一种面向柔性电子制造的高效芯片贴装设备制造技术

本发明专利技术公开了一种面向柔性电子制造的高效芯片贴装设备，包括支撑单元以及安装于支撑单元上的基板吸附单元、顶针单元、晶圆移动单元、连续翻转单元、第一贴装单元和第二贴装单元；连续翻转单元位于晶圆移动单元的上方，且该连续翻转单元位于第一贴装单元和第二贴装单元之间并用于从晶圆上连续拾取芯片并转移至该第一贴装单元或该第二贴装单元，该连续翻转单元通过其内部各个结构的相互配合可以实现对芯片的周期性拾取、翻转以及释放。本发明专利技术可通过同一个连续翻转单元对至少两个贴装单元提供贴装用的芯片，使得本发明专利技术不但实现了不间断的翻片和贴片的作用，且结构简单。

【技术实现步骤摘要】
一种面向柔性电子制造的高效芯片贴装设备
本专利技术涉及柔性电子
，具体涉及一种面向柔性电子制造的高效芯片贴装设备。
技术介绍
柔性电子由于其良好的可弯曲、拉伸能力，正在得到快速的应用，特别是与硅基芯片结合的柔性电子制造工艺正在获得更多的关注。随着网络、移动电话、计算机和数码相机等电子产品的进一步发展，芯片贴装技术也不断创新，应用也越来越广泛。倒转芯片技术的主要优点是体积小，其不需要引线键合的周边空间；倒装芯片技术另一个优点是其较短的信号通路具有更小的电气性能；此外倒转芯片技术的贴装工序比引线键合也少很多。倒转芯片的诸多优点使其得到了越来越广泛的应用。同时，电子设备产品越来越复杂，所采用的电子元器件在种类和数量等方面均呈爆发性增长，为保证芯片的贴装高效率和可靠性，针对芯片高效可靠贴装的研究，尤其是倒装键合贴装的研究就一直未曾停止过，工业生产也对其提出越来越苛刻的要求，芯片翻转和贴装效率已经成为制约发展的技术瓶颈所在。现有技术已经提出了一些用于倒装键合的贴装设备，如CN201610331408.6提供了一种电子标签封装设备等，然而这类现有的贴装设备仅由一翻转单元和一贴装单元组成，在贴装效率和精度方面仍难于满足现有工况的需求。故本领域亟需针对上述技术瓶颈，寻求更佳的解决方案，以满足目前日益提高的产能和工艺要求。本专利技术芯片贴装设备采用连续翻转单元和双贴装单元的组合方案，其中连续翻转单元采用直线电机直接传动，运动无抖动、无背隙、无材料疲劳、无磨损，运动速度快、精度高。可以有任意数量的动子，每个动子可以单独控制加速、制动、定位，多个定子之间可控制运动同步和避让。故翻转运动组件和芯片吸取组件可配置为多个，翻转运动组件可同时进行不间断翻片和供片动作，可同时为多个贴装头组件提供芯片，有效提高了翻转及输送芯片的效率。可通过曲线驱动加直线运动实现循环往复运动，多个翻转运动组件和芯片吸取组件之间工作互不干涉，有效提升整机翻片效率。相应地，双贴装单元带动双贴装头组件同时不间断贴片，有效提升整机贴装效率。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种面向柔性电子制造的高效芯片贴装设备，其中通过结合芯片翻转的工艺特点进行针对性设计，对整体构造重新进行布局设计，同时对其关键组件如翻转驱动组件、翻转运动组件等的具体结构及其设置方式进行研究和改进，相应与现有设备相比能够显著提高翻转和贴装效率，同时具备结构紧凑、便于操控、精度和自动化程度高等特点，因而尤其适用于芯片倒装键合的大批量工业化规模生产场合。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种面向柔性电子制造的高效芯片贴装设备，该高效芯片贴装设备包括支撑单元以及安装于所述支撑单元上的基板吸附单元、顶针单元、晶圆移动单元、连续翻转单元、第一贴装单元和第二贴装单元；其中：所述基板吸附单元位于所述顶针单元的上方并用真空吸附待贴片的基板；所述顶针单元位于所述晶圆移动单元的下方，该顶针单元可使其顶针沿所述支撑单元的Z向做周期性的顶推从而将芯片从晶圆盘上剥离；所述晶圆移动单元位于所述连续翻转单元的下方，所述晶圆移动单元用于夹持晶圆并使得该晶圆沿所述支撑单元的X向或者Y向移动；所述连续翻转单元位于所述晶圆移动单元的上方，且该连续翻转单元位于所述第一贴装单元和所述第二贴装单元之间并用于从晶圆上连续拾取芯片并转移至该第一贴装单元或该第二贴装单元，该连续翻转单元包括翻转导向组件以及安装于所述翻转导向组件上的翻转驱动组件、翻转运动组件和芯片吸取组件，所述翻转驱动组件驱使所述翻转运动组件带动所述芯片吸取组件沿着所述翻转导向组件运动以完成对芯片的周期性拾取、翻转以及释放；所述第一贴装单元和所述第二贴装单元用于将连续翻转单元上的芯片转移至基板贴装位置处并对该芯片进行贴装。作进一步改进，所述翻转导向组件包括第一直线导轨、第一弯曲导轨、第二直线导轨以及第二弯曲导轨，所述第一直线导轨、第一弯曲导轨、第二直线导轨以及第二弯曲导轨依次首尾相接并形成用以限定翻转运动组件的闭合导向回路。