CN116020759B - 一种新型芯片分选设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种晶圆分选设备的结构改进，一种新型芯片分选设备，包括大理石基台、桁架、图像识别装置、滑轨、吸头机构、蓝膜上料机构和收料机构；蓝膜上料机构和收料机构分别位于大理石基台的两侧，所述桁架安装在大理石基台上且位于蓝膜上料机构和收料机构的上方；图像识别装置为两个且分别于桁架的两侧固定连接；吸头机构通过滑轨与桁架滑动配合；可以实现准确稳定，并且顶针机构可以进行精准定位且在长时间运行时保证精准度，吸头结构也可以实现气路安装更加便捷，大大缩小了吸头机构的体积的同时实现了吸头的准确定位和转动，吸头机构和顶针机构通过花键和凸轮等设计消除圆跳动和急动度，通过大理石基台的配合，大大消除了设备的震动。

Description

一种新型芯片分选设备

技术领域

本发明涉及芯片分选设备技术领域，具体为一种新型芯片分选设备。

背景技术

晶圆在完成生产后，需要将晶 圆表面的器件摆放在料架上，在这一过程中还需要判断是否有次品，对次品和良品之间进行分开收取，这一工作过程需要采用的是晶圆分选机，晶圆分选机一般包括吸头机构、蓝膜上料机构、图像识别机构和收料机构等。

晶圆分选机的设备性能评价主要在于对晶圆上的器件进行分选时的速度、以及分选过程中设备的稳定性，是否在长期使用过程中出现损坏、磨损或者部件更换，还有就是分选过程中的准确性以及长期使用下是否仍能保持准确性，之所以对于晶圆分选机的要求较高，是因为晶圆表面的器件非常小，长时间高速下保证设备稳定准确运行是必然要求。

但目前现有技术的晶圆分选设备一般由于部件较多，体积较大和结构设计缺乏优化等情况，导致分选设备在长期工作过程中会出现精度下降，误差增大、抖动等现象，导致晶圆分选设备需要定期调试维修，造成分选设备的工作效率下降。

发明内容

针对背景技术中提到的问题，本发明的目的是提供新型芯片分选设备，可以实现晶圆分选动作运行稳定可靠且精度较高，并且振动较小，在长时间分选动作中也能有效保证精度。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种新型芯片分选设备，包括大理石基台、桁架、图像识别装置、滑轨、吸头机构、蓝膜上料机构和收料机构；

蓝膜上料机构和收料机构分别位于大理石基台的两侧，所述桁架安装在大理石基台上且位于蓝膜上料机构和收料机构的上方；

图像识别装置为两个且分别于桁架的两侧固定连接；

吸头机构通过滑轨与桁架滑动配合；

所述吸头机构包括背板，所述背板上方安装有伺服电机一，所述伺服电机一通过凸轮一与连接件一连接，所述连接件一与凸轮一转动配合，所述凸轮一穿过背板，所述连接件一还与吸头安装架连接且转动配合，所述吸头安装架与背板之间通过滑轨一滑动配合吸头安装架为”匸“字形且为一体成型结构，吸头安装架上部设有直线轴承，吸头安装架下部安装有轴承端面固定件，轴承端面固定件上下两端均设有轴承座，还包括花键轴一和花键套一，所述花键轴一内设有气路，所述花键轴一安装在花键套一内，所述花键套一分别与轴承端面固定件的两个轴承座转动配合，所述花键轴一还与直线轴承转动配合，所述花键轴一顶部设有进气口，进气口与气路连通，所述花键轴一的底部设有吸头。

作为优选，还包括压块、压力传感器和弹簧，所述压块安装在花键轴一上且与花键套一相抵，所述压力传感器安装在吸头安装架的上部且位于直线轴承的下方，所述弹簧穿过花键轴一且一端与压力传感器相抵，另一端与压块相抵。

作为优选，还包括齿轮一，所述齿轮一位于吸头安装架下方且安装在花键套一上；还包括防松螺母，所述防松螺母安装在花键轴一上且与齿轮一相抵；还包括伺服电机二和齿轮二，所述伺服电机二的机身安装在吸头安装架的下部，所述伺服电机二的传动轴通过齿轮二与齿轮一啮合。

作为优选，所述直线轴承外壁上设有人工打磨部。

作为优选，还包括顶针机构，所述顶针机构也安装在大理石基台上且位于蓝膜上料机构下方，所述顶针机构包括底座，所述底座上设有滑台，所述滑台上设有安装座，还包括伺服电机三，所述伺服电机三的机身安装在安装座上，伺服电机三的传动轴穿过安装座与凸轮二连接，凸轮二与连接件二的一侧转动配合，连接件二的另一侧与顶升件转动配合，顶升件上固定安装有花键轴二，还包括花键套二和针头座，所述的花键套二安装在安装座的顶部，花键轴二穿过花键套二并与花键套二滑动配合，所述花键套二上安装有针头座，针头穿过针头座并与花键轴二可拆式连接；还包括针头套，所述针头套与针头座螺接，所述针头套上还设有多个网孔。

