CN218101215U - 一种多功能贴片装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种多功能贴片装置,包括垂直上下运动的焊臂组件、点胶组件、水平移动的双视野视觉组件和承片台,在执行对位校准过程中,双视野视觉组件位于所述待贴装芯片的下表面和芯片安装基板的上表面;所述双视野视觉组件的光轴与所述焊臂组件的轴线共轴;当对位校准过程完成后,所述双视野视觉组件水平移出所述待贴装芯片的贴装区域;所述双面成像镜头同时采集所述待贴装芯片的下表面和芯片安装基板的上表面的对位标记,并传送到控制组件,所述控制组件调整所述芯片安装基板的位置,以使所述待贴装芯片精准贴合于所述芯片安装基板上。因此,本实用新型在能够兼容较大的贴片力情况下,提高了贴片精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及集成电路芯片集成封装领域,尤其涉及一种多功能贴片装置。
背景技术
伴随着大数据、光通信、人工智能和激光等产业的新兴发展,对半导体芯片的运算速度、体积以及带宽提出了更高的要求,并且,低功耗、低发热量和大的存储容量等性能也需兼顾考虑。
此外,在对芯片的制造精度要求越来越高同时,也对芯片的集成互连提出更高的要求。本领域技术人员清楚,芯片的集成互连技术经历了传统封装和先进封装工艺。也就是说,共晶倒装、2.5D的封装和3D的封装技术越来越受到各大封测厂家的重视,尤其是以各院校和科研单位对于高带宽的通信和大功率半导体激光等行业的研发,催生了各种用于芯片集成封装的实验设备。其中,贴片机(共晶焊机和压焊机)是封装互连应用的重要设备。
芯片的封装互连技术中,因集成工艺和用途的不同,往往出现多种贴装工艺,例如,按照放置方式分为正装和倒装方式,按照连接方式形成过程分为点胶工艺、共晶焊接工艺、超声焊接、热压焊接和激光焊接等工艺。
贴片装置按照功能要求,一般会设置用于搬运待贴装芯片的吸附模块,用于放置芯片或基板等物料的承片台,实现芯片和芯片或者芯片和基板的对准和对位模块以及其它辅助模块。
由于贴片工艺的多样性,贴片装置需具备适应大范围尺寸、大压力、高精度和快速加热等功能要求,同时还需要兼顾低成本。现有贴片装置一般采用吸附组件采用水平旋转臂传递搬运芯片,或者垂直翻转臂搬运芯片,在芯片贴装过程中,往往呈现贴片力施加不足的问题。
为实现施加较大的贴片力,目前业界采用上下移动转臂传递搬运芯片,上述贴片装置中的芯片对位模块通常需要采用多个视觉对位单元,例如,上下各布置一组视觉对位单元,根据各个视觉对位单元的坐标转换关系,实现芯片和基板的对位。
然而,由于上述方案引入多个基准和校准环节,使实现机构较为复杂,并且,如果将对位视觉单元用显微镜代替,放置于焊臂上方或者侧边,只能观测芯片边缘,在倒装工艺中,无法采集芯片底部特征如凸点等,造成贴片精度差。
因此,如何使贴片装置在降低制造成本和体积的前提下,提高贴片精度,是目前也业界急需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于,提供一种多功能贴片装置,以使其在芯片封装的研发制造和小批量生产工艺中,能够兼容较大的贴片力,提高贴片精度。
为实现上述目的,本实用新型的技术方案如下:
一种多功能贴片装置,其包括:
垂直上下运动的焊臂组件,包括夹持件、安装于所述夹持件上的吸附件和控制所述夹持件垂向运动的驱动组件,所述吸附件具有一组真空内孔用于拾取和放置待贴装芯片,并随所述夹持件一起做垂向运动;
点胶组件,安装于所述焊臂组件上,并随所述焊臂组件一起垂向运动;其中,所述点胶组件包括点胶滑轨和在所述点胶滑轨轴线上往复运动的点胶头,所述点胶滑轨的轴线和所述焊臂组件垂向移动轴线呈θ角布局;所述点胶头运动到最下端时与所述焊臂组件的轴线重合;
