降至收料盒位，料盒回收机构1-5收取空料盒。

同时，送料轨道2将基板的送料夹爪2-2夹取基板，直线电机2-3驱动送料夹爪2-2沿导轨2-4移动，将基板搬运到轨道本体2-1的点胶位上并松开基板，位于点胶位的压料片2-5下压固定基板，点胶位对角处上方的定位相机3-8通过视觉拍摄得出钢网3-7与基板位置的偏差值，X轴移动机构3-1、Y轴移动机构3-2根据偏差值带动钢网3-7位移与基板正确对位，Z轴移动机构3-3带动钢网3-7下降，钢网3-7与基板接触，升降气缸3-5带动刷胶板3-6下降至与钢网3-7接触，刷胶电机3-4驱动刷胶板3-6往返运动将胶水透过钢网3-7的开口印刷在基板上完成点胶，胶水厚度靠钢网3-7厚度决定。

点胶完成后，位于点胶位的压料片2-5抬起，送料夹爪2-2将基板搬运到轨道本体2-1的固晶位，之后，送料夹爪2-2松开，位于固晶位的压料片2-5下压固定基板，之后，旋转电机6-1驱动焊头摆臂6-2旋转，当焊头6-3旋转到取料位时，位于取料位焊头6-3通过力控电机6-5平移至接触芯片，顶针机构5的顶针5-1通过顶针电机5-4配合凸轮一平移至接触芯片蓝膜，顶针帽5-2通过顶针帽电机5-5配合凸轮二驱动直线导轨5-6平移至接触芯片蓝膜，顶针帽5-2上的真空孔5-3抽真空，使芯片蓝膜被顶针帽5-2吸附，复位件二5-8带动顶针帽5-2收回，带动蓝膜移动，顶针5-1刺穿蓝膜使芯片脱离，芯片脱离蓝膜时没有受到顶针5-1的冲击，不会对芯片照成损伤，也不易产生位置偏移，力控电机6-5收回，焊头6-3拾取芯片，下一个焊头6-3旋转到取料位，重复上述步骤，同时，当焊头6-3旋转到固晶视觉定位机构6-8上方，固晶视觉定位机构6-8对芯片进行拍照检测其偏移量，旋转矫正电机6-4根据检测结果对芯片进行旋转矫正，矫正完成后，下一个焊头6-3旋转到固晶视觉定位机构6-8上方，重复上述步骤，焊头6-3继续跟随焊头摆臂6-2旋转将芯片移动到固晶位上，力控电机6-5伸出，带动焊头6-3下压，使芯片固定在基板的指定位置上。

当基板完成固晶后，下料装置7的送料盒机构7-1将空料盒送至升降机构上，固晶位上的压料片2-5抬起，送料夹爪2-2将固晶完成的基板搬运至升降机构7-2上的空料盒中，升降机构7-2上的空料盒装满后，升降机构7-2带动空料盒下降，并送入收料盒平台7-3，本实施例的固晶效率比传统固晶机高2-3倍，精度可达0.015mm比传统固晶机高一倍。

因此采用本实用新型可以使吸嘴摆臂的长度不受晶圆的尺寸的影响，提高了固精精度，通过钢网印刷的方式点胶，提高了效率和稳定性，采用双模式上料装置，可以不用拆除机构自动实现上料模式切换，不会对芯片照成损伤，也不易产生位置偏移，适合生产超薄易碎芯片。

Claims (8)

1.一种高速高精度固晶机，包括双模式上料装置（1）、送料轨道（2）、刷胶机构（3）、晶圆台（4）、顶针机构（5）、固晶机构（6）、下料装置（7），其特征在于：双模式上料装置（1）设置在送料轨道机构（2）的入料端，刷胶机构（3）设置在送料轨道机构（2）前部上方，晶圆台（4）竖直设置在送料轨道机构（2）后部一侧，晶圆台（4）中部设有顶针机构（5），固晶机构（6）竖直旋转设置在送料轨道机构（2）后部上方，固晶机构（6）的旋转轴线与晶圆台（4）平行，固晶机构（6）的出料端设有下料装置（7），固晶机构（6）包括旋转电机（6-1）、焊头摆臂（6-2）、焊头（6-3）、旋转矫正电机（6-4）、力控电机（6-5）、焊头位移传感器（6-6），焊头摆臂（6-2）的圆心与旋转电机（6-1）的轴连接，沿焊头摆臂（6-2）的周向间隔设置至少2个力控电机（6-5），力控电机（6-5）与旋转矫正电机（6-4）连接，旋转矫正电机（6-4）的轴与焊头（6-3）连接，焊头位移传感器（6-6）设置在焊头（6-3）一侧，焊头位移传感器（6-6）与焊头摆臂（6-2）连接，固晶机构（6）与送料轨道机构（2）之间设有固晶视觉定位机构（6-8）。

