CN219246656U - 一种大尺寸全自动硅片贴片机的真空吸取装配装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及硅片贴片技术领域，具体而言，涉及一种大尺寸全自动硅片贴片机的真空吸取装配装置，包括机械臂、真空放置平台、真空吸盘以及控制系统，其中：机械臂通过滑台固定在工作平台上；真空放置平台设置在工作平台上，包括硅片放置平台、固定工件放置平台以及装配工件放置平台；真空吸盘设置在机械臂的正下方；控制系统包括控制终端、机械臂控制系统以及真空控制系统，机械臂控制系统与机械臂连接，真空控制系统分别与真空放置平台和真空吸盘连接。本申请通过机械臂和真空控制系统配合，实现了硅片点胶、粘贴以及装配的全自动化，大大提高了半导体组装的工业化水，降低了相应成本，保证在量产时产品的成品率，提高了生产效率。

Description

一种大尺寸全自动硅片贴片机的真空吸取装配装置

技术领域

本申请涉及硅片贴片技术领域，具体而言，涉及一种大尺寸全自动硅片贴片机的真空吸取装配装置。

背景技术

硅片贴片是在硅片加工过程中必不可少的程序，在近些年大型粒子物理探测器技术中，越来越多的探测器采用硅传感器作为测量高能基本粒子的能量动量的技术手段，因此需要采用6英寸、8英寸甚至12英寸的大尺寸硅晶圆批量制造探测器硅模块。

现有的硅片贴片技术只能在小行程进行自动化贴片，没有针对大尺寸的硅晶圆的全自动贴片技术，并且在贴片过程中需要人工手动进行硅片的粘贴和零件的装配，工作效率较低。

实用新型内容

本申请提供了一种大尺寸全自动硅片贴片机的真空吸取装配装置，能够实现硅片与基板之间的自动粘贴和装配，大大提高了硅片贴片的效率。

为了实现上述目的，本申请提供了一种大尺寸全自动硅片贴片机的真空吸取装配装置包括机械臂、真空放置平台、真空吸盘以及控制系统，其中：机械臂通过滑台固定在工作平台上；真空放置平台设置在工作平台上，包括硅片放置平台、固定工件放置平台以及装配工件放置平台；真空吸盘设置在机械臂的正下方；控制系统包括控制终端、机械臂控制系统以及真空控制系统，机械臂控制系统与机械臂连接，真空控制系统分别与真空放置平台和真空吸盘连接；控制终端分别与机械臂系统和真空控制系统连接。

进一步的，滑台包括X轴移动滑台，Y轴固定滑台以及Z轴移动滑台，其中：Y轴固定滑台固定在工作平台的两侧；X轴移动滑台的两端设置在Y轴固定滑台上，X轴移动滑台整体能够在Y轴固定滑台上前后移动；Z轴移动滑台设置在X轴移动滑台上，Z轴移动滑台整体能够在X轴移动滑台上左右移动；机械臂设置在Z轴移动滑台上，机械臂整体能够在Z轴移动滑台上上下移动。

进一步的，机械臂与真空吸盘之间设置有U轴转动台，真空吸盘在U轴转动台的带动下，能够进行360°旋转。

进一步的，真空放置平台的接口处设置有多路真空控制通道，硅片放置平台、固定工件放置平台以及装配工件放置平台均通过真空控制通道与真空控制系统连接。

进一步的，硅片放置平台用于放置待粘贴硅片；固定工件放置平台用于放置硅片固定工件，硅片固定工件的上方放置待点胶基板；装配工件放置平台用于放置待装配工件。

进一步的，机械臂的两侧分别设置有视觉识别装置和精密点胶装置，视觉识别装置和精密点胶装置均与控制终端连接。

进一步的，X轴移动滑台，Y轴固定滑台以及Z轴移动滑台均设置有光栅尺。

进一步的，真空放置平台的面积＞60mm*60mm，平整度＜200μm。

本实用新型提供的一种大尺寸全自动硅片贴片机的真空吸取装配装置，具有以下有益效果：

本申请通过机械臂和真空控制系统配合，实现了硅片点胶、粘贴以及装配的全自动化，采用全自动控制贴片的所有流程，不需要人工手动进行装配，大大提高了半导体组装的工业化水，降低了相应成本，保证在量产时产品的成品率，提高了生产效率。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例提供的大尺寸全自动硅片贴片机的真空吸取装配装置的俯视图；

图2是本申请实施例提供的大尺寸全自动硅片贴片机的真空吸取装配装置的主视图；

图中：1-工作平台、11-硅片放置平台、12-固定工件放置平台、13-装配工件放置平台、14-硅片、15-固定工件、16-基板、2-机械臂、21-真空吸盘、3-视觉识别装置、4-精密点胶装置、5-X轴移动滑台、6-Y轴固定滑台、7-Z轴移动滑台、8-真空放置平台、9-U轴转动台。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1-2所示，本申请提供了一种大尺寸全自动硅片贴片机的真空吸取装配装置包括机械臂2、真空放置平台8、真空吸盘21以及控制系统，其中：机械臂2通过滑台固定在工作平台1上；真空放置平台8设置在工作平台1上，包括硅片放置平台11、固定工件放置平台12以及装配工件放置平台13；真空吸盘21设置在机械臂2的正下方；控制系统包括控制终端、机械臂控制系统以及真空控制系统，机械臂控制系统与机械臂2连接，真空控制系统分别与真空放置平台8和真空吸盘21连接；控制终端分别与机械臂系统和真空控制系统连接。

