一种高精度快速取片、装片装置及采用它的装片机制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高精度快速取片、装片装置，包括晶圆台和承片台，所述晶圆台用于放置晶圆，所述承片台用于放置载片基板；在所述晶圆台和承片台中间位置设置旋转驱动装置，旋转驱动装置连接设置转塔，用于驱动所述转塔在水平方向实现360°的旋转；沿所述转塔周向，等间距设置至少三个吸嘴，用于取出和放置晶圆上的芯片；设置垂直运动驱动装置，用于驱动所述吸嘴在垂直方向上下移动。本发明专利技术结构设置合理，整个装置响应快，装片效率和装片良品率得到了较大改善。

A high-precision and fast film taking and loading device and its loading machine

The invention provides a high-precision rapid chip taking and loading device, which comprises a wafer stage and a wafer bearing stage, wherein the wafer stage is used to place the wafer, and the wafer bearing stage is used to place the substrate for carrying the wafer; a rotation driving device is arranged in the middle position of the wafer stage and the wafer bearing stage, and the rotation driving device is connected with a turret, which is used to drive the turret to achieve 360 \u00b0 rotation in the horizontal direction; and At least three suction nozzles are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotating tower for taking out and placing chips on the wafer, and a vertical motion driving device is arranged for driving the suction nozzle to move up and down in the vertical direction. The structure of the invention is reasonable, the whole device responds quickly, and the loading efficiency and the loading yield are greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种高精度快速取片、装片装置及采用它的装片机
本专利技术涉及半导体元器件封装领域，具体涉及一种高精度快速取片、装片装置及采用它的装片机。
技术介绍
在微电子科技领域，我们经常使用的封装好的半导体元器件或芯片，其封装过程中，需要将晶圆上的半导体芯片取下，并放置在载片基板上，具体的说，首先需要用点胶机构在载片基板上的固晶(装片)工位上点胶，然后由装片机构的装片焊头将半导体芯片从晶圆蓝膜上取出，进而转移到已点好胶的固晶工位上；其中，在取片过程中，晶圆蓝膜下设置有顶针，晶圆蓝膜上设置视觉定位装置：首先，通过判断晶圆上芯片的位置，并使得芯片及芯片下顶针正对视觉定位装置；其次，移动取片吸嘴，使得吸嘴正对视觉定位装置，使装片吸嘴中心、顶针中心、视觉定位中心三点一线，才能达到精准取片的目的；这一过程也称为三点一线校准工作。在相同的固晶质量条件(芯片精准封装在点胶位置)下，固晶机的固晶效率是评价机性能的重要指标。为了快速的从晶圆上取出芯片，并快速将芯片移动至固晶工位上。