水平移动的双视野视觉组件,在执行对位校准过程中,所述双视野视觉组件位于所述待贴装芯片的下表面和芯片安装基板的上表面;所述双视野视觉组件的光轴与所述焊臂组件的轴线共轴;当对位校准过程完成后,所述双视野视觉组件水平移出所述待贴装芯片的贴装区域;
承片台,其包括贴装台;所述贴装台用于承载所述芯片安装基板,在执行对位校准过程中,所述粗动机构和精调机构根据所述双视野视觉组件的校准结果,在三维方向移动调整所述贴装台的位置;
其中,所述双视野视觉组件包括双面成像镜头,所述双面成像镜头同时采集所述待贴装芯片的下表面和芯片安装基板的上表面的对位标记,并传送到控制组件,所述控制组件调整所述芯片安装基板的位置,以使所述待贴装芯片精准贴合于所述芯片安装基板上。
进一步地,所述的多功能贴片装置,还包括一组侧视辅助感测组件,设置于所述焊臂组件的左右一侧,用于在侧面实时观测贴装过程中工艺问题,所述侧视辅助感测组件包括一组可变焦的镜头、镜头支架和用于调整镜头位置的滑轨以及绕安装所述镜头支架旋转的夹具。并且,在贴装过程中,当所述待贴装芯片接近所述基板时,通过所述待贴装芯片的边缘特征辅助完成芯片对位校准的复核功能。
进一步地,所述驱动组件为第一电机,所述第一电机驱动所述夹持件直线运动,实现所述待贴装芯片的拾取和放置,并提供芯片贴装力,且所述芯片贴装力的施力方向和贴片受力点在一条轴线上。
进一步地,所述驱动组件还包括驱动旋转的第二电机、测力单元、缓冲单元和吸附工具,根据所述测力单元的检测结果,所述缓冲单元使所述吸附工具所提供的贴片力为一预定值,以确保所述待贴装芯片平缓无冲击,以及无位置偏移。
进一步地,所述承片台还包括粗动机构、精调机构和锁紧机构;所述粗动机构为一组包括多个气浮垫的气浮单元,所述精调机构设置在所述粗动台上,用于所述待贴装芯片和所述芯片安装基板对位,所述锁紧机构位于所述气浮单元和支撑平台之间;当所述粗动机构移动到位后,通过开启所述锁紧机构上的真空吸附单元或者电磁吸附单元,实现所述粗动机构的固定。
进一步地,所述贴装台中布置有加热单元,用于对所述待贴装芯片或所述芯片安装基板的加热。
进一步地,所述可变焦的镜头为双面成像镜头,所述双视野视觉组件还包括图像采集单元和GUI监控界面;所述GUI监控界面接收所述图像采集单元采集的图像,可视化呈现所述待贴装芯片和芯片安装基板对位和偏移测量标记。
进一步地,当在正装贴装时,所述待贴装芯片上的对位点相对于所述芯片安装基板上的对位点的间距为δ。
进一步地,当在倒装贴装时,通过精调机构调节所述芯片安装基板的位置,观测实时成像中的倒装的所述待贴装芯片凸点和所述芯片安装基板的所有凸点是否重合。
为实现上述目的,本实用新型又一技术方案如下:
一种多功能贴片方法,其采用上述的多功能贴片装置,其包括:
步骤S1:在启动贴片前,所述焊臂组件从料盒中拾取和吸附所述待贴装芯片;其中,所述待贴装芯片为倒装的待贴装芯片或正装的待贴装芯片;
步骤S2:所述双视野视觉组件移入所述待贴装芯片的下表面,并对齐所述待贴装芯片;其中,所述双视野视觉组件的光轴与所述焊臂组件的轴线共轴;双视野视觉组件包括双面成像镜头;
步骤S3:所述粗动机构将载有所述芯片安装基板的移入双视野视觉组件的视场范围内,并固定所述承片台的位置;倒装时,所述双面成像镜头同时采集所述待贴装芯片的下表面和芯片安装基板上表面的对位标记;正装时,所述双面成像镜头在步骤S1中优先采集芯片正面信息,并在可视化界面中记录待贴装芯片正面标记位置,在所述步骤中,通过可视化界面设置芯片安装基板上表面对位标记;所述精调机构根据所述双视野视觉组件的对位结果,在三维方向移动调整述芯片安装基板的位置,以确保所述待贴装芯片和芯片安装基板的位置重叠;
