CN211017013U - 一种取料单元及固晶机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种取料单元及固晶机，其还包括有驱动装置、平行度调节装置和取料头，所述平行度调节装置包括有第一安装板和第二安装板，所述第一安装板设置在所述驱动装置的输出端上，所述第一安装板和第二安装板之间的平行度可调，所述取料头固定在所述第二安装板上，所述驱动装置能够驱使所述取料头作直线往复运动。本实用新型通过调节第一安装板和第二安装板之间的平行度，可及时调整晶片与载体的安装面之间的平行度，防止晶片歪斜，防止晶片与载体之间贴合不牢固，从而提升晶片贴合的良品率，保证产品质量。

Description

一种取料单元及固晶机

技术领域

本实用新型涉及芯片固晶技术领域，尤其涉及一种取料单元及固晶机。

背景技术

半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程，具体封装过程为，将晶圆通过划片工艺切割为小的晶片，然后将切割好的晶片用胶水贴装到相应的基板架的小岛上，再利用超细的金属导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘连接到基板的相应引脚上,形成所要求的电路，然后再对独立的晶片用塑料外壳加以封装保护，塑封之后，经过入检、测试和包装等工序，完成封装。

取料装置是固晶机的核心部件，其功能是将晶圆上已切割分离的晶片吸起，转移并放置于载体上(如引线框架和PCB板等)，并进行粘贴或者焊接。为此，取料装置一般设计为具有两个自由度(Y轴方向和Z轴方向)的机构，其需要精确、平稳地往返于拾片点和粘片点两个位置，完成拾取晶片、传送晶片和粘焊晶片等动作。

在晶片的粘焊过程中，晶片需要与载体的安装面对齐后贴放，防止晶片歪斜，晶片与载体贴不牢，此时，需要调整取料头与载体之间的空间角度，因此，需要对此进行设计。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，在于晶片贴放时，如何调整晶片与载体的安装面之间的平行度。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种取料单元，还包括有驱动装置、平行度调节装置和取料头，所述平行度调节装置包括有第一安装板和第二安装板，所述第一安装板设置在所述驱动装置的输出端上，所述第一安装板和第二安装板之间的平行度可调，所述取料头固定在所述第二安装板上，所述驱动装置能够驱使所述取料头作直线往复运动。

在一种优选的实施方式中，还包括有压力传感器，所述压力传感器能够检测所述取料头将物料贴放在载体上的力。

在一种优选的实施方式中，所述压力传感器设置在所述第一安装板与所述驱动装置的输出端之间。

在一种优选的实施方式中，所述第一安装板与所述驱动装置的输出端滑动连接，且所述第一安装板相对所述驱动装置的输出端的滑动方向与所述取料头作直线往复运动的方向平行。

在一种优选的实施方式中，还包括有第一滑动副，所述第一安装板与所述驱动装置的输出端通过所述第一滑动副进行连接。

在一种优选的实施方式中，所述平行度调节装置还包括滚珠、第一弹性元件和紧定螺钉，所述滚珠夹持在所述第一安装板和第二安装板之间，所述第二安装板能够绕所述滚珠转动，所述第一弹性元件给予所述第二安装板一个靠近所述第一安装板的弹性力，所述紧定螺钉与第一安装板螺纹连接，所述紧定螺钉的一端与第二安装板抵持。

在一种优选的实施方式中，所述平行度调节装置还包括有螺钉，所述第一弹性元件为第一弹簧，所述第一安装板上设置有通孔，所述螺钉穿过所述通孔后，与所述第二安装板螺纹连接，所述第一弹簧套接在所述螺钉上，所述第一弹簧的一端与所述第一安装板远离所述第二安装板的一面抵持，所述第一弹簧的另一端与所述螺钉抵持。

在一种优选的实施方式中，所述紧定螺钉设置有两个，一个所述紧定螺钉的轴线与所述滚珠的球心所在的平面与另一个所述紧定螺钉的轴线与所述滚珠的球心所在的平面相互垂直。

一种固晶机，包括有上述的取料单元。

在一种优选的实施方式中，还包括有固定座，所述驱动装置为音圈电机，所述音圈电机包括有安装架、线圈和磁铁，所述安装架上设置有容置槽，所述线圈固定在所述容置槽中，所述磁铁固定在所述固定座上。

