[發(fā)明專利]一種適于頂針快速更換的芯片剝離裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410477815.9
• 申請(qǐng)日: 2014-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN104347457B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳建魁;尹周平;葉曉濱;吳沛然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L21/67
• 分類號(hào): H01L21/67
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心42201
• 代理人: 梁鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體芯片封裝設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種適于頂針快速更換的芯片剝離裝置。

背景技術(shù)

隨著電路集成技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)電子器件的封裝工藝提出了越來越高的要求。在電子封裝工藝中，芯片的剝離拾取過程是一個(gè)重要的工藝步驟，特別對(duì)于芯片從晶圓藍(lán)膜到拾取頭的首次轉(zhuǎn)移，是保證后續(xù)工藝過程正常進(jìn)行的關(guān)鍵保證。而為了順利實(shí)現(xiàn)芯片與晶圓藍(lán)膜的分離，在電子封裝工藝中不可避免地需要使用到芯片剝離裝置。

剝離裝置按芯片剝離時(shí)的作用方式分為頂起剝離式和真空剝離式，其中頂針頂起剝離是目前RFID封裝設(shè)備中采用較多的芯片剝離方式。然而，現(xiàn)有的各類剝離裝置在頂針長(zhǎng)期工作后易出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，導(dǎo)致頂針高度產(chǎn)生變化而致使芯片剝離不充分而不能被拾取，因而難以滿足降低更換率和快速更換等方面的實(shí)際需求。

例如，發(fā)明人早期提交的CN102074458A中公開了一種芯片剝離裝置，其中通過采用頂針夾持與運(yùn)動(dòng)部件以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件來實(shí)現(xiàn)整體升降和芯片剝離，然而進(jìn)一步的研究表明，上述機(jī)構(gòu)的控制精度和可靠性方面有待提高，特別是在更換頂針時(shí)手續(xù)繁瑣，需要擰開壓緊螺母，取下頂針外罩，松開頂針夾持件的鎖緊螺釘，取出頂針等多個(gè)步驟，而且難以精確控制頂針的頂起高度；此外，CN102074458A和CN203631491U中的頂針頂起方式都采用凸輪機(jī)構(gòu)，這種方式使得頂針的頂起動(dòng)作相對(duì)固定，在頂針輕微磨損頂起高度產(chǎn)生變化后即很難滿足要求；CN102074458A和CN103311159A在頂針頂起過程中，對(duì)頂針的頂起高度并無(wú)反饋過程，因而無(wú)法對(duì)頂針的頂起高度進(jìn)行準(zhǔn)確控制。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種適于頂針快速更換的芯片剝離裝置，其中通過對(duì)其關(guān)鍵組件如頂針頭、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z向升降機(jī)構(gòu)等部件的自身結(jié)構(gòu)及其相互設(shè)置方式進(jìn)行改進(jìn)，相應(yīng)能夠在短時(shí)間內(nèi)即完成對(duì)頂針的更換，并適于自主對(duì)頂針的頂起高度執(zhí)行準(zhǔn)確控制，同時(shí)具備結(jié)構(gòu)緊湊、便于操控、動(dòng)作精度高和可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種適于頂針快速更換的芯片剝離裝置，該裝置包括頂針頭機(jī)構(gòu)、頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z向升降機(jī)構(gòu)和二自由度位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征在于：

所述頂針頭機(jī)構(gòu)包括頂針罩、直線軸承、頂針夾持軸、頂針夾持座、頂針和彈性元件，其中直線軸承貫穿安裝在頂針罩中，并通過孔用擋圈執(zhí)行軸向固定；頂針夾持軸的內(nèi)部沿其軸向方向加工有臺(tái)階座，然后從上側(cè)整體套設(shè)在所述直線軸承的內(nèi)圈中，并可相對(duì)于該直線軸承作軸向移動(dòng)；頂針夾持座呈與頂針夾持軸相吻合的卡座結(jié)構(gòu)，其下端通過螺紋嚙合方式固定安裝于該頂針夾持軸，并同樣處于所述直線軸向的內(nèi)圈中；頂針沿著豎直方向固定安裝在頂針夾持座的上端，與頂針罩頂壁的氣孔相對(duì)準(zhǔn)；彈性元件則設(shè)置在頂針夾持座的上端面與頂針罩的頂壁之間，由此當(dāng)頂針頂起工作后給所述頂針夾持軸提供反彈力；此外，在頂針罩的側(cè)壁內(nèi)部開有與頂針罩內(nèi)腔相連通的氣道，并在下部的側(cè)壁表面上加工有環(huán)形槽；

所述頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝基板、音圈電機(jī)和光柵尺，其中音圈電機(jī)設(shè)置在安裝基板上，并在其輸出端橫向安裝有導(dǎo)向板；光柵尺貼裝在所述導(dǎo)向板的一側(cè)，并經(jīng)由光柵尺讀頭對(duì)導(dǎo)向板的移動(dòng)實(shí)時(shí)予以檢測(cè)；

所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)桿基座、傳動(dòng)基座、導(dǎo)桿、C型孔用擋圈和真空氣管接頭，其中導(dǎo)桿基座處于下部與所述導(dǎo)向板相聯(lián)接，并在導(dǎo)向板的驅(qū)動(dòng)下隨其一同移動(dòng)；傳動(dòng)基座處于上部配合安放在所述安裝基板上，它的內(nèi)部同樣用于容納安裝所述直線軸承；導(dǎo)桿的下端固定安裝于所述導(dǎo)桿基座，它的上端則可相對(duì)移動(dòng)地套設(shè)在所述直線軸承的內(nèi)圈中，并與所述頂針夾持軸發(fā)生接觸；C型孔用擋圈設(shè)置在傳動(dòng)基座的頂部用于與所述環(huán)形槽相配合，由此將整個(gè)頂針頭機(jī)構(gòu)可拆卸地安裝于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；真空氣管接頭設(shè)置在傳動(dòng)基座的頂部側(cè)面，并與所述頂針頭機(jī)構(gòu)的氣道相連通，由此對(duì)頂針罩頂壁的所述氣孔產(chǎn)生吸附作用；

所述Z向升降機(jī)構(gòu)整體安裝在所述二自由度位置調(diào)整機(jī)構(gòu)上，并在其驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)X向和Y向方向上的位置調(diào)整；該Z向升降機(jī)構(gòu)還通過連接塊與所述安裝基板相連，由此用于將頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及設(shè)置其上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和頂針頭機(jī)構(gòu)沿著豎直方向一同調(diào)整到工作位置，使頂針頭機(jī)構(gòu)靠近藍(lán)膜，為頂起芯片做好準(zhǔn)備。