步骤S4:当对位校准过程完成后,所述双视野视觉组件水平移出所述待贴装芯片的贴装区域;
步骤S5:所述点胶组件随所述焊臂组件一起垂向运动,将所述待贴装芯片贴装到所述芯片安装基板上。
从上述技术方案可以看出,本实用新型提供的多功能贴片装置,其技术效果有益具体如下:
①、满足正装和倒装等多功能贴装工艺,以及该工艺下的点胶、共晶和热压等贴片方式,可实现1~3μm的贴装精度;
②、支持大压力和大尺寸范围贴片,对位操作简单,贴片方法灵活,设备结构紧凑,占地面积小,适合芯片封装的研发制造和小批量生产;
③、能够适应较大的基板尺寸范围和较大的压力范围,同时满足对高精度定位的贴装要求。
附图说明
图1所示为本实用新型多功能贴片装置的示意图
图2所示为本实用新型发明实施例中的双视野对位组件示意图
图3所示为本实用新型实施例中的贴片和点胶布局机构示意图
图4所示为本实用新型实施例中的承片台轴测机构示意图
图5所示为本实用新型实施例中的多功能贴片方法的流程示意图
图6所示为本实用新型实施例中正装和倒装的贴合模式示意图
图7所示为本实用新型实施例中的倒装热压焊接的流程示意图
图8所示为本实用新型实施例中的正装点胶贴片的流程示意图
1双视野视觉组件 2焊臂组件 3点胶组件 4侧视辅助观测系统
5承片台组件 6支撑平台 11待贴装芯片 12基板 13双视野镜头
14探测相机 15芯片标记 16基板标记 17双视野光轴
21吸附加持件 22吸附件 23焊臂轴线 31点胶头 32点胶导轨
33点胶导轨轴线 51贴装台 52供料台 53旋转台 54气浮组件
541气浮孔件 55倾斜台 551预紧件 552精密螺杆
56X向调整台 57Y向调整台 58 Z向调整台
71倒装芯片 710倒装芯片凸点 72倒装基板 720倒装基板凸点
73正装芯片 730正装芯片对位点 74正装基板
740正装基板对位点 75GUI监控界面 750正装芯片标记线
751正装基板标
具体实施方式
下面结合附图1-8,对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。
请参阅图1,图1所示为本实用新型多功能贴片装置的示意图。如图1 所示,该多功能贴片装置包括水平移动的双视野视觉组件1、垂直上下运动的焊臂组件2、点胶组件3、侧视辅助感测组件4、包含粗动和精调运动的承片台5和控制组件(图中未显示)。
在执行对位校准过程中,所述双视野视觉组件位于所述待贴装芯片的下表面和芯片安装基板的上表面;所述双视野视觉组件的光轴与所述焊臂组件的轴线共轴;当对位校准过程完成后,所述双视野视觉组件水平移出所述待贴装芯片的贴装区域。
具体地,所述双视野视觉组件包括一套双面成像镜头、镜头支架和用于调整镜头位置的滑轨、绕安装所述镜头支架旋转的夹具、图像采集单元和 GUI监控界面;所述GUI监控界面接收所述图像采集单元采集的图像,可视化呈现所述待贴装芯片和芯片安装基板对位和偏移测量标记。
请参阅图2,图2所示为本实用新型实施例中的双视野对位组件示意图。如图2所示,双视野视觉组件1包含一套双面成像的双视野镜头11和用于成像的探测相机14,该双视野镜头13除了能够在X向运动到焊臂组件2下方完成对位功能以外,还可以实现X方向和Y方向高精度移动,从而在水平方向上扩大了视觉系统观测对位范围。
如图2所示,标记11的组件为待贴装芯片,标记12的组件为芯片安装基板,其上有用于对位的标记或者轮廓图案,如图2中的标记15和标记 16所示,该标记直接成像于探测相机14上,能够实时观测两个标记的位置,显示上下标记错位情况。
