TWI828077B - 吸附裝置、吸附單元、吸附方法及電腦程式產品 - Google Patents

Abstract

本發明的吸附裝置包括：吸附頭；移動控制部，使吸附頭於吸附收容構件的凹部中收容的電子組件的第一位置、與相較於第一位置而與電子組件分離的第二位置之間移動；以及吸附控制部，於吸附頭位於第一位置時，使吸附頭吸附電子組件，且吸附頭包括抵接部，所述抵接部於所述吸附頭位於第一位置時，抵接於收容構件中的凹部開口的區域的外側的第一面。藉由此種吸附裝置，於吸附電子組件時，可藉由簡易的控制抑制電子組件破損。

Description

吸附裝置、吸附單元、吸附方法及電腦程式產 品

本發明是有關於一種吸附裝置、吸附單元、吸附方法及電腦程式產品。

先前作為吸附半導體晶片的吸附裝置，拾取工具廣為人知。例如，專利文獻1中揭示有一種拾取工具，所述拾取工具於吸附半導體晶片的端面設置有多個凸部，藉由減小與半導體晶片的接觸面積，抑制靜電的產生，而抑制半導體晶片因靜電被破壞的情況。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2020-53457號公報

然而，於先前的技術中，於吸附半導體晶片時，存在因自拾取工具作用於半導體晶片的荷重導致半導體晶片破損的情況，因此存在需要對拾取工具進行複雜的荷重控制的課題。

再者，此種課題並不限於半導體晶片，於吸附電子組件 的情形時大致共通。

本發明是為了解決此種問題而完成，提供一種於吸附電子組件時可藉由簡易的控制抑制電子組件破損的吸附裝置、吸附單元、吸附方法及電腦程式產品。

本發明的第一形態中的吸附裝置包括：吸附頭；移動控制部，使吸附頭於吸附收容構件的凹部收容中的電子組件的第一位置、與相較於第一位置而與電子組件分離的第二位置之間移動；以及吸附控制部，於吸附頭位於第一位置時，使吸附頭吸附電子組件，且吸附頭包括抵接部，所述抵接部於所述吸附頭位於第一位置時，抵接於收容構件中的凹部開口的區域的外側的第一面。

又，本發明的第二形態中的吸附單元包括：吸附頭；收容構件，包括收容電子組件的凹部；移動控制部，使吸附頭於吸附收容構件的凹部中收容的電子組件的第一位置、與相較於第一位置而與電子組件分離的第二位置之間移動；以及吸附控制部，於吸附頭位於第一位置時，使吸附頭吸附電子組件，且吸附頭包括抵接部，所述抵接部於所述吸附頭位於第一位置時，抵接於收容構件中的凹部開口的區域的外側的第一面。

又，本發明的第三形態中的吸附方法包括如下步驟：使吸附頭向吸附收容構件的凹部中收容的電子組件的第一位置移動，使吸附頭的抵接部抵接於收容構件中的凹部開口的區域的外 側的第一面；以及於吸附頭位於第一位置時，使吸附頭吸附電子組件。

又，本發明的第四形態中的電腦程式產品使電腦執行如下處理：使吸附頭向吸附收容構件的凹部中收容的電子組件的第一位置移動，使吸附頭的抵接部抵接於收容構件中的凹部開口的區域的外側的第一面；以及於吸附頭位於第一位置時，使吸附頭吸附電子組件。

根據本發明，於吸附電子組件時，可藉由簡易的控制抑制電子組件破損。

10:運算處理部

12:移動控制部

14:偵測部

16:吸附控制部

20:記憶部

22:荷重臨限值

100:吸附單元

310:載帶(收容構件)

310a:上表面

312:凹部

320:半導體晶片(電子組件)

330:拾取工具(吸附裝置)

332:保持部

334:吸附頭

334A:大徑部

334B:小徑部

334a:下端面(抵接部)