申请号为200720305515.8的中国专利，公开了一种晶圆取放结构，其主要通过间歇旋转带动机构、多组晶圆取放座、线性制动器以及前、后置电动升降制动构件的结构设计，从而提供一种动作路径为沿一圆周路径间歇位移状态的晶圆取放结构，其运作上每移动一个预定圆周角度行程即可完成一个晶圆取放动作，其从理论上，相较于公知机械手臂取放结构而言，可大幅度提升晶圆取放速度、有效提高晶圆制程效率。但是在实际实施过程中具有两个问题：1)在取片过程中，没有实时动态地对装片焊头位置进行矫正，无法使得每个装片焊头中心、顶针中心、视觉定位中心都处于三点一线，故不能在芯片中心位置取片，甚至导致取片失败；2)在装片过程中，多组晶圆取放座360度高速旋转时，既没有视觉定位装置实时检测每个焊头取片时产生的位置误差，也没有运动机构对误差进行校正，因此导致芯片无法准确的放置在载片基板上的固晶工位，大大降低了装片良品率，迫切需要加以改进。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种高精度快速取片、装片装置。首先，本专利技术的旋转塔能够在水平方向实现360°的步进式旋转，同时完成取片和装片动作，大大提高了装片效率；其次，本专利技术通过视觉定位装置的矫正，分别移动转塔，确保每个焊头都能做到三点一线后，驱动吸盘下移，确保取片的可靠性与高精度，大大提高了良品率；另外，解耦连接的垂直运动驱动装置，大大降低了旋转驱动装置的电机负载及转动惯量，提高了旋转速度和精度，切实起到了提速的作用。同时本专利技术结构设置合理，整个装置响应快，装片效率和装片良品率得到了较大改善。为实现所述技术目的，本专利技术的技术方案是：一种高精度快速取片、装片装置，包括晶圆台和承片台，所述晶圆台用于放置晶圆，所述承片台用于放置载片基板；在所述晶圆台和承片台中间位置设置旋转驱动装置，旋转驱动装置连接设置转塔，用于驱动所述转塔在水平方向实现360°的旋转；沿所述转塔周向，等间距设置至少三个吸嘴，用于取出和放置晶圆上的芯片；设置垂直运动驱动装置，用于驱动所述吸嘴在垂直方向上下移动。进一步，所述吸嘴朝下，吸嘴设置气管连接真空发生器，用于取出或放置芯片。进一步，所述旋转驱动装置通过具有中孔结构的DDR电机或者转角气缸驱动；所述气管穿过DDR电机连接至真空发生器。进一步，所述转塔轴心设置孔，所述气管穿过所述转塔、孔后，连接至真空发生器。作为本专利技术的一种优选的实施方案，基于上述内容，不同的是，所述垂直运动驱动装置采用直线电机作用于所述旋转驱动装置上，用于带动转塔上下移动。作为本专利技术的另一种优选的实施方案，基于上述内容，不同的是，设置滑板滑动连接于转塔外周，滑板固接连接臂，所述吸嘴设置于连接臂下；所述垂直运动驱动装置分别作用于每个滑板，进一步带动连接臂上下移动；所述垂直运动驱动装置与所述旋转驱动装置解耦，并通过电机固定架独立固定。进一步，设置水平驱动装置，水平移动装置包括第一水平驱动装置、第二水平驱动装置、第三水平驱动装置；第一水平驱动装置设置于所述晶圆台下，晶圆台正上方设置第一视觉定位装置，用于计算所述晶圆上芯片中心和第一视觉定位装置的位置偏差，并移动晶圆台，使得所述晶圆上芯片正对第一视觉定位装置；所述转塔连接设置第二水平驱动装置，用于X、Y方向驱动所述转塔移动，使得转塔上的吸嘴、所述晶圆上芯片、第一视觉定位装置三点一线。作为本专利技术的一种优选的实施方案，基于上述内容，不同的是，在所述晶圆台和承片台之间，所述吸嘴下方设置上视的第二视觉定位装置，用于记录所述转塔上每个吸嘴的相对位置偏差；所述转塔根据每个吸嘴的相对位置偏差，自主移动，用于精准取片；所述承片台连接设置第三水平驱动装置，用于沿X、Y方向、和所述转塔同步移动。作为本专利技术的另一种优选的实施方案，基于上述内容，不同的是，所述转塔顺时针旋转，所述第二视觉定位装置设置于转塔左半周，用于检测吸嘴吸取所述芯片后，芯片在吸嘴上的位置偏差；所述第三水平驱动装置驱动承片台沿X、Y方向和所述转塔同步移动，且根据芯片在吸嘴上的位置偏差做补偿运动。进一步，所述水平驱动装置包括：垂直驱动板，水平驱动板，中间体；所述旋转驱动装置固定于垂直驱动板左侧面，中间体左侧面设置Y方向轨道，垂直驱动板右侧面扣合至Y方向轨道上，用于驱动所述旋转驱动装置沿Y方向运动；所述中间体上侧面设置X方向轨道，水平驱动板下侧面扣合至X方向轨道上，用于驱动中间体沿X方向运动，进一步驱动旋转驱动装置沿X方向运动。