CN218039141U - 半导体元件多自由度定位机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种半导体元件多自由度定位机构，包括固定底板、纠偏机构、X向纠偏相机模组、Z向纠偏相机模组和Y向纠偏相机模组，纠偏机构、X向纠偏相机模组、Z向纠偏相机模组和Y向纠偏相机模组均安装在固定底板上，X向纠偏相机模组位于纠偏机构沿着Y轴负方向的一侧，Z向纠偏相机模组位于纠偏机构的正上方位置，Y向纠偏相机模组位于纠偏机构沿着X轴负方向的一侧。本实用新型通过纠偏机构、X向纠偏相机模组、Z向纠偏相机模组和Y向纠偏相机模组的协同配合，在三个方向的视觉定位的控制下，能够对微小元器件在微小的空间内进行精确的六自由度纠偏定位。

Description

半导体元件多自由度定位机构

技术领域

本实用新型涉及半导体元件加工相关技术领域，尤其涉及一种半导体元件多自由度定位机构。

背景技术

半导体行业中，对微小元件经常需要进行搬运、加工等工序时，有对元件进行多自由度精确定位纠偏的需求，传统的多轴定位平台存在体积大、成本高的问题，不利于加工设备的小型化和成本优化。

有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种半导体元件多自由度定位机构，使其更具有产业上的利用价值。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种半导体元件多自由度定位机构。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

半导体元件多自由度定位机构，包括固定底板、纠偏机构、X向纠偏相机模组、Z向纠偏相机模组和Y向纠偏相机模组，纠偏机构、X向纠偏相机模组、Z向纠偏相机模组和Y向纠偏相机模组均安装在固定底板上，X向纠偏相机模组位于纠偏机构沿着Y轴负方向的一侧，Z向纠偏相机模组位于纠偏机构的正上方位置，Y向纠偏相机模组位于纠偏机构沿着X轴负方向的一侧；

纠偏机构从下往上依次包括纠偏底板、六轴纠偏定位机构和纠偏吸附基座，六轴纠偏定位机构的底部通过下方的纠偏底板安装在固定底板上，六轴纠偏定位机构的顶部与上方的纠偏吸附基座相连接；

X向纠偏相机模组包括X向相机底板、X向相机直线电机和X向相机检测机构，X向相机直线电机的底部通过下方的X向相机底板沿着X轴方向安装在固定底板上，X向相机直线电机顶部的驱动端通过X向相机滑台板与上方的X向相机检测机构驱动连接设置，X向相机检测机构包括X向相机、X向镜头、X向相机光源和棱镜，X向相机、X向镜头和棱镜依次沿着X轴的负方向设置且通过X向镜头安装座安装在X向相机双轴驱动机构上，X向相机双轴驱动机构安装在X向相机滑台板上，X向相机光源位于棱镜沿着Y轴正方向的一侧且通过X向相机光源支架安装在X向相机滑台板上；

Z向纠偏相机模组包括Z向顶安装板和Z向相机检测机构，Z向顶安装板的底部设置有Z向相机三轴驱动机构，Z向相机三轴驱动机构的底部设置有Z向镜头安装座，Z向相机检测机构包括Z向相机、Z向镜头和Z向相机光源，Z向相机、Z向镜头和Z向相机光源依次沿着Z轴的负方向设置且通过Z向镜头安装座安装在Z向相机三轴驱动机构上，Z向相机光源通过Z向相机光源支架安装在Z向相机三轴驱动机构上；

Y向纠偏相机模组包括Y向相机底板和Y向相机检测机构，Y向相机底板安装在固定底板上，Y向相机底板上设置有Y向相机三轴驱动机构，Y向相机检测机构包括Y向相机、Y向镜头和Y向相机光源，Y向相机、Y向镜头和Y向相机光源依次沿着X轴的正方向设置且通过Y向镜头安装座安装在Y向相机三轴驱动机构上，Y向相机光源通过Y向相机光源支架安装在Y向相机三轴驱动机构上。

