CN108565241B - 一种芯片倒装式微组装机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种芯片倒装式微组装机，其用于集成电路中芯片与基板之间的倒装式微组装，所述芯片倒装式微组装机包括：翻转机构、第一定位机构、第一传送机构、第二传送机构、校正机构、装片机构以及第二定位机构。本发明的芯片倒装式微组装机通过对芯片进行翻转、位置的定位和校准，保证了芯片和基板之间的倒装的精度，同时本发明的芯片倒装式微组装机将芯片倒装工艺通过多个机械手同步进行，获得了较高的倒装效率，充分满足了现代化工业生产的需求。

Description

一种芯片倒装式微组装机
技术领域
本发明涉及一种芯片倒装式微组装机，尤其涉及一种长距离、高精度、高速、多动作芯片倒装式微组装机。
背景技术
Flip chip又称倒装片，是在I/O pad上沉积锡铅球，然后将芯片翻转加热利用熔融的锡铅球与基板相结合。在倒装工艺中，需要先将芯片从晶圆上取下来后翻转180°，再将芯片准确地贴装到基板上。然而，由于芯片的尺寸较小，且当芯片和基板的尺寸接近时，则对自动贴装机提出了更高的装片精度和效率的要求。因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。
发明内容
本发明旨在提供一种芯片倒装式微组装机，以克服现有技术中存在的不足。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种芯片倒装式微组装机，其用于集成电路中芯片与基板之间的倒装式微组装，所述芯片倒装式微组装机包括：翻转机构、第一定位机构、第一传送机构、第二传送机构、校正机构、装片机构以及第二定位机构；
所述翻转机构位于所述第一定位机构的上方，其包括：翻转机械臂以及翻转电机，所述翻转机械臂通过其端部的吸盘吸取芯片，并在所述翻转电机的驱动下，带动所述芯片翻转180°，并将吸取的芯片传递至所述第一传送机构；
所述第一定位机构包括：定位盘以及位于所述定位盘上方的第一视觉，所述定位盘提供所述翻转机构吸取的芯片，所述第一视觉位于所述定位盘上方，所述定位盘根据所述第一视觉的检测信号带动所述芯片运动至吸取位置；
所述校正机构包括：转盘、设置于所述转盘上的盛放有助焊剂的凹槽、以及位于所述转盘上方的第二视觉，所述凹槽接收由所述第一传送机构传送的来自所述定位盘的芯片，所述第二视觉位于所述转盘上方，所述转盘根据所述第二视觉的检测信号带动所述芯片运动至校正位置；
所述装片机构包括：装片机械手和装片基台，所述装片基台接收由所述第二传送机构传送的来自所述校正机构的芯片，所述装片机械手将芯片结合于所述基板上，所述第二定位机构包括第三视觉，其位于所述装片机台的上方。
作为本发明的芯片倒装式微组装机的改进，所述第一定位机构还包括带动所述定位盘旋转的旋转轮，所述旋转轮通过传动带与所述定位盘传动连接。
作为本发明的芯片倒装式微组装机的改进，所述第一传送机构设置于所述第一定位机构和校正机构之间，其包括：第一机械臂、安装于所述第一机械臂端部的第一吸嘴以及带动所述第一机械臂水平枢转的第一电机。
作为本发明的芯片倒装式微组装机的改进，所述第二传送机构设置于所述校正机构和装片机构之间，其包括：第二机械臂、安装于所述第二机械臂端部的第二吸嘴以及带动所述第二机械臂水平枢转的第二电机。
作为本发明的芯片倒装式微组装机的改进，所述校正位置由X方向的第一维度和Y方向的第二维度所限定，所述校正机构包括第三电机，所述第三电机带动所述转盘旋转至预设的第一维度和第二维度所限定的位置。
作为本发明的芯片倒装式微组装机的改进，所述凹槽具有+X方向和-X方向的运动行程。
