CN220400550U - 载料装置及固晶设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种载料装置及固晶设备，载料装置包括承载模块，承载模块包括用于放置待分拣的芯片的载料台和位于载料台中间区域用于调整芯片角度的定位台；抓取模块，用于将载料台上的芯片移至定位台；检测模块，位于承载模块上方，用于识别芯片角度，产生并传输芯片角度的电信号；转向模块，位于承载模块底部，用于驱动定位台旋转，以调整芯片角度；本申请通过改进现有载料装置，转向模块配合检测模块独立驱动芯片的角度调整，抓取模块仅需完成平面内直线位移实现芯片的转移过程，使得芯片的角度调整更加精确；芯片的载料台和定位台一体化集成于承载模块上，缩短了芯片移动的直线距离；本申请提供的固晶设备能够满足目前芯片封装产业的生产节奏。

Description

载料装置及固晶设备

技术领域

本申请属于半导体封装技术领域，特别是涉及一种载料装置及固晶设备。

背景技术

固晶机是LED、芯片半导体、摄像头贴装的封装工艺中的关键设备，由于半导体芯片通常已由供应厂商集中粘在蓝膜或芯片包装盒(gel-pak)上，因此在提取芯片的过程中，抓取机构首先需要从蓝膜或芯片包装盒上抓取单个芯片，再进行旋转操作，使芯片的角度与贴装角度一致，最后芯片沿平面平移至预定工作区进行封装。

随着半导体产业的发展，一方面芯片的尺寸日渐缩小，现有的固晶机贴装精度难以满足生产需求；另一方面生产过程中需要贴装的芯片的数量及种类也大幅增加，固晶过程中需要转移更多芯片，常规的固晶机需要多次停机更换或补充放置芯片的料盘或蓝膜，带来生产效率降低的问题。现有的固晶机已难以满足市场对半导体产品生产的需求，只有兼顾固晶速度、固晶精度和产品良率三大方面，才能适应目前芯片封装产业生产节奏。

因此，需要提供一种针对上述现有技术中的不足的改进技术方案。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种载料装置及固晶设备，通过合理设置芯片的载料装置，优化其结构布局，兼顾固晶速度、固晶精度和产品良率，满足了目前芯片封装产业生产节奏。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种载料装置，包括：

