本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件封裝領(lǐng)域，特別涉及一種自動鍵合設(shè)備。

背景技術(shù)：

芯片鍵合是半導(dǎo)體器件封裝過程中的關(guān)鍵工藝步驟，芯片鍵合的過程就是將粘附在藍(lán)膜片上的經(jīng)過劃切的裸芯片進(jìn)行鍵合、塑封等一系列處理，以形成可用的半導(dǎo)體器件。用于將芯片鍵合到晶圓或基板上的鍵合裝置一般具有至少一個(gè)鍵合頭或拾取頭，每個(gè)鍵合頭被傳送到鍵合裝置的預(yù)定位置并抓取或鍵合芯片。

隨著半導(dǎo)體器件在現(xiàn)代社會的廣泛應(yīng)用，芯片鍵合設(shè)備必須高效、精準(zhǔn)、穩(wěn)定、可靠地完成芯片鍵合操作。為了提高芯片鍵合設(shè)備的效率和可靠性，鍵合設(shè)備的供應(yīng)商進(jìn)行了不斷的探索和嘗試。

其中一種方式是采用超聲波振動連結(jié)芯片安裝器，它將拾取頭和鍵合頭控制在一向前運(yùn)動極限位置和一向后運(yùn)動極限位置之間，拾取頭負(fù)責(zé)將芯片從藍(lán)膜片上移動到對準(zhǔn)臺上，鍵合頭負(fù)責(zé)將經(jīng)過對準(zhǔn)的芯片從對準(zhǔn)臺上移動到基片上。但是這種方式中，無論拾取頭還是鍵合頭都需要在兩個(gè)工位上往返一次才能完成一個(gè)芯片的拾取或鍵合，效率較低。

另外一種方式是采用雙路拾片翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，它包含兩個(gè)換位機(jī)構(gòu)，可以使4個(gè)拾取機(jī)構(gòu)分別在拾片位置和對準(zhǔn)位置以及對準(zhǔn)位置和鍵合位置之間往復(fù)運(yùn)動。還有一種工件鍵合系統(tǒng)，它包含一個(gè)工件傳輸裝置，可以連接工件提供裝置和工件處理裝置，并在傳輸?shù)倪^程中進(jìn)行各種預(yù)處理操作。這兩種設(shè)備具有較高的工作效率，但其工件傳輸裝置復(fù)雜，成本較高。

因此，如何提供一種工作效率高且成本低的自動鍵合設(shè)備，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個(gè)技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種自動鍵合設(shè)備，以解決現(xiàn)有的鍵合設(shè)備工作效率低、成本高的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種自動鍵合設(shè)備，包括：

一固定支架；

安裝于所述固定支架上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動所述固定支架繞豎向中心軸旋轉(zhuǎn)；

固定于所述固定支架上的3n個(gè)拾取機(jī)構(gòu)，所述3n個(gè)拾取機(jī)構(gòu)以所述豎向中心軸為中心點(diǎn)對稱分布于固定支架的底面上；以及

n個(gè)拾取工位、n個(gè)對準(zhǔn)工位和n個(gè)鍵合工位，所述n個(gè)拾取工位、n個(gè)對準(zhǔn)工位和n個(gè)鍵合工位按順序依次對應(yīng)排列于所述3n個(gè)拾取機(jī)構(gòu)的下方，其中，n為正整數(shù)。

較佳地，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)每次帶動所述固定支架旋轉(zhuǎn)的角度為360°/3n。

較佳地，每個(gè)所述拾取機(jī)構(gòu)分別包括垂向電機(jī)、導(dǎo)軌以及拾取頭，所述導(dǎo)軌沿豎向固定于所述固定支架上，所述垂向電機(jī)安裝于所述導(dǎo)軌上，所述拾取頭固定于所述垂向電機(jī)上，所述垂向電機(jī)能夠帶動所述拾取頭沿所述導(dǎo)軌滑動。

較佳地，每個(gè)所述拾取機(jī)構(gòu)還包括一翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述垂向電機(jī)和拾取頭之間，帶動所述拾取頭翻轉(zhuǎn)。