作为本实用新型的进一步改进，六轴纠偏定位机构从下往上依次包括纠偏电动Z轴滑台、纠偏X轴直线位移台、纠偏Y轴直线位移台、纠偏角度旋转台、第一弧摆台和第二弧摆台，纠偏电动Z轴滑台安装在纠偏底板上，纠偏电动Z轴滑台通过纠偏Z轴台板与上方的纠偏X轴直线位移台相连接，纠偏X轴直线位移台、纠偏Y轴直线位移台、纠偏角度旋转台、第一弧摆台和第二弧摆台从下往上依次相连接设置，第二弧摆台的顶部设置有纠偏吸附基座。

作为本实用新型的进一步改进，X向相机双轴驱动机构从下往上依次包括X向相机X轴直线位移台和X向相机电动Z轴滑台，X向相机X轴直线位移台安装在X向相机滑台板上，X向相机X轴直线位移台和X向相机电动Z轴滑台从下往上依次与上方的X向镜头安装座相连接。

作为本实用新型的进一步改进，Z向相机三轴驱动机构从上往下依次包括Z向相机Y轴直线位移台、Z向相机X轴直线位移台和Z向相机电动Z轴滑台，Z向相机Y轴直线位移台安装在Z向顶安装板的底部，Z向相机Y轴直线位移台、Z向相机X轴直线位移台和Z向相机电动Z轴滑台从上往下依次与下方的Z向镜头安装座相连接。

作为本实用新型的进一步改进，Y向相机三轴驱动机构从下往上依次包括Y向相机X轴直线位移台、Y向相机Y轴直线位移台和Y向相机电动Z轴滑台，Y向相机X轴直线位移台安装在Y向相机底板上，Y向相机X轴直线位移台、Y向相机Y轴直线位移台和Y向相机电动Z轴滑台从下往上依次与上方的Y向镜头安装座相连接。

借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：

本实用新型通过纠偏机构、X向纠偏相机模组、Z向纠偏相机模组和Y向纠偏相机模组的协同配合，在三个方向的视觉定位的控制下，能够对微小元器件在微小的空间内进行精确的六自由度纠偏定位。本实用新型系统集成性较好，优化了机构占用的安装空间，占地面积较小。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本实用新型一种半导体元件多自由度定位机构的结构示意图；

图2是图1中纠偏机构的结构示意图；

图3是图1中X向纠偏相机模组的结构示意图；

图4是图1中Z向纠偏相机模组的结构示意图；

图5是图1中Y向纠偏相机模组的结构示意图。

其中，图中各附图标记的含义如下。

1固定底板 2纠偏机构

3X向纠偏相机模组 4Z向纠偏相机模组

5Y向纠偏相机模组 6纠偏底板

7纠偏电动Z轴滑台 8纠偏Z轴台板

9纠偏X轴直线位移台 10纠偏Y轴直线位移台

11纠偏角度旋转台 12第一弧摆台

13第二弧摆台 14纠偏吸附基座

15X向相机底板 16X向相机直线电机

17X向相机滑台板 18X向相机X轴直线位移台

19X向相机电动Z轴滑台 20X向相机

21X向镜头 22X向镜头安装座

23X向相机光源 24棱镜

25X向相机光源支架 26Z向顶安装板

27Z向相机Y轴直线位移台 28Z向相机X轴直线位移台

29Z向相机电动Z轴滑台 30Z向镜头安装座

31Z向相机 32Z向镜头

33Z向相机光源 34Z向相机光源支架

35Y向相机底板 36Y向相机X轴直线位移台

37Y向相机Y轴直线位移台 38Y向相机电动Z轴滑台

39Y向镜头安装座 40Y向相机

41Y向镜头 42Y向相机光源

43Y向相机光源支架

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中附图，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域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。

实施例

如图1～图5所示，

一种半导体元件多自由度定位机构，包括固定底板1、纠偏机构2、X向纠偏相机模组3、Z向纠偏相机模组4和Y向纠偏相机模组5，纠偏机构2、X向纠偏相机模组3、Z向纠偏相机模组4和Y向纠偏相机模组5均安装在固定底板1上，X向纠偏相机模组3位于纠偏机构2沿着Y轴负方向的一侧，Z向纠偏相机模组4位于纠偏机构2的正上方位置，Y向纠偏相机模组5位于纠偏机构2沿着X轴负方向的一侧。