承载模块，包括载料台和定位台；所述载料台用于放置待分拣的芯片，所述定位台位于载料台的中间区域，用于承载并调整所述芯片的角度；

抓取模块，用于将位于所述载料台上的芯片移至所述定位台；

检测模块，位于所述承载模块上方，用于识别所述芯片角度，产生并传输所述芯片角度的电信号；

转向模块，位于所述承载模块的底部，用于接收来自所述检测模块的所述电信号，并根据所述电信号驱动所述定位台旋转，以调整所述芯片的角度。

在一个实施方案中，位于所述定位台上的芯片完成角度调整后，所述抓取模块将完成旋转定位的芯片移出所述承载模块。

在一个实施方案中，所述载料装置还包括：

第一位移模块，位于所述转向模块的下方，并驱动所述承载模块上的芯片沿第一方向位移；

第二位移模块，位于所述第一位移模块的下方，并驱动所述承载模块上的芯片沿第二方向位移；

其中，所述第一方向和所述第二方向垂直相交，并垂直于所述转向模块的转轴所在的方向。

在一个实施方案中，所述承载模块还包括：

料盘基板组，包括两个料盘基板，两个所述料盘基板以所述定位台为中心，沿第一方向对称设置于所述载料台的两端。

在一个实施方案中，所述承载模块还包括：

料盘基板组，包括四个料盘基板，四个所述料盘基板以定位台为中心，沿所述第一方向和所述第二方向呈十字交叉结构对称设置于所述载料台的四周。

在一个实施方案中，所述承载模块还包括：

料盘基板组，包括六个料盘基板，六个所述料盘基板以定位台为中心，等角度间隔环绕设置于所述载料台的外周；

其中，所述料盘基板组包括两个沿所述第一方向对称设置的所述料盘基板。

在一个实施方案中，所述料盘基板通过负压吸附方式以固定芯片包装盒。

在一个实施方案中，所述料盘基板包括：

基板气路，以凹槽结构呈环形排布于所述料盘基板上表面；

主气路，位于所述基板气路的中心处，所述主气路向上与所述基板气路连通，所述主气路向下贯穿所述料盘基板连接至负压控制系统。

在一个实施方案中，所述定位台通过负压吸附的方式以固定芯片位置

本申请还提供一种固晶设备，包括如上述技术方案中所述的载料装置。

与现有技术相比，本申请提供的技术方案具有以下有益效果：

1、本申请通过改进现有载料装置，增加转向模块，通过转向模块配合检测模块独立驱动芯片的角度调整，抓取模块仅需完成平面内直线位移实现芯片的转移过程，使得芯片的角度调整更加精确；另外，芯片的载料台和定位台一体化集成于承载模块上，缩短了芯片移动的直线距离，加快了产品制造节拍。

2、本申请中的载料装置通过优化芯片包装盒的数量、安装位置和安装角度，以对称或环绕的方式设置多个芯片包装盒，减少了停机更换或补充芯片的次数，提高了固晶效率；并且多个芯片包装盒呈对称设置或紧密环绕设置，优化了抓取模块的移动轨迹，进一步保证了芯片的抓取精度，缩短了抓取模块的往复移动时间。

3、本申请中的芯片包装盒通过负压吸附固定于料盘基板上，主气路位于基板气路的中心处，基板气路凹槽结构呈环形排布于所述料盘基板上表面，使负压抽吸过程更加均匀，芯片包装盒更稳定的卡合于料盘基板上。

4、本申请中的固晶设备通过使用本申请提供的载料装置，提高了芯片转移的效率和精度，进而提高了固晶设备整体运行效率，满足了目前芯片封装产业的生产节奏。

附图说明

图1为本申请载料装置结构示意图；

图2为本申请载料装置俯视结构示意图；

图3为本申请第一实施例提供的承载模块结构示意图；

图4为本申请第一实施例提供的承载模块俯视图；

图5为图4沿A-A方向剖面示意图；

图6为本申请第二实施例提供的承载模块俯视图；

图7为本申请第三实施例提供的承载模块俯视图。

附图标记说明：

1、承载模块；

101、载料台；102、料盘基板；1021、基板气路；1022、主气路；103、定位台；

2、转向模块；

3、第一位移模块；

4、第二位移模块；

5、检测模块；

6、抓取模块。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与原理。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，请参阅图1至图7，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

为便于描述，现定义坐标系如图1所示，定义x轴向为第一方向；定义y轴向为第二方向。

实施例1：

参见图1～5，本实施例公开了一种载料装置，载料装置结构参见图1，具体包括：

承载模块1，用于放置芯片，承载模块1包括载料台101和位于载料台中间区域的定位台103；其中，载料台101用于存放待拾取贴装的芯片，定位台103用于将待贴装的芯片旋转至预设角度并定位；

抓取模块6，用于将存放于载料台101上的芯片移至定位台103；抓取模块6由控制器控制执行其在三维空间的直线移动；位于定位台103上的芯片完成角度调整后，抓取模块6将完成旋转定位的芯片移出；

检测模块5，位于承载模块1上方，用于识别所述芯片角度，产生并传输所述芯片角度的电信号；

转向模块2，位于承载模块1的底部，用于驱动定位台103的旋转，以调整芯片的角度。

上述载料装置的具体工作过程为：将待拾取贴装的芯片置于承载模块1的载料台101上，由抓取模块6根据指令依次拾取载料台101上的芯片并转移至定位台103顶部后下放，抓取模块6移开，以形成垂直无障碍检测区域，此时位于承载模块1上方的检测模块5启动，获取芯片的角度数据并根据理论贴装角度参数计算得到旋转角度，并将旋转角度信息指令传输至转向模块2，转向模块2接收信号后旋转，驱动定位台103及定位台103上放置的芯片同步旋转至理论贴装角度，随后抓取模块6移至定位台103上方，下放抓取角度调整后的芯片移出承载模块并转移至下一贴装工序。

