CN217641385U - 一种针刺式固晶机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种针刺式固晶机，其包括：载台，所述载台上安装有机架；针刺装置和晶圆盘机台，所述针刺装置和所述晶圆盘机台安装于同一所述机架，且所述针刺装置具有固晶针；驱动机构，其连接所述针刺装置和所述晶圆盘机台，所述驱动机构用于驱动所述针刺装置和所述晶圆盘机台沿竖直方向或者在水平面内移动。本实用新型涉及的一种针刺式固晶机，由于针刺装置和晶圆盘机台安装于同一机架上，可以减少载台上机架的设置数量，进而减少空间的占用，为其他硬件机构的拓展提供了空间，也能够降低硬件成本。

Description

一种针刺式固晶机

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种针刺式固晶机。

背景技术

发光二极管(light emitting diode，led)是一种能将电能转换为光能的可发光元件。随着发光二极管(led)技术的发展，使得发光二极管广泛应用于照明，讯号显示等日常生活领域上，而led制造技术也随之不断发展。

相关技术中，led晶片通常是由供应厂商集中粘在蓝膜上以构成晶圆，在进行后续的固晶过程时，一般使用固晶机将晶圆中的led晶片与蓝膜分离，使led晶片固定至基板上。但是，目前的固晶机结构复杂，设备硬件成本较高，且占用大量空间，限制了固晶机的功能拓展。

因此，有必要设计一种新的针刺式固晶机，以克服上述问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种针刺式固晶机，以解决相关技术中固晶机结构复杂，设备硬件成本较高，且占用大量空间，限制了固晶机的功能拓展的问题。

第一方面，提供了一种针刺式固晶机，其包括：载台，所述载台上安装有机架；针刺装置和晶圆盘机台，所述针刺装置和所述晶圆盘机台安装于同一所述机架，且所述针刺装置具有固晶针；驱动机构，其连接所述针刺装置和所述晶圆盘机台，所述驱动机构用于驱动所述针刺装置和所述晶圆盘机台沿竖直方向或者在水平面内移动。

一些实施例中，所述驱动机构包括第一驱动装置，所述第一驱动装置连接所述机架，所述第一驱动装置用于驱动所述机架在水平面内移动。

一些实施例中，所述驱动机构还包括第二驱动装置，所述第二驱动装置连接所述针刺装置和所述晶圆盘机台，所述第二驱动装置用于调整所述针刺装置和所述晶圆盘机台的竖直高度。

一些实施例中，所述晶圆盘机台包括：晶圆固定装置，所述晶圆固定装置安装于所述机架；以及晶圆移动装置，所述晶圆移动装置连接所述晶圆固定装置，所述晶圆移动装置可带动所述晶圆固定装置在水平面内移动，且所述晶圆移动装置可驱动所述晶圆固定装置绕水平轴旋转。

一些实施例中，所述晶圆固定装置至少包括互相固定的第一固定板、第二固定板和第三固定板，所述第一固定板用于固定晶圆盘；所述晶圆移动装置包括：第一移动机构，所述第一移动机构连接所述第一固定板，且所述第一移动机构可驱动所述第一固定板沿水平面的X轴移动；旋转机构，所述旋转机构连接所述第二固定板，且所述旋转机构可驱动所述第二固定板沿水平轴旋转；以及第二移动机构，所述第二移动机构连接所述第三固定板，且所述第二移动机构可驱动所述第三固定板沿水平面的Y轴移动。

一些实施例中，所述针刺装置上安装有摄像头，所述摄像头包括至少一个镜头，所述镜头用于实时监控所述晶圆盘机台上位于所述固晶针周围的芯片的位置。

一些实施例中，所述载台具有载料区，所述载料区设有真空孔洞，所述真空孔洞用于吸附基板。

一些实施例中，所述载台具有载料区，所述载料区设有升降件，所述升降件可相对于所述载台上升或者下降，当所述升降件上升时，所述升降件将基板支撑于预设高度。

一些实施例中，所述载台具有载料区，所述载料区设有滚筒机构，所述滚筒机构用于传送基板。

一些实施例中，所述载料区还设有夹紧机构，所述夹紧机构用于夹紧固定所述基板。

一些实施例中，所述针刺装置还包括针刺驱动装置，所述针刺驱动装置通过连接器连接所述固晶针，所述针刺驱动装置用于驱动所述固晶针沿所述固晶针的轴线方向移动。

一些实施例中，所述机架安装有固定支架，所述固定支架设有第一连接机构，所述针刺装置固定于所述第一连接机构。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果包括：

