TW202129836A - 磁性夾頭 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種磁性夾頭。根據本發明實施例的磁性夾頭包括：吸附橡膠，其具有從作為一面的對於半導體芯片的接觸面貫通到另一面的多個單獨孔；以及金屬板，其具有從一面貫通到另一面而提供與各個單獨孔連接的共同通道的共同孔，並且層壓在吸附橡膠。

Description

磁性夾頭
本發明涉及一種磁性夾頭，更詳細地，涉及一種可適用於具有平坦的接觸面的夾頭夾持器的磁性夾頭。
通常，在半導體封裝的組裝工藝中，從晶圓（wafer）分離半導體芯片（或者也稱為「晶粒（die）」）後，利用環氧黏合劑等貼合到諸如引線框架或者印刷電路板（PCB）等的基板的工藝稱為芯片附着工藝。其為單獨地分離形成在晶圓上的多個芯片來進行產品化的第一步驟，因此，為了執行芯片附着工藝，先執行以單獨芯片單位切割晶圓來分離的工藝。
如此，半導體芯片封裝的組裝工藝需要以單獨芯片單位對形成有多個芯片的晶圓進行切割的工藝以及為了執行將切割的單獨芯片黏合到封裝本體的芯片附着工藝，拾取切割的單獨芯片而移送至封裝本體的裝配部的工藝。此時，拾取（pick-up）從晶圓切割的半導體芯片來移送的半導體芯片移送裝置中的直接與芯片接觸來拾取的部分稱為夾頭（collet）。
包括這種夾頭的半導體芯片移送裝置除了使用於上述半導體封裝的組裝工藝之外，還可以使用於檢查半導體芯片的表面破損、裂痕、缺陷等外觀狀態是否良好的視覺檢查工藝等。
通常，半導體芯片移送裝置分別包括：真空施加管，其配置有吸入空氣的孔，以便對半導體芯片提供真空吸入力；夾頭夾持器，其與真空施加管連接，且底面露出有孔；夾頭，其具有與孔連同的孔，並且具有插入結合於夾頭夾持器的底面的伸縮性吸附橡膠。
尤其，在韓國授權實用新型公報第20-0414775中，提出通過對夾頭夾持器給予磁力而以能夠將在吸附橡膠結合金屬板的夾頭結合於夾頭夾持器的方式構成的半導體芯片移送裝置。通常，用於這種半導體芯片移送裝置的夾頭稱為「磁性夾頭」。
圖1示出現有的磁性夾頭10和夾頭夾持器20。
參照圖1，對於現有的夾頭夾持器20而言，與真空施加管連接而吸入空氣的夾持器孔22露出於其底面21，即與夾頭10接觸的接觸面21。此時，結合有吸附橡膠11及金屬板12的磁性夾頭10結合於夾頭夾持器20的接觸面21。尤其，夾頭夾持器20除了夾持器孔22之外在接觸面21還包括共同槽23。即，共同槽23具有形成在夾頭夾持器20的接觸面21的結構，以便與磁性夾頭10的多個孔連接（連通）而提供多個孔的共同通道。
因此，對於現有的磁性夾頭10而言，僅在夾頭夾持器20的接觸面21設置有共同槽23的情況下，真空吸入力通過多個各個孔來正常地發揮作用，由此可以附着半導體芯片，從而可以起到移送該半導體芯片的作用。即，存在現有的磁性夾頭10無法適用於不在接觸面21設置共同槽23而具有平坦的接觸面21的夾頭夾持器20的問題。
另一方面，為了移送半導體芯片，現有的磁性夾頭的與半導體芯片接觸的吸附橡膠的接觸面具有平坦的（flat）結構。因此，對於現有磁性夾頭而言，吸附橡膠的接觸面的所有區域相對於作為移送對象的半導體芯片保持相同的隔開間距的同時，以逐漸減少隔開間距的方式靠近半導體芯片。
如果脫離這種保持條件而吸附橡膠的接觸面中的某一個區域先靠近半導體芯片，則會產生以該半導體芯片的位置發生變化的狀態吸附在吸附橡膠，或者可以影響相鄰的半導體的位置變更等問題。並且，這種保持條件需要對磁性夾頭的更加細緻的位置調整技術，因此，存在該移送裝置的製造費用增加的問題。
並且，就現有的磁性夾頭而言，吸附橡膠和金屬板彼此相接的表面不具有用於緊固的額外結構，因此，具有吸附橡膠和金屬板利用黏合劑等來附着的結構。結果，在為應對多種半導體芯片的大小而需要更換磁性夾頭時，存在只能更換吸附橡膠和金屬板附着的整個磁性夾頭的問題。
現有技術文獻
（專利文獻1）KR20-0414775Y
技術問題
為了解決如上所述的現有技術的問題，本發明的目的在於，提供一種不在夾頭夾持器的接觸面設置共同槽，在接觸面平坦的情況下，也可以起到移送半導體芯片的作用的磁性夾頭。
並且，本發明的另一個目的在於，提供一種與半導體芯片接觸的接觸面形成為能夠減少對半導體芯片的位置變更的影響的形狀的磁性夾頭。
並且，本發明的再一個目的在於，提供一種具有能夠更換吸附橡膠和金屬板的結構的磁性夾頭。
但是，本發明所要解決的技術問題不限於前述技術問題，本領域技術人員可以根據以下的記載而明確地了解到未提及的其它技術問題。
解決問題的方案
根據用於解決如上所述的技術問題的本發明實施例的磁性夾頭包括：吸附橡膠，其具有從作為一面的對於半導體芯片的接觸面貫通到另一面的多個單獨孔；以及金屬板，其具有從一面貫通到另一面而提供與各個單獨孔連接的共同通道的共同孔，並且層壓在吸附橡膠。
