CN107611068A - 芯片切割装置 - Google Patents
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Abstract
一种芯片切割装置，包括：输送机构，所述输送机构用于使芯片条带依次经过点胶工位与切割工位，所述芯片条带具有多个阵列分布的芯片；点胶机构，所述点胶机构设于所述点胶工位，用于在所述芯片条带的芯片粘接面点胶，所述芯片条带的芯片粘接面用于与卡基粘接封装；切割机构，所述切割机构设于所述切割工位，用于使所述芯片自所述芯片条带上分离。本发明提供了一种芯片切割装置，以自动化手段一体完成芯片的上料与切割加工。
Description
技术领域
本发明属于芯片封装设备技术领域，具体地来说，是一种芯片切割装置。
背景技术
智能卡是内嵌有微芯片的塑料卡的通称，通过读写器即可与外界实现数据交互。智能卡具有可靠性高、安全性好、存储容量大、类型多等优点，因而被广泛应用于金融财务、社会保险、交通旅游、医疗卫生、政府行政、商品零售、休闲娱乐、学校管理及其它领域。
随着智能卡的迅速发展，其需求量越来越大，给智能卡的加工带来了很大挑战。智能卡由芯片与卡基封装而成，因而主要工序亦围绕芯片与卡基的加工进行。一般地，芯片集成于芯片条带上，需要进行切割后进行粘接封装。
传统的智能卡加工主要采用机械模切或模具铳切，针对不同规格或种类的芯片，需要针对性地制作相应的模具。不同模具对于工装夹具提出了兼容性难题，且生产过程需要频繁更换模具，造成生产效率很低。此外，众多的模具制作需要，也增加了智能卡的制造成本。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种芯片切割装置，以自动化手段一体完成芯片的上料与切割加工。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种芯片切割装置，包括：
输送机构，所述输送机构用于使芯片条带依次经过点胶工位与切割工位，所述芯片条带具有多个阵列分布的芯片；
点胶机构，所述点胶机构设于所述点胶工位，用于在所述芯片条带的芯片粘接面点胶，所述芯片条带的芯片粘接面用于与卡基粘接封装；
切割机构，所述切割机构设于所述切割工位，用于使所述芯片自所述芯片条带上分离。
作为上述技术方案的改进，所述切割机构包括激光器，所述激光器用于对所述芯片条带进行芯片切割，所述激光器的出光方向与所述芯片条带的芯片粘接面垂直。
作为上述技术方案的进一步改进，所述输送机构包括第一料盘与第二料盘，所述芯片条带一端缠绕于所述第一料盘上，另一端则缠绕于所述第二料盘上，所述第一料盘与所述第二料盘同步旋转而驱动所述芯片条带运动。
作为上述技术方案的进一步改进，所述点胶机构包括点胶头，所述点胶头具有尖锐出胶部，所述尖锐出胶部与所述芯片条带的芯片粘接面垂直相对设置。
作为上述技术方案的进一步改进，所述芯片切割装置还包括视觉检测单元与控制单元，所述视觉检测单元设于所述切割工位，用于检测所述芯片的运动速度参数与位置参数，所述控制单元根据所述运动速度参数调节所述切割机构的切割速度以及根据所述位置参数对所述切割机构进行位置补偿。
作为上述技术方案的进一步改进，所述视觉检测单元包括CCD相机或CMOS相机。
作为上述技术方案的进一步改进，经所述切割机构分离的芯片于其四角处与所述芯片条带之间尚具有连接部，所述连接部的最大轮廓尺寸不大于0.02mm。
作为上述技术方案的进一步改进，所述芯片切割装置还包括转换填埋机构，所述转换填埋机构用于取下所述经所述切割机构分离的芯片，并将所述经所述切割机构分离的芯片填埋于所述卡基的填埋槽内。
作为上述技术方案的进一步改进，所述转换填埋机构包括旋转轴体与多个吸嘴，所述旋转轴体设于所述芯片条带的芯片粘接面的背面侧，所述吸嘴沿所述旋转轴体的旋转圆周均匀分布于所述旋转轴体的外表面，所述吸嘴与所述芯片条带的芯片粘接面的背面侧相对设置而用于取下所述经所述切割机构分离的芯片。
作为上述技术方案的进一步改进，所述转换填埋机构设于所述卡基与被切割的所述芯片条带之间，所述卡基与所述被切割的芯片条带相互平行地布置。
本发明的有益效果是：