較佳地，所述拾取工位包括用于承載藍(lán)膜片的拾取工件臺，和用于限定所述藍(lán)膜片在所述拾取工件臺上的位置的拾取夾持機(jī)構(gòu)。

較佳地，所述拾取工件臺與所述藍(lán)膜片之間還設(shè)有頂針。

較佳地，所述對準(zhǔn)工位包括用于承載芯片并丟棄缺陷芯片的對準(zhǔn)承片臺，和用于缺陷檢測和對準(zhǔn)的成像機(jī)構(gòu)。

較佳地，所述鍵合工位包括用于承載待鍵合晶圓或基板的鍵合工件臺，和用于限定所述待鍵合晶圓或基板在所述鍵合工件臺上的位置的鍵合夾持機(jī)構(gòu)。

較佳地，所述鍵合夾持機(jī)構(gòu)根據(jù)所述成像機(jī)構(gòu)測得的位置偏差調(diào)整所述待鍵合晶圓或基板在所述鍵合工件臺上的位置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的自動鍵合設(shè)備，通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動多個(gè)拾取機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)，在同一時(shí)間內(nèi)，分別對應(yīng)不同的工位以實(shí)現(xiàn)拾取芯片、對準(zhǔn)和鍵合工序，旋轉(zhuǎn)后同時(shí)進(jìn)入下一工位進(jìn)行下一操作，從而大大提高了生產(chǎn)效率，且本 發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低、可靠性高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的自動鍵合設(shè)備的主視圖；

圖2為本發(fā)明一具體實(shí)施方式中3個(gè)拾取機(jī)構(gòu)在固定支架的分布示意圖；

圖3為本發(fā)明一具體實(shí)施方式中旋轉(zhuǎn)電機(jī)與固定支架的安裝示意圖；

圖4為本發(fā)明一具體實(shí)施方式中3個(gè)拾取機(jī)構(gòu)的工作流程示意圖。

圖中：10-固定支架；20-旋轉(zhuǎn)電機(jī)；

30a-第一拾取機(jī)構(gòu)、31a-第一垂向電機(jī)、32a-第一導(dǎo)軌、33a-第一拾取頭、34a-第一翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；30b-第二拾取機(jī)構(gòu)、31b-第二垂向電機(jī)、32b-第二導(dǎo)軌、33b-第二拾取頭、34b-第二翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；30c-第三拾取機(jī)構(gòu)、31c-第三垂向電機(jī)、32c-第三導(dǎo)軌、33c-第三拾取頭、34c-第三翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；40-拾取工位、41-藍(lán)膜片、42-拾取工件臺、43-拾取夾持機(jī)構(gòu)、44-頂針；

50-對準(zhǔn)工位、51-對準(zhǔn)承片臺、52-成像機(jī)構(gòu)；

60-鍵合工位、61-待鍵合晶圓或基板、62-鍵合工件臺、63-鍵合夾持機(jī)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。需說明的是，本發(fā)明附圖均采用簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

本發(fā)明提供的自動鍵合設(shè)備，如圖1至圖3所示，包括：

一固定支架10；

安裝于所述固定支架10上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)20，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)20驅(qū)動所述固定支架10繞豎向中心軸旋轉(zhuǎn)；

固定于所述固定支架10上的3n個(gè)拾取機(jī)構(gòu)，所述3n個(gè)拾取機(jī)構(gòu)以所述豎向中心軸為中心點(diǎn)對稱分布于固定支架10的底面上；以及

n個(gè)拾取工位40、n個(gè)對準(zhǔn)工位50和n個(gè)鍵合工位60，所述n個(gè)拾取工位 40、n個(gè)對準(zhǔn)工位50和n個(gè)鍵合工位60按順序依次對應(yīng)排列于所述3n個(gè)拾取機(jī)構(gòu)的下方，其中，n為正整數(shù)。