作为优选，还包括同心夹头、夹头座和夹头盖，所述夹头座安装在针头座上，所述夹头盖与夹头座螺接且与同心夹头相抵，所述针头穿过同心夹头且可与同心夹头滑动配合。

作为优选，所述的安装座内设有负压腔，所述负压腔与针头套连通，还包括唇形密封件，所述唇形密封件安装在负压腔内，所述唇形密封件分别与安装座和花键轴二相抵。

作为优选，所述蓝膜上料机构包括圆形料盘和料盘基座，所述圆形料盘通过薄壁轴承与料盘基座转动配合，料盘基座通过十字滑台一安装在大理石基台上，圆形料盘上设有齿条，还包括伺服电机四，所述伺服电机四的机身安装在料盘基座上，伺服电机四通过齿轮与圆形料盘的齿条啮合。

作为优选，所述收料机构包括收料架和十字滑台二，所述收料架通过十字滑台二与大理石基台连接。

综上所述，本发明主要具有以下有益效果：本发明的新型芯片分选设备在晶圆上料转动时可以实现准确稳定，并且顶针机构可以进行精准定位且在长时间运行时保证精准度，吸头结构也可以实现气路高真空性，大大缩小了吸头机构的体积的同时实现了吸头的准确定位和转动，吸头机构和顶针机构通过花键和凸轮等设计消除圆跳动和急动度，通过大理石基台的配合，大大消除了机构高速往返运动带来的设备的振动，保证了整个设备的动刚性和稳定性，在长时间分选工作过程中仍能保证工作性能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的吸头机构的结构示意图一；

图3是本发明的吸头机构的结构示意图二；

图4是本发明的吸头机构的剖面示意图；

图5是本发明的顶针机构的结构示意图一；

图6是本发明的顶针机构的结构示意图二；

图7是本发明的顶针机构的结构示意图三；

图8是本发明的顶针机构的剖面示意图；

图9是本发明的顶针机构的蓝膜上料机构的结构示意图；

图10是本发明的顶针机构的收料机构的结构示意图。

附图标记：1、大理石基台；2、桁架；3、图像识别装置；4、滑轨；5、吸头机构；6、蓝膜上料机构；7、收料机构；8、背板；9、伺服电机一；10、凸轮一；11、连接件一；12、吸头安装架；13、滑轨一；14、直线轴承；15、轴承端面固定件；16、轴承座；17、花键轴一；18、花键套一；19、气路；20、进气口；21、吸头；22、压块；23、压力传感器；24、弹簧；25、齿轮一；26、防松螺母；27、伺服电机二；28、齿轮二；29、人工打磨部；30、顶针机构；31、底座；32、滑台；33、安装座；34、伺服电机三；35、凸轮二；36、连接件二；37、顶升件；38、花键轴二；39、花键套二；40、针头座；41、针头；42、针头套；43、网孔；44、同心夹头；45、夹头座；46、夹头盖；47、负压腔；48、唇形密封件；49、圆形料盘；50、料盘基座；51、十字滑台一；52、齿条；53、伺服电机四；54、收料架；55、十字滑台二。

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。

本发明的新型芯片分选设备，包括大理石基台1、桁架2、图像识别装置3、滑轨4、吸头机构5、蓝膜上料机构6和收料机构7；蓝膜上料机构6和收料机构7分别位于大理石基台1的两侧，所述桁架2安装在大理石基台1上且位于蓝膜上料机构6和收料机构7的上方；图像识别装置3为两个且分别与桁架2的两侧固定连接；吸头机构5通过滑轨4与桁架2滑动配合。