作进一步改进，所述翻转驱动组件包括用于为所述翻转运动组件提供动力的若干个第一直线定子、第一弯曲定子、第二直线定子以及第二弯曲定子，所述第一直线定子间隔地布置于所述第一直线导轨上，所述第一弯曲定子间隔地布置于所述第一弯曲导轨上，所述第二直线定子间隔地布置于所述第二直线导轨上，所述第二弯曲定子间隔地布置于所述第二弯曲导轨上。作进一步改进，所述翻转运动组件包括翻转支座、第一导向轮、动子以及第二导向轮，所述第一导向轮和所述第二导向轮分别平行枢接于所述翻转支座的同侧，所述动子安装于所述翻转支座内部且该动子位于所述第一导向轮和所述第二导向轮之间，所述芯片吸取组件固定于所述翻转支座上。作进一步改进，所述芯片吸取组件包括直线导向运动部件、轴以及设在该轴端部的吸嘴，所述直线导向运动部件的输出端与所述轴连接并驱动该轴做伸缩运动。作进一步改进，所述高效芯片贴装设备还包括安装于所述支撑单元上的视觉检测组件，该视觉检测组件包括晶圆视觉组件以及至少两个上视组件、对心视觉组件和贴装下视组件，所述晶圆视觉组件位于所述晶圆移动单元上方并用于观测晶圆位置处的芯片以实现晶圆移动单元的运动引导，所述上视组件分别位于所述连续翻转单元的两侧并用于检测所述第一贴装单元和所述第二贴装单元的吸嘴上的芯片的位置和角度并为该芯片接下来向基板的转移提供运动补偿，所述对心视觉组件分别用于观测所述第一贴装单元以及所述第二贴装单元二者的吸嘴与所述芯片吸取组件的吸嘴之重合度并提供调节基准，所述贴装下视组件分别正对于基板贴装位置，该贴装下视组件用于观测基板上的芯片贴装焊盘的位置且为该芯片贴装提供基准并检测芯片的贴装效果。作进一步改进，所述基板吸附单元包括支架以及用于吸附天线基板的吸附板，所述吸附板固定于所述支架上，所述吸附板内设有吸附腔，且该吸附板表面有阵列的微小通孔。作进一步改进，所述上视组件安装在支架上且可以沿所述支撑单元的X向移动以适应基板上的标签列距。作进一步改进，所述支撑单元包括支撑底板、立柱以及顶梁，所述顶梁通过立柱固定在支撑底板上，所述晶圆移动单元安装于所述支撑底板上，所述基板吸附单元和所述连续翻转单元安装于所述立柱上，所述第一贴装单元和所述第二贴装单元安装于所述顶梁上。作进一步改进，所述第一贴装单元和所述第二贴装单元各包括用于将芯片沿所述支撑单元X向移动的贴装X向传动组件、用于将芯片沿所述支撑单元Y向移动的贴装Y向传动组件以及用于将芯片和基板贴装在一起的贴装头组件。本专利技术的有益效果:（1）采用连续翻转单元和双贴装单元的组合方案，多个翻转头与多个贴装头组件相配合，有效提升了芯片翻转和贴装效率；（2）结合芯片倒装键合的工艺特征进行针对性设计，对本专利技术中的快速连续翻转单元的整体构造重新进行布局设计。使得本专利技术的高效芯片贴装设备可以配置任意数量的动子，且由于每个动子本身可以与定子相互配合以实现加速、制动、定位以及同步等功能，故翻转运动组件和芯片吸取组件可配置为多个，有效提高了翻转及输送芯片的效率；（本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向柔性电子制造的高效芯片贴装设备，其特征在于：包括支撑单元（100）以及安装于所述支撑单元（100）上的基板吸附单元（200）、顶针单元（300）、晶圆移动单元（400）、连续翻转单元（500）、第一贴装单元（600）和第二贴装单元（700）；其中：/n所述基板吸附单元（200）位于所述顶针单元（300）的上方并用真空吸附待贴片的基板；/n所述顶针单元（300）位于所述晶圆移动单元（400）的下方，该顶针单元（300）可使其顶针沿所述支撑单元（100）的Z向做周期性的顶推从而将芯片从晶圆盘上剥离；/n所述晶圆移动单元（400）位于所述连续翻转单元（500）的下方，所述晶圆移动单元（400）用于夹持晶圆（404）并使得该晶圆（404）沿所述支撑单元（100）的X向或者Y向移动；/n所述连续翻转单元（500）位于所述晶圆移动单元（400）的上方，且该连续翻转单元（500）位于所述第一贴装单元（600）和所述第二贴装单元（700）之间并用于从晶圆（404）上连续拾取芯片并转移至该第一贴装单元（600）或该第二贴装单元（700），该连续翻转单元（500）包括翻转导向组件（501）以及安装于所述翻转导向组件（501）上的翻转驱动组件（502）、翻转运动组件（503）和芯片吸取组件（504），所述翻转驱动组件（502）驱使所述翻转运动组件（503）带动所述芯片吸取组件（504）沿着所述翻转导向组件（501）运动以完成对芯片的周期性拾取、翻转以及释放；/n所述第一贴装单元（600）和所述第二贴装单元（700）用于将连续翻转单元（500）上的芯片转移至基板贴装位置处并对该芯片进行贴装。/n...