以输送机构实现芯片材料的自动上下料，以点胶机构实现芯片的前置点胶，以切割机构实现芯片与芯片条带的分离，具有一体式自动化加工特性，无需人工操作，自动化程度高而保证加工效率，并避免通用机床的加工粗糙，针对性地提高加工精度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例1提供的芯片切割装置的轴测示意图；
图2是图1中芯片切割装置的A处放大示意图；
图3是本发明实施例1提供的芯片切割装置的主视示意图；
图4是本发明实施例1提供的芯片切割装置的反馈连接示意图；
图5是本发明实施例1提供的芯片切割装置的应用示意图。
主要元件符号说明：
1000-芯片切割装置，0100-输送机构，0110-第一料盘，0120-第二料盘，0200-点胶机构，0210-点胶头，0211-尖锐出胶部，0300-切割机构，0310-激光器，0400-视觉检测单元，0500-控制单元，0600-转换填埋机构，0610-旋转轴体，0620-吸嘴，2000-芯片条带，3000-芯片，4000-卡基。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对芯片切割装置进行更全面的描述。附图中给出了芯片切割装置的优选实施例。但是，芯片切割装置可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对芯片切割装置的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在芯片切割装置的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
请结合参阅图1～2，芯片切割装置1000，包括输送机构0100、点胶机构0200与切割机构0300，用于提供一种全自动的芯片动态切割设备，实现芯片3000的动态切割，具有较高的加工效率与自动化程度。以下逐一介绍芯片切割装置1000的具体结构。
芯片切割装置1000作为芯片3000与卡基4000组合封装的前置步骤，需要对芯片条带2000上的芯片3000进行分割，并预先点涂适量胶粘剂，以便芯片3000分割后及时填埋于卡基4000的填埋槽内，为后续的封装加工做好准备。相应地，芯片切割装置1000设置点胶工位与切割工位，点胶工位用于进行点胶加工，切割工位用于进行切割加工。
为实现芯片条带2000的自动输送，芯片切割装置1000设置输送机构0100。输送机构0100用于使芯片条带2000依次经过点胶工位与切割工位，以实现对于芯片条带2000的动态加工。其中，芯片条带2000具有多个阵列分布的芯片3000。换言之，多个芯片3000形成一带状结构。
输送机构0100可采用多种结构实现，如直线导轨、直线轴承等形式。请结合参阅图1及图3，优选地，输送机构0100采用挠性传动结构。换言之，输送机构0100包括第一料盘0110与第二料盘0120，芯片条带2000一端缠绕于第一料盘0110上，另一端则缠绕于第二料盘0120上，第一料盘0110与第二料盘0120同步旋转而驱动芯片条带2000运动。
在一个示范性的实施例中，第一料盘0110与第二料盘0120轴向平行地设置。第一料盘0110与第二料盘0120中一者为主动轮，另一者为从动轮。换言之，第一料盘0110或第二料盘0120连接有驱动机构，驱动机构用于驱动第一料盘0110或第二料盘0120旋转。其中，驱动机构可采用各种形式实现，如旋转电机、液压马达等。
以第一料盘0110为主动轮为例，当第一料盘0110旋转时，芯片条带2000于第一料盘0110上放料，而于第二料盘0120上收卷，带动第二料盘0120一体旋转。芯片条带2000随第一料盘0110的旋转而逐渐移动，依次经过点胶工位与切割工位，实现自动送料过程。
点胶工位设置相应的加工机构而实现点胶加工。在此，点胶机构0200设于点胶工位，用于在芯片条带2000的芯片粘接面点胶。其中，芯片条带2000的芯片粘接面用于与卡基4000粘接封装。一般地，芯片粘接面设于芯片条带2000的背面。更具体而言，芯片粘接面为芯片3000用于与卡基4000粘接的表面。
在一个示范性的实施例中，芯片条带2000的芯片粘接面已预设热熔胶。常温下，热熔胶为固体而不具粘接性，无法实现粘接。在此，点胶机构0200用于在芯片粘接面涂抹适量胶粘剂，以便芯片3000被切割后可迅速地与卡基4000粘接定位，实现芯片3000与卡基4000的初步粘接。