發明的效果
在以如上所述的方式構成的本發明中，來自夾頭夾持器的夾持器孔的真空吸入力可以通過共同孔分散到各個單獨孔而發揮作用，因此，不在夾頭夾持器的接觸面設置額外的共同槽，在接觸面平坦的情況下，也可以起到移送半導體芯片的作用。
並且，在本發明中，與半導體芯片接觸的吸附橡膠的接觸面形成為中心部突出的圓弧形狀，中心部總是先與作為移送對象的半導體芯片接觸，因此，更加穩定地附着作為移送對象的半導體芯片，在不變更位置的情況下，可以直接進行移送，並且也可以減少對相鄰的半導體芯片的位置變更的影響。
並且，本發明具有能夠更換吸附橡膠和金屬板的結構，為了應對多種半導體芯片的大小，需要更換磁性夾頭時，無需更換由吸附橡膠和金屬板緊固而成的整個磁性夾頭，而僅更換吸附橡膠即可。
能夠在本發明中獲得的效果不限於前述效果，本領域技術人員可以根據以下的記載而明確地了解到未提及的其他效果。
本發明的目的、手段及效果可以通過與附圖相關的以下詳細說明而變得更加明確，因此，本領域技術人員可以容易實施本發明的技術思想。並且，在說明本發明時，當認為相關常規技術的具體說明可能不必要地模糊了本發明的主旨時，將省略對其的詳細說明。
本說明書中使用的術語用於說明實施例，而不是限制本發明。在本說明書中，單數型在文句中未特別提及的情況下也包括多數型。在本說明書中，「包括」、「具備」、「配置」或者「具有」等術語不會排除提及的結構要素之外的一個以上的其他結構要素的存在或者追加。
在本說明書中，「或者」、「至少一個」等術語表示一同羅列的單詞中的一個，或者可以表示兩個以上的組合。例如，「A或者B」、「A及B中的至少一個」可以僅包括A或者B中的一個，也可以包括A和B。
在本說明書中，就基於「例如」的說明而言，諸如引用的特性、變數或者值的提示的信息有可能不會準確地一致，並且，具有如基於允許誤差、測定誤差、測定準確度的極限及眾所周知的其他因素的變形的效果，因此，不限制根據本發明多種實施例的發明的實施方式。
在本說明書中，記載有某一個結構要素與另一個結構要素「連接」或者「接觸」時，應當理解為不僅可以直接與另一個結構要素連接或者接觸，而且還可以在中間配置其他結構要素。與此不同地，當記載有某個結構要素與另一個結構要素「直接連接」或者「直接接觸」時，應當理解為不在中間配置其他結構要素。
在本說明書中，記載有某個結構要素位於另一個結構要素「上部」或者「相接」時，應當理解為不僅可以直接與另一個結構要素上部相接或連接，而且還可以在中間配置再一個結構要素。與此不同地，當記載有某個結構要素位於另一個結構要素的「正上方」或者「直接相接」時，應當理解為不在中間配置再一個結構要素。說明結構要素之間的關係的其他表現例如「～之間」和「直接～之間」等也以相同的方式被解釋。
在本說明書中，「第一」、「第二」等術語可用於說明多種結構要素，但是該結構要素並不受限於上述術語。並且，上述術語不應被解釋為限定各個結構要素的順序，而可以用於區分一個結構要素和另一個結構要素。例如，「第一結構要素’可以被命名為「第二結構要素」，類似地，「第二結構要素」可以命名為「第一結構要素」。
如沒有其他定義，本說明書中使用的所有術語均以本領域技術人員共同理解的含義的方式來使用。並且，除非有特殊明確的定義之外，在通常使用的詞典中定義的術語將不會以過於理想或過度的方式解釋。
以下，參照附圖對根據本發明的優選實施例進行詳細的說明。
＜第一實施例＞
圖2是根據本發明第一實施例的磁性夾頭100的立體圖，圖9示出根據本發明第一實施例的半導體芯片移送裝置。
根據本發明第一實施例的半導體芯片移送裝置作為拾取從晶圓中切割的半導體芯片來進行移送的裝置，如圖2及圖9所示，包括磁性夾頭100和夾頭夾持器200。如上所述的根據本發明第一實施例的半導體芯片移送裝置除了使用於半導體封裝的組裝工藝之外，還可以使用於檢查半導體芯片的表面破損、裂痕、缺陷等外觀狀態是否良好的視覺檢查工藝等。
夾頭夾持器200作為用於緊固磁性夾頭100且稱為柄部（shank）的結構，在與磁性夾頭100接觸的底面（即，接觸面）210形成有夾持器孔220。此時，夾持器孔220的通道連接在吸入空氣的真空施加管，以便對半導體芯片提供真空吸入力，並且夾持器孔220露出於夾頭夾持器200的接觸面210。
夾頭夾持器200包括具有磁力的結構（以下，稱為「磁性部」）。這種磁性部可以通過具有多種類型及大小的磁體來形成。因此，具有金屬板120的磁性夾頭100可以通過作用於金屬板120和夾頭夾持器200的磁性部之間的引力的磁力而附着結合在夾頭夾持器200。