在一种优选的实施方式中，所述取料单元设置有两个及以上，分别属于两个及以上的所述音圈电机的所述安装架并列设置在所述固定座上，所述磁铁横跨在分别属于两个及以上的所述音圈电机的所述线圈上。

在一种优选的实施方式中，所述线圈设置有两个及以上。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型设置有平行度调节装置，平行度调节装置包括有第一安装板和第二安装板，第一安装板设置在驱动装置的输出端上，第一安装板和第二安装板之间的平行度可调，而取料头固定在第二安装板上，通过调节第一安装板和第二安装板之间的平行度，可及时调整晶片与载体的安装面之间的平行度，防止晶片歪斜，防止晶片与载体之间贴合不牢固，从而提升晶片贴合的良品率，保证产品质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型一个实施例的固晶机的轴测图；

图2是图1中的固晶机的右视图；

图3是图1中的固晶机的部分***图；

图4是图1中的固晶机的俯视图；

图5是图4中沿A-A截面的剖视图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型的较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，从而能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。当某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接在另一个特征上。

在本实用新型的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个或者多个，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

此外，除非另有定义，本实用新型所使用的技术术语和科学术语均与所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实用新型所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。

参照图1至图3，图1是本实用新型一个实施例的固晶机的轴测图，图2是图1中的固晶机的右视图，图3是图1中的固晶机的部分***图。本实施例的固晶机包括有机架1和取料单元2，取料单元2设置在机架1上，取料单元2包括有第二弹性元件20、第二滑动副21、驱动装置22、连接座23、压力传感器24、第一滑动副25、平行度调节装置26、取料头27、光栅尺28和光电传感器组件29，驱动装置22的输出端通过第二滑动副21与机架1连接，平行度调节装置26通过连接座23 固定在驱动装置22的输出端上，取料头27设置在平行度调节装置26上，在驱动装置22的驱动下，取料头27能够作往复直线运动，在本实施例中，第二滑动副21的滑动方向沿Y轴方向设置，取料头27作往复直线运动的方向为Y轴方向。

机架1包括有固定座11、连接板12和第三安装板13，在本实施例中，第二弹性元件20为第二弹簧，第二弹簧的上端固定在固定座11上，第二弹簧的下端固定在驱动装置22的输出端上，第二弹簧给予驱动装置22一个沿Y轴正方向的弹性力，该弹簧力可抵消固定在驱动装置22的输出端上的负载的重力，从而减轻驱动装置22的负担，节省能源。

在本实施例中，驱动装置22选择为特制的音圈电机，特制的音圈电机包括有安装架221、线圈222和磁铁223，安装架221上设置有容置槽224，线圈222固定在容置槽224中，固定方式可使用胶水粘接固定，或者将线圈222嵌塞固定在容置槽224中，安装架221通过第二滑动副21与固定座11连接，磁铁223固定在机架1上，当线圈222通电时，在磁铁223的磁场作用下，线圈222带动安装架221，也即带动取料头27在 Y轴方向作往复直线运动。

为提高固晶机的工作效率，同时节省固晶机的安装空间，取料单元2设置有两个，而分别属于两个音圈电机的安装架221 并列设置在固定座11上，分别属于两个音圈电机的取料头27 位于同一侧，磁铁223横跨在分别属于两个音圈电机的线圈222 上，在本实施例中，磁铁223设置有四块，其中两块固定在固定座11上，另外两块固定在第三安装板13上，而分别属于两个音圈电机的线圈222位于相对设置的磁铁223之间。

通过此种设计，可使得一个磁铁223的磁场里安装有分别属于两个音圈电机的线圈222，从而在节省安装空间的同时，实现了两个取料头27的独立驱动；另外，单个音圈电机设置有两个线圈222，可给取料头27提供更大的动力。

