TWI435402B - Microchip pick and place mechanism - Google Patents

Description

微型晶片挑揀置放機構

本發明係涉及一種微型晶片挑揀置放機構；特別是指一種其置放載盤端更設有吸氣式晶片導引結構之創新設計者。

按，半導體製程中，其晶圓經過切割機分割流程後之單元晶片，通常必須進一步透過挑揀置放機構將其拾取並送至預定的置放部位以進行後續流程；而本發明所欲探討的，即是針對所述挑揀置放機構之習知技術與問題加以思索突破。

隨著近年來電子設備、電子組件之尺寸縮小化發展情況，半導體晶片也有薄形化之趨勢，且厚度為100 μm或更小的極薄形化半導體元件已被具體實行；然而，此種薄形化的半導體元件，由於型態輕薄微小而容易受損且相當難以操作；尤其，執行所述晶片之挑揀置放程序係非常困難，且此程序重複且快速地執行相同動作，即拾取晶片然後進行置放，此過程中往往容易發生晶片置放偏差不順甚至未完成置放動作而導致晶片摔落它處受損的嚴重問題；蓋因，習知晶片之挑揀置放動作，最傳統方式是透過具有吸氣功能的機器手臂來達成，所述機器手臂之端頭吸氣時能夠將晶片吸住位移，而當機器手臂之端頭到達預定置放位置時，則停止吸氣以釋放晶片，然此種設計於實際使用經驗中發現，若挑揀置放的物件是微型晶片時，因微型晶片過於輕薄微小，以致當機器手臂之端頭停止吸氣時，微型晶片仍容易因靜電吸附作用而無法靠自重掉落釋放，造成置放動作之穩定性、確實性難以掌控之問題與缺弊。

有鑑於此，遂有業界研發出另一種習知晶片挑揀置放結構，其係透過兼具有吸氣與吹氣功能的機器手臂來達成，所述機器手臂之端頭吸氣時能夠將晶片吸住位移，而當機器手臂之端頭到達預定置放位置時，則轉為吹氣模式以釋放晶片，然實際使用經驗中仍舊發現，由於晶片置放裝置通常依據晶片規格大小區隔成多數微小槽間，當機器手臂之端頭到達預定置放位置時，亦勢必相當精準地對位於所述槽間上，但問題點往往出現在該機器手臂之端頭吹氣動作上，因微型晶片質量相當輕，而該端頭之吹氣力度卻難以精準穩定地掌控(註：氣路與吹出口之阻塞、窄化現象均會影響吹氣力度或吹出方向)，再加上機器手臂之快速移動狀態等因素所致，造成晶片被釋放的瞬間，其每次落置之路徑與狀態其實是處於相當不穩定且欠缺有效導引措施的狀態，如此也就造成目前此種微型晶片之挑揀置放機構仍舊存在動作失誤不良率偏高、作業效率和品質與業者要求落差懸殊之問題與缺弊。

本發明之主要目的，係在提供一種微型晶片挑揀置放機構，其所欲解決之問題點，係針對如何研發出一種更具理想實用性之新式微型晶片挑揀置放機構為目標加以思索突破；本發明解決問題之技術特點，在於所述微型晶片挑揀置放機構係包括：一置放機台，其台面設有載盤定位槽；一晶片拾取位移裝置，呈可位移狀態設置於置放機台上，其具有拾取端部以控制吸附或釋放微型晶片之狀態；一多槽式置放載盤，組裝定位於置放機台之載盤定位槽，該多槽式置放載盤頂部係隔設出多數容置槽以供微型晶片置放；一吸氣式晶片導引結構，係包括多數吸氣導孔、一多孔式均勻導氣介質及吸氣裝置所構成，其中該吸氣導孔設於各容置槽底部並向下貫穿至多槽式置放載盤底部；該多孔式均勻導氣介質設於載盤定位槽，且令多孔式均勻導氣介質對應於該多槽式置放載盤底部設有吸氣導孔之區域範圍；該吸氣裝置則設於置放機台預定部位，以對多孔式均勻導氣介質及吸氣導孔所屬空間範圍產生真空吸氣作用；藉此創新獨特設計，使本發明對照先前技術而言，大致可達到如下優點：其一、微型晶片釋放下落時能夠藉由吸力而獲得導正穩定作用，有效防止微型晶片落點偏誤之問題發生，大幅提昇微型晶片挑揀置放作業之良率與品質。

