專利名稱：具有翻轉(zhuǎn)芯片功能的芯片吸取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子封裝的倒裝芯片技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有翻轉(zhuǎn)芯片功能 的芯片吸取裝置。
背景技術(shù)：
電子封裝中，倒裝芯片技術(shù)的應(yīng)用正快速增長。倒裝技術(shù)與傳統(tǒng)引線鍵合互連相 比有明顯的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在⑴尺寸小、薄，重量更輕；⑵密度更高，能增加單位面積內(nèi) 的I / 0數(shù)量；C3)性能提高，短的互連減小了電感，電阻及電容，信號完整性、頻率特性更 好；(4)散熱能力提高，沒有塑封體，芯片背面可用散熱片等進行有效的冷卻，使電路的可 靠性得到提高；( 倒裝凸點等制備基本以圓片、芯片為單位，生產(chǎn)效率高，封裝成本低。倒 轉(zhuǎn)芯片的諸多優(yōu)點使其得到了越來越廣泛的應(yīng)用，具有翻轉(zhuǎn)芯片功能的芯片吸取裝置作為 倒轉(zhuǎn)芯片封裝中不可或缺的重要部件，也得到了廣泛的關(guān)注和研究。而另一方面，為了獲得更輕、更小、更薄的電子產(chǎn)品，強烈要求半導體芯片的超薄 化，而通過研磨、磨削以及蝕刻半導體晶片的背面，可以使厚度薄至100 μ m以下。但對于厚 度在100 μ m以下的芯片而言，其吸取的難度進一步加大。半導體芯片通常都是易碎的，薄 芯片更加容易破裂或損傷，必須對其操作力進行嚴格控制?，F(xiàn)有的具有翻轉(zhuǎn)芯片功能的芯片吸取裝置中，專利CN1613146A提供了一種轉(zhuǎn)塔 式多拾取頭翻轉(zhuǎn)裝置，該裝置效率高，但是結(jié)構(gòu)復雜，實現(xiàn)難度大，不適合應(yīng)用在一些小型 設(shè)備中；現(xiàn)有設(shè)備中也有部分具有翻轉(zhuǎn)芯片功能的芯片吸取裝置結(jié)構(gòu)簡單，僅由一旋轉(zhuǎn)電 機和一操作臂組成，操作臂在電機帶動下旋轉(zhuǎn)完成芯片翻轉(zhuǎn)，該方案在芯片吸取過程為剛 性接觸或者不接觸，容易損壞芯片或者吸取不到芯片。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種具有翻轉(zhuǎn)芯片功能的芯片吸取裝置，實現(xiàn)對超薄 芯片的無損吸取和翻轉(zhuǎn)。一種具有翻轉(zhuǎn)芯片功能的芯片吸取裝置，包括Z向高度調(diào)節(jié)與支撐機構(gòu)、翻轉(zhuǎn)驅(qū) 動機構(gòu)、芯片吸取機構(gòu)，Z向高度調(diào)節(jié)與支撐機構(gòu)為整個裝置的基座，并用于將芯片吸取機 構(gòu)移動到適宜高度，翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動芯片吸取機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述芯片吸取機構(gòu) 包括直線導向運動部件36和設(shè)在其底端的芯片吸取元件37，所述直線導向運動部件36包 括直線運動部件安裝座361、直線導向軸363、直線軸承364、彈簧365、空心轉(zhuǎn)接件366和氣 管連接件367，直線運動部件安裝座361固定連接翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，直線運動部件安裝座361 內(nèi)嵌有直線軸承364和彈簧365，直線導向軸363從上往下穿過直線軸承364和彈簧365連 接空心轉(zhuǎn)接件366的一端，空心轉(zhuǎn)接件366的另一端連接芯片吸取元件37，空心轉(zhuǎn)接件366 的側(cè)壁連接氣管連接件367，空心轉(zhuǎn)接件366和芯片吸取元件37間的通孔構(gòu)成真空通道，并 與氣管連接件367相連通。