TWI500098B - Sticky crystal machine - Google Patents

Description

黏晶機

本發明係一種黏晶機，其係提供一種將晶粒以機械式分段式移動，以及視覺模組之對位，而能精準地且能夠避免晶粒掉落，以將晶粒黏貼於基板處，再將具有晶粒之基板以機械式移動，藉此達到符合生產所需、避免晶粒掉落與精度較佳。

現有的黏晶機，其具有一機台，機台中設有一晶粒(Die)平台與一晶圓(Wafer)平台，並於晶粒平台與晶圓平台之間設有一甩臂式取放裝置。

於實際操作時，工作人員以人工方式分別將承載複數個晶粒的載體放置於晶粒平台，以及將裝有晶圓之載板放置於晶圓平台。

取放裝置係依序將晶粒由晶粒平台處取出，再將各晶粒放置於晶圓平台中之各晶圓處，以使各晶粒黏至各晶圓處，待此一製程完成後，再以人工方式將載體移離機台，並將另一載體置放於機台，以進行上述之黏晶製程。

雖上述之黏晶機能夠達到將晶粒黏至晶圓之目的，但現有的黏晶機仍具有下述的缺點：首先，黏晶機對各廠商而言，其係為一種較新的技術，所以各廠商僅將舊有的設備稍作修改，因此容易造成精度不佳。

另外，甩臂式取放裝置，其甩臂需要於晶粒平台與晶 圓平台之間移動，故甩臂的長度係較長，故其精度亦不佳，若甩臂運作速度過快時，甩臂的慣性作用會使得晶粒掉落，倘若降低甩臂運作速度，而有利控制，並不會造成晶粒掉落，但卻嚴重影響整體製程的時間與效率。

再者，人工裝卸晶圓載體，其需要較長的作業時間，故不符生產所需。

綜合上述，現有的黏晶機具有精度不佳、晶粒掉落與不符生產所需的缺點。

有鑑於上述之缺點，本發明之目的在於提供一種黏晶機，其將晶粒以分段定位傳送，並藉由視覺模組之對位，而使黏晶機具有精度佳與符合生產所需的優點，並能克服晶粒掉落的缺點。

為了達到上述之目的，本發明之技術手段在於提供一種黏晶機，其係應用將一晶粒環之晶粒黏至於一基板，該黏晶機包括有一機台、一晶粒環承載裝置、一基板承載裝置、一晶粒定位裝置、一第一取放裝置、一第二取放裝置、一第一視覺模組、一第二視覺模組與一第三視覺模組。

晶粒環承載裝置係設於機台的一端，晶粒環承載裝置係供晶粒環設置。

基板承載裝置，其係設於機台的另端，基板承載裝置係供基板設置。

晶粒定位裝置係設於機台，並位於晶粒環承載裝置與基板承載裝置之間。

第一取放裝置係設於機台，並且位於晶粒環承載裝置的上方，第一取放裝置係取出位於晶粒環承載裝置之晶粒，並將晶粒置放於晶粒定位裝置。

第二取放裝置係設於機台，並且位於基板承載裝置的上方，第二取放裝置係取出位於晶粒定位裝置之晶粒，並將晶粒置放於位於基板承載裝置之基板。

第一視覺模組係設於機台，並且位於晶粒環承載裝置的上方，第一視覺模組係取像與對位位於晶粒環承載裝置之晶粒。

第二視覺模組係設於機台，並且位於晶粒定位模組的上方，第二視覺模組係取像與對位位於晶粒定位裝置之晶粒。

第三視覺模組係設於機台，並且位於基板承載裝置的上方，第三視覺模組係分別或同時垂直取像與對位位於第二取放裝置上的晶粒以及位於基板承載裝置之基板。

如上所述之本發明的黏晶機，其係藉由第一取放裝置與第二取放裝置，而將晶粒分段運送，藉此加快生產速度及提高定位精度。

另外，晶粒定位裝置可使晶粒於上述的運送過程中，予以定位，以便於隨後之黏晶作業，第三視覺模組係可提高晶粒與基板之間定位的精準度，藉此使得黏晶作業的精度較佳。

再者，本發明進一步具有一晶粒環移動裝置與一基板移動裝置，其係以機械作動取代人工裝卸，藉此縮短整體黏晶作業因人工所產生的較長的作業時間，而使本發明能 夠符合生產所需的優點。

以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，所屬技術領域中具有通常知識者可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。

請配合參考圖一及二所示，本發明係一種黏晶機，其具有一機台1、一晶粒環移動裝置10、一第一滑軌11、一晶粒環承載裝置12、一第一取放裝置13、一晶粒定位裝置14、一基板承載裝置15、一第二滑軌組16、一點膠模組17、一基板移動裝置18、一第二取放裝置19、一晶粒提籃升降裝置20、一晶舟盒升降裝置21、一第一視覺模組22、一第二視覺模組23、一第三視覺模組24、一基板定位裝置25。

