一种多顶针芯片剥离装置,其特征在于,包括:多顶针主体机构(100),安装于Z向升降机构(300)上并连接旋转驱动机构(200),其包括中心顶针(132)和外圈顶针(133),外圈顶针(133)先接触蓝膜上芯片的外缘实现预顶松,然后中心顶针(132)加速上升至外圈顶针等高并协作顶起芯片,完成芯片剥离;旋转驱动机构(200),连接多顶针主体机构(100),用于先后驱动外圈顶针(133)和中心顶针(132)上升以完成芯片顶起动作;Z向升降机构(300),安装于三自由度微调对准机构(400)上,停机状态时其处于下降位置,方便各部件的更换和调节,工作状态其处于抬升位置以使得多顶针主体机构(100)靠近蓝膜,为顶起芯片做好准备;三自由度微调对准机构(400),用于对多顶针主体机构(100)进行X、Y和Z向的微调,实现多顶针主体机构(100)与蓝膜上芯片的精确对准。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种多顶针芯片剥离装置,包括多顶针主体机构,安装于Z向升降机构上并连接旋转驱动机构,其包括中心顶针和外圈顶针,外圈顶针先接触蓝膜上芯片的外缘实现预顶松,然后中心顶针上升至外圈顶针等高并协作顶起芯片,完成芯片剥离;旋转驱动机构,连接多顶针主体机构,用于先后驱动外圈顶针和中心顶针上升以完成芯片顶起动作;Z向升降机构,安装于三自由度微调对准机构上,停机状态时其处于下降位置,工作状态其处于抬升位置,为顶起芯片做好准备;三自由度微调对准机构,用于对多顶针主体机构进行X、Y和Z向的微调。本专利技术可实现顶针的快捷更换以及各顶针高度的方便调节,芯片受力均匀,有效减少剥离过程中的芯片失效。【专利说明】一种多顶针芯片剥离装置
本专利技术涉及半导体封装领域,具体涉及一种多顶针芯片剥离装置,尤其适用于针对较大、较薄的芯片实现外圈顶针预顶松、再与中心顶针等高顶起的剥离装置。
技术介绍
在Die Bonder和Flip Chip Bonder设备中都有使用芯片剥离装置,它能成功实现芯片从wafer盘蓝膜上的分离,从而为其他工序提供独立的芯片原料。射频识别(radiofrequency identification)标签Inlay封装设备由基板输送模块(包括进料和收料)、点胶模块、贴装模块、热压模块和检测模块组成。其中,贴装模块中剥离装置实现了芯片从晶圆(Wafer)盘上的剥离。剥离装置按芯片剥离时的作用方式分为顶起剥离和真空剥离。顶针顶起剥离是目前RFID封装设备中采用较多的芯片剥离方式。顶针和Wafer盘之间接触力的大小以及在接触力作用下的芯片的受力变形,直接决定了在剥离过程中芯片是否会发生碎裂,对芯片是否能成功剥离至关重要。尤其地,随着芯片厚度的减小和封装速度的提高,顶针作用下的芯片剥离过程是芯片碎裂的主要诱因之一,直接影响产品的合格率。顶起剥离方式下顶针数量的多少主要是由芯片的大小和厚度来决定的。对于具有一定厚度的较小芯片,可采用单顶针剥离方式。专利文献CN102074458A和CN103311159A均是单顶针方案,仅适用于较小且具一定厚度的芯片,对于较大且较薄芯片的顶起剥离则存在安全隐患及不适用性。当芯片面积较大、或者芯片厚度较薄时,可采用多顶针剥离方式,使芯片受力均匀,有效减少剥离过程中的芯片失效。在多顶针剥离方式中,当最外层顶针布局在靠近芯片边缘的位置时,芯片受力会小很多。然而,多顶针剥离机构存在着多顶针夹持方式、相同层次顶针高度一致性调节困难等问题。因此,研制出多个顶针夹持简单、更换方便、多个顶针高度方便调节、结构紧凑、安全可靠的多顶针顶起剥离装置是很有必要的。
技术实现思路
针对现有芯片顶起剥离装置的不足,本专利技术提供一种多顶针芯片剥离装置,在芯片被顶针顶起剥离过程中,使得芯片受力均匀,减少芯片失效几率,尤其适用于较大、较薄的芯片剥离。一种多顶针芯片剥离装置,包括:多顶针主体机构,安装于Z向升降机构上并连接旋转驱动机构,其包括中心顶针和外圈顶针,外圈顶针先接触蓝膜上芯片的外缘实现预顶松,然后中心顶针加速上升至外圈顶针等高并协作顶起芯片,完成芯片剥离;旋转驱动机构,连接多顶针主体机构,用于先后驱动外圈顶针和中心顶针上升以完成芯片顶起动作;Z向升降机构,安装于三自由度微调对准机构上,停机状态时其处于下降位置,方便各部件的更换和调节,工作状态其处于抬升位置以使得多顶针主体机构靠近蓝膜,为顶起芯片做好准备;三自由度微调对准机构,用于对多顶针主体机构进行X、Y和Z向的微调,实现多顶针主体机构与蓝膜上芯片的精确对准。