本实用新型实施例提供了一种针刺式固晶机，由于针刺装置和晶圆盘机台安装于同一机架上，可以减少载台上机架的设置数量，进而减少空间的占用，为其他硬件机构的拓展提供了空间，也能够降低硬件成本。

并且，驱动机构能够实现针刺装置和晶圆盘机台在各个方向上的移动，便于实现针刺装置与晶圆盘机台上相应部件的对准。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种针刺式固晶机的主视示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种针刺式固晶机的俯视示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种针刺式固晶机的主视示意图。

图中：

1、载台；11、机架；12、固定支架；

2、针刺装置；21、固晶针；

3、晶圆盘机台；

4、晶圆盘；41、芯片；5、基板；6、镜头。

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，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，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的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。

相关技术中，固晶机包括：用于承载晶圆的晶圆盘、用于承载基板的载台、针刺装置，其中承载晶圆的晶圆盘设置在一个龙门架上，针刺装置设置在另一个龙门架上。工作时，首先利用针刺装置中的针刺头对晶圆中的led晶片进行顶升，以使得led晶片与蓝膜分离粘附在基板上。

而目前对应此类固晶机设备构造，一般是针刺装置在第一个龙门架上，并能进行Z方向的移动；且第一个龙门架可以进行X，Y两个方向移动；而晶圆盘置于第二个龙门架上，能进行X，Y 和旋转方向移动；第二个龙门架也可以进行X，Y两个方向移动。在固晶过程中，两个龙门架要同时移动。第一个龙门架负责带动针刺装置沿LED焊盘快速移动，第二个龙门架带动晶圆盘处于针刺装置的下方，确保晶圆盘的晶圆快速移动至针刺头下方，配合针刺头将芯片固定在基板上。

使用目前设备方案会有以下不足：

1、因为有两个龙门架机构，设备硬件成本较高。

2、两个龙门架机构占用了大量设备空间，无法再增加新的硬件机构，限制设备功能拓展。

本实用新型实施例提供了一种针刺式固晶机，其能解决相关技术中固晶机结构复杂，设备硬件成本较高，且占用大量空间，限制了固晶机的功能拓展的问题。

参见图1和图2所示，为本实用新型实施例提供的一种针刺式固晶机，其可以包括：载台1，所述载台1上安装有机架11，其中，机架11可以是龙门架，也可以是竖直的杆等结构均可；针刺装置2和晶圆盘机台3，所述针刺装置2和所述晶圆盘机台3安装于同一所述机架11，也就是说，载台1上可以设置一个机架11，用来安装针刺装置2和晶圆盘机台3，当然，载台1上还可以多个机架11，其他的机架11可以用来安装其他的部件以实现固晶机的功能拓展；且所述针刺装置2可以具有固晶针21，晶圆盘机台3可以用来固定晶圆盘4，其中，晶圆盘4上可以安装有多个芯片41，该芯片41可以是包括LED晶片的晶圆，也可以是其他的电子封装器件；以及驱动机构，其连接所述针刺装置2和所述晶圆盘机台3，应理解，此处的连接可以为直接连接，也可以为间接连接，所述驱动机构用于驱动所述针刺装置2和所述晶圆盘机台3沿竖直方向或者在水平面内移动；也就是说，通过驱动机构的设置，可以实现针刺装置2单独的沿竖直方向的移动，以及在水平面内的移动；也可以单独实现晶圆盘机台3沿竖直方向的移动，以及在水平面内的移动；进而对针刺装置2和晶圆盘机台3的位置进行调整，便于调整固晶针21与晶圆盘4上的芯片41对准，且芯片41与载台1上基板5的预设焊接位置对准。

本实施例中，可以以竖直方向为Z轴，X轴和Y轴均垂直于Z轴，且X轴和Y轴位于同一水平面，X轴和Y轴互相垂直，针刺装置2和晶圆盘机台3均可以实现沿X轴、Y轴和Z轴移动。上述的在水平面内移动，可以理解为在水平面内向任意方向移动，也可以是在水平面内沿X轴和Y轴移动。