機台1具有一X軸向、一Y軸向與一Z軸向。

晶粒環承載裝置12係設於機台1的一端，晶粒環承載裝置12具有一動力驅動的頂針模組121，如圖八及九所示，第一滑軌11係設於機台1中，並且相鄰於晶粒環承載裝置12，第一滑軌11係沿著X軸向分佈，晶粒提籃升降裝置20係設在相鄰於晶粒環承載裝置12處，另於晶粒提籃升降裝置20與晶粒環承載裝置12之間設有複數個晶粒環引導器120。晶粒環移動裝置10係能夠移動地設於第一滑軌11。

基板承載裝置15係設於機台1的另端，基板承載裝置15具有複數個動力驅動的頂柱150，如圖八所示，晶舟盒 升降裝置21係設在相鄰於基板承載裝置15處，並於基板承載裝置15與晶舟盒升降裝置21之間設有基板移動裝置18，基板移動裝置18係為一動力驅動之取放叉，基板移動裝置18具有複數個真空吸孔180。基板定位裝置25係設在相鄰於基板移動裝置18處。

晶粒定位裝置14係設於機台1，並且位於基板承載裝置15與晶粒環承載裝置12之間，晶粒定位裝置14具有一晶粒旋轉單元141與一晶粒Y軸移動單元140。

第二滑軌組16係設於機台1中，第二滑軌組16具有多個分段的滑軌，其係分別位於晶粒環承載裝置12、晶粒定位裝置14與基板承載裝置15的上方，並沿著X軸向分佈，第一取放裝置13與第二取放裝置19係能夠移動地設於第二滑軌組16，第一取放裝置13係位於晶粒環承載裝置12的上方，第二取放裝置19與點膠模組17係位於基板承載裝置15的上方，第二取放裝置19具有一真空吸管190以吸取尺寸0.1至3毫米(mm)的晶粒201，如圖十二所示，點膠模組17具有一動力驅動之點膠桿170與一膠盤171，膠盤171係提供黏膠，以供點膠桿170沾膠。

第一視覺模組22、第二視覺模組23與第三視覺模組24係設於機台1中，並沿著X軸向分佈，第一視覺模組22係位於晶粒環承載裝置12的上方，第二視覺模組23係位於晶粒定位裝置14的上方，第三視覺模組24係位於基板承載裝置15的上方。

請配合參考圖三至五所示，晶粒提籃升降裝置20設有至少一晶粒提籃，各晶粒提籃中設有多個晶粒環200，各 晶粒環200具有多個晶粒201，如圖八所示。

晶粒提籃升降裝置20係適時將晶粒提籃，沿著Z軸向，予以升降，以配合晶粒環移動裝置10取放晶粒環200。

晶粒環移動裝置10係沿著X軸向，並且朝向晶粒提籃方向移動，晶粒環移動裝置10係將晶粒環200由晶粒提籃中取出，並經由晶粒環引導器120之引導，而使晶粒環200得以確實進入晶粒環承載裝置12中，待晶粒環200到達定位後，晶粒環移動裝置10則持續移動，以使晶粒環200留置於晶粒環承載裝置12。

請配合參考圖六及七所示，晶舟盒升降裝置21設有至少一晶舟盒，各晶舟盒中設有多個基板，晶舟盒升降裝置21係適時將晶舟盒，沿著Z軸向，予以升降，以使基板移動裝置18得以移動基板210。其中，基板210可為電路板、電性承載板或晶圓。

基板移動裝置18係沿著Y軸向移動，並伸入晶舟盒中，真空吸孔180係吸取基板210，以使基板移動裝置18得以將基板210移出晶舟盒，當基板移動裝置210將基板210移動至基板定位裝置25處時，基板定位裝置25係將基板210予以定位，即調整基板210之位置，以利下一製程。

待基板210定位後，基板移動裝置21持續將基板210移動至基板承載裝置15處，基板承載裝置15中會突伸出複數個頂柱150，以使基板210與基板承載裝置15相互分離，並使基板210滯留於基板承載裝置15處，基板移動裝置21會回到其最初的位置，而後頂柱150亦會回到其最初 的位置。

請配合圖八至十一所示，頂針模組121係將晶粒201頂出，以供第一取放裝置13吸取，第一視覺模組22係定位該晶粒201，並將此一資訊傳送給第一取放裝置13，第一取放裝置13根據該資訊，移動至該晶粒201的上方。