纠偏机构2从下往上依次包括纠偏底板6、六轴纠偏定位机构和纠偏吸附基座14，六轴纠偏定位机构的底部通过下方的纠偏底板6安装在固定底板1上，六轴纠偏定位机构的顶部与上方的纠偏吸附基座14相连接。六轴纠偏定位机构从下往上依次包括纠偏电动Z轴滑台7、纠偏X轴直线位移台9、纠偏Y轴直线位移台10、纠偏角度旋转台11、第一弧摆台12和第二弧摆台13，纠偏电动Z轴滑台7安装在纠偏底板6上，纠偏电动Z轴滑台7通过纠偏Z轴台板8与上方的纠偏X轴直线位移台9相连接，纠偏X轴直线位移台9、纠偏Y轴直线位移台10、纠偏角度旋转台11、第一弧摆台12和第二弧摆台13从下往上依次相连接设置，第二弧摆台13的顶部设置有纠偏吸附基座14。

其中，纠偏角度旋转台11可在XY轴平面内旋转设置，第一弧摆台12可在XZ轴平面内摆动设置，第二弧摆台13可在YZ轴平面内摆动设置。

X向纠偏相机模组3包括X向相机底板15、X向相机直线电机16和X向相机检测机构，X向相机直线电机16的底部通过下方的X向相机底板15沿着X轴方向安装在固定底板1上，X向相机直线电机16顶部的驱动端通过X向相机滑台板17与上方的X向相机检测机构驱动连接设置，X向相机检测机构包括X向相机20、X向镜头21、X向相机光源23和棱镜24，X向相机20、X向镜头21和棱镜24依次沿着X轴的负方向设置且通过X向镜头安装座22安装在X向相机双轴驱动机构上，X向相机双轴驱动机构安装在X向相机滑台板17上，X向相机光源23位于棱镜24沿着Y轴正方向的一侧且通过X向相机光源支架25安装在X向相机滑台板17上。X向相机双轴驱动机构从下往上依次包括X向相机X轴直线位移台18和X向相机电动Z轴滑台19，X向相机X轴直线位移台18安装在X向相机滑台板17上，X向相机X轴直线位移台18和X向相机电动Z轴滑台19从下往上依次与上方的X向镜头安装座22相连接。

Z向纠偏相机模组4包括Z向顶安装板26和Z向相机检测机构，Z向顶安装板26的底部设置有Z向相机三轴驱动机构，Z向相机三轴驱动机构的底部设置有Z向镜头安装座30，Z向相机检测机构包括Z向相机31、Z向镜头32和Z向相机光源33，Z向相机31、Z向镜头32和Z向相机光源33依次沿着Z轴的负方向设置且通过Z向镜头安装座30安装在Z向相机三轴驱动机构上，Z向相机光源33通过Z向相机光源支架34安装在Z向相机三轴驱动机构上。Z向相机三轴驱动机构从上往下依次包括Z向相机Y轴直线位移台27、Z向相机X轴直线位移台28和Z向相机电动Z轴滑台29，Z向相机Y轴直线位移台27安装在Z向顶安装板26的底部，Z向相机Y轴直线位移台27、Z向相机X轴直线位移台28和Z向相机电动Z轴滑台29从上往下依次与下方的Z向镜头安装座30相连接。

Y向纠偏相机模组5包括Y向相机底板35和Y向相机检测机构，Y向相机底板35安装在固定底板1上，Y向相机底板35上设置有Y向相机三轴驱动机构，Y向相机检测机构包括Y向相机40、Y向镜头41和Y向相机光源42，Y向相机40、Y向镜头41和Y向相机光源42依次沿着X轴的正方向设置且通过Y向镜头安装座39安装在Y向相机三轴驱动机构上，Y向相机光源42通过Y向相机光源支架43安装在Y向相机三轴驱动机构上。Y向相机三轴驱动机构从下往上依次包括Y向相机X轴直线位移台36、Y向相机Y轴直线位移台37和Y向相机电动Z轴滑台38，Y向相机X轴直线位移台36安装在Y向相机底板35上，Y向相机X轴直线位移台36、Y向相机Y轴直线位移台37和Y向相机电动Z轴滑台38从下往上依次与上方的Y向镜头安装座39相连接。