【技术特征摘要】
1.一种面向柔性电子制造的高效芯片贴装设备，其特征在于：包括支撑单元（100）以及安装于所述支撑单元（100）上的基板吸附单元（200）、顶针单元（300）、晶圆移动单元（400）、连续翻转单元（500）、第一贴装单元（600）和第二贴装单元（700）；其中：
所述基板吸附单元（200）位于所述顶针单元（300）的上方并用真空吸附待贴片的基板；
所述顶针单元（300）位于所述晶圆移动单元（400）的下方，该顶针单元（300）可使其顶针沿所述支撑单元（100）的Z向做周期性的顶推从而将芯片从晶圆盘上剥离；
所述晶圆移动单元（400）位于所述连续翻转单元（500）的下方，所述晶圆移动单元（400）用于夹持晶圆（404）并使得该晶圆（404）沿所述支撑单元（100）的X向或者Y向移动；
所述连续翻转单元（500）位于所述晶圆移动单元（400）的上方，且该连续翻转单元（500）位于所述第一贴装单元（600）和所述第二贴装单元（700）之间并用于从晶圆（404）上连续拾取芯片并转移至该第一贴装单元（600）或该第二贴装单元（700），该连续翻转单元（500）包括翻转导向组件（501）以及安装于所述翻转导向组件（501）上的翻转驱动组件（502）、翻转运动组件（503）和芯片吸取组件（504），所述翻转驱动组件（502）驱使所述翻转运动组件（503）带动所述芯片吸取组件（504）沿着所述翻转导向组件（501）运动以完成对芯片的周期性拾取、翻转以及释放；
所述第一贴装单元（600）和所述第二贴装单元（700）用于将连续翻转单元（500）上的芯片转移至基板贴装位置处并对该芯片进行贴装。


2.根据权利要求1所述的高效芯片贴装设备，其特征在于：所述翻转导向组件（501）包括第一直线导轨（5011）、第一弯曲导轨（5012）、第二直线导轨（5013）以及第二弯曲导轨（5014），所述第一直线导轨（5011）、第一弯曲导轨（5012）、第二直线导轨（5013）以及第二弯曲导轨（5014）依次首尾相接并形成用以限定翻转运动组件（503）的闭合导向回路。


3.根据权利要求1所述的高效芯片贴装设备，其特征在于：所述翻转驱动组件（502）包括用于为所述翻转运动组件（503）提供动力的若干个第一直线定子（5021）、第一弯曲定子（5022）、第二直线定子（5023）以及第二弯曲定子（5024），所述第一直线定子（5021）间隔地布置于所述第一直线导轨（5011）上，所述第一弯曲定子（5022）间隔地布置于所述第一弯曲导轨（5012）上，所述第二直线定子（5023）间隔地布置于所述第二直线导轨（5013）上，所述第二弯曲定子（5024）间隔地布置于所述第二弯曲导轨（5014）上。


4.根据权利要求1所述的高效芯片贴装设备，其特征在于：所述翻转运动组件（503）包括翻转支座（5031）、第一导向轮（5032）、动子（5033）以及第二导向轮（5034），所述第一导向轮（5032）和所述第二导向轮（50...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建魁，付宇，黄永安，杨华，
申请(专利权)人：广东思谷智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44