装片机，包括基板上料装置、点胶装置，还包括上述的一种高精度快速取片、装片装置。本专利技术的有益效果在于：首先，本专利技术的旋转塔能够在水平方向实现360°的步进式旋转，同时完成取片和装片动作，大大提高了装片效率；其次，本专利技术通过视觉定位装置的矫正，分别移动转塔，确保每个吸盘都能做到三点一线后，驱动吸盘下移，确保取片的可靠性与高精度，大大提高了良品率；另外，解耦连接的垂直运动驱动装置，大大降低了旋转驱动装置的电机负载及转动惯量，提高了旋转速度和精度，切实起到了提速的作用。同时本专利技术结构设置合理，整个装置响应快，装片效率和装片良品率得到了较大改善。附图说明图1是本专利技术的高精度快速取片、装片装置整体俯视结构示意图；图2是本DDR电机结构示意图；图3是本专利技术的转塔结构示意图；图4是本专利技术的转塔和垂直运动驱动装置结构示意图；图5是本专利技术的图4中的转塔俯视结构示意图；图6是本专利技术的水平驱动装置结构示意图。具体实施方式下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，“水平”、“垂直”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图6中的方向，也是本专利技术的高精度快速取片、装片装置使用位置方向。“X方向”、“Y方向”是相对于图1和图4中的坐标系而言的，且图1和图6中的坐标系为同一坐标系下的两种表示结果。如图1所示，一种高精度快速取片、装片装置，包括晶圆台和承片台6，所述晶圆台用于放置晶圆1，所述承片台7用于放置载片基板7；在所述晶圆台和承片台6中间位置设置旋转驱动装置，旋转驱动装置连接设置转塔4，用于驱动所述转塔在水平方向实现360°的步进式旋转；在每一次吸嘴处于晶圆台上方时，同时对应吸嘴处于承片台6上方，通过视觉定位装置的矫正，分别移动转塔4和承片台6，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度快速取片、装片装置，包括晶圆台和承片台，所述晶圆台用于放置晶圆，所述承片台用于放置载片基板；其特征在于：在所述晶圆台和承片台中间位置设置旋转驱动装置，旋转驱动装置连接设置转塔，用于驱动所述转塔在水平方向实现360°的旋转；沿所述转塔周向，等间距设置至少三个吸嘴，用于取出和放置晶圆上的芯片；设置垂直运动驱动装置，用于驱动所述吸嘴在垂直方向上下移动，完成取片和装片动作。

【技术特征摘要】
1.一种高精度快速取片、装片装置，包括晶圆台和承片台，所述晶圆台用于放置晶圆，所述承片台用于放置载片基板；其特征在于：在所述晶圆台和承片台中间位置设置旋转驱动装置，旋转驱动装置连接设置转塔，用于驱动所述转塔在水平方向实现360°的旋转；沿所述转塔周向，等间距设置至少三个吸嘴，用于取出和放置晶圆上的芯片；设置垂直运动驱动装置，用于驱动所述吸嘴在垂直方向上下移动，完成取片和装片动作。2.根据权利要求1所述的一种高精度快速取片、装片装置，其特征在于，所述吸嘴朝下，吸嘴设置气管连接真空发生器，用于取出或放置芯片。3.根据权利要求2所述的一种高精度快速取片、装片装置，其特征在于，所述旋转驱动装置通过具有中孔结构的DDR电机或者转角气缸驱动；所述气管穿过DDR电机连接至真空发生器。4.根据权利要求3所述的一种高精度快速取片、装片装置，其特征在于，在所述转塔轴心位置设置孔，所述气管穿过所述转塔、孔后，连接至真空发生器。5.根据权利要求3所述的一种高精度快速取片、装片装置，其特征在于，设置滑板滑动连接于转塔外周，滑板固接连接臂，所述吸嘴设置于连接臂下；所述垂直运动驱动装置分别作用于每个滑板，进一步带动连接臂上下移动；所述垂直运动驱动装置与所述旋转驱动装置解耦，并通过电机固定架独立固定。6.根据权利要求1所述的一种高精度快速取片、装片装置，其特征在于，设置水平驱动装置，水平移动装置包括第一水平驱动装置、第二水平驱动装置、第三水平驱动装置；第一水平驱动装置设置于所述晶圆台下，晶圆台正上方设置第一视觉定位装置，用于计算所述晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敕，
申请(专利权)人：苏州艾科瑞思智能装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32