所述吸头机构5包括背板8，所述背板8上方安装有伺服电机一9，伺服电机一9的机身安装在背板8的上部且伺服电机一9的传动轴穿过背板8与凸轮一10连接，凸轮一10与连接件一11连接且转动配合，所述连接件一11还与吸头安装架12连接且转动配合，所述吸头安装架12与背板8之间通过滑轨一13滑动配合，滑轨一13通过多个条形安装孔与背板8螺接，吸头安装架12为”匸“字形且为一体成型结构，吸头安装架12上部设有直线轴承14，上部的直线轴承14其实是最后安装，吸头安装架12下部安装有轴承端面固定件15，轴承端面固定件15上下两端均设有轴承座16，还包括花键轴一17和花键套一18，所述花键轴一17内设有气路19，所述花键轴一17安装在花键套一18内，所述花键套一18分别与轴承端面固定件15的两个轴承座16转动配合，并且通过两个轴承座16对花键轴一17进行定位，通过轴承座16和花键套一18对花键轴一17的定位有效解决花键轴一17转动时的圆跳动问题，所述花键轴一17还与直线轴承14转动配合，但是如果采用直线轴承14和两个轴承座16的定位会导致花键轴一17出现过定位的问题，导致花键轴一17无法转动，所以在直线轴承14的边缘设有人工打磨部29，通过人工打磨部29进行轻微的打磨后，将直线轴承14安装在吸头安装架12上可以有效解决直线轴承14安装问题，还可以解决花键轴一17的过定位问题，并且还能防止花键轴一17的抖动以及可以使花键轴一17转动时的随机误差变成***误差，有效保证花键轴一17的同心度和精准度，所述花键轴一17顶部设有进气口20，进气口20与气路19连通，所述花键轴一17的底部设有吸头21；可以有效实现气路安装在花键轴一17的顶部，即便花键轴一17在转动时也可以气路结构稳定且密封效果稳定。

还包括压块22、压力传感器23和弹簧24，所述压块22安装在花键轴一17上且与花键套一18相抵，所述压力传感器23安装在吸头安装架12的上部且位于直线轴承14的下方，所述弹簧24穿过花键轴一17且一端与压力传感器23相抵，另一端与压块22相抵；通过伺服电机一9带动凸轮一10进而使得背板8进行上下往复运动，在吸头21下压触及到器件时，花键轴一17会带动压块22上弹，通过压力传感器23的信号可以判断是否已经进行吸附以及便于设备微调。

还包括齿轮一25，所述齿轮一25位于吸头安装架12下方且安装在花键套一18上；还包括防松螺母26，所述防松螺母26安装在花键轴一17上且与齿轮一25相抵；还包括伺服电机二27和齿轮二28，所述伺服电机二27的机身安装在吸头安装架12的下部，所述伺服电机二27的传动轴通过齿轮二28与齿轮一25啮合；通过齿轮一25和齿轮二28的齿轮比从而可以准确对花键轴一17进行转动控制，便于完成器件吸附后的位置进行微调。

还包括顶针机构30，所述顶针机构30也安装在大理石基台1上且位于蓝膜上料机构6下方，所述顶针机构30先通过滑台32通过手动的方式调节安装座33的位置，针头座40安装在安装座33的上部，花键套二39安装在安装座33内，花键轴二38与花键套二39在竖直方向上滑动配合，顶升件37与花键轴二38连接，连接件二36的一端与顶升件37转动配合，另一端与凸轮二35转动配合，从而使得伺服电机三34的驱动轴带动凸轮二35进行转动时，伺服电机三34可以驱动花键轴二38相对于花键套二39进行竖直方向上的往复运动，通过花键的设计从而使得上下运动时减少圆跳动，再将针头41摆放在夹头座45内的同心夹头44中，通过夹头盖46在夹头座45上的螺接，从而使得同心夹头44逐渐向中心靠拢并对针头41进行定位但无需夹紧，同时针头座40内的负压腔47与针头套42连通，从而使得针头套42上的网孔43可以提供负压。

在具体工作时，针头套42会与晶圆的薄膜层接触，通入负压后使得针头套42通过网孔43将晶圆的薄膜吸紧，保持薄膜的平整度，再由伺服电机三34带动凸轮二35使得花键轴二38带动针头41穿过针头套42上的网孔43从而将薄膜上指定位置的晶圆上的器件进行顶起，从而便于吸头21吸取。

所述蓝膜上料机构6包括圆形料盘49和料盘基座50，所述圆形料盘49通过薄壁轴承与料盘基座50转动配合，料盘基座50通过十字滑台一51安装在大理石基台1上，圆形料盘49上设有齿条52，还包括伺服电机四53，所述伺服电机四53的机身安装在料盘基座50上，伺服电机四53通过齿轮与圆形料盘49的齿条52啮合。

所述收料机构7包括收料架54和十字滑台二55，所述收料架54通过十字滑台二55与大理石基台1滑动配合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种新型芯片分选设备，其特征在于，包括大理石基台(1)、桁架(2)、图像识别装置(3)、滑轨(4)、吸头机构(5)、蓝膜上料机构(6)和收料机构(7)；