作为本发明的芯片倒装式微组装机的改进，所述凹槽的上方还设置有持续补充助焊剂的漏斗。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的芯片倒装式微组装机通过对芯片进行翻转、位置的定位和校准，保证了芯片和基板之间的倒装的精度，同时本发明的芯片倒装式微组装机将芯片倒装工艺通过多个机械手同步进行，获得了较高的倒装效率，充分满足了现代化工业生产的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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的附图。
图1为本发明的芯片倒装式微组装机一具体实施方式的俯视图；
图2为芯片倒装式微组装机中翻转机构翻转时的状态示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供一种芯片倒装式微组装机，其用于集成电路中芯片与基板之间的倒装式微组装。具体地，所述芯片倒装式微组装机包括：翻转机构7、第一定位机构1、第一传送机构3、第二传送机构4、校正机构5、装片机构6以及第二定位机构。
如图2所示，所述翻转机构7用于实现芯片的拾取和翻转。具体地，所述翻转机构7包括：翻转机械臂71以及翻转电机72，所述翻转机械臂71通过其端部的吸盘吸取芯片，并在所述翻转电机92的驱动下，带动所述芯片翻转180°，并将吸取的芯片传递至所述第一传送机构3。
所述第一定位机构1基于视觉检测的原理对芯片进行初步的定位，其包括：定位盘11以及位于所述定位盘11上方的第一视觉13。
所述定位盘11用于接收翻转后的芯片。具体地，所述定位盘11为一圆盘形结构，其顶面平台放置有沿x、y轴方向定位的芯片。所述第一视觉13位于所述定位盘11上方。经过所述第一视觉13的定位，所述定位盘11根据所述第一视觉13的定位信号带动所述芯片运动至吸取位置。同时，所述第一视觉13还可在z轴方向进行升降运动，以满足具有不同厚度的芯片的定位需求。
进一步地，所述第一定位机构1还包括带动所述定位盘11旋转的旋转轮12，所述旋转轮12通过传动带与所述定位盘11传动连接，以实现所述定位盘11上芯片沿x、y轴方向的定位。
所述第一传送机构3用于将经过定位的芯片运送至所述校正机构5。在一个实施方式中，所述第一传送机构3设置于所述第一定位机构1和校正机构5之间，其包括：第一机械臂31、安装于所述第一机械臂31端部的第一吸嘴以及带动所述第一机械臂31水平枢转的第一电机32。从而，在所述第一电机32的驱动下，所述第一机械臂31带动其上的第一吸嘴运动至吸取位置的芯片的上方，并通过负压作用吸取芯片，所述第一机械臂31进一步通过旋转将吸取的芯片放到所述校正机构5上进行校正。
所述校正机构5对芯片进行校正，其包括：转盘51、设置于所述转盘上的盛放有助焊剂的凹槽、位于所述转盘51上方的第二视觉53以及第三电机52。同时，所述凹槽接收由所述第一传送机构3传送的来自所述定位盘11的芯片，如此以使得芯片上附着助焊剂，以为后续的倒装做准备。如此，芯片的校正与附着助焊剂同步进行，进一步提高了生产加工的效率。
具体地，所述凹槽具有+X方向和-X方向的运动行程。如此，以方便接收传递而来的芯片，并方案第二传递机构4将芯片传递至下一工位。所述凹槽的上方还设置有持续补充助焊剂的漏斗，通过该漏斗可使得凹槽中的助焊剂的液面位置保持稳定，方便芯片附着助焊剂。
所述第二视觉53位于所述转盘51上方。经过所述第二视觉53的定位，所述转盘51根据所述第二视觉53的定位信号带动所述芯片运动至校正位置。其中，所述校正位置的空间维度由X方向的第一维度和Y方向的第二维度所限定。从而，校正时，所述第三电机52带动所述转盘51旋转至预设的第一维度和第二维度所限定的位置。同时，所述第二视觉53还可在z轴方向进行升降运动，以满足不同厚度的芯片的定位需求。
所述第二传送机构4用于将经过校正的芯片运送至所述装片机构6。从而，本发明将芯片倒装工艺的拾取、翻转、一次转移、校正、附着助焊剂、二次转移、贴装通过翻转机构7、第一传送机构3、第二传送机构4、校正机构5、装片机构6同步进行，显著提高了芯片倒装的效率。同时，所述第一传送机构3、第二传送机构4以及翻转机构7的枢转中心位于同一条直线上，如此以保证芯片传递的要求。