作为优化,所述多顶针主体机构包括外壳、外圈顶针套筒杆、中心顶针连杆、轴承、第一复位机构、第二复位机构、真空密封模块、真空气管接头、环形顶针座、顶针夹持机构、中心顶针和外圈顶针和蓝膜吸附顶盘;外壳内安放有外圈顶针套筒杆,外圈顶针套筒杆内安放有中心顶针连杆,外圈顶针套筒杆可相对外壳轴向移动,中心顶针连杆可相对外壳轴向移动;中心顶针连杆与外圈顶针套筒杆之间安放有用于对中心顶针连杆起到复位作用的第一复位机构;外壳与外圈顶针套筒杆之间安放有用于对外圈顶针套筒杆起到复位作用的第二复位机构;真空密封模块用于将外壳、外圈顶针套筒杆和中心顶针连杆之间形成一密封腔,外壳连通真空气管接头;外圈顶针套筒杆的顶端固定有环形顶针座,环形顶针座上开有中心通孔和外圈通孔,中心通孔和外圈通孔内安放有顶针夹持机构;中心通孔内的顶针夹持机构夹持有中心顶针且其下方正对中心顶针连杆的顶端,外圈通孔内的顶针夹持机构夹持有外圈顶针;外壳的顶端固定有蓝膜吸附顶盘,中心顶针和外圈顶针的顶端伸出蓝膜吸附顶盘以顶起芯片;外圈顶针套筒杆和中心顶针连杆的底端分别连接一个轴承,两轴承连接旋转驱动机构的输出端。作为优化,所述顶针夹持机构包括顶针套和调节螺钉;顶针套安放于环形顶针座的中心或外圈通孔中,用于夹持中心或外圈顶针;调节螺钉与中心或外圈顶针底部接触,用于调节中心或外圈顶针高度;顶针套的中部具有凸肩,凸肩下端面压在环形顶针座上表面;顶针套的侧面开有线槽,用于对顶针弹性压紧,方便顶针的插入和拔出;用于夹持中心顶针的顶针套的下半段为螺旋段,用于夹持外圈顶针的顶针套的下半段为光杆段。作为优化,所述环形顶针座的外圈通孔朝外开有线性通槽。作为优化,所述第一复位机构为线性圆弹簧。作为优化,所述第二复位机构为板簧,板簧一侧与外壳固定连接,另一侧固定有钢珠,外圈顶针套筒杆侧面开有与板簧等宽的方形槽,方形槽两侧面与板簧两侧接触,能够限制板簧周向转动,方形槽内下端面与板簧接触,外圈顶针套筒杆向上移动后,受板簧作用得以恢复初始位置。作为优化,所述外圈顶针套筒杆与中心顶针连杆之间安放有滑动导向用的直线轴承,外圈顶针套筒杆与外壳之间安放有滑动导向用的直线轴承。作为优化,所述真空密封模块包括第一 O形圈、密封座、第二 O型圈以及第三O形圈;密封座安装于外壳的底部;第一 O型圈安装于中心顶针连杆上端与外圈顶针套筒杆上端的间隙处;第二 O型圈安装于密封座外表面与外壳间的接触处;第三O型圈安装于密封座内表面与中心顶针连杆之间的接触处。作为优化,所述旋转驱动机构包括旋转动力源、用于在动力源作用下分别驱动外圈顶针和中心顶针的双运动规律的组合偏心凸轮机构、以及用于检测凸轮是否返回初始位置的位置检测模块。本专利技术的技术效果体现在:在上述的一种多顶针芯片剥离装置,所述多顶针主体装置安装在Z向升降机构上,Z向升降机构在装置工作时处于抬升状态,确保多顶针机构与蓝膜处于适当位置;停机状态时处于下降位置,方便主体装置各部件的调节和更换。所述Z向升降机构安装在三自由度微调对准机构上,三自由度微调对准机构可进行X、Y、Z向的微动调节,实现多顶针与wafer上芯片的X、Y向位置对准,以及Z向高度调节。外圈顶针与中心顶针的运动相对独立,在旋转驱动机构作用下,外圈顶针比中心顶针先一步接触蓝膜上芯片的外缘,实现预顶松,同时中心顶针加速上升至外圈顶针等高并,与其一起顶起芯片,外圈顶针和中心顶针两者相对独立,可实现不同顶起高度在芯片被顶针顶起。剥离过程中,芯片受力均匀,减少芯片失效几率,非常适用于较大、较薄的芯片剥离。作为优化,所述多顶针主体机构主要包括顶针夹持调节机构、中心顶针、外圈顶针、真空密封本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多顶针芯片剥离装置,其特征在于,包括:多顶针主体机构(100),安装于Z向升降机构(300)上并连接旋转驱动机构(200),其包括中心顶针(132)和外圈顶针(133),外圈顶针(133)先接触蓝膜上芯片的外缘实现预顶松,然后中心顶针(132)加速上升至外圈顶针等高并协作顶起芯片,完成芯片剥离;旋转驱动机构(200),连接多顶针主体机构(100),用于先后驱动外圈顶针(133)和中心顶针(132)上升以完成芯片顶起动作;Z向升降机构(300),安装于三自由度微调对准机构(400)上,停机状态时其处于下降位置,方便各部件的更换和调节,工作状态其处于抬升位置以使得多顶针主体机构(100)靠近蓝膜,为顶起芯片做好准备;三自由度微调对准机构(400),用于对多顶针主体机构(100)进行X、Y和Z向的微调,实现多顶针主体机构(100)与蓝膜上芯片的精确对准。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:陈建魁,尹周平,温雯,付宇,吴沛然,
申请(专利权)人:华中科技大学,
类型:发明
国别省市:
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