334b:下端面

334c:空氣流路

336:移動機構

338:升降機構

340:吸附機構

342:編碼器

344:輸入輸出設備

S:間隙

圖1是示意性地表示本實施形態的吸附單元的要部的立體圖。

圖2是示意性地表示本實施形態的吸附單元的要部的側視圖。

圖3是示意性地表示本實施形態的吸附單元中的載帶與吸附頭的位置關係的平面圖。

圖4是吸附單元的系統結構圖。

圖5是表示運算處理部的處理順序的流程圖。

圖6是表示本實施形態的吸附單元中的一系列信號處理的時序圖。

圖7是表示本實施形態的吸附單元的動作的圖。

圖8是示意性地表示其他實施形態的吸附單元中的載帶與吸附頭的位置關係的平面圖。

以下，藉由發明的實施形態對本發明進行說明，但並不將專利申請的範圍的發明限定於以下實施形態。又，實施形態中所說明的結構未必全部作為解決課題的手段為必需。

如圖1所示，吸附單元100藉由拾取工具330吸附並拾取收容於載帶310的作為電子組件的一例的半導體晶片320，並將半導體晶片320載置於基板並接著。載帶310為收容構件的一例，拾取工具330為吸附裝置的一例。載帶310形成為薄板狀，其上表面為沿著由X軸與Y軸所規定的面的平面。於載帶310的上表面形成有多個凹部312。多個凹部312具有矩形狀的開口，沿著Y軸方向隔開間隔而形成。多個凹部312分別收容一個半導體晶片320。

拾取工具330例如包括保持部332、及吸附頭334。保持部332保持吸附頭334，藉由移動機構336而可向平面方向移動。平面方向為沿著由X軸與Y軸所規定的平面的方向。

吸附頭334形成為圓柱狀。吸附頭334可藉由升降機構338而沿著高度方向移動。高度方向為與平面方向正交的Z軸方向。吸附頭334藉由吸附機構340吸附載帶310的凹部312中收容的半導體晶片320。吸附機構340例如包括抽吸泵。吸附頭334 以吸附半導體晶片320的狀態向上方移動，藉此自載帶310拾取半導體晶片320。

其後，若拾取工具330將半導體晶片320載置於基板並接著，則吸附單元100使載帶310沿著Y軸方向移動至Y軸方向上鄰接的凹部312與吸附頭334於高度方向上相向的位置。然後，吸附單元100開始對收容於鄰接的凹部312中的半導體晶片320進行吸附處理。

如圖2及圖3所示，吸附頭334包括圓柱狀的大徑部334A、及設置於大徑部334A的下方且外徑小於大徑部334A的圓柱狀的小徑部334B。於將大徑部334A的外徑設為L1，將小徑部334B的外徑設為L2，將載帶310的凹部312的長邊的長度設為L3，將載帶310的凹部312的短邊的長度設為L4時，滿足L2<L4<L3<L1的關係式。吸附頭334的大徑部334A的中心位置與載帶310的凹部312的中心位置於俯視下重合。並且，於吸附頭334到達第一位置的情形時，吸附頭334的大徑部334A的下端面334a抵接於載帶310中凹部312開口的區域的外側的上表面310a。載帶310的上表面310a為第一面的一例。吸附頭334的大徑部334A的下端面334a為抵接部的一例。吸附頭334的大徑部334A的下端面334a以包圍凹部312的周圍的狀態抵接於載帶310的上表面310a。於吸附頭334形成有沿著高度方向貫通的多條空氣流路334c。多條空氣流路334c分別為第一端部連接於吸附機構340，第二端部於吸附頭334的小徑部334B的下端面334b形成開 口。

其次，對吸附單元100的控制結構進行說明。

如圖4所示，吸附單元100例如包括運算處理部10、記憶部20、移動機構336、升降機構338、吸附機構340、編碼器342、及輸入輸出設備344。運算處理部10為進行吸附單元100的控制與程式的執行處理的處理器(中央處理單元(Central Processing Unit，CPU))。處理器可為特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)或圖像處理單元(Graphics Processing Unit，GPU)等與運算處理晶片聯合的結構。運算處理部10讀取記憶部20中儲存的吸附控制程式，並執行與吸附控制相關的各種處理。

記憶部20為不揮發性的記憶媒體，例如包括硬磁碟驅動機(Hard Disk Drive，HDD)。記憶部20除了儲存執行吸附單元100的控制或處理的程式以外，亦儲存用於控制或運算的各種參數值、函數、檢查表等。荷重臨限值22為用於控制或運算的參數值的一例。