換句話說，所述固定支架10上固定3n個(gè)形狀結(jié)構(gòu)完全相同的拾取機(jī)構(gòu)，而與每個(gè)拾取機(jī)構(gòu)對應(yīng)的下方分別依次設(shè)有拾取工位40、對準(zhǔn)工位50和鍵合工位60，具體地，本實(shí)施例中n＝1，即拾取機(jī)構(gòu)的數(shù)量為3個(gè)，拾取工位40、對準(zhǔn)工位50和鍵合工位60均為1個(gè)，請重點(diǎn)參考圖2和圖4，3個(gè)拾取機(jī)構(gòu)的工作流程為：初始狀態(tài)時(shí)，第一拾取機(jī)構(gòu)30a對應(yīng)拾取工位40，第二拾取機(jī)構(gòu)30b對應(yīng)對準(zhǔn)工位50，第三拾取機(jī)構(gòu)30c對應(yīng)鍵合工位60，第一拾取機(jī)構(gòu)30a在拾取工位40實(shí)現(xiàn)第一個(gè)芯片的拾取；完成后，旋轉(zhuǎn)電機(jī)20帶動所述固定支架10旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，第一拾取機(jī)構(gòu)30a對應(yīng)對準(zhǔn)工位50，第二拾取機(jī)構(gòu)30b對應(yīng)鍵合工位60，第三拾取機(jī)構(gòu)30c對應(yīng)拾取工位40，第一拾取機(jī)構(gòu)30a在對準(zhǔn)工位50實(shí)現(xiàn)第一個(gè)芯片的對準(zhǔn)，第三拾取機(jī)構(gòu)30c在拾取工位40實(shí)現(xiàn)第二個(gè)芯片的拾?。煌瓿珊?，旋轉(zhuǎn)電機(jī)20帶動所述固定支架10旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，第一拾取機(jī)構(gòu)30a對應(yīng)鍵合工位60，第二拾取機(jī)構(gòu)30b對應(yīng)拾取工位40，第三拾取機(jī)構(gòu)30c對應(yīng)對準(zhǔn)工位50，第一拾取機(jī)構(gòu)30a在鍵合工位60實(shí)現(xiàn)第一個(gè)芯片的鍵合，第二拾取機(jī)構(gòu)30b在拾取工位40實(shí)現(xiàn)第三個(gè)芯片的拾取，第三拾取機(jī)構(gòu)30c在對準(zhǔn)工位50實(shí)現(xiàn)第二個(gè)芯片的對準(zhǔn)，以此類推，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機(jī)20每次旋轉(zhuǎn)可完成至少3個(gè)芯片的不同步驟，從而大大的提高了生產(chǎn)效率，且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低、可靠性高。

較佳地，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)20每次帶動所述固定支架10旋轉(zhuǎn)的角度為360°/3n，同樣的，本實(shí)施例中，n＝1，即每次旋轉(zhuǎn)的角度為120°，當(dāng)然，固定支架10的旋轉(zhuǎn)方向與拾取工位40、對準(zhǔn)工位50和鍵合工位60的排列方向一致，即拾取工位40、對準(zhǔn)工位50和鍵合工位60按照順時(shí)針順序排列時(shí)，固定支架10順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；拾取工位40、對準(zhǔn)工位50和鍵合工位60按照逆時(shí)針順序排列時(shí)，固定支架10逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

較佳地，每個(gè)所述拾取機(jī)構(gòu)分別包括垂向電機(jī)、導(dǎo)軌以及拾取頭，所述導(dǎo)軌沿豎向固定于所述固定支架10上，所述垂向電機(jī)安裝于所述導(dǎo)軌上，所述拾取頭固定于所述垂向電機(jī)上，所述垂向電機(jī)能夠帶動所述拾取頭沿所述導(dǎo)軌滑動；較佳地，所述拾取工位40包括用于承載藍(lán)膜片41的拾取工件臺42，和用于限定所述藍(lán)膜片41在所述拾取工件臺42上的位置的拾取夾持機(jī)構(gòu)43。請重點(diǎn)參考圖 1，此處將以第一拾取機(jī)構(gòu)30a位于拾取工位40的情況，說明拾取機(jī)構(gòu)在拾取工位40時(shí)的工作過程：第一垂向電機(jī)31a啟動，沿第一導(dǎo)軌32a向下運(yùn)動，由第一拾取頭33a拾起藍(lán)膜片41上的芯片，較佳地，第一拾取機(jī)構(gòu)30a中還包括第一翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，設(shè)置于所述第一垂向電機(jī)31a和第一拾取頭33a之間，在必要時(shí)可帶動所述第一拾取頭33a翻轉(zhuǎn)，拾取完成后第一垂向電機(jī)31a回位。