在使用时，可以先在载台1上放置基板5，在晶圆盘机台3上放置晶圆盘4，晶圆盘4上排列有多个芯片41；然后使用驱动机构调整针刺装置2与晶圆盘机台3的位置，使芯片41与基板5上的预设焊接位置对准，且固晶针21与芯片41对准；然后可以使用固晶针21将芯片41向靠近基板5的方向顶升，使芯片41粘附在基板5上。然后可以驱动固晶针21返回至初始位置，并驱动针刺装置2与晶圆盘机台3移动至基板5下一个需要固定芯片41的位置，继续重复顶升芯片41。

本实施例中，由于针刺装置2和晶圆盘机台3安装于同一机架11上，不需要设置两个龙门架，可以减少载台1上机架11的设置数量，进而减少空间的占用，且设置在一个机架11上，针刺装置2和晶圆盘机台3在竖直方向上还可以具有更多重叠的部分，也可以进一步节省空间，为其他硬件机构的拓展提供了更多的空间，机架11数量的减少也能够降低硬件成本。

参见图2所示，在一些实施例中，所述驱动机构可以包括第一驱动装置，所述第一驱动装置连接所述机架11，所述第一驱动装置用于驱动所述机架11在水平面内移动。也就是说，第一驱动装置可以驱动机架11在载台1上沿着载台1的表面向任意方向移动，其中包括沿X轴和Y轴移动，机架11的移动，可以带动针刺装置2和晶圆盘机台3的整体移动，便于机架11与针刺装置2、晶圆盘机台3一起移动至下一需要固定芯片41的基板5处。

当然，在其他实施例中，也可以是机架11固定不动，机架11上具有横杆，驱动机构可以驱动针刺装置2和晶圆盘机台3沿着横杆移动，以移动至下一需要固定芯片41的基板5处。

参见图2所示，在一些可选的实施例中，所述驱动机构还可以包括两个第二驱动装置，两个所述第二驱动装置可以直接或者间接连接所述针刺装置2和所述晶圆盘机台3，也即一个第二驱动装置对应连接针刺装置2，另一个第二驱动装置对应连接晶圆盘机台3，两个所述第二驱动装置分别用于调整所述针刺装置2和所述晶圆盘机台3的竖直高度；也就是说，每个第二驱动装置可以单独调整针刺装置2的竖直高度，也可以单独调整晶圆盘机台3的竖直高度，进而不仅可以调整针刺装置2与基板5之间的距离，晶圆盘机台3与基板5之间的距离，也可以调整针刺装置2与晶圆盘机台3之间的竖直距离，从而保证针刺装置2中的固晶针21具有足够的长度插入晶圆盘4中对芯片41进行顶出操作，且芯片41能够贴合至基板5上。

参见图2所示，在一些实施例中，所述晶圆盘机台3可以包括：晶圆固定装置，所述晶圆固定装置安装于所述机架11，其中，晶圆固定装置可以用于固定晶圆盘4；以及晶圆移动装置，所述晶圆移动装置连接所述晶圆固定装置，所述晶圆移动装置可带动所述晶圆固定装置在水平面内移动，其中，可以在水平面内向任意方向移动，也可以是沿着X轴和Y轴移动，且所述晶圆移动装置可驱动所述晶圆固定装置绕水平轴旋转，其中，可以是绕X轴、Y轴或者是其他方向的水平轴转动，以调整晶圆盘4中芯片41的角度。由于有的芯片41的底面不一定是与基板5平行的，有可能芯片41的位置是倾斜的，这个时候通过驱动晶圆固定装置旋转，可以将芯片41调整为与基板5平行的状态，以使芯片41能够平整的固定至基板5上，降低芯片41固定至基板5后倾斜的风险。

进一步，在一些可选的实施例中，所述晶圆固定装置至少可以包括互相固定的第一固定板、第二固定板和第三固定板，三块固定板可以互相叠加放置，也即可以按照第一固定板、第二固定板、第三固定板的顺序从上至下依次叠放，或者按照从下至上的顺序依次叠放，也可以按照第一固定板、第三固定板、第二固定板的顺序或者其他排列组合顺序进行叠放。其中，所述第一固定板可以用于固定晶圆盘4，且第一固定板、第二固定板和第三固定板互相固定后，三者的相对位置可以固定不动。