移動機構336基於自運算處理部10輸出的驅動信號，使吸附頭334向X方向及Y方向移動。

升降機構338基於自運算處理部10輸出的驅動信號，使吸附頭334向Z方向移動。運算處理部10基於由編碼器342所計測的吸附頭334的Z方向的位置資訊生成驅動信號，並將所生成的驅動信號輸出至升降機構338。

吸附機構340基於自運算處理部10輸出的驅動信號，使收容於載帶310的凹部312中的半導體晶片320吸附於吸附頭334。

輸入輸出設備344例如包括鍵盤、滑鼠、顯示監控器，為接受使用者的選單操作、或向使用者提示資訊的設備。輸入輸出設備344例如基於使用者的操作，將表示開始吸附控制的指示的信號輸出至運算處理部10。

運算處理部10亦發揮作為根據吸附控制程式所指示的處理執行各種運算的功能運算部的作用。運算處理部10例如包括移動控制部12、偵測部14、及吸附控制部16。

移動控制部12使吸附頭334於吸附載帶310的凹部312中收容的半導體晶片320的第一位置與相較於第一位置而與半導體晶片320分離的第二位置之間移動。移動控制部12例如於經由輸入輸出設備344接收到使用者的開始吸附控制的指示時，使吸附頭334自第二位置向第一位置移動。

偵測部14對吸附頭334的大徑部334A的下端面334a抵接於載帶310的上表面310a進行偵測。偵測部14例如基於由編碼器342計測的吸附頭334的位置、及自運算處理部10輸出至升降機構338的驅動信號，算出自吸附頭334作用於載帶310的荷重的大小。然後，偵測部14於所算出的荷重的大小達到荷重臨限值22的情形時，對吸附頭334的大徑部334A的下端面334a抵接於載帶310的上表面310a進行偵測。

吸附控制部16於吸附頭334位於第一位置時，使吸附頭334吸附半導體晶片320。吸附控制部16例如以藉由偵測部14偵測到吸附頭334的大徑部334A的下端面334a抵接於載帶310的上表面310a為條件，使吸附頭334吸附半導體晶片320。

繼而，對由本實施形態的吸附單元100所執行的吸附控制進行說明。

圖5是表示運算處理部10的處理順序的流程圖。圖5所示的流程圖例如於經由輸入輸出設備344接收到使用者的開始吸附控制的指示時執行。

如圖5所示，運算處理部10首先向升降機構338輸出驅動信號，使吸附頭334下降(步驟S10)。

其次，運算處理部10基於由編碼器342計測的吸附頭334的位置、及向升降機構338輸出的驅動信號，判定吸附頭334是否抵接於載帶310(步驟S12)。運算處理部10於判定吸附頭334抵接於載帶310的情形時(步驟S12=是)，停止向升降機構338輸出驅動信號，使吸附頭334的下降停止(步驟S14)。

繼而，運算處理部10向吸附機構340輸出驅動信號，開始吸附頭334的吸附動作(步驟S16)。然後，運算處理部10判定開始吸附頭334的吸附動作後是否經過了規定時間(步驟S18)。運算處理部10於判定開始吸附頭334的吸附動作後經過了規定時間的情形時(步驟S18=是)，向升降機構338輸出驅動信號，使吸附頭334上升(步驟S20)。

圖6是表示吸附單元100的一系列處理的流程的時序圖。

如圖6的(a)所示，於吸附單元100開始吸附控制後，伴隨利用升降機構338的吸附頭334的下降，由編碼器342計測的吸附頭334的位置向下方移動。然後，於時刻t1，若吸附頭334抵接於載帶310，則維持吸附頭334的計測位置。

於該情形時，如圖6的(b)所示，若利用升降機構338使吸附頭334繼續下降，則自吸附頭334作用於載帶310的荷重逐漸變大。然後，於時刻t2，於自吸附頭334作用於載帶310的荷重達到荷重臨限值時，停止利用升降機構338的吸附頭334的下降(參照圖6的(c))。又，於時刻t2，於自吸附頭334作用於載帶310的荷重達到荷重臨限值時，開始利用吸附機構340的吸附頭334的吸附動作(參照圖6的(d))。