为了实现高精度的对位,双视野镜头13自身视场一般较小,可通过 X、Y方向移动,寻找更多对位点来观测待贴装的位置和芯片的姿态是否重叠,包括水平位移和旋转角度。
在本实用新型发明的实施例中,垂直上下运动的焊臂组件可以包括夹持件、安装于所述夹持件上的吸附件和控制所述夹持件垂向运动的驱动组件,所述吸附件具有一组真空内孔用于拾取和放置待贴装芯片,并随所述夹持件一起做垂向运动。
点胶组件安装于所述焊臂组件上,并随所述焊臂组件一起垂向运动;其中,所述点胶组件包括点胶滑轨和在所述点胶滑轨轴线上往复运动的点胶头,所述点胶滑轨的轴线和所述焊臂组件垂向移动轴线呈θ角布局;所述点胶头运动到最下端时与所述焊臂组件的轴线重合。
请参阅图3,图3所示为本实用新型实施例中的贴片和点胶布局机构示意图。如图3所示,焊臂组件2包含夹持件21和吸附件22,吸附件22是具有一组真空内孔用于拾取和放置芯片的组件,安装于夹持件22上,并随夹持件21一起做垂向运动,如图3所示的纸面上下方向。点胶组件3安装与焊臂组件2上,并随焊臂组件2一起垂向运动。
本实用新型的实施例中,点胶组件2包含点胶头31和点胶滑轨32。滑轨的轴线33与焊臂组件2的垂向移动轴线23呈θ角布局,焊臂垂向移动轴线23和双视野视觉组件的光轴17共轴,并且点胶头31可以在滑轨轴线 33上往复运动,其运动到最下端和焊臂轴线23重合,其中,θ角大小以点胶头31倾斜运动和吸附件22不干涉为准,该布局保证了在焊臂的吸附件22上的芯片对位完成后,点胶头31可以直接移动到最下端,并随焊臂一起做垂向运动,完成点胶动作,待点胶完成后,点胶头退回原来初始位,吸附件22前段的芯片(图3中未示出)可直接贴装到点胶的基板上。
上述布局的优势在于,既可以实现精准的点胶,如对于尺寸只有几百微米甚至几十微米的芯片,其点胶前可以通过双视野镜头1观测点胶头31的位置和待点胶位置重合,同时也保证了点胶头31的运动末端和焊臂垂向移动轴线23重合,进而保证了芯片贴装对位和点胶对位同步完成,节省贴装对位的时间。进一步地,点胶组件3上的点胶头31可以换成紫外光固化头,实现点胶后的紫外固化功能,图中未展示。
在本实用新型的实施例中,焊臂组件2的垂向运动支撑可以是独立支撑柱,也可以是龙门支架,所述驱动组件包括第一电机,该第一电机既可以是能实现大压力的旋转电机,也可以是高速启停的直驱电机,该第一电机驱动所述夹持件21直线运动,实现所述待贴装芯片的拾取和放置,并提供芯片贴装力,且所述芯片贴装力的施力方向和贴片受力点在一条轴线上。
此外,所述驱动组件还可以包括驱动旋转的第二电机、测力单元、缓冲单元和吸附工具,根据所述测力单元的检测结果,所述缓冲单元使所述吸附工具所提供的贴片力为一预定值,以确保所述待贴装芯片平缓无冲击以及无位置偏移。
在本实用新型一些较佳的实施例中,焊臂组件2上还可以包含以下单元(图3中未标识):用于设置吸附件22绕焊臂轴线23旋转的单元(即第二电机),用于测量贴装力的测力单元,用于加热吸附件的加热单元,用于焊臂组件2垂向运动的升降单元以及用于芯片吸附的缓冲单元,减少因吸附工具撞击芯片引起的贴片位移偏差。也就是说,以上组件可配合完成芯片的旋转调整和热压贴合等工艺。
在本实用新型的一些较佳的实施例中,还可以包括一组侧视辅助感测组件4,设置于所述焊臂组件2的左右一侧,用于在侧面实时观测芯片贴装过程中工艺问题,所述侧视辅助感测组件包括一组可变焦的镜头、镜头支架和用于调整镜头位置的滑轨以及绕安装所述镜头支架旋转的夹具;并且当所述待贴装芯片接近所述基板时,可以通过所述待贴装芯片的边缘特征辅助完成芯片对位校准进行复核。