本实施例的磁铁223以及线圈222均呈长方体形，形状规则，当需要驱动更多的取料头27时，加长磁铁223，并添加线圈222，即可实现多个取料头27的独立驱动。

另外，当设置有多个取料头27时，取料头27既可以是同一种的，也可以是不同种类的，由此，贴装不同的芯片时，不用制作多种固晶机，如此可以提高固晶效率，降低制造成本。

在其他实施例中，驱动装置22也可选择棒状电机。

另外，为检测取料头27的位移，设置有光栅尺28，光栅尺28包括有标尺光栅和光栅读数头，标尺光栅固定在音圈电机的安装架221上，光栅读数头固定在第三安装板13上，通过设置光栅尺28，可及时检测取料头27的位移、速度和加速度，并进行利用，例如，当取料头27开始朝载体运动时，可提高音圈电机的功率，使得取料头27快速运动，当取料头27 已经接近载体时，可提前使取料头27减速，准备固晶。

为检测取料头27沿Y轴正方向的运动是否到位，设置有光电传感器组件29，光电传感器组件29包括有遮光片291和光电传感器292，遮光片291固定在音圈电机的安装架221上，光电传感器292固定在第三安装板13上，当取料头27沿Y轴正方向运动到位时，遮光片291触发光电传感器292，此时可判断取料头27已取得晶片，或取料头27已贴放完晶片。

参照图3、图4和图5，图4是图1中的固晶机的俯视图，图5是图4中沿A-A截面的剖视图，本实施例的平行度调节装置26包括有第一安装板261、滚珠262、第二安装板263、紧定螺钉264、螺钉265和第一弹性元件，在本实施例中，第一弹性元件为第一弹簧，第一安装板261设置在连接座23上，滚珠262夹持在第一安装板261和第二安装板263之间，且第二安装板263能够绕滚珠262转动。

具体的，可分别在第一安装板261和第二安装板263设置弧形槽，滚珠262置于弧形槽中，且通过控制滚珠262的直径，以及控制弧形槽的深度，使第一安装板261和第二安装板263 之间存在间隙。

第一安装板261上设置有通孔266，螺钉265与通孔266 间隙配合，螺钉265穿过通孔266后与第二安装板263螺纹连接，第一弹簧套接在螺钉265上，且第一弹簧的下端与第一安装板261的上表面抵持，第一弹簧的上端与螺钉265的头部抵持，由此，第一弹簧给予第一安装板261一个靠近第二安装板 263的弹性力，且因为螺钉265的连接作用，第一安装板261和第二安装板263相互之间不会脱离。

紧定螺钉264与第一安装板261螺纹连接，紧定螺钉264 的下端与第二安装板263抵持，通过旋转紧定螺钉264，可使紧定螺钉264从第一安装板261中伸出，而第二安装板263上与紧定螺钉264抵持的点就将远离第一安装板261，或者紧定螺钉264缩进第二安装板263中，第二安装板263上与紧定螺钉264抵持的点就将靠近第一安装板261。

在本实施例中，紧定螺钉264、螺钉265和第一弹簧设置有两组，一个紧定螺钉264的轴线与滚珠262的球心位于XY 平面，另一个紧定螺钉264的轴线与滚珠262的球心位于YZ平面，两者相互垂直，由此，通过控制两个紧定螺钉264，可使得第二安装板263具有绕X轴旋转和绕Z轴旋转的两个自由度，取料头27固定在第二安装板263上，由此可调整固定在取料头27上的晶片与载体的安装面之间的平行度，使得晶片与载体贴合得更为牢固，固晶的良品率高。

在本实施例中，取料头49为真空吸嘴，真空吸嘴的材质为橡胶、电木、陶瓷或钨钢，真空吸嘴与负压气源连通，从而对晶片进行吸附，当真空吸嘴内的负压消失时，晶片被放开。

真空吸嘴的固定方式，可采用紧固件锁紧固定在第二安装板263上。

在另外的实施例中，取料头49也可使用水表面张力吸附的夹持技术，具体方法是将网状泡沫聚氨酯布粘在不锈钢载样盘表面，利用泡沫聚氨酯表面水的张力将晶片吸附住。

在另外的实施例中，第一弹性元件也可使用波纹管。

为检测取料头27将晶片贴放在载体上的力，设置有压力传感器24，为方便压力传感器24的安装，压力传感器24设置在第一安装板261与连接座23之间，通过设置压力传感器24，可实时检测晶片贴放在载体上的力，当该贴放力达到预定的目标区间时，可控制驱动装置22停止驱动取料头27，防止晶片或载体损坏，或防止贴合力不足，导致晶片未贴紧。