在一些实施方式中，载料装置还包括：

第一位移模块3，位于转向模块2的下方，并驱动承载模块1上的芯片沿第一方向，即x轴向往复位移；

第二位移模块4，位于第一位移模块3的下方，并驱动承载模块1上的芯片沿第二方向，即y轴向往复位移；

具体地，第一位移模块3和第二位移模块4可采用直线导轨驱动源等任何能够实现往复移动定位的设备，在此不做赘述。在第一位移模块3和第二位移模块4的共同驱动作用下，载料台101能够实现水平面内的位置调整，实现载料台101的位置自动化调整，通过调整载料台101在固晶设备中的位置兼容各种不同尺寸的芯片包装盒，同时有利于载料装置的模块化设计，整体装置结构紧凑，占用空间较小。

在一些实施方式中，与上述实施方式不同的是，承载模块1的结构示意图参见图3～5，承载模块1还包括：

料盘基板组，包括两个存放芯片的料盘基板102；

两个料盘基板102以定位台103为中心，沿第一方向对称设置于载料台101的两端。

具体地，为满足一次停机抓取较多数量芯片的需求，载料台101上可以放置多个料盘基板102，每多增加一个料盘基板102，一次停机的可拾取芯片数量将增加一倍，增加料盘基板102的数量能够有效提高芯片的拾取和贴装效率。将两个料盘基板102对称设置于定位台103两侧，第一方面能够平衡承载模块1的占用面积；第二方面能够简化抓取模块6的拾取/下放的轨迹算法，两个料盘基板102上的芯片位置与定位台103的相对位置同样呈对称关系，优化了抓取模块6的执行路径，进一步缩短每个芯片角度调整前后工序的移送耗时；第三方面两个料盘基板102沿第一方向设置，对抓取模块6的行程无阻挡影响，增加了抓取模块6的可操作空间，也为芯片贴装工序预留足够的工作空间。

在一些实施方式中，参见图4～7，每个料盘基板102均通过负压吸附方式以固定芯片包装盒。

具体地，参见图4～5，料盘基板102包括：

基板气路1021，以凹槽结构呈环形排布于料盘基板102上表面；

主气路1022，位于基板气路1021的中心处，主气路1022向上与基板气路1021连通，主气路1022向下贯穿料盘基板102连接至负压控制系统。

具体地，基板气路1021至少包括两组同心圆凹槽结构，两组基板气路1021之间通过十字交叉的支路气路连通，用以增加料盘基板102与芯片包装盒的负压吸附面积，平衡吸附压力，使芯片包装盒更牢靠的固定于料盘基板102上，基板气路1021和支路气路汇集于基板气路1021圆心处的主气路1022，主气路1022贯穿料盘基板102并向下连接至负压控制系统。当更换芯片包装盒时，负压控制系统关闭，料盘基板102对芯片包装盒失去吸附力，将芯片包装盒取下更换下一组料盘，当下一组芯片包装盒置于料盘基板后，负压控制系统启动，使料盘基板102底部与基板气路1021之间形成负压区，将料盘基板102固定于载料台101上表面。

在一些实施方式中，定位台103通过负压吸附的方式以固定芯片位置，负压吸附系统的气孔沿z向贯穿定位台103，当抓取模块6将芯片移送至定位台103时，芯片被吸附于定位台103上表面，在定位台103旋转过程中，芯片受到的外部干扰而产生的晃动问题得以解决，同时也提高了芯片的旋转定位精度，优选地，定位台103的气孔位于定位台103的正中心位置，确保芯片底部与定位台103上表面紧密贴合的压力均一，以满足不同尺寸芯片贴装需求，提高了终端产品良率。

实施例2：

本实施例公开了一种载料装置，与实施例1不同的是，本实施例中提供了一种改良结构的承载模块结构，图6为承载模块1的俯视示意图，承载模块1包括：

料盘基板组，包括四个存放芯片的料盘基板102；

四个料盘基板102以定位台103为中心，沿第一方向和第二方向呈十字交叉结构对称设置于载料台101的四周。

具体地，为满足一次停机抓取更多数量芯片的需求，载料台101上可以放置多个料盘基板102，每多增加一个料盘基板102，一次停机的可拾取芯片数量将增加一倍，增加料盘基板102的数量能够有效提高芯片的拾取和贴装效率，本实施例中提供四个料盘基板102的组装结构：四个料盘基板102以定位台103为中心，沿第一方向和第二方向呈十字交叉结构对称设置于载料台101的四周，第一方面能够平衡承载模块1的占用面积和重量分布；第二方面能够简化抓取模块6的拾取/下放的轨迹算法，四个料盘基板102上的芯片位置与定位台103的相对位置呈两两对称关系，优化了抓取模块6的执行路径，进一步缩短每个芯片角度调整前后工序的移送耗时，当执行完一个芯片包装盒的芯片拾取工序后，可通过镜像执行路径抓取对侧芯片完成后续芯片贴装工作，也可以通过转向模块2将料盘基板102旋转90度来重复执行前次拾取轨迹，保证了执行精度，减少抓取路径调整次数。