所述翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)包括伺服電機21、減速器22、傳感器23、傳感器觸發(fā)板31和旋轉(zhuǎn)臂32 ；伺服電機21輸出軸內(nèi)嵌于減速器22內(nèi)，減速器22的輸出軸上套有旋轉(zhuǎn)臂32，傳感 器觸發(fā)板31套在旋轉(zhuǎn)臂32的外圓表面，傳感器觸發(fā)板31的外圓周安放有位置傳感器23， 旋轉(zhuǎn)臂32連接所述直線運動部件安裝座361。所述Z向高度調(diào)節(jié)與支撐機構(gòu)包括安裝底板11、Z向調(diào)節(jié)平臺12、L型轉(zhuǎn)接板13， Z向調(diào)節(jié)平臺12 —側(cè)面固定在安裝底板11上，另外一側(cè)面與L型轉(zhuǎn)接板13固連，L型轉(zhuǎn)接 板13連接所述翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)。本實用新型的技術(shù)效果體現(xiàn)在具有翻轉(zhuǎn)芯片功能的芯片吸取裝置中，芯片吸取 元件初始處于圖1所示位置，其在翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的作用下逆時針旋轉(zhuǎn)180°到達芯片吸取 位。隨后芯片在一芯片剝離裝置的作用下被頂起，而與芯片吸取元件接觸，由于彈簧的緩 沖作用，芯片吸取元件將芯片吸住后跟隨芯片上升一定的高度，再在翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的作用 下旋轉(zhuǎn)到達芯片供給位置。本實用新型一方面避免了非接觸式吸取的不可靠性，另一方面 也避免了剛性接觸式吸取時芯片因受力過大而損傷，實現(xiàn)了芯片的可靠與無損傷拾取和翻 轉(zhuǎn)。

圖1是本實用新型具有翻轉(zhuǎn)芯片功能的芯片吸取裝置較佳實施方式的立體組合 圖；圖2是本實用新型具有翻轉(zhuǎn)芯片功能的芯片吸取裝置較佳實施方式中Z向高度調(diào) 節(jié)與支撐機構(gòu)和翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的立體分解圖；圖3是本實用新型具有翻轉(zhuǎn)芯片功能的芯片吸取裝置較佳實施方式中芯片吸取 機構(gòu)的立體分解圖；圖4是圖3中直線導向運動部件在A-A方向的剖視圖。
具體實施方式
本實用新型主要包括Z向高度調(diào)節(jié)與支撐機構(gòu)、翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)和芯片吸取機構(gòu)。 圖ι為本實用新型的一種具體實施方式
的總體結(jié)構(gòu)示意圖，下面結(jié)合圖1 4對其進行詳 細介紹。如圖1、2所示，Z向高度調(diào)節(jié)與支撐機構(gòu)包括安裝底板11、Z向調(diào)節(jié)平臺12、L型 轉(zhuǎn)接板13，Z向調(diào)節(jié)平臺12 —側(cè)面固定在安裝底板11上，另外一側(cè)面與L型轉(zhuǎn)接板13固 連。L型轉(zhuǎn)接板13上安裝有限位擋塊14，限位擋塊14起機械保護的作用，防止電氣限位失 效而出現(xiàn)芯片吸取機構(gòu)過沖引起破壞。如圖2、3所示，翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)主要包括伺服電機21、減速器22、傳感器23、傳感器 觸發(fā)板31和旋轉(zhuǎn)臂32 ；伺服電機21輸出軸內(nèi)嵌于減速器22內(nèi)，減速器22的輸出軸上套 有旋轉(zhuǎn)臂32，傳感器觸發(fā)板31套在旋轉(zhuǎn)臂32的外圓表面，傳感器觸發(fā)板31的外周安放有 三個位置傳感器23。減速器22靠端部軸肩插入L型轉(zhuǎn)接板13的孔內(nèi)定位，并用螺栓連接。 減速器22的輸出軸有一鍵槽，其內(nèi)裝有一平鍵M，可將伺服電機21的旋轉(zhuǎn)運動可靠的傳 遞給旋轉(zhuǎn)臂32，在旋轉(zhuǎn)臂32圓柱形外表面上圓周均布了三個螺紋孔，擰入緊定螺釘后可防 止減速器22與旋轉(zhuǎn)臂32出現(xiàn)軸向竄動。