在本实施例中，压力传感器24为方形传感器，方形传感器的两端分别与第一安装板261、连接座23抵持，方形传感器中设置有缝隙，缝隙中设置有应变片。

在另外的实施例中，压力传感器24也可使用陶瓷压力传感器或扩散硅压力传感器。

为引导平行度调节装置26的运动，便于方形传感器准确检测取料头27贴放晶片的力，设置有第一滑动副25，第一滑动副25设置在连接座23的侧面，且第一滑动副25的滑动方向沿Y轴方向设置，第一安装板261通过第一滑动副25与连接座23连接，从而约束第一安装板261只沿Y轴方向运动，即平行度调节装置26只沿Y轴方向运动，此时，可将取料头27贴放晶片的力，直观地体现在方形传感器上，而不因平行度调节装置26的运动方向偏离Y轴方向，而使取料头27贴放晶片的力只有一个分力传递至方形传感器上，从而导致方形传感器的检测失真。

在本实施中，通过方形传感器检测取料头27贴放晶片的力时，需要将第一滑动副的摩擦力、平行度调节装置26的重力和取料头27的重力作为影响因素进行考虑。

在本实施例中，第一滑动副25为直线导轨，直线导轨的滑轨固定在连接座23，直线导轨的滑块固定在第一安装板261 上。

在另外的实施例中，第一滑动副25也可以是交叉滚子导轨。

以上是对本实用新型的较佳实施进行的具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，所属领域的技术人员在不脱离本实用新型宗旨的前提下还可做出种种的等同变形或替换。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种取料单元，其特征在于，还包括有驱动装置、平行度调节装置和取料头，所述平行度调节装置包括有第一安装板和第二安装板，所述第一安装板设置在所述驱动装置的输出端上，所述第一安装板和第二安装板之间的平行度可调，所述取料头固定在所述第二安装板上，所述驱动装置能够驱使所述取料头作直线往复运动。

2.根据权利要求1所述的取料单元，其特征在于，还包括有压力传感器，所述压力传感器能够检测所述取料头将物料贴放在载体上的力。

3.根据权利要求2所述的取料单元，其特征在于，所述压力传感器设置在所述第一安装板与所述驱动装置的输出端之间。

4.根据权利要求3所述的取料单元，其特征在于，所述第一安装板与所述驱动装置的输出端滑动连接，且所述第一安装板相对所述驱动装置的输出端的滑动方向与所述取料头作直线往复运动的方向平行。

5.根据权利要求1所述的取料单元，其特征在于，所述平行度调节装置还包括滚珠、第一弹性元件和紧定螺钉，所述滚珠夹持在所述第一安装板和第二安装板之间，所述第二安装板能够绕所述滚珠转动，所述第一弹性元件给予所述第二安装板一个靠近所述第一安装板的弹性力，所述紧定螺钉与第一安装板螺纹连接，所述紧定螺钉的一端与第二安装板抵持。

6.根据权利要求5所述的取料单元，其特征在于，所述平行度调节装置还包括有螺钉，所述第一弹性元件为第一弹簧，所述第一安装板上设置有通孔，所述螺钉穿过所述通孔后，与所述第二安装板螺纹连接，所述第一弹簧套接在所述螺钉上，所述第一弹簧的一端与所述第一安装板远离所述第二安装板的一面抵持，所述第一弹簧的另一端与所述螺钉抵持。

7.一种固晶机，其特征在于，包括有如权利要求1至6任一项所述的取料单元。

8.根据权利要求7所述的固晶机，其特征在于，还包括有固定座，所述驱动装置为音圈电机，所述音圈电机包括有安装架、线圈和磁铁，所述安装架上设置有容置槽，所述线圈固定在所述容置槽中，所述磁铁固定在所述固定座上。

9.根据权利要求8所述的固晶机，其特征在于，所述取料单元设置有两个及以上，分别属于两个及以上的所述音圈电机的所述安装架并列设置在所述固定座上，所述磁铁横跨在分别属于两个及以上的所述音圈电机的所述线圈上。

10.根据权利要求8所述的固晶机，其特征在于，所述线圈设置有两个及以上。

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