然後，如圖6的(c)所示，於時刻t3，於開始吸附頭334的吸附動作後經過了規定時間T時，開始利用升降機構338的吸附頭334的上升。又，如圖6的(a)所示，於時刻t3，開始利用升降機構338的吸附頭334的上升後，由編碼器342計測的吸附頭的位置向上方移動。於該情形時，如圖6的(d)所示，維持利用吸附機構340的吸附頭334的吸附動作。

圖7是表示吸附單元的動作的圖。

如圖7的(a)所示，吸附單元100於開始吸附控制後，首先驅動升降機構338，以接近載帶310的方式使吸附頭334向下 方移動。吸附單元100於藉由升降機構338使吸附頭334向下方移動期間，基於由編碼器342計測的吸附頭334的高度方向的位置、及自升降機構338向吸附頭334輸出的驅動力的大小，對自吸附頭334作用於載帶310的荷重進行控制。

其次，如圖7的(b)所示，吸附單元100於自吸附頭334作用於載帶310的荷重達到荷重臨限值22的時點，停止升降機構338的驅動，而停止吸附頭334向下方的移動。於該情形時，吸附頭334的大徑部334A的下端面334a抵接於載帶310的上表面310a。又，間隙S存在於吸附頭334的大徑部334A的下端面334a與半導體晶片320之間。

繼而，如圖7的(c)所示，吸附單元100驅動吸附機構340而開始吸附頭334的吸附動作。吸附單元100於吸附頭334封閉載帶310的凹部312的狀態下使吸附機構340運行，藉此經由多條空氣流路334c自載帶310的凹部312抽吸空氣。其結果為，吸附單元100藉由負壓將收容於載帶310的凹部312中的半導體晶片320吸附於吸附頭334的小徑部334B的下端面334b。

繼而，如圖7的(d)所示，吸附單元100繼續吸附機構340的驅動而維持吸附頭334的吸附動作，並且驅動升降機構338使吸附頭334向上方移動。藉此，吸附單元100藉由吸附頭334拾取收容於載帶310的凹部312中的半導體晶片320。

再者，所述實施形態亦可以如下形態實施。

於所述實施形態中，如圖8所示，吸附單元100可為於 將大徑部334A的外徑設為L1，將小徑部334B的外徑設為L2，將載帶310的凹部312的長邊的長度設為L3，將載帶310的凹部312的短邊的長度設為L4時，滿足L2<L4<L1<L3的關係式。於同圖所示的例子中，吸附頭334的大徑部334A的中心位置與載帶310的凹部312的中心位置於俯視下重合。於該情形時，於吸附頭334到達第一位置的情形時，吸附頭334的大徑部334A的下端面334a於凹部312中的至少彼此相向的兩側抵接於載帶310的上表面310a。

於所述實施形態中，吸附頭334的形狀無需一定為圓柱狀，例如亦可採用角柱狀等其他形狀。

於所述實施形態中，可使載帶310的長邊方向與凹部312的長邊方向一致，使載帶310的短邊方向與凹部312的短邊方向一致。

於所述實施形態中，吸附頭334可為於凹部312中的至少相鄰的兩側抵接於載帶310的上表面310a。總之，吸附頭334抵接於載帶310中的凹部312開口一側的外側的區域的上表面310a的一部分即可。

於所述實施形態中，於吸附頭334位於第一位置時，於吸附頭334與半導體晶片320之間亦可不存在間隙。

於所述實施形態中，拾取工具330亦可包括感測器，所述感測器對吸附頭334抵接於載帶310中的凹部312開口一側的外側的區域的上表面310a進行偵測。

以上，已列舉將本實施形態的吸附裝置應用於拾取工具的情形為例進行了說明，但本實施形態的吸附裝置並不限於拾取工具，例如亦可應用於黏晶機或倒裝晶片接合器。

310a:上表面

312:凹部

320:半導體晶片(電子組件)

334:吸附頭

334A:大徑部

334B:小徑部

334a:下端面(抵接部)

334b:下端面

334c:空氣流路

340:吸附機構

Claims (9)