蓝膜上料机构(6)和收料机构(7)分别位于大理石基台(1)的两侧，所述桁架(2)安装在大理石基台(1)上且位于蓝膜上料机构(6)和收料机构(7)的上方；

图像识别装置(3)为两个且分别于桁架(2)的两侧固定连接；

吸头机构(5)通过滑轨(4)与桁架(2)滑动配合；

所述吸头机构(5)包括背板(8)，所述背板(8)上方安装有伺服电机一(9)，所述伺服电机一(9)通过凸轮一(10)与连接件一(11)连接，所述连接件一(11)与凸轮一(10)转动配合，所述凸轮一(10)穿过背板(8)，所述连接件一(11)还与吸头安装架(12)连接且转动配合，所述吸头安装架(12)与背板(8)之间通过滑轨一(13)滑动配合，吸头安装架(12)为”匸“字形且为一体成型结构，吸头安装架(12)上部设有直线轴承(14)，吸头安装架(12)下部安装有轴承端面固定件(15)，轴承端面固定件(15)上下两端均设有轴承座(16)，还包括花键轴一(17)和花键套一(18)，所述花键轴一(17)内设有气路(19)，所述花键轴一(17)安装在花键套一(18)内，所述花键套一(18)分别与轴承端面固定件(15)的两个轴承座(16)转动配合，所述花键轴一(17)还与直线轴承(14)转动配合，所述花键轴一(17)顶部设有进气口(20)，进气口(20)与气路(19)连通，所述花键轴一(17)的底部设有吸头(21)；

还包括压块(22)、压力传感器(23)和弹簧(24)，所述压块(22)安装在花键轴一(17)上且与花键套一(18)相抵，所述压力传感器(23)安装在吸头安装架(12)的上部且位于直线轴承(14)的下方，所述弹簧(24)穿过花键轴一(17)且一端与压力传感器(23)相抵，另一端与压块(22)相抵。

2.根据权利要求1所述的新型芯片分选设备，其特征在于，还包括齿轮一(25)，所述齿轮一(25)位于吸头安装架(12)下方且安装在花键套一(18)上；还包括防松螺母(26)，所述防松螺母(26)安装在花键轴一(17)上且与齿轮一(25)相抵；还包括伺服电机二(27)和齿轮二(28)，所述伺服电机二(27)的机身安装在吸头安装架(12)的下部，所述伺服电机二(27)的传动轴通过齿轮二(28)与齿轮一(25)啮合。

3.根据权利要求1所述的新型芯片分选设备，其特征在于，所述直线轴承(14)外壁上设有人工打磨部(29)。

4.根据权利要求1所述的新型芯片分选设备，其特征在于，还包括顶针机构(30)，所述顶针机构(30)也安装在大理石基台(1)上且位于蓝膜上料机构(6)下方，所述顶针机构(30)包括底座(31)，所述底座(31)上设有滑台(32)，所述滑台(32)上设有安装座(33)，还包括伺服电机三(34)，所述伺服电机三(34)的机身安装在安装座(33)上，伺服电机三(34)的传动轴穿过安装座(33)与凸轮二(35)连接，凸轮二(35)与连接件二(36)的一侧转动配合，连接件二(36)的另一侧与顶升件(37)转动配合，顶升件(37)上固定安装有花键轴二(38)，还包括花键套二(39)和针头座(40)，所述的花键套二(39)安装在安装座(33)的顶部，花键轴二(38)穿过花键套二(39)并与花键套二(39)滑动配合，所述花键套二(39)上安装有针头座(40)，针头(41)穿过针头座(40)并与花键轴二(38)可拆式连接；还包括针头套(42)，所述针头套(42)与针头座(40)螺接，所述针头套(42)上还设有多个网孔(43)。

5.如权利要求4所述的新型芯片分选设备，其特征在于，还包括同心夹头(44)、夹头座(45)和夹头盖(46)，所述夹头座(45)安装在针头座(40)上，所述夹头盖(46)与夹头座(45)螺接且与同心夹头(44)相抵，所述针头(41)穿过同心夹头(44)且可与同心夹头(44)滑动配合。

6.如权利要求4所述的新型芯片分选设备，其特征在于，所述的安装座(33)内设有负压腔(47)，所述负压腔(47)与针头套(42)连通，还包括唇形密封件(48)，所述唇形密封件(48)安装在负压腔(47)内，所述唇形密封件(48)分别与安装座(33)和花键轴二(38)相抵。

7.如权利要求1所述的新型芯片分选设备，其特征在于，所述蓝膜上料机构(6)包括圆形料盘(49)和料盘基座(50)，所述圆形料盘(49)通过薄壁轴承与料盘基座(50)转动配合，料盘基座(50)通过十字滑台一(51)安装在大理石基台(1)上，圆形料盘(49)上设有齿条(52)，还包括伺服电机四(53)，所述伺服电机四(53)的机身安装在料盘基座(50)上，伺服电机四(53)通过齿轮与圆形料盘(49)的齿条(52)啮合。

8.如权利要求1所述的新型芯片分选设备，其特征在于，所述收料机构(7)包括收料架(54)和十字滑台二(55)，所述收料架(54)通过十字滑台二(55)与大理石基台(1)连接。

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