点胶机构0200可采用多种结构形式实现，如点胶枪、点胶针头等类型。优选地，点胶机构0200包括点胶头0210，点胶头0210具有尖锐出胶部0211，尖锐出胶部0211与芯片条带2000的芯片粘接面垂直相对设置。其中，尖锐出胶部0211具有圆锥结构，圆锥结构的尖端直接面对芯片条带2000的芯片粘接面，使出胶量可控，避免点胶过多而造成粘连污染或浪费。
切割工位用于实现芯片3000的切割，是主要的加工位置，需要设置相应的加工机构。为此，于切割工位设置切割机构0300，用于使芯片3000自芯片条带2000上分离。切割机构0300可采用多种加工结构，包括铣削加工、线切割等形式，相应地设置铣刀、线切割电极丝等机械结构。
优选地，切割机构0300采用激光切割方式。切割机构0300包括激光器0310，激光器0310用于对芯片条带2000进行切割，激光器0310的出光方向与芯片条带2000的芯片粘接面垂直。激光器0310用于产生并发射激光，激光作用于需要切割的位置，使加工位置的芯片条带2000迅速加热汽化，蒸发形成孔洞。随着激光光束与芯片条带2000的相对移动，连续产生的孔洞相连而成切缝，实现芯片3000与芯片条带2000的分离。
其中，激光器0310可采用多种类型，包括气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器等类型。优选地，激光器0310采用紫外激光器的类型，用于发射紫外激光，其短波长特性便于聚焦到亚微米数量级的点上，可进行细微部件的加工，并能得到很高的能量密度，切缝整齐而微小，使芯片3000边缘整齐规整，避免存在切割毛刺而影响与卡基4000的配合，保证封装精度。
在一个示范性的实施例中，切割机构0300根据芯片3000的规格，沿芯片粘接面的金属边进行切割。
请结合参阅图4，优选地，芯片切割装置1000还包括视觉检测单元0400与控制单元0500，视觉检测单元0400设于切割工位，用于检测芯片3000的运动速度参数与位置参数，控制单元0500根据运动速度参数调节切割机构0300的切割速度以及根据位置参数对切割机构0300进行位置补偿。
其中，视觉检测单元0400是一种用机器代替人眼来做测量和判断的设备。视觉检测单元0400将被摄取目标转换成图像信号，传送给图像处理模块。图像处理模块根据像素分布和亮度、颜色等信息，将图像信号转变成数字化信号并对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征。由此，视觉检测单元0400得到芯片3000的运动速度参数与位置参数。其中，由于芯片3000随芯片条带2000一起运动，芯片3000的运动速度与芯片条带2000的运动速度一致。
视觉检测单元0400可采用多种形式实现，一般地以工业相机作为主要的实现形式。工业相机最本质的功能即将光信号转变成有序的电信号，并直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等参数。优选地，工业相机包括CCD相机或CMOS相机，亦可采用其他类型的相机形式。
控制单元0500接收视觉检测单元0400输出的运动速度参数与位置参数，与标准参数进行相应的比对运算，根据运算结果向切割机构0300发出控制指令，调节切割机构0300的加工速度与加工位置，实现反馈调节。例如，在激光切割中，控制单元0500调节激光器0310的出光速度，使激光光束与芯片条带2000的移动匹配，提高加工效率；控制单元0500并调节激光器0310的出光路径，实现位置补偿，使激光光束的聚焦点较为理想。
控制单元0500具有相应的逻辑运算能力，可集成于切割机构0300中，亦可作为设置于外的独立处理单元。示范性地，控制单元0500可采用微处理器、计算机、运算电路等形式，还可采用驱动器等类型。
优选地，经切割机构0300分离的芯片3000于其四角处与芯片条带2000之间尚具有连接部，连接部的最大轮廓尺寸不大于0.02mm。换言之，经切割机构0300分离的芯片3000与芯片条带2000之间存在切缝，仅于芯片3000四角处残余连接部。连接部使芯片3000尚可与芯片条带2000一体移动，以便离开切割工位，同时极小的连接尺寸使连接强度很低，仅需较小的取料作用力即可使芯片3000与芯片条带2000彻底分离。
