一种芯片拾取与翻转装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种芯片拾取与翻转装置，包括支撑机构、翻转驱动机构和芯片吸取机构，芯片吸取机构包括直线导向运动部件和设在其底端的芯片吸取元件，直线导向运动部件内设有直线轴承和弹簧，直线导向轴从上往下依次穿过直线轴承和弹簧连接芯片吸取元件。由于直线导向轴和弹簧的缓冲作用，芯片吸取元件跟随芯片上升一定的高度并将芯片吸住，再在翻转驱动机构的作用下旋转到达芯片供给位置。本实用新型专利技术一方面避免了非接触式吸取的不可靠性，另一方面也避免了刚性接触式吸取芯片因受力过大而损伤，实现了芯片的可靠与无损伤吸取和翻转。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子封装的倒装芯片领域，具体涉及一种芯片拾取与翻转装置。
技术介绍
电子封装中，倒装芯片技术的应用正快速增长。随着网络、移动电话、计算机和数 码相机等电子产品的进一步发展，倒装芯片技术也不断创新，倒转芯片封装已用于从很少 引脚的射频识别(RFID)至超过2000个引脚的IC存贮器件等各种产品。倒转芯片技术的 主要优点是体积小，其不需要引线键合的周边空间；倒装芯片技术另一个优点是其较短的 信号通路具有更小的电气性能；此外倒转芯片技术的封装工序比引线键合也少很多。倒转 芯片的诸多优点使其得到了越来越广泛的应用，具有翻转芯片功能的芯片吸取装置作为倒 转芯片封装中不可或缺的重要部件也得到了广泛的关注和研究。 而另一方面，为了获得更轻、更小、更薄的电子产品，强烈要求半导体芯片的超薄 化，而通过研磨、磨削以及蚀刻半导体晶片的背面，可以使厚度薄至lOOym以下。但是，对 于厚度在100 ii m以下的芯片而言，芯片拾取的难度进一步加大了 。半导体芯片通常都是易 碎的，薄芯片更加容易破裂或者损伤，必须对其操作力进行严格控制。 现有的芯片拾取与翻转装置中，专利CN1613146A提供了一种转塔式多拾取头翻 转装置，该装置效率高，但是结构复杂，实现难度大，不适合应用在一些小型设备中；现有设 备中也有部分芯片拾取与翻转装置结构简单，仅由一旋转电机和一操作臂组成，操作臂在 电机带动下旋转完成芯片翻转，该方案在芯片吸取过程为刚性接触或者不接触，容易损坏 芯片或者吸取不到芯片。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种芯片拾取与翻转装置，实现对超薄芯片的无损吸取 和翻转。 —种芯片拾取与翻转装置，包括支撑机构、翻转驱动机构和芯片吸取机构，支撑机 构固定翻转驱动机构，翻转驱动机构驱动芯片吸取机构吸取并旋转芯片，其特征在于，所述 芯片吸取机构包括直线导向运动部件37和设在其底端的芯片吸取元件38 ;所述直线导向 运动部件37包括固定在翻转驱动机构上的直线运动部件安装座374，其内开有导向轴孔， 导向轴孔内安放有直线轴承373和弹簧375，直线导向轴371从上往下依次穿过直线轴承 373和弹簧375连接芯片吸取元件38 ;直线运动部件安装座374的侧臂靠近直线导向轴371 与芯片吸取元件38的相接处设有气管连接件378，直线导向轴371、芯片吸取元件38和气 管连接件378之间的空隙形成气体密封腔。 所述翻转驱动机构包括伺服电机211、同步带机构22、驱动轴234、传感器16、传感 器触发板31和旋转臂32 ;同步带机构22包括通过同步带223相接的主动轮221和从动轮 222，伺服电机211连接主动轮221，从动轮222连接驱动轴234的一端，驱动轴234的另一 端装有旋转臂32，传感器触发板31套在旋转臂32的外圆表面，传感器触发板31的外周安放有位置传感器。 所述翻转驱动机构还包括同步带张紧机构，同步带张紧机构包括调节螺栓244、调 节支座246和张紧轴247，调节支座246内开有螺纹孔，调节螺栓穿过螺纹孔施压于张紧轴 247上，张紧轴247端部接触所述同步带机构22的同步带223。 本技术的技术效果体现在芯片拾取与翻转装置中，芯片吸取元件初始位处 于芯片供给位置，等芯片吸取元件上的芯片被取走后，芯片吸取元件在翻转驱动机构的作 用下正向旋转180。