在上述实施方式中，为增加载料台101的调节范围和自动化程度，载料装置还包括：第一位移模块3和第二位移模块4，分别用于驱动承载模块1上的芯片沿第一方向和第二方向的位移。当执行完一个芯片包装盒的芯片拾取工序后，也可通过第一位移模块3和第二位移模块4协同调节剩余芯片包装盒的位置，减少抓取模块6的移送轨迹，提高抓取精度。

实施例3：

本实施例公开了一种载料装置，与实施例1、2不同的是，本实施例中提供了一种改良结构的承载模块结构，图7为承载模块1的俯视示意图，承载模块1包括：

料盘基板组，包括六个存放芯片的料盘基板102；

六个料盘基板102以定位台103为中心，等角度间隔环绕设置于载料台101的外周；其中，料盘基板组包括两个沿第一方向对称设置的料盘基板102。

具体地，为满足一次停机抓取更多数量芯片的需求，载料台101上可以放置多个料盘基板102，每多增加一个料盘基板102，一次停机的可拾取芯片数量将增加一倍，增加料盘基板102的数量能够有效提高芯片的拾取和贴装效率，本实施例中提供六个料盘基板102的组装结构：六个料盘基板102以定位台103为中心，等角度间隔环绕设置于载料台101的外周，第一方面能够平衡承载模块1的占用面积和重量分布；第二方面能够简化抓取模块6的拾取/下放的轨迹算法，六个料盘基板102上的芯片位置与定位台103的相对位置呈两两对称关系每个料盘基板102与相邻料盘基板102的间隔角度为30度，在一定程度上也简化了抓取模块6的执行路径，缩短每个芯片角度调整前后工序的移送耗时，当执行完一个芯片包装盒的芯片拾取工序后，可通过镜像执行路径抓取对侧芯片完成后续芯片贴装工作，也可以通过转向模块2将料盘基板102旋转60度来重复执行前次拾取轨迹，保证了执行精度，减少抓取路径调整次数。

在上述实施方式中，为增加载料台101的调节范围和自动化程度，载料装置还包括：第一位移模块3和第二位移模块4，分别用于驱动承载模块1上的芯片沿第一方向和第二方向的位移。当执行完一个芯片包装盒的芯片拾取工序后，也可通过第一位移模块3和第二位移模块4协同调节剩余芯片包装盒的位置，减少抓取模块6的移送轨迹，提高抓取精度。

本申请还提供了一种固晶设备，包括上述任一实施例提供的载料装置。

具体地，该固晶设备可包括用于点胶贴装机构、银胶盘、负压吸附机构、终端显示器和其他实现固晶设备功能的必要结构，通过上述多个机构之间的配合，实现固晶作业：首先将待拾取贴装的芯片置于承载模块1的载料台101上，上料机构将PCB板传送到固晶设备卡具的工作位置，完成准备工作；随后点胶机构将待贴装位置点胶备用，抓取模块6根据指令依次拾取载料台101上的芯片并转移至定位台103顶部后下放，抓取模块6移开，以形成垂直无障碍检测区域，此时位于承载模块1上方的检测模块5启动，获取芯片的角度数据并根据理论贴装角度参数计算得到旋转角度，并将旋转角度信息指令传输至转向模块2，转向模块2接收信号后旋转，驱动定位台103及定位台103上放置的芯片同步旋转至理论贴装角度，随后抓取模块6移至定位台103上方，下放抓取角度调整后的芯片并转移至PCB板上的贴装位置，随后返回初始抓取位置，完成一次固晶作业过程。采用该载料装置的固晶设备的结构紧凑度高，有助于提高工艺精度。