具体地,该侧视辅助感测组件有两个功能,其一是为了侧面实时观测贴装过程中工艺问题,如果芯片贴装过程中,焊锡等焊料的溶化过程,胶水的外溢状态;其二是在贴装过程中,在芯片接近基板时,通过待贴装芯片边缘特征辅助完成芯片对位的复核功能。
请参阅图4,如图4所示,承片台5其包含粗动机构、精调机构、物料供给台52和贴装台51。粗动台主要可以包含一组气浮组件54,气浮组件 54上设置多组气孔541,用于通压缩气体或者真空;其中,压缩气体用于承片台5的气浮支撑。当需要大范围调整承片台5的位置时,或者需要上料等操作,实现X方向和/或Y方向的大范围快速移动;而当粗调到位后,即切换为真空通道,通入真空后,可以固定气浮组件54于支撑平台6上 (如图1所示),实现承片台5调整到位后通过真空吸附,以固定锁紧承片台5。
精调机构由下而上可以包含一组倾斜调整台55、X向调整台56、Y向调整台57、Z向调整台58和θz向旋转台53。其中,倾斜调整台55上布置有多组预紧件551和精密螺杆552,用于调整承片台5水平程度,即配合其它精调功能,实现支撑平台6的自由度精确调整。
供料台52和贴装台51布置在承片台5的最上方,实现物料供给和芯片贴装承载。在贴装台51内部布置有基板吸附板和基板加热单元(图中未显示)。
并且,上述精调机构的驱动可采用本实施例中显示的高精度微分头装置,但不限于此,同样可以使用电动微调机构实现,并且,在本实施例中的粗动锁紧功能实现,除了可以采用以上提到的真空吸附,也可以采用电磁吸附功能,电磁铁设置于气浮组件54底部或者设置于其下的支撑平台6中,对应的磁芯设置于相对应的位置。
再请参阅图1,支撑平台6为供其它组件安装和放置的平台,其可根据芯片安装基板最大尺寸,设置较大平台尺寸,如承片4英寸、6英寸或者8 英寸物料。为了保证承片台5上的气浮组件54的运行平滑,支撑平台6上表面需要精细研磨,可采用稳定结构的大理石平台、铸铁平台和不锈钢平台等组件。
在本实用新型的实施例中,控制组件可以采用控制硬件和/或控制软件 (图中未展示)实现,配合以上所述的机构,可实现芯片的正装和倒装等多种功能。其中,在正装贴片过程中,控制软件界面可在视觉系统视场范围内制作刻度标记线,用于预先设置芯片待贴装位置,具体地,所述待贴装芯片上的对位点相对于所述芯片安装基板上的对位点的间距为δ,在待贴片时,可以通过双视野视觉组件1将基板移动至刻线位置,实现正装功能。在倒装贴片过程中,则直接同时观测芯片下表面和基板上表面的多个凸点,实现对位后贴片。
请参阅图5,图5所示为本实用新型实施例中多功能贴片方法的流程示意图。如图5所示,该贴片方法具体包括如下步骤:
步骤S1:在启动贴片前,所述焊臂组件从料盒中拾取和吸附所述待贴装芯片;其中,所述待贴装芯片为倒装的待贴装芯片或正装的待贴装芯片;
步骤S2:所述双视野视觉组件移入所述待贴装芯片的下表面,并对齐所述待贴装芯片;其中,所述双视野视觉组件的光轴与所述焊臂组件的轴线共轴;
步骤S3:所述粗动机构将所述芯片安装基板移入双视野视觉组件的视场范围内,并固定所述承片台的位置;所述双面成像镜头同时采集所述待贴装芯片的下表面和芯片安装基板的上表面的对位标记,所述精调机构根据所述双视野视觉组件的对位结果,在三维方向移动调整述芯片安装基板的位置,以确保所述待贴装芯片和芯片安装基板的位置重叠;
步骤S4:当对位校准过程完成后,所述双视野视觉组件水平移出所述待贴装芯片的贴装区域;
步骤S5:所述点胶组件随所述焊臂组件一起垂向运动,将所述待贴装芯片贴装到所述芯片安装基板上。
请参阅图6,图6所示为本实用新型实施例中正装和倒装的贴合模式示意图。如图6所示,所述“正装”指以芯片正面和基板正面的贴合封装,所述“倒装”指以芯片背面和基板正面的贴合封装。