在一个实施方式中，所述第二传送机构4设置于所述校正机构5和装片机构6之间，其包括：第二机械臂41、安装于所述第二机械臂41端部的第二吸嘴以及带动所述第二机械臂41水平枢转的第二电机42。从而，在所述第二电机42的驱动下，所述第二机械臂41带动其上的第二吸嘴运动至校正位置的芯片的上方，并通过负压作用吸取芯片，所述第二机械臂41进一步通过旋转将吸取的芯片放到所述装片机构6上与基板进行装片。所述第一传送机构3和第二传送机构4可同时连续的工作，从而提高了装片的效率。
所述装片机构6用于实现基板与芯片之间的结合，其包括：装片机械手和装片基台。其中，所述装片基台61接收由所述第二传送机构4传送的来自所述校正机构5的芯片，所述装片机械手将芯片倒装地结合于所述基板上。此外，所述装片基台61上还设置有若干吸气孔洞，如此设置，以使得基板牢固地附着于所述装片基台61上。
此外，所述第二定位机构包括第三视觉8，其位于所述装片机台61的上方。从而，所述装片机构6可根据所述第三视觉8的检测结果调节装片的芯片和基板沿x、y轴方向的位置，以满足装片的需求。
综上所述，本发明的芯片倒装式微组装机通过对芯片进行翻转、位置的定位和校准，保证了芯片和基板之间的倒装的精度，同时本发明的芯片倒装式微组装机将芯片倒装工艺通过多个机械手同步进行，获得了较高的倒装效率，充分满足了现代化工业生产的需求。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种芯片倒装式微组装机，其用于集成电路中芯片与基板之间的倒装式微组装，其特征在于，所述芯片倒装式微组装机包括：翻转机构、第一定位机构、第一传送机构、第二传送机构、校正机构、装片机构以及第二定位机构；
所述翻转机构位于所述第一定位机构的上方，其包括：翻转机械臂以及翻转电机，所述翻转机械臂通过其端部的吸盘吸取芯片，并在所述翻转电机的驱动下，带动所述芯片翻转180°，并将吸取的芯片传递至所述第一传送机构；
所述第一定位机构包括：定位盘以及位于所述定位盘上方的第一视觉，所述定位盘提供所述翻转机构吸取的芯片，所述第一视觉位于所述定位盘上方，所述定位盘根据所述第一视觉的检测信号带动所述芯片运动至吸取位置；
所述校正机构包括：转盘、设置于所述转盘上的盛放有助焊剂的凹槽、以及位于所述转盘上方的第二视觉，所述凹槽接收由所述第一传送机构传送的来自所述定位盘的芯片，所述第二视觉位于所述转盘上方，所述转盘根据所述第二视觉的检测信号带动所述芯片运动至校正位置；
所述装片机构包括：装片机械手和装片基台，所述装片基台接收由所述第二传送机构传送的来自所述校正机构的芯片，所述装片机械手将芯片结合于所述基板上，所述第二定位机构包括第三视觉，其位于所述装片机台的上方。
2.根据权利要求1所述的芯片倒装式微组装机，其特征在于，所述第一定位机构还包括带动所述定位盘旋转的旋转轮，所述旋转轮通过传动带与所述定位盘传动连接。
3.根据权利要求1所述的芯片倒装式微组装机，其特征在于，所述第一传送机构设置于所述第一定位机构和校正机构之间，其包括：第一机械臂、安装于所述第一机械臂端部的第一吸嘴以及带动所述第一机械臂水平枢转的第一电机。
4.根据权利要求1所述的芯片倒装式微组装机，其特征在于，所述第二传送机构设置于所述校正机构和装片机构之间，其包括：第二机械臂、安装于所述第二机械臂端部的第二吸嘴以及带动所述第二机械臂水平枢转的第二电机。
5.根据权利要求1所述的芯片倒装式微组装机，其特征在于，所述校正位置由X方向的第一维度和Y方向的第二维度所限定，所述校正机构包括第三电机，所述第三电机带动所述转盘旋转至预设的第一维度和第二维度所限定的位置。
6.根据权利要求1所述的芯片倒装式微组装机，其特征在于，所述凹槽具有+X方向和-X方向的运动行程。
7.根据权利要求1所述的芯片倒装式微组装机，其特征在于，所述凹槽的上方还设置有持续补充助焊剂的漏斗。
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