综上所述，本申请通过改进现有载料装置，增加转向模块，通过转向模块配合检测模块独立驱动芯片的角度调整，抓取模块仅需完成平面内直线位移实现芯片的转移过程，使得芯片的角度调整更加精确；另外，芯片的载料台和定位台一体化集成于承载模块上，缩短了芯片移动的直线距离，加快了产品制造节拍；载料装置通过优化芯片包装盒的数量、安装位置和安装角度，以对称或环绕的方式设置多个芯片包装盒，减少了停机更换或补充芯片的次数，提高了固晶效率；并且多个芯片包装盒呈对称设置或紧密环绕设置，优化了抓取模块的移动轨迹，进一步保证了芯片的抓取精度，缩短了抓取模块的往复移动时间；芯片包装盒通过负压吸附固定于料盘基板上，主气路位于基板气路的中心处，基板气路凹槽结构呈环形排布于所述料盘基板上表面，使负压抽吸过程更加均匀，芯片包装盒更稳定的卡合于料盘基板上；本申请中的固晶设备通过使用本申请提供的载料装置，提高了芯片转移的效率和精度，进而提高了固晶设备整体运行效率，满足了目前芯片封装产业的生产节奏。所以，本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种载料装置，其特征在于，包括：

承载模块(1)，包括载料台(101)和定位台(103)；所述载料台(101)用于放置待分拣的芯片，所述定位台(103)位于载料台的中间区域，用于承载并调整所述芯片的角度；

抓取模块(6)，用于将位于所述载料台(101)上的芯片移至所述定位台(103)；

检测模块(5)，位于所述承载模块(1)上方，用于识别所述芯片角度，产生并传输所述芯片角度的电信号；

转向模块(2)，位于所述承载模块(1)的底部，用于接收来自所述检测模块(5)的所述电信号，并根据所述电信号驱动所述定位台(103)旋转，以调整所述芯片的角度。

2.根据权利要求1所述的载料装置，其特征在于，位于所述定位台(103)上的芯片完成角度调整后，所述抓取模块(6)将完成旋转定位的所述芯片移出所述承载模块(1)。

3.根据权利要求1所述的载料装置，其特征在于，所述载料装置还包括：

第一位移模块(3)，位于所述转向模块(2)的下方，并驱动所述承载模块(1)上的芯片沿第一方向位移；

第二位移模块(4)，位于所述第一位移模块(3)的下方，并驱动所述承载模块(1)上的芯片沿第二方向位移；

其中，所述第一方向和所述第二方向垂直相交，并垂直于所述转向模块(2)的转轴所在的方向。

4.根据权利要求3所述的载料装置，其特征在于，所述承载模块(1)还包括：

料盘基板组，包括两个料盘基板(102)，两个所述料盘基板(102)以所述定位台(103)为中心，沿所述第一方向对称设置于所述载料台(101)的两端。

5.根据权利要求3所述的载料装置，其特征在于，所述承载模块(1)还包括：

料盘基板组，包括四个料盘基板(102)，四个所述料盘基板(102)以所述定位台(103)为中心，沿所述第一方向和所述第二方向呈十字交叉结构对称设置于所述载料台(101)的四周。

6.根据权利要求3所述的载料装置，其特征在于，所述承载模块(1)还包括：

料盘基板组，包括六个料盘基板(102)，六个所述料盘基板(102)以所述定位台(103)为中心，等角度间隔环绕设置于所述载料台(101)的外周；

其中，所述料盘基板组包括两个沿所述第一方向对称设置的所述料盘基板(102)。

7.根据权利要求4～6任一所述的载料装置，其特征在于，所述料盘基板(102)通过负压吸附方式以固定芯片包装盒。

8.根据权利要求7所述的载料装置，其特征在于，所述料盘基板(102)包括：

基板气路(1021)，以凹槽结构呈环形排布于所述料盘基板(102)上表面；

主气路(1022)，位于所述基板气路(1021)中心位置，所述主气路(1022)向上与所述基板气路(1021)连通，所述主气路(1022)向下贯穿所述料盘基板(102)连接至负压控制系统。

9.根据权利要求1～6任一所述的载料装置，其特征在于，所述定位台(103)通过负压吸附的方式以固定芯片位置。

10.一种固晶设备，其特征在于，包括如权利要求1～9任一所述的载料装置。