夾頭夾持器200還可以包括用於更加堅固地固定附着結合在夾頭夾持器200的磁性夾頭100的固定部。例如，固定部可以分別包括在接觸面210上提供至少從兩個方向朝向中心部的彈性力的彈性體和與各個彈性體連接而發揮朝向中心部的彈性作用的同時，可移動的移動體來構成，但是並不限於此。即，後述的磁性夾頭100的吸附橡膠110，尤其橡膠底座112可以在移動體之間通過彈性力而被進一步固定。
圖3及圖4是分別從上側及下側觀察根據本發明第一實施例的磁性夾頭100的吸附橡膠110的立體圖，圖5是從上側觀察根據本發明第一實施例的磁性夾頭100的金屬板120的立體圖。並且，圖6是根據本發明第一實施例的磁性夾頭100的仰視圖，圖7是根據本發明第一實施例的磁性夾頭100的長軸長度方向的側視圖，圖8是圖2的A-A的剖視圖。
磁性夾頭100作為拾取半導體芯片的結構，如圖2至圖9所示，包括吸附橡膠110及金屬板120。即，磁性夾頭100可以利用通過夾持器孔220供應的真空吸入力來吸附半導體芯片進行拾取。
吸附橡膠110作為包括橡膠樹脂材質的結構，直接與半導體芯片接觸。這種吸附橡膠110可以包括板形態的橡膠底座112、向橡膠底座112的一面突出的突出部111及多個單獨孔113、114。此時，突出部111的一面可以作為對於半導體芯片的接觸面來發揮作用，橡膠底座112的另一面可以作為對於金屬板120的接觸面來發揮作用。例如，突出部111和橡膠底座112可以通過成型工藝等來製成，並且可以由相同的材質形成，可以一體地形成，但是並不限於此。
各個單獨孔113、114可以形成為從突出部111的一面貫通到橡膠底座112的另一面。即，各個單獨孔113、114可以包括形成在突出部111的一面的第一開口113和形成在橡膠底座112的另一面的第二開口114，第一開口113和第二開口114的通道可以彼此連接。
尤其，優選地，在各個單獨孔113、114中，形成在突出部111的一面的第一開口113的面積小於形成在橡膠底座112的另一面的第二開口114的面積，使得在突出部111的一面發揮作用的真空吸入力能夠進一步加強。例如，第一開口113可以是面積更小的多邊形形狀，第二開口114可以是面積更大的圓形形狀，但是並不限於此。
金屬板120是包括金屬材質的結構。即，金屬板120的一面與吸附橡膠110的橡膠底座112的另一面接觸結合，而另一面可以根據材質特性而通過夾頭夾持器200的磁性部的磁力附着結合在夾頭夾持器200。
金屬板120包括形成在板形態的金屬底座121的共同孔122。此時，共同孔122作為從金屬底座121的一面貫通到另一面的結構，與吸附橡膠110的各個單獨孔113、114連接（連通）而提供對其的共同通道。因此，來自夾頭夾持器200的夾持器孔220的真空吸入力可以通過共同孔122分散到各個單獨孔113、114來發揮作用。結果，在本發明中，不在夾頭夾持器200的接觸面210設置額外的共同槽，在接觸面210平坦的情況下，也可以起到移送半導體芯片的作用。
並且，吸附橡膠110還可以包括共同槽115。此時，共同槽115作為在突出部111的一面以另一面方向凹入形成的結構，與各個單獨孔113、114連接（連通）而提供對其的共同通道。這種共同槽115可以限制在各個單獨孔113、114中起到作用的真空吸入力的範圍的同時，進一步增加強度。但是，優選地，為進一步加強在突出部111的一面起到作用的真空吸入力，共同槽115的通道直徑小於後述的共同孔122的通道直徑。此時，優選地，為了吸入附着半導體芯片，各個單獨孔113、114和共同槽115形成的範圍小於半導體芯片的面積。例如，共同槽115可以具有如四邊形等的多邊形環形狀的形成範圍，但是並不限於此。
尤其，優選地，為了更加有效地附着半導體芯片，吸附橡膠110的單獨孔113、114沿着從突出部111的一面的第一邊朝向作為對應邊的第二邊的方向配置成至少2列。即，參照圖6，左側的垂直線部分可以為第一邊的方向，右側的垂直線部分可以為第二邊的方向。此時，在各個單獨孔113、114中，突出部111的開口113形狀可以沿着從第一邊朝向第二邊的方向長長地形成。這是為了根據配置方向來匹配在各個單獨孔113、114中起到作用的共同吸入力的方向。
並且，金屬板120的共同孔122可以包括由彼此隔開的兩個第一孔122a和連接各個第一孔122a的第二孔122b形成的H形狀。此時，吸附橡膠110的單獨孔113、114在與金屬板120的各個第一孔122a對應的位置配置成列。當然，與如圖6所示不同地，一個以上的吸附橡膠110的單獨孔113、114也可以配置在與金屬板120的第二孔122b對應的位置。尤其，這種H形狀的共同孔122和基於共同孔122的單獨孔113、114的配置可以將它們之間的共同連接通道限制為特定範圍，從而可以進一步增加真空吸入力。
＜第二實施例＞
圖10是根據本發明第二實施例的磁性夾頭100'的立體圖，圖19示出根據本發明第二實施例的半導體芯片D移送裝置。並且，圖20示出通過根據本發明第二實施例的半導體芯片D移送裝置來執行的半導體芯片D的移送過程。