同時，第二取放裝置19亦移動至晶粒定位裝置14的上方。

於第一取放裝置13移動至晶粒環承載裝置12，以及第二取放裝置19移動至晶粒定位裝置14的時候，點膠膜組17之點膠桿170係依據第三視覺模組24的資訊，而將黏膠塗佈於欲黏設有晶粒201之基板210位置處，如圖十及十一所示。

如圖九及十二所示，第二取放裝置19係依據第二視覺模組23的資訊，以吸取位於晶粒定位裝置14之晶粒201，並移動至基板承載位置15處。

如圖十一所示，點膠桿170係回到膠盤171的上方，以待下一沾膠。

第一取放裝置13係吸取位於晶粒環承載裝置12之晶粒201，並移動至晶粒定位裝置14。頂針模組121回到其最初位置，以待再次頂出晶粒201。

第一取放裝置13係將晶粒201放置於晶粒定位裝置14，晶粒定位裝置14係依據第二視覺模組23的資訊，以調整晶粒201之位置，晶粒旋轉單元141會將晶粒201旋轉至一適當的角度，以調整晶粒201之角度，晶粒Y軸移動單元140係將晶粒201沿著Y軸一適當距離，以調整晶 粒201的位置，該位置與角度的調整可同時或個別進行，以使晶粒201的位置調整至較佳吸取位置與黏晶角度。

如圖十二所示，當真空吸管190吸取晶粒201，並且延伸至第三視覺模組24下方時，真空吸管201不會干擾第三視覺模組24對位與取像，而使第三視覺模組24得以同時對位於第二取放裝置19之晶粒201及位於基板承載裝置15之基板210取像，因第三視覺模組24具有複數個視野景深與視覺運算補償的功效，故經視覺運算補償，以將晶粒201與基板210二者做精密對位，如此第二取放裝置19方能將晶粒201精準地黏貼於基板210處。

待基板210完成黏貼有晶粒201之步驟後，頂桿150將基板210頂離基板承載裝置15，以使基板移動裝置18得以取得基板210，待基板移動裝置18取得基板210後，頂桿150與基板210相互分離，頂桿150回到其最初位置，基板移動裝置18係將基板210傳送至晶舟盒中，並如上所述，取出另一需要黏貼有晶粒201之基板210。

如上所述，第一取放裝置13與第二取放裝置19以分段式將複數個晶粒201黏貼於基板210處，第一取放裝置13與第二取放裝置19係縮短晶粒201的移動距離，藉此避免晶粒201於移動過程中產生掉落的狀況。

再藉由第一視覺模組22、第二視覺模組23與第三視覺模組24以使晶粒201得以精準地黏貼於基板210處。

另外，晶粒環移動裝置10係以機械式移動晶粒環200，以及基板移動裝置18係以機械式移動基板210，藉此取代人工，並能縮短整體黏晶作業時間，以符合生產所 需。

惟以上所述之具體實施例，僅係用於例釋本發明之特點及功效，而非用於限定本發明之可實施範疇，於未脫離本發明上揭之精神與技術範疇下，任何運用本發明所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。