具体的，完整的硅片装配零件，从上到下依次是装配工件、硅片14、基板16以及固定工件15，一般装配的顺序为，先将基板16固定在固定工件15上，在基板16表面上点胶，然后将硅片14与基板16对应，并粘贴在基板16上，最后将装配工件覆盖在硅片14上，并与下方的固定工件15进行装配，形成完整的硅片14零件。本申请实施例提供的大尺寸全自动硅片14贴片机的真空吸取装配装置主要是利用机械臂2、真空吸盘21和真空放置平台8，实现大尺寸硅片14的高精度贴片及装配，根据实际贴片与装配的过程，通过控制终端控制机械臂2在滑台上进行移动，对真空放置平台8上的硅片14及工件进行点胶、吸取以及装配。其中，滑台固定设置在工作平台1上，包括X轴、Y轴以及Z轴三个方向的滑台，根据实际贴片的位置可以实现机械臂2的全方位移动。真空吸盘21主要用于吸取装配工件和硅片14整体，然后将其与基板16和固定工件15进行粘贴和装配。真空控制系统一方面与真空吸盘21连接，用于控制真空吸盘21对装配工件和硅片14的吸取与放置，另一方面与真空放置平台8连接，通过抽真空的方式对硅片14和工件进行固定，保证其稳定性，便于相互之间的对接装配，并且还能够确保硅片14和基板16之间粘贴固化，保证整体装配的精度。机械臂控制器与机械臂22连接，用于控制机械臂22在各个滑台上的移动；控制终端分别与机械臂2控制器和真空控制系统连接，控制终端用于整体的控制与反馈显示，工作过程中，可以通过控制终端对各个控制系统进行实时的控制。

进一步的，滑台包括X轴移动滑台5，Y轴固定滑台6以及Z轴移动滑台7，其中：Y轴固定滑台6固定在工作平台1的两侧；X轴移动滑台5的两端设置在Y轴固定滑台6上，X轴移动滑台5整体能够在Y轴固定滑台6上前后移动；Z轴移动滑台7设置在X轴移动滑台5上，Z轴移动滑台7整体能够在X轴移动滑台5上左右移动；机械臂2设置在Z轴移动滑台7上，机械臂2整体能够在Z轴移动滑台7上上下移动。滑台包括X轴、Y轴以及Z轴三个方向上的滑台，可以实现机械臂2三个维度的移动，即前后移动、左右移动以及上下移动。在本申请实施例中，各个滑台与机械臂2控制器配合使用，共同控制机械臂22的移动，根据实际装配移动的需要，实时控制机械臂2的位置移动。

进一步的，机械臂2与真空吸盘21之间设置有U轴转动台9，真空吸盘21在U轴转动台9的带动下，能够进行360°旋转。机械臂2的顶端设置有U轴转动台9，U轴转动台9可以实现0°到360°的转动，在其带动下，机械臂2顶端的真空吸盘21能够自由旋转，实现多角度全方位的吸取。

进一步的，真空放置平台8的接口处设置有多路真空控制通道，硅片放置平台11、固定工件放置平台12以及装配工件放置平台13均通过真空控制通道与真空控制系统连接。真空控制通道主要起到吸取固定的作用。首先，硅片放置平台11上面的硅片14需要通过真空吸附的方式固定在硅片放置平台11上，从而便于后续视觉识别装置33进行图像的识别和采集；其次，当点胶完成，进行最后的装配时，真空控制系统会通过真空控制通道将机械臂2抓取放下的装配工件吸附到固定工件放置平台12上，即利用大气压将抓取的装配工件和固定工件15进行紧密挤压，从而使硅片14与点胶后的基板16之间的胶水扩散并固化，便于硅片14与基板16之间的粘贴，并且保证硅片14不会随着胶水扩散而发生移动，保证贴片的精度。

进一步的，硅片放置平台11用于放置待粘贴硅片14；固定工件放置平台12用于放置硅片固定工件15，硅片固定工件15的上方放置待点胶基板16；装配工件放置平台13用于放置待装配工件。整体的真空放置平台8上设置有三个工作平台，分别为放置硅片14的硅片放置平台11，放置基板16和固定工件15的固定工件放置平台12，以及放置装配工件的装配工件放置平台13，三个平台均通过真空控制通道与真空控制系统连通。在本申请实施例中，进行工件装配时，通过机械臂2和真空吸盘21根据装配情况对装配工件、硅片14进行吸取，然后放置在固定工件放置平台12上，利用真空控制系统和真空控制通道进行硅片14与基板16之间的粘贴，装配工件与固定工件15之间的装配，装配完成后的整体结构从上到下依次为装配工件、硅片14、基板16以及固定工件15。