所述晶圆移动装置可以包括：第一移动机构，所述第一移动机构连接所述第一固定板，且所述第一移动机构可驱动所述第一固定板沿水平面的X轴移动；旋转机构，所述旋转机构连接所述第二固定板，且所述旋转机构可驱动所述第二固定板沿水平轴旋转；以及第二移动机构，所述第二移动机构连接所述第三固定板，且所述第二移动机构可驱动所述第三固定板沿水平面的Y轴移动；当第一移动机构、第二移动机构和旋转机构驱动晶圆固定装置中的某一块固定板移动后，其余固定板以及晶圆盘4可以一起同步移动。其中，第一移动机构、第二移动机构和旋转机构均可以包括马达。

当然，对于晶圆固定装置中固定板的块数在此不做限制，在其他实施例中，晶圆固定装置也可以是一块固定板或者是两块固定板、也可以是更多块固定板，能够实现晶圆的固定即可。当晶圆固定装置是一块固定板时，该块固定板可以同时与第一移动机构、旋转机构以及第二移动机构三者连接，使得第一移动机构、旋转机构以及第二移动机构均能够分别独立的驱动该固定板移动或者旋转，从而实现晶圆盘4的移动和旋转。

由于目前的固晶机无法实时掌握芯片41在晶圆盘4上的位置，易出现固晶针21跟芯片41的位置偏移导致固晶失败的情况。参见图3所示，在一些可选的实施例中，可以在所述针刺装置2上安装摄像头，所述摄像头可以包括至少一个镜头6，也即镜头6的数量可以为一个也可以是多个，所述镜头6可以实时监控所述晶圆盘4机台上位于所述固晶针21周围的芯片41的位置。在固晶过程中，摄像头可以实时监控固晶针21周围的芯片41的位置，并可以通过算法给出下一个芯片41需要移动的准确位置，确保每次移动芯片41的中心位置正好在固晶针21的下方，提升固晶精度。

当设置多个镜头6时，多个镜头6有助于拼接画面更清楚，无死角，视野更大。

参见图1和图2所示，在一些可选的实施例中，所述载台1可以具有载料区，其中，载料区用于放置基板5，且所述载料区可以设有真空孔洞，所述真空孔洞用于吸附基板5以，以将基板5固定在载台1上，防止工作过程中基板5移动位置。其中，真空孔洞的数量可以为一个，也可以为多个，多个真空孔洞间隔设置。

进一步，基板5的材料可以为大理石平台、金属、非金属或者玻璃等材质的平台。

在一些实施例中，所述载台1具有载料区，所述载料区设有升降件，其中，升降件可以为一个整体，也可以是在载料区设置多个间隔分布的升降件，所述升降件可相对于所述载台1上升或者下降，当所述升降件上升时，升降件会从载台1的表面顶出，使所述升降件可以将基板5支撑于预设高度；如此设置，当机械手将基板5移动至载料区后，机械手可以将基板5放置在升降件上，使基板5可以支撑在升降件上，使得基板5与载台1之间形成间隙，便于机械手从该间隙中移出。当升降件下降时，基板5跟随升降件向靠近载台1的方向移动，升降件最终会收容至载台1的收容孔中，并且基板5的底面会与载台1的表面贴合。本实施例中的载台1可以适用于Robot Fork 上下料的平台模式。

在一些实施例中，所述载台1具有载料区，所述载料区设有滚筒机构，所述滚筒机构用于传送基板5。其中，滚筒机构可以绕其轴线转动，当基板5从别的传送带上传送过来后，基板5可以移动至滚筒机构上，并可以在滚筒机构上继续传送至载料区的预设位置，本实施例中的载台1可以适用于CV上下料的CV模式。

进一步，所述载料区还可以设有夹紧机构，所述夹紧机构用于夹紧固定所述基板5。夹紧机构可以安装于载台1，当基板5移动至载料区的预设位置后，可以通过夹紧机构将基板5夹紧，进而可以实现基板5与载台1之间相对位置的固定。

在一些可选的实施例中，所述针刺装置2还可以包括针刺驱动装置，所述针刺驱动装置可以通过连接器连接所述固晶针21，所述针刺驱动装置用于驱动所述固晶针21沿所述固晶针21的轴线方向移动。也即针刺驱动装置可以驱动连接器，使连接器带动固晶针21做伸缩移动，来对芯片41进行顶升，如此设置，当针刺装置2移动到合适的位置后，针刺装置2不需要进行上下移动，直接驱动针刺装置2里面的固晶针21实现上下移动即可，所需使用的动力较小。