下面通过实施例1和实施例2分别详细阐述本实用新型在“正装”贴装工艺和“倒装”贴装工艺中的流程。
实施例1
请结合图6参阅图7,图7所示为本实用新型实施例中的倒装热压焊接的流程示意图。如图7所示,本实用新型的芯片倒装热压焊接方法,具体包括如下步骤:
步骤S11:将倒扣在料盒中的倒装芯片71吸附在焊臂组件上;
步骤S12:移入双视野视觉组件1,并对齐倒装芯片71的下表面;
步骤S13:通过承片台5下的粗动机构,迅速将芯片安装基板移入双视野视觉组件的视场范围内,并将粗动机构切换为真空吸附台,固定承片台 5的位置;
步骤S14:通过承片台5上的精调机构调节芯片安装基板的位置,观测实时成像中的倒装芯片凸点710和倒转芯片安装基板凸点720是否重合;
步骤S15:水平左右和前后移动双视野视觉组件1,寻找更多的上下凸点对位,同时精调机构调整芯片和芯片安装基板的位置重叠,及水平错位和角度旋转达到设定值。
步骤S16:当图像重叠后,移走双视野视觉组件1;
步骤S17:驱动焊臂组件,将倒转芯片贴装到芯片安装基板上,同时在倒转芯片和芯片安装基板接触过程中,通过侧视辅助感测组件4观察,并增加压力,同时开启上下加热功能,使芯片和芯片安装基板焊接;
步骤S18:记录温度和压力值,当达到阈值后,移走焊臂组件;
步骤S19:双视野视觉组件1再次观测贴装后的效果,结束贴装。
实施例2
请结合图6参阅图8,图8所示为本实用新型实施例中的正装点胶贴片的流程示意图。如图8所示,图8描述正装点胶的贴片流程,因正装无法通过双视野同时观测芯片正面和芯片安装基板正面,需要通过GUI监控界面上标记线对位。如图5正装示意图所示,贴装目标是贴片后,芯片上的对位点730相对于芯片安装基板上的对位点740的间距为δ,并点胶固定,其贴装步骤具体如下:
步骤S21:将双视野视觉组件1移入待贴装工位;将正装放置的芯片 73,移入双视野视觉组件1的下方;
步骤S22:通过移动贴装台51,将正装芯片73上的对位点730和 GUI监控界面75上的正装标记对位线750对齐重合;
步骤S23:移走双视野系统1,焊臂组件2吸附待贴芯片;将芯片安装基板74放入承片台,将双视野系统1移入工作位,保证芯片安装基板待贴装位置在视场范围内;
步骤S24:在GUI监控界面75中设置正装芯片安装基板对位标记 751,保证该标记和正装芯片对位线的间距为δ;
步骤S25:通过观测GUI监控界面75,并移动位移台,保证正装芯片安装基板对位点740移入到和正装芯片安装基板对位标记751重合;
步骤S26:移走双视野视觉组件1;点胶装置3从初始位置沿θ角下移至和焊臂组件轴线重合,并随焊臂组件2一起下移至芯片安装基板点胶,完成后复位至初始位置;
步骤S27:焊臂组件2上的芯片跟随焊臂组件下移贴片,达到预设贴片力后停止;
步骤S28:辅助对位观测系统4观测贴装过程中胶水粘接情况;
步骤S29:焊臂组件2复位,双视野视觉组件1再次观测贴装后效果,结束贴装。
综上所述,本实用新型的多功能贴片装置及其贴片方法,采用了双视野视觉组件,使倒装芯片和正装芯片的精准对位,且也解决了承片台仅为单一 X和Y轴运动台的问题,使芯片工位转移和贴装偏移调整过程中,同时兼容大行程和高精度定位要求,也可以方便调整运动台倾斜位置,解决芯片贴装翘曲,贴装后的良率不高等问题。并且,本实用新型满足多功能贴片装置体积要求,使得整个装置控制简单且结构成本底。
以上所述的仅为本实用新型的优选实施例,所述实施例并非用以限制本实用新型的专利保护范围,因此凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化,同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种多功能贴片装置,其特征在于,包括:
垂直上下运动的焊臂组件,包括夹持件、安装于所述夹持件上的吸附件和控制所述夹持件垂向运动的驱动组件,所述吸附件具有一组真空内孔用于拾取和放置待贴装芯片,并随所述夹持件一起做垂向运动;
点胶组件,安装于所述焊臂组件上,并随所述焊臂组件一起垂向运动;其中,所述点胶组件包括点胶滑轨和在所述点胶滑轨轴线上往复运动的点胶头,所述点胶滑轨的轴线和所述焊臂组件垂向移动轴线呈θ角布局;所述点胶头运动到最下端时与所述焊臂组件的轴线重合;
水平移动的双视野视觉组件,在执行对位校准过程中,所述双视野视觉组件位于所述待贴装芯片的下表面和芯片安装基板的上表面;所述双视野视觉组件的光轴与所述焊臂组件的轴线共轴;当对位校准过程完成后,所述双视野视觉组件水平移出所述待贴装芯片的贴装区域;
承片台,其包括贴装台;所述贴装台用于承载所述芯片安装基板,在执行对位校准过程中,粗动机构和精调机构根据所述双视野视觉组件的校准结果,在三维方向移动调整所述贴装台的位置;
其中,所述双视野视觉组件同时采集所述待贴装芯片的下表面和芯片安装基板的上表面的对位标记,并传送到控制组件,所述控制组件调整所述芯片安装基板的位置,以使所述待贴装芯片精准贴合于所述芯片安装基板上。
2.根据权利要求1所述的多功能贴片装置,其特征在于,还包括一组侧视辅助感测组件,设置于所述焊臂组件的左右一侧,用于在侧面实时观测贴装过程中工艺问题,所述侧视辅助感测组件包括一组可变焦的镜头、镜头支架和用于调整镜头位置的滑轨以及绕安装所述镜头支架旋转的夹具,并且,在贴装过程中,当所述待贴装芯片接近所述基板时,通过所述待贴装芯片的边缘特征辅助完成芯片对位校准的复核功能。
3.根据权利要求1所述的多功能贴片装置,其特征在于,所述驱动组件为第一电机,所述第一电机驱动所述夹持件直线运动,实现所述待贴装芯片的拾取和放置,并提供芯片贴装力,且所述芯片贴装力的施力方向和贴片受力点在一条轴线上。
4.根据权利要求2所述的多功能贴片装置,其特征在于,所述驱动组件还包括驱动旋转的第二电机、测力单元、缓冲单元和吸附工具,根据所述测力单元的检测结果,所述缓冲单元使所述吸附工具所提供的贴片力为一预定值,以确保所述待贴装芯片平缓无冲击,以及无位置偏移。
5.根据权利要求1所述的多功能贴片装置,其特征在于,所述承片台还包括粗动机构、精调机构和锁紧机构;所述粗动机构为一组包括多个气浮垫的气浮单元,所述精调机构设置在所述粗动台上,用于所述待贴装芯片和所述芯片安装基板对位,所述锁紧机构位于所述气浮单元和支撑平台之间;当所述粗动机构移动到位后,通过开启所述锁紧机构上的真空吸附单元或者电磁吸附单元,实现所述粗动机构的固定。
6.根据权利要求1所述的多功能贴片装置,其特征在于,所述贴装台中布置有加热单元,用于对所述待贴装芯片或所述芯片安装基板的加热。
7.根据权利要求1所述的多功能贴片装置,其特征在于,所述双视野视觉组件还包括图像采集单元和GUI监控界面;所述GUI监控界面接收所述图像采集单元采集的图像,可视化呈现所述待贴装芯片和芯片安装基板对位和偏移测量标记。
8.根据权利要求7所述的多功能贴片装置,其特征在于,当在正装贴装时,所述待贴装芯片上的对位点相对于所述芯片安装基板上的对位点的间距为δ。
9.根据权利要求5所述的多功能贴片装置,其特征在于,当在倒装贴装时,通过精调机构调节所述芯片安装基板的位置,观测实时成像中的倒装的所述待贴装芯片凸点和所述芯片安装基板的所有凸点是否重合。
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