傳感器23 (—個零位傳感器，兩個極限位傳感器) 非均勻地分布在L型轉(zhuǎn)接板13上，且沿傳感器觸發(fā)板31的外圓周環(huán)狀分布。[0017]如圖3、4所示，芯片吸取機構(gòu)主要包括傳限位機構(gòu)33、直線軸連接件34、直線導 向運動部件36以及芯片吸取元件37等。限位機構(gòu)33主要包括軸承安裝軸331、限位軸承 332、軸用彈性擋圈333。軸承安裝軸331裝入旋轉(zhuǎn)臂32的孔內(nèi)后，用緊定螺釘固定，然后 在該軸上裝入限位軸承332和卡環(huán)333。直線軸連接件34有一內(nèi)孔，在其內(nèi)裝有直線導向 軸363。直線導向運動部件36通過直線運動部件安裝座361背面的四個螺紋孔固定在旋轉(zhuǎn) 臂32上。直線運動部件安裝座361的頂面安裝有固定蓋板35，防止灰塵等進入直線運動部 件。直線導向軸363在吸取芯片時將會產(chǎn)生小距離的升降運動，與其相連的直線軸連接件 34的兩側(cè)面始終分別跟兩滾動限位軸承332的圓柱面相切，限制直線導向軸363轉(zhuǎn)動而引 起芯片角度的變化，保證芯片供給的一致性。芯片吸取元件37裝入空心轉(zhuǎn)接件366的階梯 孔內(nèi)后用緊定螺釘擰緊。如圖3、4所示，直線導向運動部件36主要包括直線運動部件安裝座361、直線導 向軸363、直線軸承364、彈簧365、空心轉(zhuǎn)接件366、氣管連接件367。直線運動部件安裝座 361的中心為階梯形的導向軸孔，階梯拐點以上部分為直線軸承364安裝孔，用孔用彈性擋 圈362進行軸向定位；以下部分由彈簧365壓縮靠緊階梯孔下表面，空心轉(zhuǎn)接件366固定在 直線導向軸363的下端。氣管連接件367固定在空心轉(zhuǎn)接件366的側(cè)面。直線導向軸363 從上往下依次穿過直線軸承364和彈簧365連接空心轉(zhuǎn)接件366。空心轉(zhuǎn)接件366的另一 端連接芯片吸取元件37，空心轉(zhuǎn)接件366的側(cè)壁連接氣管連接件367，空心轉(zhuǎn)接件366和芯 片吸取元件37內(nèi)的通孔構(gòu)成真空通道，并與氣管連接件367相連通。在具有翻轉(zhuǎn)芯片功能的芯片吸取裝置工作之前，需要保證該裝置的合理安裝，其 中關(guān)鍵的一點就是芯片吸取元件吸嘴表面與wafer盤或者膠粘帶上芯片的間距。這由Z向 高度調(diào)節(jié)機構(gòu)的功能來實現(xiàn)。通過調(diào)節(jié)Z向調(diào)節(jié)平臺12的微調(diào)螺母，可以改變具有翻轉(zhuǎn)芯 片功能的芯片吸取裝置和安裝底板11在Z向上的相對位置，從而調(diào)節(jié)芯片吸取元件吸嘴表 面與wafer盤或者膠粘帶上芯片的間距，間距符合要求后鎖死微調(diào)平臺緊定螺釘即可。在實際工作時，芯片吸取元件初始處于芯片供給位置，其在翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的作用 下逆時針旋轉(zhuǎn)180°到達芯片吸取位。隨后芯片在芯片剝離裝置的作用下被頂起，而與芯 片吸取元件接觸，由于彈簧的緩沖作用，芯片吸取元件將芯片吸住后跟隨芯片上升一定的 高度，再在翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的作用下旋轉(zhuǎn)到達芯片供給位置，完成一個工位的循環(huán)。本實用新 型中芯片元件在吸取芯片跟隨芯片的上升一方面避免了非接觸式吸取的不可靠性，另一方 面也避免了剛性接觸式吸取芯片因受力過大而損傷，實現(xiàn)了芯片的可靠與無損傷拾取和翻 轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求1.