根據本發明第二實施例的半導體芯片移送裝置作為拾取從晶圓中切割的半導體芯片（或者也稱為「晶粒（die）」）D來進行移送的裝置，如圖10、圖19及圖20所示，包括磁性夾頭100'和夾頭夾持器200'。如上所述的根據本發明第二實施例的半導體芯片移送裝置除了使用於半導體封裝的組裝工藝之外，還可以使用於檢查半導體芯片D的表面破損、裂痕、缺陷等外觀是否良好的視覺檢查工藝等。
夾頭夾持器200'作為用於緊固磁性夾頭100'且稱為柄部（shank）的結構，在與磁性夾頭100'接觸的底面（即，接觸面）210'形成有夾持器孔220'。此時，夾持器孔220'的通道連接在吸入空氣的真空施加管，以便對半導體芯片D提供真空吸入力，並且夾持器孔220'露出於夾頭夾持器200'的接觸面210'。
夾頭夾持器200'包括具有磁力的結構（以下，稱為「磁性部」）。這種磁性部可以通過具有多種類型及大小的磁體來形成。因此，具有金屬板120'的磁性夾頭100'可以通過作用於金屬板120'和夾頭夾持器200'的磁性部之間的引力的磁力而附着結合在夾頭夾持器200'。
夾頭夾持器200'還可以包括用於更加堅固地固定附着結合在夾頭夾持器200'的磁性夾頭100'的固定部。例如，固定部可以分別包括在接觸面210'上提供至少從兩個方向朝向中心部的彈性力的彈性體和與各個彈性體連接而發揮朝向中心部的彈性作用的同時，可移動的移動體來構成，但是並不限於此。即，後述的磁性夾頭100'的吸附橡膠110'，尤其橡膠底座113'可以在移動體之間通過彈性力而被進一步固定。
圖11及圖12分別是從上側觀察根據本發明第二實施例的磁性夾頭100'的吸附橡膠110'的立體圖及吸附橡膠110'的仰視圖，圖13及圖14分別是從上側觀察根據本發明第二實施例的磁性夾頭100'的金屬板120'的立體圖及磁性夾頭100'的仰視圖。並且，圖15是根據本發明第二實施例的磁性夾頭100'的長軸長度方向的側視圖，圖16是圖10的A-A的剖視圖。並且，圖17是根據本發明第二實施例的磁性夾頭100'的短軸長度方向的側視圖，圖18是圖10的B-B的剖視圖。
磁性夾頭100'作為拾取半導體芯片D的結構，如圖10至圖20所示，包括吸附橡膠110'及金屬板120'。即，磁性夾頭100'可以利用通過夾持器孔220'供應的真空吸入力來吸附半導體芯片D進行拾取。當然，磁性夾頭100'可以包括根據上述第一實施例的磁性夾頭100的結構。
吸附橡膠110'作為包括橡膠樹脂材質的結構，直接與半導體芯片D接觸。這種吸附橡膠110'可以包括板形態的橡膠底座113'、向橡膠底座113'的一面突出的第一突出部112'、向第一突出部112'的一面突出的第二突出部111'及多個單獨孔114'、115'。此時，第二突出部111'的一面可以作為對於半導體芯片D的接觸面來發揮作用，橡膠底座113'的另一面可以作為對於金屬板120'的接觸面來發揮作用。例如，第二突出部111'和橡膠底座113'可以通過成型工藝等來製成，並且可以由相同的材質形成，可以一體地形成，但是並不限於此。並且，吸附橡膠110'也可以是省略第一突出部112'而第二突出部111'向橡膠底座113'的一面突出的形態。
優選地，第二突出部111'中的直接與半導體芯片D接觸的一面形成為圓弧形狀。此時，圓弧形狀彎曲形成，並且也可以是越靠近第二突出部111'的一面的中心部高度越高（即，厚度變厚或更加突出）的形狀。即，圓弧形狀可以是從第二突出部111'的一面的中心部越靠近作為位於兩側的邊的第一邊及第二邊高度越低（即，厚度變薄或者突出少許）的形狀。此時，參照圖14，左側的垂直線部分可以是第一邊的方向，右側的垂直線部分可以是第二邊的方向。
如此，第二突出部111'的一面具有圓弧形狀，如圖20所示，在本發明中，接近作為移送對象的半導體芯片D時，作為圓弧形狀中的最突出的部分的中心部可以先與半導體芯片D接觸，在這種狀態下，如果真空吸入力發揮作用，則半導體芯片D可以根據圓弧形狀以彎曲的狀態附着於第二突出部111'的一面而被移送。因此，在本發明中，中心部總是先與作為移送對象的半導體芯片D接觸，由此，在不變更位置的情況下，更加穩定地附着於第二突出部111'。即，在本發明中，在不變更作為移送對象的半導體芯片D的位置的情況下，可以將半導體芯片D直接移送至基板S等，也可以減少對相鄰的半導體芯片的位置變更的影響。
各個單獨孔114'、115'可以形成為從第二突出部111'的一面貫通到橡膠底座113'的另一面。即，各個單獨孔114'、115'可以包括形成在第二突出部111'的一面的第一開口114'和形成在橡膠底座113'的另一面的第二開口115'，第一開口114'和第二開口115'的通道可以彼此連接。