2.根据权利要求1所述的一种高速高精度固晶机，其特征在于：所述的晶圆台（4）包括晶框底座（4-1）、X轴移动平台（4-2）、Y轴移动平台（4-3）、晶圆旋转电机（4-4），晶圆旋转电机（4-4）与晶框底座（4-1）采用传动件一连接，晶框底座（4-1）的后部与Y轴移动平台（4-3）连接，Y轴移动平台（4-3）的后侧与X轴移动平台（4-2）连接。

3.根据权利要求1所述的一种高速高精度固晶机，其特征在于：所述的双模式上料装置（1）包括吸料机构（1-1）、推料盒机构（1-2）、叠片台（1-3）、上料轨道（1-4）、料盒回收机构（1-5）、推片机构（1-6）、升降台（1-7），叠片台（1-3）设置在推料盒机构（1-2）上侧，推料盒机构（1-2）的装载推杆穿过叠片台（1-3）的长腰孔，吸料机构（1-1）设置在叠片台（1-3）上方，升降台（1-7）位于推料盒机构（1-2）的一侧，推片机构（1-6）设置在升降台（1-7）的一侧，上料轨道（1-4）与推料盒机构（1-2）下侧连接，料盒回收机构（1-5）设置在推料盒机构（1-2）下方。

4.根据权利要求1所述的一种高速高精度固晶机，其特征在于：所述的送料轨道（2）包括轨道本体（2-1）、送料夹爪（2-2）、直线电机（2-3）、导轨（2-4）、压料片（2-5）、压料电机（2-6），压料片（2-5）设置在轨道本体（2-1）上方，压料片（2-5）下部与压料电机（2-6）采用传动件二连接，导轨（2-4）设置在轨道本体（2-1）一侧，送料夹爪（2-2）与导轨（2-4）活动连接，直线电机（2-3）设置在导轨（2-4）一侧，直线电机（2-3）与送料夹爪（2-2）连接。

5.根据权利要求4所述的一种高速高精度固晶机，其特征在于：所述的轨道本体（2-1）的点胶位一侧上方、固晶位一侧上方均设有压料片（2-5），轨道本体（2-1）的点胶位对角处的上方设有定位相机（3-8）。

6.根据权利要求1所述的一种高速高精度固晶机，其特征在于：所述的刷胶机构（3）包括X轴移动机构（3-1）、Y轴移动机构（3-2）、Z轴移动机构（3-3）、刷胶电机（3-4）、升降气缸（3-5）、刷胶板（3-6）、钢网（3-7），钢网（3-7）设置在刷胶板（3-6）下方，刷胶板（3-6）与升降气缸（3-5）上部连接，升降气缸（3-5）与刷胶电机（3-4）采用传动件连接，钢网（3-7）、刷胶电机（3-4）与Z轴移动机构（3-3）采用连接件连接，Z轴移动机构（3-3）设置在Y轴移动机构（3-2）上，Y轴移动机构（3-2）设置在X轴移动机构（3-1）上。

7.根据权利要求1所述的一种高速高精度固晶机，其特征在于：所述的顶针机构（5）包括顶针（5-1）、顶针帽（5-2）、真空孔（5-3）、顶针电机（5-4）、顶针帽电机（5-5）、直线导轨（5-6），顶针（5-1）下部与复位件一（5-7）连接，顶针电机（5-4）的轴与凸轮一连接，顶针（5-1）下端穿过复位件一（5-7）与凸轮一接触，顶针帽（5-2）套设在顶针（5-1）上，顶针帽（5-2）下部一侧设有真空孔（5-3），顶针帽（5-2）下部与直线导轨（5-6）连接，直线导轨（5-6）外侧设有复位件二（5-8），复位件二（5-8）与顶针帽（5-2）下部连接，直线导轨（5-6）下部一侧设有顶针帽电机（5-5），顶针帽电机（5-5）的轴与凸轮二连接，直线导轨（5-6）下部水平端的上表面与凸轮一接触。

8.根据权利要求1所述的一种高速高精度固晶机，其特征在于：所述的下料装置（7）包括送料盒机构（7-1）、升降机构（7-2）、收料盒机构（7-3），送料盒机构（7-1）设置在收料盒机构（7-3）下部一侧，送料盒机构（7-1）、收料盒机构（7-3）位于升降机构（7-2）同侧。

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