其二、多孔式均勻導氣介質能夠讓各容置槽之吸氣導孔獲得平均化之吸氣強度，以獲得均勻穩定之吸氣狀態。

請參閱第1、2、3圖所示，係本發明微型晶片挑揀置放機構之較佳實施例，惟此等實施例僅供說明之用，在專利申請上並不受此結構之限制；所述微型晶片挑揀置放機構A係包括下述構成：一置放機台10，其包括一台面11，該台面11設有載盤定位槽12，該載盤定位槽12一處並設有一防呆限位部13，所述防呆限位部13以限定下述多槽式置放載盤30之組設方向；一晶片拾取位移裝置20，係呈可位移狀態設置於該置放機台10上方，該晶片拾取位移裝置20具有拾取端部21，藉以控制吸附或釋放微型晶片05之狀態；一多槽式置放載盤30，其底部具有著置凸緣31以組裝定位於該置放機台10之載盤定位槽12，該多槽式置放載盤30之頂部係藉由多數縱、橫向交錯分佈之隔牆32隔設出多數個容置槽33，以供所述微型晶片05置放其中，又該多槽式置放載盤30一處並設有防呆配合部34，藉以與該載盤定位槽12所設防呆限位部13相對應配合達到定向組配防呆作用；一吸氣式晶片導引結構50，包括：多數吸氣導孔51，係開設於各該容置槽33底部呈向下貫穿至該多槽式置放載盤30底部之狀態；一多孔式均勻導氣介質52，設置於該置放機台10之載盤定位槽12，且令該多孔式均勻導氣介質52對應於該多槽式置放載盤30底部設有吸氣導孔51之區域範圍；一吸氣裝置53，設於該置放機台10預定部位，藉以對該多孔式均勻導氣介質52以及吸氣導孔51所屬空間範圍產生真空吸氣作用者。

其中，該晶片拾取位移裝置20之拾取端部21係為具有吸氣與吹氣模式轉換功能之結構型態，而能控制吸附或釋放微型晶片05之狀態。

其中，該多孔式均勻導氣介質52係採用多孔陶瓷、金屬燒結體任其中一者所構成者。

如第4圖所示，該多槽式置放載盤30頂部周側並可設有一縮徑緣部35，該縮徑緣部35能夠與該多槽式置放載盤30底部周側所設著置凸緣31之型態呈可嵌卡配合狀態；藉此，使得多組相同型態之多槽式置放載盤30能夠透過該著置凸緣31與縮徑緣部35之嵌卡配合設計，達到可上、下堆疊且其相堆疊部位具有穩固定位性之優點。

如第5圖所揭，該多槽式置放載盤30頂部各該容置槽33之隔牆32立向斷面係設成錐狀型態(如圖中X所標示處，係具一傾斜角度)而界定形成有傾斜壁面321，藉此設計，係能夠增大容置槽33開口部位，藉以令該微型晶片05下落至容置槽33過程中具有一導引作用，而能令微型晶片05於下落作動過程中之狀態趨於穩定，避免偏置、卡擋等問題之發生。

其中，如第6圖所示，該多槽式置放載盤30底部所設著置凸緣31與置放機台10所設載盤定位槽12之間係組設有一軟質密合襯墊60，藉以避免氣體由多槽式置放載盤30之著置凸緣31與置放機台10載盤定位槽12之間滲入而破壞吸氣效果，亦即藉由該軟質密合襯墊60之結構設計，俾可獲致氣密組合狀態，且能以最小之吸氣功率達成吸氣作用，具有更佳節能效益者。

藉由上述結構組成設計，本發明所述微型晶片挑揀置放機構A挑揀微型晶片05時，如第2圖所示，所述晶片拾取位移裝置20之拾取端部21首先係吸附微型晶片05並呈位移狀態，而當晶片拾取位移裝置20之拾取端部21到達多槽式置放載盤30之容置槽33上方位置時，則轉為吹氣模式以釋放微型晶片05，並藉由所述吸氣式晶片導引結構50之吸氣裝置53對該吸氣導孔51產生真空吸氣作用，令該微型晶片05受到吸氣式晶片導引結構50之吸氣作用下落至該容置槽33中。

本發明之主要優點：

1、藉由所述吸氣式晶片導引結構包含有設於各該容置槽之吸氣導孔、多孔式均勻導氣介質及吸氣裝置之技術特點，係令該微型晶片釋放下落時能夠藉由吸氣式晶片導引結構所產生的吸力而獲得導正穩定作用，有效防止微型晶片落點偏誤之問題發生，大幅提昇微型晶片挑揀置放作業之良率與品質。

2、藉由所述吸氣式晶片導引結構於所述置放機台之載盤定位槽設有多孔式均勻導氣介質之技術特點；藉此創新獨特設計，所述多孔式均勻導氣介質能夠讓各容置槽之吸氣導孔獲得平均化之吸氣強度，以獲得均勻穩定之吸氣狀態，且能以最小之吸氣功率達成吸氣作用，具有更佳節能效益。

本發明之其他優點：

1、藉由該多槽式置放載盤頂部周側並設有所述縮徑緣部能與多槽式置放載盤底部所設著置凸緣嵌卡配合之結構設計，使得型態相同之多槽式置放載盤可呈穩固堆疊置放狀態，進而達到縮減置放空間之優點。