優選地，在各個單獨孔114'、115'中，形成在第二突出部111'的一面的第一開口114'的面積小於形成在橡膠底座113'的另一面的第二開口115'的面積，使得在第二突出部111'的一面發揮作用的真空吸入力能夠進一步加強。例如，第一開口114'可以是面積更小的多邊形形狀，第二開口115'可以是面積更大的圓形形狀，但是並不限於此。
金屬板120'是包括金屬材質的結構。即，金屬板120'的一面與吸附橡膠110'的橡膠底座113'的另一面接觸結合，而另一面可以根據材質特性而通過夾頭夾持器200'的磁性部的磁力附着結合在夾頭夾持器200'。
金屬板120'包括形成在板形態的金屬底座121'的共同孔122'。此時，共同孔122'作為從金屬底座121'的一面貫通道另一面的結構，與吸附橡膠110'的各個單獨孔114'、115'連接（連通）而提供對其的共同通道。因此，來自夾頭夾持器200'的夾持器孔220'的真空吸入力可以通過共同孔122'分散到各個單獨孔114'、115'來發揮作用。結果，在本發明中，不在夾頭夾持器200'的接觸面210'設置額外的共同槽，在接觸面210'平坦的情況下，也可以起到移送半導體芯片D的作用。
並且，吸附橡膠110'還可以包括共同槽115'。此時，共同槽115'作為在第二突出部111'的一面以另一面方向凹入形成的結構，與各個單獨孔114'、115'連接（連通）而提供對其的共同通道。這種共同槽115'可以限制在各個單獨孔114'、115'中起到作用的真空吸入力的範圍的同時，進一步增加強度。但是，優選地，為進一步加強在第二突出部111'的一面起到作用的真空吸入力，共同槽115'的通道直徑小於後述的共同孔122'的通道直徑。此時，優選地，為了吸入附着半導體芯片D，各個單獨孔114'、115'和共同槽115'形成的範圍小於半導體芯片D的面積。例如，共同槽115'可以具有如四邊形等的多邊形環形狀的形成範圍，但是並不限於此。
尤其，優選地，為了更加有效地附着半導體芯片D，吸附橡膠110'的單獨孔114'、115'沿着從第二突出部111'的一面的第一邊朝向作為對應邊的第二邊的方向配置成至少11個列。此時，在各個單獨孔114'、115'中，第二突出部111'的開口114'形狀可以沿着從第一邊朝向第二邊的方向長長地形成。這是為了根據配置方向來匹配在各個單獨孔114'、115'中起到作用的共同吸入力的方向。
並且，金屬板120'的共同孔122'可以包括由彼此隔開的兩個第一孔和連接各個第一孔的第二孔形成的H形狀。即，參照圖14，共同孔122'中的彼此隔開設置在上側及下側而沿着水平方向延長的部分可以是第一孔，共同孔122'中的連接各個第一孔而沿着垂直方向延長的部分可以是第二孔。此時，吸附橡膠110'的單獨孔114'、115'在與金屬板120'的各個第一孔對應的位置配置成列。當然，如圖14所示不同地，一個以上的吸附橡膠110'的單獨孔114'、115'也可以配置在與金屬板120'的第二孔對應的位置。尤其，這種H形狀的共同孔122'和基於共同孔122'的單獨孔114'、115'的配置可以將它們之間的共同連接通道限制為特定範圍，從而可以進一步增加真空吸入力。這可以解決如下所述的現有的磁性夾頭的問題。
即，現有的磁性夾頭不具有這種共同孔122'，由此夾頭夾持器200'需要將起到共同孔122'的功能的共同槽包括在接觸面210'。即，存在現有的磁性夾頭無法適用於不在接觸面210'設置共同槽而具有平坦的接觸面的夾頭夾持器200'的問題。
並且，金屬板120'還可以包括以能夠實現結合位置對準（align）的方式貫通一面和另一面的對準孔123'。例如，對準孔123'可以具有與金屬底座131'的形狀相似的形狀，但是並不限於此。
＜第三實施例＞
圖21是根據本發明第三實施例的磁性夾頭100''的立體圖，圖30示出根據本發明第三實施例的半導體芯片移送裝置。
根據本發明第三實施例的半導體芯片移送裝置作為拾取從晶圓中切割的半導體芯片來進行移送的裝置，如圖21及圖30所示，包括磁性夾頭100''和夾頭夾持器200''。如上所述的根據本發明第三實施例的半導體芯片移送裝置除了使用於半導體封裝的組裝工藝之外，還可以使用於檢查半導體芯片的表面破損、裂痕、缺陷等外觀是否良好的視覺檢查工藝等。
夾頭夾持器200''作為用於緊固磁性夾頭100''且稱為柄部（shank）的結構，在與磁性夾頭100''接觸的底面（即，接觸面）210''形成有夾持器孔220''。此時，夾持器孔220''的通道連接在吸入空氣的真空施加管，以便對半導體芯片提供真空吸入力，並且夾持器孔220''露出於夾頭夾持器200''的接觸面210''。
夾頭夾持器200''包括具有磁力的結構（以下，稱為「磁性部」）。這種磁性部可以通過具有多種類型及大小的磁體來形成。因此，具有金屬板120''的磁性夾頭100''可以通過作用於金屬板120''和夾頭夾持器200''的磁性部之間的引力的磁力而附着結合在夾頭夾持器200''。