进一步的，机械臂2的两侧分别设置有视觉识别装置3和精密点胶装置4，视觉识别装置3和精密点胶装置4均与控制终端连接。视觉识别装置3主要用于对硅片14表面进行识别扫描定位，将硅片14表面相应的图像信息上传至控制终端，精密点胶装置4根据相应的图像信息，会生成相应的点胶路径，在机械臂2的带动下对基板16表面进行点胶涂抹，最后再通过真空吸盘21、真空控制通道以及真空控制系统实现硅片14与基板16的粘贴，装配工件与固定工件15的装配。

具体的，本申请实施例进行工作时，先通过机械臂2控制视觉识别装置3对硅片放置平台11上的硅片14表面和固定工件放置平台12上的基板16进行扫描识别，再通过控制终端计算得到相应的移动位置信息，然后机械臂2根据移动位置信息确定点胶的移动轨迹，控制精密点胶装置4在固定工件放置平台12上的基板16上移动，进行点胶，点胶完成后，机械臂2顶端的真空吸盘21会吸取装配工件放置平台13上的待装配工件，然后移动到硅片放置平台11的上方，通过真空控制系统再次吸取硅片14，接着移动到固定工件放置平台12的上方，将待装配工件和硅片14整体放置到固定工件放置平台12上，使硅片14与点胶后的基板16贴合，在真空控制系统和真空控制通道的控制下实现硅片14与基板16的紧密粘接，以及装配工件和固定工件15的整体装配。

进一步的，X轴移动滑台5，Y轴固定滑台6以及Z轴移动滑台7均设置有光栅尺。光栅尺的设置主要为了实现滑台的精确移动，通过光栅尺的位置反馈最小可以实现≤1μm的移动距离。

进一步的，真空放置平台8的面积＞60mm*60mm，平整度＜200μm。真空放置平台8的面积主要根据硅晶圆的实际尺寸进行选择，硅晶圆的尺寸一般为6英寸、8英寸，甚至12英寸。在本申请实施例中，硅片放置平台11、固定工件放置平台12以及装配工件放置平台13的面积优选为1250mm*1250mm，平整度＜200μm，能够实现12英寸的大尺寸硅晶圆批量制造和全自动贴片工艺。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种大尺寸全自动硅片贴片机的真空吸取装配装置，其特征在于，包括机械臂、真空放置平台、真空吸盘以及控制系统，其中：

所述机械臂通过滑台固定在工作平台上；

所述真空放置平台设置在工作平台上，包括硅片放置平台、固定工件放置平台以及装配工件放置平台；

所述真空吸盘设置在所述机械臂的正下方；

所述控制系统包括控制终端、机械臂控制系统以及真空控制系统，所述机械臂控制系统与所述机械臂连接，所述真空控制系统分别与所述真空放置平台和所述真空吸盘连接；

所述控制终端分别与所述机械臂系统和所述真空控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的大尺寸全自动硅片贴片机的真空吸取装配装置，其特征在于，所述滑台包括X轴移动滑台，Y轴固定滑台以及Z轴移动滑台，其中：

所述Y轴固定滑台固定在所述工作平台的两侧；

所述X轴移动滑台的两端设置在所述Y轴固定滑台上，所述X轴移动滑台整体能够在所述Y轴固定滑台上前后移动；

所述Z轴移动滑台设置在所述X轴移动滑台上，所述Z轴移动滑台整体能够在所述X轴移动滑台上左右移动；

所述机械臂设置在所述Z轴移动滑台上，所述机械臂整体能够在所述Z轴移动滑台上上下移动。

3.根据权利要求2所述的大尺寸全自动硅片贴片机的真空吸取装配装置，其特征在于，所述机械臂与所述真空吸盘之间设置有U轴转动台，所述真空吸盘在所述U轴转动台的带动下，能够进行360°旋转。

4.根据权利要求1所述的大尺寸全自动硅片贴片机的真空吸取装配装置，其特征在于，所述真空放置平台的接口处设置有多路真空控制通道，所述硅片放置平台、所述固定工件放置平台以及所述装配工件放置平台均通过真空控制通道与所述真空控制系统连接。

5.根据权利要求4所述的大尺寸全自动硅片贴片机的真空吸取装配装置，其特征在于，所述硅片放置平台用于放置待粘贴硅片；所述固定工件放置平台用于放置硅片固定工件，所述硅片固定工件的上方放置待点胶基板；所述装配工件放置平台用于放置待装配工件。

6.根据权利要求5所述的大尺寸全自动硅片贴片机的真空吸取装配装置，其特征在于，所述机械臂的两侧分别设置有视觉识别装置和精密点胶装置，所述视觉识别装置和所述精密点胶装置均与所述控制终端连接。

7.根据权利要求2所述的大尺寸全自动硅片贴片机的真空吸取装配装置，其特征在于，所述X轴移动滑台，所述Y轴固定滑台以及所述Z轴移动滑台均设置有光栅尺。

8.根据权利要求1所述的大尺寸全自动硅片贴片机的真空吸取装配装置，其特征在于，所述真空放置平台的面积＞60mm*60mm，平整度＜200μm。

Images