2、藉由所述隔牆界定形成有傾斜壁面之結構設計，俾可增大容置槽開口部位之面積，藉以令該微型晶片下落至容置槽過程中具有一導引作用，而能令微型晶片於下落作動過程中之狀態達到最穩定與順暢之狀態，有效避免偏置、卡擋等問題之發生。

3、藉由所述多槽式置放載盤底部所設著置凸緣與置放機台所設載盤定位槽之間係組設有軟質密合襯墊之結構設計，所述軟質密合襯墊係可避免氣體由多槽式置放載盤之著置凸緣與置放機台載盤定位槽之間滲入，破壞吸氣效果，藉以獲致氣密組合狀態。

上述實施例所揭示者係藉以具體說明本發明，且文中雖透過特定的術語進行說明，當不能以此限定本發明之專利範圍；熟悉此項技術領域之人士當可在瞭解本發明之精神與原則後對其進行變更與修改而達到等效之目的，而此等變更與修改，皆應涵蓋於如后所述之申請專利範圍所界定範疇中。

A．．．微型晶片挑揀置放機構

05．．．微型晶片

10．．．置放機台

11．．．台面

12．．．載盤定位槽

13．．．防呆限位部

20．．．晶片拾取位移裝置

21．．．拾取端部

30．．．多槽式置放載盤

31．．．著置凸緣

32．．．隔牆

321．．．傾斜壁面

33．．．容置槽

34．．．防呆配合部

35．．．縮徑緣部

50．．．吸氣式晶片導引結構

51．．．吸氣導孔

52．．．多孔式均勻導氣介質

53．．．吸氣裝置

60．．．軟質密合襯墊

第1圖：本發明置放機台與多槽式置放載盤組合關係立體圖。

第2圖：本發明微型晶片挑揀置放機構之晶片拾取位移裝置之作動示意圖。

第3圖：本發明微型晶片挑揀置放機構之俯視平面圖。

第4圖：本發明多槽式置放載盤相互堆疊之示意圖。

第5圖：本發明隔牆形成有傾斜壁面之放大示意圖。

第6圖：本發明微型晶片挑揀置放機構組設有軟質密合襯墊之示意圖。

A．．．微型晶片挑揀置放機構

05．．．微型晶片

10．．．置放機台

11．．．台面

20．．．晶片拾取位移裝置

21．．．拾取端部

30．．．多槽式置放載盤

31．．．著置凸緣

32．．．隔牆

33．．．容置槽

35．．．縮徑緣部

50．．．吸氣式晶片導引結構

51．．．吸氣導孔

52．．．多孔式均勻導氣介質

53．．．吸氣裝置

Claims (6)

1. 一種微型晶片挑揀置放機構，包括：一置放機台，其包括一台面，該台面設有載盤定位槽，該載盤定位槽一處設有防呆限位部；一晶片拾取位移裝置，呈可位移狀態設置於該置放機台上方，該晶片拾取位移裝置具有拾取端部，藉以控制吸附或釋放微型晶片之狀態；一多槽式置放載盤，其底部具有著置凸緣以組裝定位於該置放機台之載盤定位槽，該多槽式置放載盤之頂部係藉由多數縱、橫向交錯分佈之隔牆隔設出多數個容置槽，以供所述微型晶片置放其中，又該多槽式置放載盤一處並設有防呆配合部，藉以與該載盤定位槽所設防呆限位部相對應配合達到定向組配防呆作用；一吸氣式晶片導引結構，包括：多數吸氣導孔，係開設於各該容置槽底部呈向下貫穿至該多槽式置放載盤底部之狀態；一多孔式均勻導氣介質，設置於該置放機台之載盤定位槽，且令該多孔式均勻導氣介質對應於該多槽式置放載盤底部設有吸氣導孔之區域範圍；一吸氣裝置，設於該置放機台預定部位，藉以對該多孔式均勻導氣介質以及吸氣導孔所屬空間範圍產生真空吸氣作用者。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之微型晶片挑揀置放機構，其中該晶片拾取位移裝置之拾取端部係為具有吸氣與吹氣模式轉換功能之結構型態，而能控制吸附或釋放微型晶片之狀態。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之微型晶片挑揀置放機構，其中該多槽式置放載盤頂部周側係設有一縮徑緣部，該縮徑緣部能夠與該多槽式置放載盤底部周側所設著置凸緣之型態呈可嵌卡配合狀態者。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之微型晶片挑揀置放機構，其中該多孔式均勻導氣介質係採用多孔陶瓷、金屬燒結體任其中一者所構成者。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之微型晶片挑揀置放機構，其中該多槽式置放載盤頂部各該容置槽之隔牆立向斷面係設成錐狀型態而界定形成有傾斜壁面。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之微型晶片挑揀置放機構，其中該多槽式置放載盤底部所設著置凸緣與置放機台所設載盤定位槽之間係組設有一軟質密合襯墊，以獲致氣密組合狀態。