夾頭夾持器200''還可以包括用於更加堅固地固定附着結合在夾頭夾持器200''的磁性夾頭100''的固定部。例如，固定部可以分別包括在接觸面210''上提供至少從兩個方向朝向中心部的彈性力的彈性體和與各個彈性體連接而發揮朝向中心部的彈性作用的同時，可移動的移動體來構成，但是並不限於此。即，後述的磁性夾頭100''的吸附橡膠110''，尤其橡膠底座112''可以在移動體之間通過彈性力而被進一步固定。
圖22及圖23是分別從上側及下側觀察根據本發明第三實施例的磁性夾頭100''的吸附橡膠110''的立體圖，圖24是從上側觀察根據本發明第三實施例的磁性夾頭100''的金屬板120''的立體圖，圖25是從下側觀察根據本發明第三實施例的磁性夾頭100''的立體圖。並且，圖26是根據本發明第三實施例的磁性夾頭100''的長軸長度方向的側視圖，圖27是圖21的A-A的剖視圖。並且，圖28是根據本發明第三實施例的磁性夾頭100''的短軸長度方向的側視圖，圖29是圖21的B-B的剖視圖。
磁性夾頭100''作為拾取半導體芯片的結構，如圖21至圖30所示，包括吸附橡膠110''及金屬板120''。即，磁性夾頭100''可以利用通過夾持器孔220''供應的真空吸入力來吸附半導體芯片進行拾取。當然，磁性夾頭100''是根據上述第一實施例的磁性夾頭100的結構，但是可以包括根據上述第二實施例的磁性夾頭100'的結構。
吸附橡膠110''作為包括橡膠樹脂材質的結構，直接與半導體芯片接觸。這種吸附橡膠110''可以包括板形態的橡膠底座112''、向橡膠底座112''的一面突出的第一突出部111''、向橡膠底座112''的另一面突出的第二突出部113''及多個單獨孔114''、115''。此時，第一突出部111''的一面可以作為對於半導體芯片的接觸面來發揮作用，橡膠底座112''的另一面可以作為對於金屬板120''的接觸面來發揮作用，第二突出部113''可以作為對於金屬板120''的插入部來發揮作用。例如，第一突出部111''、橡膠底座112''及第二突出部113''可以通過成型工藝等來製成，並且可以由相同的材質形成，可以一體地形成，但是並不限於此。
各個單獨孔114''、115''可以形成為從第一突出部111''的一面貫通到第二突出部113''的另一面。即，各個單獨孔114''、115''可以包括形成在第一突出部111''的一面的第一開口114''和形成在第二突出部113''的另一面的第二開口115''，第一開口114''和第二開口115''的通道可以彼此連接。
尤其，優選地，在各個單獨孔114''、115''中，形成在第一突出部111''的一面的第一開口114''的面積小於形成在第二突出部113''的另一面的第二開口115''的面積，使得在第一突出部111''的一面發揮作用的真空吸入力能夠進一步加強。例如，第一開口114''可以是面積更小的多邊形形狀，第二開口115''可以是面積更大的圓形形狀，但是並不限於此。
並且，優選地，為了更加有效地附着半導體芯片，吸附橡膠110''的單獨孔114''、115''沿着從第一突出部111''的一面的第一邊朝向作為對應邊的第二邊的方向配置成至少21個列。即，參照圖22，吸附橡膠110''的短軸方向的一側可以是第一邊的方向，吸附橡膠110''的短軸方向的另一側可以是第二邊的方向。此時，在各個單獨孔114''、115''中，第一突出部111''的開口114''形狀可以沿着從第一邊朝向第二邊的方向長長地形成。這是為了根據配置方向來匹配在各個單獨孔114''、115''中起到作用的共同吸入力的方向。
並且，吸附橡膠110''還可以包括第一共同槽117''及第二共同槽116''。
第一共同槽117''作為在第二突出部113''的另一面以一面方向凹入形成的結構，與各個單獨孔114''、115''連接（連通）而提供對其的共同通道。因此，來自夾頭夾持器200''的夾持器孔220''的真空吸入力可以通過第一共同槽117''分散到各個單獨孔114''、115''來發揮作用。結果，在本發明中，不在夾頭夾持器200''的接觸面210''設置額外的共同槽，在接觸面210''平坦的情況下，也可以起到移送半導體芯片的作用。此時，第一共同槽117''內的上部表面具有與橡膠底座112''的另一面相同的高度，但是並不限於此，也可以具有比橡膠底座112''的另一面高或低的高度。