纠偏电动Z轴滑台7通过螺钉固定在纠偏底板6上，纠偏电动Z轴滑台7上面依次安装了：纠偏X轴直线位移台9、纠偏Y轴直线位移台10、纠偏角度旋转台11、第一弧摆台12、第二弧摆台13和纠偏吸附基座14；

X向纠偏相机模组3其上设置的X向相机检测机构，使X向相机20在X方向上，视野可以覆盖待测元件。

Z向纠偏相机模组4通过Z向顶安装板26安装在纠偏机构2正上方的设备框架上(图中未表示)，Z向相机31在Z方向上，视野可以覆盖待测元件。

Y向纠偏相机模组5上设置有相机三轴驱动机构以及Y向相机检测机构，使Y向相机40在Y方向上，视野可以覆盖待测元件。

本实用新型的工作过程或工作原理简述：

工作时，首先物料通过夹持、吸附等方式固定在待测元件定位机构即纠偏吸附基座14上。首先，X向相机检测机构在X向相机直线电机16的驱动下，对元件进行视觉抓靶定位，在第一弧摆台12、纠偏X轴直线位移台9和纠偏电动Z轴滑台7的运动下，X向相机20的定位数据对元件进行三轴联动纠偏定位，并确保元件始终在相机的视野范围内。

然后，Y向相机检测机构对元件进行视觉抓靶定位，在纠偏Y轴直线位移台10、第二弧摆台13和纠偏电动Z轴滑台7的运动下，根据Y向相机40的定位数据对元件进行三轴联动纠偏定位，并确保元件始终在相机的视野范围内。

最后，Z向相机检测机构对元件进行视觉俯视抓靶定位，在纠偏X轴直线位移台9、纠偏Y轴直线位移台10和纠偏角度旋转台11的运动下，根据Z向相机31的定位数据对元件进行三轴联动纠偏定位，并确保元件始终在相机的视野范围内。

至此，元件在六个自由度已完成定位纠偏工作，根据后续工艺需求继续进行加工或取走。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶、“底”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指咧所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.半导体元件多自由度定位机构，包括固定底板(1)、纠偏机构(2)、X向纠偏相机模组(3)、Z向纠偏相机模组(4)和Y向纠偏相机模组(5)，所述纠偏机构(2)、X向纠偏相机模组(3)、Z向纠偏相机模组(4)和Y向纠偏相机模组(5)均安装在固定底板(1)上，其特征在于，所述X向纠偏相机模组(3)位于纠偏机构(2)沿着Y轴负方向的一侧，所述Z向纠偏相机模组(4)位于纠偏机构(2)的正上方位置，所述Y向纠偏相机模组(5)位于纠偏机构(2)沿着X轴负方向的一侧；

所述纠偏机构(2)从下往上依次包括纠偏底板(6)、六轴纠偏定位机构和纠偏吸附基座(14)，所述六轴纠偏定位机构的底部通过下方的纠偏底板(6)安装在固定底板(1)上，所述六轴纠偏定位机构的顶部与上方的纠偏吸附基座(14)相连接；

所述X向纠偏相机模组(3)包括X向相机底板(15)、X向相机直线电机(16)和X向相机检测机构，所述X向相机直线电机(16)的底部通过下方的X向相机底板(15)沿着X轴方向安装在固定底板(1)上，所述X向相机直线电机(16)顶部的驱动端通过X向相机滑台板(17)与上方的X向相机检测机构驱动连接设置，所述X向相机检测机构包括X向相机(20)、X向镜头(21)、X向相机光源(23)和棱镜(24)，所述X向相机(20)、X向镜头(21)和棱镜(24)依次沿着X轴的负方向设置且通过X向镜头安装座(22)安装在X向相机双轴驱动机构上，所述X向相机双轴驱动机构安装在X向相机滑台板(17)上，所述X向相机光源(23)位于棱镜(24)沿着Y轴正方向的一侧且通过X向相机光源支架(25)安装在X向相机滑台板(17)上；