1‧‧‧機台

10‧‧‧晶粒環移動裝置

11‧‧‧第一滑軌

12‧‧‧晶粒環承載裝置

120‧‧‧晶粒環引導器

121‧‧‧頂針模組

13‧‧‧第一取放裝置

14‧‧‧晶粒定位裝置

140‧‧‧晶粒Y軸移動單元

141‧‧‧晶粒旋轉單元

15‧‧‧基板承載裝置

150‧‧‧頂桿

16‧‧‧第二滑軌組

17‧‧‧點膠膜組

170‧‧‧點膠桿

171‧‧‧膠盤

18‧‧‧基板移動裝置

180‧‧‧真空吸孔

19‧‧‧第二取放裝置

190‧‧‧真空吸管

20‧‧‧晶粒提籃升降裝置

200‧‧‧晶粒環

201‧‧‧晶粒

21‧‧‧晶舟盒升降裝置

210‧‧‧基板

22‧‧‧第一視覺模組

23‧‧‧第二視覺模組

24‧‧‧第三視覺模組

25‧‧‧基板定位裝置

圖一係本發明之黏晶機之局部立體示意圖。

圖二係本發明之黏晶機之居部俯視示意圖。

圖三係晶粒環移動裝置之動作示意圖。

圖四係晶粒環移動裝置之另一動作示意圖。

圖五係晶粒環移動裝置之再一動作示意圖。

圖六係基板移動裝置之動作示意圖。

圖七係基板移動裝置之另一動作示意圖。

圖八係第一取放裝置與第二取放裝置之動作示意圖。

圖九係第一取放裝置與第二取放裝置之另一動作示意圖。

圖十係點膠裝置之動作示意流程圖。

圖十一係點膠裝置之動作示意流程圖。

圖十二係第三視覺模組之動作示意圖。

1‧‧‧機台

10‧‧‧晶粒環移動裝置

11‧‧‧第一滑軌

12‧‧‧晶粒環承載裝置

13‧‧‧第一取放裝置

14‧‧‧晶粒定位裝置

140‧‧‧晶粒Y軸移動單元

141‧‧‧晶粒旋轉單元

15‧‧‧基板承載裝置

16‧‧‧第二滑軌組

17‧‧‧點膠膜組

18‧‧‧基板移動裝置

180‧‧‧真空吸孔

19‧‧‧第二取放裝置

20‧‧‧晶粒提籃升降裝置

21‧‧‧晶舟盒升降裝置

22‧‧‧第一視覺模組

23‧‧‧第二視覺模組

24‧‧‧第三視覺模組

25‧‧‧基板定位裝置

Claims (13)

1. 一種黏晶機，其係應用將一晶粒環之晶粒黏至於一基板，該晶粒的尺寸為0.1至3毫米，該黏晶機包括有：一機台；一晶粒環承載裝置，其係設於該機台的一端，該晶粒環承載裝置係供該晶粒環設置；一基板承載裝置，其係設於該機台的另端，該基板承載裝置係供該基板設置；一晶粒定位裝置，其係設於該機台，並位於該晶粒環承載裝置與該基板承載裝置之間；一第一取放裝置，其係設於該機台，並且位於該晶粒環承載裝置的上方，該第一取放裝置係取出位於該晶粒環承載裝置之晶粒，並將該晶粒置放於該晶粒定位裝置；一第二取放裝置，其係設於該機台，並且位於該基板承載裝置的上方，該第二取放裝置係取出位於該晶粒定位裝置之晶粒，並將該晶粒置放於位於該基板承載裝置之基板；一第一視覺模組，其係設於該機台，並且位於該晶粒環承載裝置的上方，該第一視覺模組係取像與對位位於該晶粒環承載裝置之晶粒；一第二視覺模組，其係設於該機台，並且位於該晶粒定位裝置的上方，該第二視覺模組係取像與對位位於該晶粒定位裝置之晶粒；以及一第三視覺模組，其係設於該機台，並且位於該基板承載裝置的上方，該第三視覺模組係分別或同時垂直取 像與對位位於該第二取放裝置上的晶粒與位於該基板承載裝置之基板。
2. 如申請專利範圍第1項所述之黏晶機，其中該第二取放裝置具有一真空吸管，該真空吸管係吸取位於該晶粒定位裝置的晶粒。
3. 如申請專利範圍第2項所述之黏晶機，其進一步具有一點膠模組，其係設於該機台，並相鄰於該第二取放裝置。
4. 如申請專利範圍第3項所述之黏晶機，其中該點膠模組具有一動力驅動之點膠桿與一膠盤。
5. 如申請專利範圍第1項所述之黏晶機，其進一步具有晶粒環移動裝置，其係設於該機台，並且相鄰於該晶粒環承載裝置。
6. 如申請專利範圍第5項所述之黏晶機，其進一步具有一晶粒提籃升降裝置與一晶舟盒升降裝置，該晶粒提籃升降裝置係設於該機台的一端，並且相鄰於該晶粒環承載裝置，該晶舟盒升降裝置係設於該機台的另端，並且相鄰於該基板承載裝置。
7. 如申請專利範圍第1項所述之黏晶機，其進一步具有一基板移動裝置與一基板定位裝置，該基板移動裝置係設於該機台，並且相鄰於該基板承載裝置，該基板定位裝置係設於該機台，並且相鄰於該基板移動裝置。
8. 如申請專利範圍第6項所述之黏晶機，其中該晶粒環承載裝置與該晶粒提籃升降裝置之間具有複數個晶粒環引導器。
9. 如申請專利範圍第7項所述之黏晶機，其中該基板移動 裝置係為一動力驅動之取放叉，該基板移動裝置具有複數個真空吸孔。
10. 如申請專利範圍第1項所述之黏晶機，其中該基板承載裝置具有複數個動力驅動的頂柱。
11. 如申請專利範圍第1項所述之黏晶機，其中該晶粒環承載裝置具有一動力驅動的頂針模組。
12. 如申請專利範圍第1項所述之黏晶機，其中該晶粒定位裝置具有一晶粒旋轉單元，該晶粒旋轉單元係將一晶粒旋轉一角度。
13. 如申請專利範圍第12項所述之黏晶機，其中該機台有一Y軸向，該晶粒定位裝置進一步具有一晶粒Y軸移動單元，該晶粒Y軸移動單元係將該晶粒沿著該Y軸移動一距離。