第一共同槽117''可以限制在各個單獨孔114''、115''中起到作用的真空吸入力的範圍的同時，進一步增加強度。但是，優選地，為進一步加強在第一突出部111''的一面起到作用的真空吸入力，第二共同槽116''的通道直徑小於第一共同槽117''的通道直徑。尤其，第一共同槽117''可以包括由彼此隔開的兩個第一凹槽和連接各個第一凹槽的第二凹槽形成的H形狀。此時，吸附橡膠110''的單獨孔114''、115''可以在與各個第一凹槽對應的位置配置成列。當然，與如圖23所示不同地，一個以上的吸附橡膠110''的單獨孔114''、115''也可以配置在與第二凹槽對應的位置。尤其，這種H形狀的第一共同槽117''和基於第一共同槽117''的單獨孔114''、115''的配置可以將它們之間的共同連接通道限制為特定範圍，從而可以進一步增加真空吸入力。
第二共同槽116''作為在第一突出部111''的一面以另一面方向凹入形成的結構，與各個單獨孔114''、115''連接（連通）而提供對其的共同通道。這種第一共同槽117''可以限制在各個單獨孔114''、115''中起到作用的真空吸入力的範圍的同時，進一步增加強度。此時，優選地，為了吸入附着半導體芯片，各個單獨孔114''、115''、第一共同槽117''及第二共同槽116''形成的範圍小於半導體芯片的面積。例如，第二共同槽116''可以具有如四邊形等的多邊形環形狀的形成範圍，但是並不限於此。
金屬板120''是包括金屬材質的結構。即，金屬板120''的一面與吸附橡膠110''的橡膠底座112''的另一面接觸結合，而另一面可以根據材質特性而通過夾頭夾持器200''的磁性部的磁力附着結合在夾頭夾持器200''。
金屬板120''包括形成在板形態的金屬底座121''的插入孔122''。此時，插入孔122''作為從金屬底座121''的一面貫通到另一面的結構，並且可以形成為與吸附橡膠110''的第二突出部113''對應的形狀。即，吸附橡膠110''的第二突出部113''插入於插入孔122''，從而可以緊固吸附橡膠110''和金屬板120''。因此，本發明具有能夠更換吸附橡膠110''和金屬板120''的結構。當然，吸附橡膠110''和金屬板120''在緊固時也可以通過黏合劑來黏合。
並且，金屬板120''還可以包括以能夠實現結合位置對準（align）的方式貫通一面和另一面的對準孔123''。例如，對準孔123''可以具有與金屬底座131''的形狀相似的形狀，但是並不限於此。
在以如上所述的方式構成的本發明中，來自夾頭夾持器的夾持器孔的真空吸入力可以通過共同孔分散到各個單獨孔而發揮作用，因此，不在夾頭夾持器的接觸面設置額外的共同槽，在接觸面平坦的情況下，也可以起到移送半導體芯片的作用。並且，在本發明中，與半導體芯片D接觸的吸附橡膠的接觸面形成為中心部突出的圓弧形狀，中心部總是先與作為移送對象的半導體芯片D接觸，因此，更加穩定地附着作為移送對象的半導體芯片D，在不變更位置的情況下，可以直接進行移送，並且也可以減少對相鄰的半導體芯片的位置變更的影響。並且，本發明具有能夠更換吸附橡膠和金屬板的結構，為了應對多種半導體芯片的大小，需要更換磁性夾頭時，無需更換由吸附橡膠和金屬板緊固而成的整個磁性夾頭，而僅更換吸附橡膠。
雖然在本發明的詳細說明中說明了具體的實施例，但是在不脫離本發明的範圍的前提下可以進行多種變形。因此，本發明的範圍並不限於所說明的實施例，並且應當根據記載的權利要求書及與權利要求書同等的內容確定本發明的範圍。
10,100,100',100'':磁性夾頭 11,110,110',110'':吸附橡膠 20,200,200',200'':夾頭夾持器 21,210,210',210'':底面(接觸面) 22,220,220',220'':夾持器孔 23,115,116',116'',117'':共同槽 111,111',112',111'',113'':突出部 112,113',112'':橡膠底座 113,114,114',115',114'',115'':單獨孔(第一開口,第二開口,共同槽) 12,120,120',120'':金屬板 121,121',121'':金屬底座 122,122':共同孔 122a:第一孔 122b:第一孔 123',123'':對準孔 200':夾頭夾持器 122'':插入孔 A-A,B-B:剖面線D:半導體芯片 S:基板