較佳地，請繼續(xù)參考圖1，所述拾取工件臺42與所述藍(lán)膜片41之間還設(shè)有頂針44，利用所述頂針44將藍(lán)膜片41上的芯片頂起，便于第一拾取頭33a的拾取。

較佳地，請繼續(xù)參考圖1，所述對準(zhǔn)工位50包括用于承載芯片并丟棄缺陷芯片的對準(zhǔn)承片臺51，和用于缺陷檢測和對準(zhǔn)的成像機(jī)構(gòu)52。此處將以第二拾取機(jī)構(gòu)30b位于對準(zhǔn)工位50的情況，說明拾取機(jī)構(gòu)在對準(zhǔn)工位50時(shí)的工作過程：第二垂向電機(jī)31b啟動，沿第二導(dǎo)軌32b向下運(yùn)動，將第二拾取頭33b上的芯片放置到對準(zhǔn)承片臺51上，所述成像機(jī)構(gòu)52對該芯片進(jìn)行缺陷檢測和位置測量，檢測完成后第二垂向電機(jī)31b回位。

較佳地，請繼續(xù)參考圖1，所述鍵合工位60包括用于承載待鍵合晶圓或基板61的鍵合工件臺62，和用于限定所述待鍵合晶圓或基板61在所述鍵合工件臺62上的位置的鍵合夾持機(jī)構(gòu)63。此處將以第三拾取機(jī)構(gòu)30c位于鍵合工位60的情況，說明拾取機(jī)構(gòu)在鍵合工位60時(shí)的工作過程：第三垂向電機(jī)31c啟動，沿第三導(dǎo)軌32c向下運(yùn)動，將第三拾取頭33c上的芯片鍵合到待鍵合晶圓或基板61上，鍵合完成后第三垂向電機(jī)31c回位。

較佳地，所述鍵合夾持機(jī)構(gòu)63根據(jù)所述成像機(jī)構(gòu)52測得的位置偏差調(diào)整所述待鍵合晶圓或基板61在所述鍵合工件臺62上的位置，確保芯片能夠鍵合到待鍵合晶圓或基板61的準(zhǔn)確位置上。

這樣，經(jīng)過三次旋轉(zhuǎn)，同一個(gè)芯片可以實(shí)現(xiàn)從藍(lán)膜片41上將芯片拾起，帶到對準(zhǔn)工位檢查該芯片是否存在缺陷，以及獲得該芯片的準(zhǔn)確位置，然后將沒有缺陷的芯片放置到待鍵合晶圓或基板61上，從而大大減少了芯片安裝器在三個(gè)工位之間的往返動作，實(shí)現(xiàn)了提高設(shè)備的工作效率，及降低成本的目的。

綜上所述，本發(fā)明提供的自動鍵合設(shè)備，包括一固定支架10；安裝于所述固定支架10上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)20，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)20驅(qū)動所述固定支架10繞豎向中心 軸旋轉(zhuǎn)；固定于所述固定支架10上的3n個(gè)拾取機(jī)構(gòu)，所述3n個(gè)拾取機(jī)構(gòu)以所述豎向中心軸為中心點(diǎn)對稱分布于固定支架10的底面上；以及n個(gè)拾取工位40、n個(gè)對準(zhǔn)工位50和n個(gè)鍵合工位60，所述n個(gè)拾取工位40、n個(gè)對準(zhǔn)工位50和n個(gè)鍵合工位60按順序依次對應(yīng)排列于所述3n個(gè)拾取機(jī)構(gòu)的下方，其中，n為正整數(shù)。本發(fā)明通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)20帶動多個(gè)拾取機(jī)構(gòu)繞豎向中心軸旋轉(zhuǎn)，在同一時(shí)間內(nèi)，不同的工位分別實(shí)現(xiàn)拾取芯片、對準(zhǔn)和鍵合工序，從而大大提高了生產(chǎn)效率，且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低、可靠性高。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。