1. 一種吸附裝置，包括：吸附頭；移動控制部，使所述吸附頭於吸附收容構件的凹部中收容的電子組件的第一位置、與相較於所述第一位置而與所述電子組件分離的第二位置之間移動；以及吸附控制部，於所述吸附頭位於所述第一位置時，使所述吸附頭吸附所述電子組件，且所述吸附頭包括抵接部，所述抵接部於所述吸附頭位於所述第一位置時，抵接於所述收容構件中的所述凹部開口的區域的外側的第一面，所述吸附裝置進而包括偵測部，所述偵測部對所述吸附頭的所述抵接部抵接於所述收容構件的所述第一面時的荷重達到荷重臨限值進行偵測，所述吸附控制部以藉由所述偵測部偵測到所述吸附頭的所述抵接部抵接於所述收容構件的所述第一面時的荷重達到所述荷重臨限值為條件，停止所述吸附頭的移動，使所述吸附頭吸附所述電子組件。
2. 如請求項1所述的吸附裝置，其中所述吸附頭進而包括小徑部，所述小徑部自所述抵接部突出，自所述凹部吸附並保持所述電子組件。
3. 如請求項1或請求項2所述的吸附裝置，其中 於所述吸附頭位於所述第一位置時，於所述吸附頭與所述電子組件之間存在有間隙。
4. 如請求項1或請求項2所述的吸附裝置，其中所述抵接部於所述吸附頭位於所述第一位置時，於所述凹部中的至少彼此相向的兩側抵接於所述收容構件的所述第一面。
5. 如請求項1或請求項2所述的吸附裝置，其中所述抵接部於所述吸附頭位於所述第一位置時，以包圍所述凹部的周圍的狀態抵接於所述收容構件的所述第一面。
6. 一種吸附單元，包括：吸附頭；收容構件，包括收容電子組件的凹部；移動控制部，使所述吸附頭於吸附所述收容構件的所述凹部中收容的所述電子組件的第一位置、與相較於所述第一位置而與所述電子組件分離的第二位置之間移動；以及吸附控制部，於所述吸附頭位於所述第一位置時，使所述吸附頭吸附所述電子組件，且所述吸附頭包括抵接部，所述抵接部於所述吸附頭位於所述第一位置時，抵接於所述收容構件中的所述凹部開口的區域的外側的第一面，所述吸附單元進而包括偵測部，所述偵測部對所述吸附頭的所述抵接部抵接於所述收容構件的所述第一面時的荷重達到荷重臨限值進行偵測， 所述吸附控制部以藉由所述偵測部偵測到所述吸附頭的所述抵接部抵接於所述收容構件的所述第一面時的荷重達到所述荷重臨限值為條件，停止所述吸附頭的移動，使所述吸附頭吸附所述電子組件。
7. 如請求項6所述的吸附單元，其中所述吸附頭進而包括小徑部，所述小徑部自所述抵接部突出，自所述凹部吸附並保持所述電子組件。
8. 一種吸附方法，包括如下步驟：使吸附頭向吸附收容構件的凹部中收容的電子組件的第一位置移動，使所述吸附頭的抵接部抵接於所述收容構件中的所述凹部開口的區域的外側的第一面；對所述吸附頭的所述抵接部抵接於所述收容構件的所述第一面時的荷重達到荷重臨限值進行偵測；以及於所述吸附頭位於所述第一位置時，以偵測到所述吸附頭的所述抵接部抵接於所述收容構件的所述第一面時的荷重達到所述荷重臨限值為條件，停止所述吸附頭的移動，使所述吸附頭吸附所述電子組件。
9. 一種電腦程式產品，使電腦執行如下處理：使吸附頭向吸附收容構件的凹部中收容的電子組件的第一位置移動，使所述吸附頭的抵接部抵接於所述收容構件中的所述凹部開口的區域的外側的第一面；對所述吸附頭的所述抵接部抵接於所述收容構件的所述第一 面時的荷重達到荷重臨限值進行偵測；以及於所述吸附頭位於所述第一位置時，以偵測到所述吸附頭的所述抵接部抵接於所述收容構件的所述第一面時的荷重達到所述荷重臨限值為條件，停止所述吸附頭的移動，使所述吸附頭吸附所述電子組件。