在前述结构的基础上，芯片切割装置1000应对应地设置取料结构，以便使芯片3000与芯片条带2000彻底分离。请结合参阅图2及图5，优选地，芯片切割装置1000包括转换填埋机构0600，转换填埋机构0600用于取下经切割机构0300分离的芯片3000，并将经切割机构0300分离的芯片3000填埋于卡基4000的填埋槽内。在此，转换填埋机构0600实现了芯片切割装置1000与后续加工装置的无缝连接。
转换填埋机构0600可采用多种结构形式，如夹头、夹爪等形式，实现芯片3000的抓取与转换运输。优选地，转换填埋机构0600包括旋转轴体0610与多个吸嘴0620。其中，旋转轴体0610设于芯片条带2000的芯片粘接面的背面侧，具有旋转运动能力而实现吸嘴0620的旋转换位。吸嘴0620沿旋转轴体0610的旋转圆周均匀分布于旋转轴体0610的外表面，从而形成多个取放工位。吸嘴0620与芯片条带2000的芯片粘接面的背面侧相对设置，用于取下经切割机构0300分离的芯片3000。
在一个示范性的实施例中，吸嘴0620形成真空负压。在负压作用下，吸嘴0620与芯片3000连接为一体。旋转轴体0610旋转，带动吸嘴0620旋转，与吸嘴0620连接的芯片3000受驱动而与芯片条带2000分离，并随吸嘴0620旋转。当吸嘴0620转过一定的角度与卡基4000正对时，吸嘴0620的负压作用消失，使芯片3000与吸嘴0620分离而落入卡基4000的填埋槽内。芯片3000的芯片粘接面与填埋槽的表面接触，在点胶机构0200点涂的胶粘剂作用下实现粘接定位。
优选地，转换填埋机构0600设于卡基4000与被切割的芯片条带2000之间，卡基4000与被切割的芯片条带2000相互平行地布置。示范性地，卡基4000水平地铺设，填埋槽开口竖直向上。相应地，切割工位处的芯片条带2000沿水平方向移动并水平布置。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种芯片切割装置，其特征在于，包括：
输送机构，所述输送机构用于使芯片条带依次经过点胶工位与切割工位，所述芯片条带具有多个阵列分布的芯片；
点胶机构，所述点胶机构设于所述点胶工位，用于在所述芯片条带的芯片粘接面点胶，所述芯片条带的芯片粘接面用于与卡基粘接封装；
切割机构，所述切割机构设于所述切割工位，用于使所述芯片自所述芯片条带上分离。
2.根据权利要求1所述的芯片切割装置，其特征在于，所述切割机构包括激光器，所述激光器用于对所述芯片条带进行芯片切割，所述激光器的出光方向与被切割的所述芯片条带的芯片粘接面垂直。
3.根据权利要求1所述的芯片切割装置，其特征在于，所述输送机构包括第一料盘与第二料盘，所述芯片条带一端缠绕于所述第一料盘上，另一端缠绕于所述第二料盘上，所述第一料盘与所述第二料盘同步旋转而驱动所述芯片条带运动。
4.根据权利要求1所述的芯片切割装置，其特征在于，所述点胶机构包括点胶头，所述点胶头具有尖锐出胶部，所述尖锐出胶部与所述芯片条带的芯片粘接面垂直相对设置。
5.根据权利要求1所述的芯片切割装置，其特征在于，所述芯片切割装置还包括视觉检测单元与控制单元，所述视觉检测单元设于所述切割工位，用于检测所述芯片的运动速度参数与位置参数，所述控制单元根据所述运动速度参数调节所述切割机构的切割速度以及根据所述位置参数对所述切割机构进行位置补偿。
6.根据权利要求5所述的芯片切割装置，其特征在于，所述视觉检测单元包括CCD相机或CMOS相机。
7.根据权利要求1所述的芯片切割装置，其特征在于，经所述切割机构分离的芯片于其四角处与所述芯片条带之间尚具有连接部，所述连接部的最大轮廓尺寸不大于0.02mm。
8.根据权利要求1所述的芯片切割装置，其特征在于，所述芯片切割装置还包括转换填埋机构，所述转换填埋机构用于取下经所述切割机构分离的芯片，并将所述经所述切割机构分离的芯片填埋于所述卡基的填埋槽内。
9.根据权利要求8所述的芯片切割装置，其特征在于，所述转换填埋机构包括旋转轴体与多个吸嘴，所述旋转轴体设于所述芯片条带的芯片粘接面的背面侧，所述吸嘴沿所述旋转轴体的旋转圆周均匀分布于所述旋转轴体的外表面，所述吸嘴与所述芯片条带的芯片粘接面的背面侧相对设置而用于取下所述经所述切割机构分离的芯片。
10.根据权利要求9所述的芯片切割装置，其特征在于，所述转换填埋机构设于所述卡基与被切割的所述芯片条带之间，所述卡基与所述被切割的芯片条带平行布置。
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