所述Z向纠偏相机模组(4)包括Z向顶安装板(26)和Z向相机检测机构，所述Z向顶安装板(26)的底部设置有Z向相机三轴驱动机构，所述Z向相机三轴驱动机构的底部设置有Z向镜头安装座(30)，所述Z向相机检测机构包括Z向相机(31)、Z向镜头(32)和Z向相机光源(33)，所述Z向相机(31)、Z向镜头(32)和Z向相机光源(33)依次沿着Z轴的负方向设置且通过Z向镜头安装座(30)安装在Z向相机三轴驱动机构上，所述Z向相机光源(33)通过Z向相机光源支架(34)安装在Z向相机三轴驱动机构上；

所述Y向纠偏相机模组(5)包括Y向相机底板(35)和Y向相机检测机构，所述Y向相机底板(35)安装在固定底板(1)上，所述Y向相机底板(35)上设置有Y向相机三轴驱动机构，所述Y向相机检测机构包括Y向相机(40)、Y向镜头(41)和Y向相机光源(42)，所述Y向相机(40)、Y向镜头(41)和Y向相机光源(42)依次沿着X轴的正方向设置且通过Y向镜头安装座(39)安装在Y向相机三轴驱动机构上，所述Y向相机光源(42)通过Y向相机光源支架(43)安装在Y向相机三轴驱动机构上。

2.如权利要求1所述的半导体元件多自由度定位机构，其特征在于，所述六轴纠偏定位机构从下往上依次包括纠偏电动Z轴滑台(7)、纠偏X轴直线位移台(9)、纠偏Y轴直线位移台(10)、纠偏角度旋转台(11)、第一弧摆台(12)和第二弧摆台(13)，所述纠偏电动Z轴滑台(7)安装在纠偏底板(6)上，所述纠偏电动Z轴滑台(7)通过纠偏Z轴台板(8)与上方的纠偏X轴直线位移台(9)相连接，所述纠偏X轴直线位移台(9)、纠偏Y轴直线位移台(10)、纠偏角度旋转台(11)、第一弧摆台(12)和第二弧摆台(13)从下往上依次相连接设置，所述第二弧摆台(13)的顶部设置有纠偏吸附基座(14)。

3.如权利要求1所述的半导体元件多自由度定位机构，其特征在于，所述X向相机双轴驱动机构从下往上依次包括X向相机X轴直线位移台(18)和X向相机电动Z轴滑台(19)，所述X向相机X轴直线位移台(18)安装在X向相机滑台板(17)上，所述X向相机X轴直线位移台(18)和X向相机电动Z轴滑台(19)从下往上依次与上方的X向镜头安装座(22)相连接。

4.如权利要求1所述的半导体元件多自由度定位机构，其特征在于，所述Z向相机三轴驱动机构从上往下依次包括Z向相机Y轴直线位移台(27)、Z向相机X轴直线位移台(28)和Z向相机电动Z轴滑台(29)，所述Z向相机Y轴直线位移台(27)安装在Z向顶安装板(26)的底部，所述Z向相机Y轴直线位移台(27)、Z向相机X轴直线位移台(28)和Z向相机电动Z轴滑台(29)从上往下依次与下方的Z向镜头安装座(30)相连接。

5.如权利要求1所述的半导体元件多自由度定位机构，其特征在于，所述Y向相机三轴驱动机构从下往上依次包括Y向相机X轴直线位移台(36)、Y向相机Y轴直线位移台(37)和Y向相机电动Z轴滑台(38)，所述Y向相机X轴直线位移台(36)安装在Y向相机底板(35)上，所述Y向相机X轴直线位移台(36)、Y向相机Y轴直线位移台(37)和Y向相机电动Z轴滑台(38)从下往上依次与上方的Y向镜头安装座(39)相连接。

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