一種具有翻轉(zhuǎn)芯片功能的芯片吸取裝置，包括Z向高度調(diào)節(jié)與支撐機構(gòu)、翻轉(zhuǎn)驅(qū)動 機構(gòu)和芯片吸取機構(gòu)，Z向高度調(diào)節(jié)與支撐機構(gòu)為整個裝置的基座，并用于將芯片吸取機 構(gòu)移動到適宜高度，翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動芯片吸取機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述芯片吸取機構(gòu) 包括直線導向運動部件(36)和設(shè)在其底端的芯片吸取元件(37)，所述直線導向運動部件 (36)包括直線運動部件安裝座(361)、直線導向軸(363)、直線軸承(364)、彈簧(365)、空心 轉(zhuǎn)接件(366)和氣管連接件(367)，直線運動部件安裝座(361)固定連接翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，直 線運動部件安裝座(361)內(nèi)嵌有直線軸承(364)和彈簧(365)，直線導向軸(363)從上往下 依次穿過直線軸承(364 )和彈簧(365 )連接空心轉(zhuǎn)接件(366 )的一端，空心轉(zhuǎn)接件(366 )的 另一端連接芯片吸取元件(37)，空心轉(zhuǎn)接件(366)的側(cè)壁連接氣管連接件(367)，空心轉(zhuǎn)接 件(366)和芯片吸取元件(37)間的通孔構(gòu)成真空通道，并與氣管連接件(367)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有翻轉(zhuǎn)芯片功能的芯片吸取裝置，其特征在于，所述翻轉(zhuǎn) 驅(qū)動機構(gòu)包括伺服電機(21)、減速器(22)、傳感器(23)、傳感器觸發(fā)板(31)和旋轉(zhuǎn)臂(32); 伺服電機(21)輸出軸內(nèi)嵌于減速器(22)內(nèi)，減速器(22)的輸出軸上套有旋轉(zhuǎn)臂(32)，傳感 器觸發(fā)板(31)套在旋轉(zhuǎn)臂(32)的外圓表面，傳感器觸發(fā)板(31)的外圓周安放有位置傳感 器(23 )，旋轉(zhuǎn)臂(32 )連接所述直線運動部件安裝座(361)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有翻轉(zhuǎn)芯片功能的芯片吸取裝置，其特征在于，所述Z向高 度調(diào)節(jié)與支撐機構(gòu)包括安裝底板(11)、Z向調(diào)節(jié)平臺(12)、L型轉(zhuǎn)接板(13)，Z向調(diào)節(jié)平臺 (12) —側(cè)面固定在安裝底板(11)上，另外一側(cè)面與L型轉(zhuǎn)接板(13)固連，L型轉(zhuǎn)接板(13) 連接所述翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)。
專利摘要本實用新型提供了一種具有翻轉(zhuǎn)芯片功能的芯片吸取裝置，包括Z向高度調(diào)節(jié)與支撐機構(gòu)、翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)、芯片吸取機構(gòu)，Z向高度調(diào)節(jié)與支撐機構(gòu)將芯片吸取機構(gòu)移動到適宜高度，翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動芯片吸取機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，芯片吸取機構(gòu)包括直線導向運動部件和芯片吸取元件，直線導向運動部件內(nèi)設(shè)有直線軸承和彈簧，直線導向軸從上往下穿過直線軸承和彈簧，其端部連接芯片吸取元件，由于彈簧的緩沖作用，芯片吸取元件將芯片吸住后跟隨芯片上升一定的高度，再在翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的作用下旋轉(zhuǎn)到達芯片供給位置。本實用新型一方面避免了非接觸式吸取的不可靠性，另一方面也避免了剛性接觸式吸取時芯片因受力過大而損傷，實現(xiàn)了芯片的可靠與無損傷吸取和翻轉(zhuǎn)。
文檔編號H01L21/68GK201887034SQ201020615439
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者付宇, 尹周平, 熊有倫, 王瑜輝, 蔡偉林 申請人:華中科技大學