当然，在其他实施例中，也可以直接通过所述驱动机构驱动针刺装置2沿竖直方向移动，来实现固晶针21沿其轴线的移动。

进一步，所述机架11可以安装有固定支架12，所述固定支架12设有第一连接机构，其中，固定支架12优选与机架11垂直设置，所述针刺装置2固定于所述第一连接机构，固定支架12可以将针刺装置2支撑在距离机架11一定距离的位置处，使机架11与针刺装置2间隔设置，为针刺装置2提供了较大的运动空间。

优选的，晶圆盘机台3可以设有第二连接机构，第二连接机构用于连接固定晶圆盘4。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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。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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在本实用新型中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种针刺式固晶机，其特征在于，其包括：

载台（1），所述载台（1）上安装有机架（11）；

针刺装置（2）和晶圆盘机台（3），所述针刺装置（2）和所述晶圆盘机台（3）安装于同一所述机架（11），且所述针刺装置（2）具有固晶针（21）；

驱动机构，其连接所述针刺装置（2）和所述晶圆盘机台（3），所述驱动机构用于驱动所述针刺装置（2）和所述晶圆盘机台（3）沿竖直方向或者在水平面内移动。

2.如权利要求1所述的针刺式固晶机，其特征在于：

所述驱动机构包括第一驱动装置，所述第一驱动装置连接所述机架（11），所述第一驱动装置用于驱动所述机架（11）在水平面内移动。

3.如权利要求2所述的针刺式固晶机，其特征在于：

所述驱动机构还包括两个第二驱动装置，两个所述第二驱动装置分别对应连接所述针刺装置（2）和所述晶圆盘机台（3），两个所述第二驱动装置分别用于调整所述针刺装置（2）和所述晶圆盘机台（3）的竖直高度。

4.如权利要求1所述的针刺式固晶机，其特征在于，所述晶圆盘机台（3）包括：

晶圆固定装置，所述晶圆固定装置安装于所述机架（11）；

以及晶圆移动装置，所述晶圆移动装置连接所述晶圆固定装置，所述晶圆移动装置可带动所述晶圆固定装置在水平面内移动，且所述晶圆移动装置可驱动所述晶圆固定装置绕水平轴旋转。

5.如权利要求4所述的针刺式固晶机，其特征在于，所述晶圆固定装置至少包括互相固定的第一固定板、第二固定板和第三固定板，所述第一固定板用于固定晶圆盘（4）；

所述晶圆移动装置包括：

第一移动机构，所述第一移动机构连接所述第一固定板，且所述第一移动机构可驱动所述第一固定板沿水平面的X轴移动；

旋转机构，所述旋转机构连接所述第二固定板，且所述旋转机构可驱动所述第二固定板沿水平轴旋转；

以及第二移动机构，所述第二移动机构连接所述第三固定板，且所述第二移动机构可驱动所述第三固定板沿水平面的Y轴移动。

6.如权利要求1所述的针刺式固晶机，其特征在于：

所述针刺装置（2）上安装有摄像头，所述摄像头包括至少一个镜头，所述镜头用于实时监控所述晶圆盘机台（3）上位于所述固晶针（21）周围的芯片（41）的位置。

7.如权利要求1所述的针刺式固晶机，其特征在于：

所述载台（1）具有载料区，所述载料区设有真空孔洞，所述真空孔洞用于吸附基板（5）。

8.如权利要求1所述的针刺式固晶机，其特征在于：

所述载台（1）具有载料区，所述载料区设有升降件，所述升降件可相对于所述载台（1）上升或者下降，当所述升降件上升时，所述升降件将基板（5）支撑于预设高度。

9.如权利要求1所述的针刺式固晶机，其特征在于：

所述载台（1）具有载料区，所述载料区设有滚筒机构，所述滚筒机构用于传送基板（5）；

所述载料区还设有夹紧机构，所述夹紧机构用于夹紧固定所述基板（5）。

10.如权利要求1所述的针刺式固晶机，其特征在于：

所述针刺装置（2）还包括针刺驱动装置，所述针刺驱动装置通过连接器连接所述固晶针（21），所述针刺驱动装置用于驱动所述固晶针（21）沿所述固晶针（21）的轴线方向移动。

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