圖1示出現有的磁性夾頭10和夾頭夾持器20。 圖2是根據本發明第一實施例的磁性夾頭100的立體圖。 圖3是從上側觀察根據本發明第一實施例的磁性夾頭100的吸附橡膠110的立體圖。 圖4是從下側觀察根據本發明第一實施例的磁性夾頭100的吸附橡膠110的立體圖。 圖5是從上側觀察根據本發明第一實施例的磁性夾頭100的金屬板120的立體圖。 圖6是根據本發明第一實施例的磁性夾頭100的仰視圖。 圖7是根據本發明第一實施例的磁性夾頭100的長軸長度方向的側視圖。 圖8是圖2的A-A的剖視圖。 圖9示出根據本發明第一實施例的半導體芯片移送裝置。 圖10是根據本發明第二實施例的磁性夾頭100的立體圖。 圖11是從上側觀察根據本發明第二實施例的磁性夾頭100的吸附橡膠110的立體圖。 圖12是根據本發明第二實施例的磁性夾頭100的吸附橡膠110的仰視圖。 圖13是從上側觀察根據本發明第二實施例的磁性夾頭100的金屬板120的立體圖。 圖14是根據本發明第二實施例的磁性夾頭100的仰視圖。 圖15是根據本發明第二實施例的磁性夾頭100的長軸長度方向的側視圖。 圖16是圖10的A-A的剖視圖。 圖17是根據本發明第二實施例的磁性夾頭100的短軸長度方向的側視圖。 圖18是圖10的B-B的剖視圖。 圖19示出根據本發明第二實施例的半導體芯片移送裝置。 圖20示出通過根據本發明第二實施例的半導體芯片移送裝置來執行的半導體芯片D的移送過程。 圖21是根據本發明第三實施例的磁性夾頭100的立體圖。 圖22是從上側觀察根據本發明第三實施例的磁性夾頭100的吸附橡膠110的立體圖。 圖23是從下側觀察根據本發明第三實施例的磁性夾頭100的吸附橡膠110的立體圖。 圖24是從上側觀察根據本發明第三實施例的磁性夾頭100的金屬板120的立體圖。 圖25是從下側觀察根據本發明第三實施例的磁性夾頭100的立體圖。 圖26是根據本發明第三實施例的磁性夾頭100的長軸長度方向的側視圖。 圖27是圖21的A-A的剖視圖。 圖28是根據本發明第三實施例的磁性夾頭100的短軸長度方向的側視圖。 圖29是圖21的B-B的剖視圖。 圖30示出根據本發明第三實施例的半導體芯片移送裝置。
100:磁性夾頭
200:夾頭夾持器
210:底面(接觸面)
220:夾持器孔

Claims (19)

  1. 一種磁性夾頭，其特徵在於，包括： 吸附橡膠，其具有從作為一面的對於半導體芯片的接觸面貫通到另一面的多個單獨孔；以及 金屬板，其具有從一面貫通到另一面而提供與各該單獨孔連接的共同通道的共同孔，並且層壓在該吸附橡膠。
  2. 如請求項第1項之磁性夾頭，其特徵在於，其中多個該單獨孔沿着從該接觸面的第一邊朝向作為對應邊的第二邊的方向配置成至少2列。
  3. 如請求項第2項之磁性夾頭，其特徵在於，其中該共同孔包括由彼此隔開的兩個第一孔和與各該第一孔連接的第二孔形成的H形狀，多個該單獨孔在與各該第一孔對應的位置上配置成列。
  4. 如請求項第1項之磁性夾頭，其特徵在於，其中， 該吸附橡膠還包括：共同槽，其以提供與各該單獨孔連接的該共同通道的方式形成在該接觸面。
  5. 如請求項第1項之磁性夾頭，其特徵在於，其中該接觸面突出形成在該吸附橡膠的一面。
  6. 如請求項第1項之磁性夾頭，其特徵在於，其中多個該單獨孔在該接觸面的開口面積小於在另一面的開口面積。
  7. 如請求項第1項之磁性夾頭，其特徵在於，其中該吸附橡膠對於該半導體芯片的該接觸面形成為圓弧形狀。
  8. 如請求項第7項之磁性夾頭，其特徵在於，其中該圓弧形狀是越靠近該接觸面的中心部厚度越厚的形狀。
  9. 如請求項第7項之磁性夾頭，其特徵在於，其中該圓弧形狀是從該接觸面的中心部越靠近作為位於兩側的邊的第一邊及第二邊厚度越薄的形狀。
  10. 一種磁性夾頭，其特徵在於，包括： 吸附橡膠，其具有從作為一面的對於半導體芯片的接觸面貫通到形成在另一面的突出部的多個單獨孔；以及 金屬板，其具有使該吸附橡膠的該突出部插入緊固的插入孔，由此層壓在該吸附橡膠。
  11. 如請求項第10項之磁性夾頭，其特徵在於，其中在該吸附橡膠的該突出部形成有與各該單獨孔連接的第一共同槽。
  12. 如請求項第10項之磁性夾頭，其特徵在於，其中多個該單獨孔沿着從該接觸面的第一邊朝向第二邊的方向配置成至少2列。
  13. 如請求項第11項之磁性夾頭，其特徵在於，其中在該吸附橡膠的該接觸面形成有與各該單獨孔連接的第二共同孔。
  14. 如請求項第13項之磁性夾頭，其特徵在於，其中該第一共同槽的通道直徑小於該第二共同孔的通道直徑。
  15. 如請求項第10項之磁性夾頭，其特徵在於，其中該接觸面突出形成在該吸附橡膠的一面。
  16. 如請求項第10項之磁性夾頭，其特徵在於，其中多個該單獨孔在該接觸面的開口面積小於在該突出部的開口面積。
  17. 如請求項第10項之磁性夾頭，其特徵在於，其中該吸附橡膠對於該半導體芯片的該接觸面形成為圓弧形狀。
  18. 如請求項第17項之磁性夾頭，其特徵在於，其中該圓弧形狀是越靠近該接觸面的中心部厚度越厚的形狀。
  19. 如請求項第17項之磁性夾頭，其特徵在於，其中該圓弧形狀是從該接觸面的中心部越靠近作為位於兩側的邊的第一邊及第二邊厚度越薄的形狀。
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