到达芯片吸取位，此时芯片吸取元件与芯片保持非常小的间隙。而后芯 片在一顶针机构的作用下从wafer盘或者胶粘带上剥离，并上升一定的高度，此时该芯片 吸取元件便会与芯片接触，由于直线导向轴和弹性元件的缓冲作用，该芯片吸取元件跟随 芯片上升一定的高度并将芯片吸住而脱离wafer盘或者胶粘带。最后芯片吸取元件在翻转 驱动机构的作用下反向旋转180。到达芯片供给位置，完成一个工位的循环。芯片吸取元件 在吸取芯片跟随芯片的上升这一缓冲过程，一方面避免了非接触式吸取的不可靠性另一方 面也避免了刚性接触式吸取芯片因受力过大而损伤，实现了芯片的可靠与无损伤吸取和翻 转。附图说明图1是本技术芯片拾取与翻转装置较佳实施方式的立体组合图； 图2是本技术芯片拾取与翻转装置较佳实施方式中翻转驱动机构的立体分解图； 图3是图2中同步带张紧机构的立体分解图； 图4是本技术芯片拾取与翻转装置较佳实施方式中芯片吸取机构的立体分 解图； 图5是图4中直线导向运动部件在A-A方向的剖视图。具体实施方式本技术的芯片拾取与翻转装置主要包括一支撑机构、一翻转驱动机构和一芯 片吸取机构，图1为本技术的一种具体实施方式的总体结构示意图，下面结合图1 5 对其进行详细介绍。 如图1，2所示，支撑机构包括底板13、伺服电机安装板12、伺服电机安装板加强筋 板11、驱动轴轴承支承座14以及驱动轴前轴承安装板15。其中底板13为支撑部件的主要 零件也是整个芯片吸取与翻转装置的基础。伺服电机安装板12、驱动轴轴承支承座14(其 内已安装好轴承与轴承轴向定位元件)与驱动轴前轴承安装板15三者相互平行，都垂直安 装在底板13上，且驱动轴轴承支撑座14与驱动轴轴承安装板15两者的轴承安装孔同轴。 伺服电机安装板加强筋板11为一直角梯形形状，相当于直角梯形高和底边的那个面分别 用螺栓固定在底板13和伺服电机安装板12上。限位挡块17起机械保护的作用，防止电气 限位失效而出现芯片吸取头装置30过冲引起破坏。 如图2、图3及图4所示，翻转驱动机构20主要包括伺服电机211、同步带机构22、 驱动轴234、同步带张紧装置24、位置传感器16、传感器触发板31和旋转臂32。伺服电机 211的端部有一定位轴肩，该轴肩插入伺服电机安装板12的孔内，形成轴孔配合定位，并由四个螺栓将伺服电机211固定在伺服电机安装板12的背面。伺服电机211的输出轴有一 键槽，其内装有一平键212，用以将伺服电机211的旋转运动可靠的传递给同步带机构22的 主动轮221，伺服电机211与主动轮221之间除了键结构传递运动外，在主动轮221圆柱形 外表面上还圆周均匀分布了几个螺纹孔，在螺纹孔内拧入紧定螺钉可防止在伺服电机211 的输出轴出现轴向窜动，保证两者连接的可靠性和运动传递的精度。同步带机构22为一减 速机构，它一方面实现了减速器降低速度增加扭矩的作用，另一方面也改变了整个翻转运 动驱动装置20的布局，减短了在伺服电机211输出轴上加设减速器增加的长度而增加了与 输出轴线垂直方向的尺寸，使整体布局更协调更合理。同步带张紧机构24由调节螺栓244、 调节支座246、张紧轴247、滚动轴承242、调节环243、卡环241以及锁紧螺母245组成。张 紧轴247由驱动轴前轴承安装板15的U形槽进行导向可进行上下滑动，张紧轴247轴肩的 一侧依次安装了一只轴承242、调节环243、另一支轴承242和卡环241，这几个零件相互紧 靠，一端以轴肩进行轴向定位，另一端以卡环241进行轴向限位。调节支座246用螺栓固定 在驱动轴前轴承安装板15的顶面，调节螺栓244安装在调节支座246的螺纹孔中，并由锁 紧螺母245锁紧，同时防止调节螺栓244松动。同步带张紧机构24在工作时通过调节螺栓 244的升降改变张紧轴247与同步带223的距离来调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芯片拾取与翻转装置，包括支撑机构、翻转驱动机构和芯片吸取机构，支撑机构固定翻转驱动机构，翻转驱动机构驱动芯片吸取机构吸取并旋转芯片，其特征在于，所述芯片吸取机构包括直线导向运动部件（３７）和设在其底端的芯片吸取元件（３８）；所述直线导向运动部件（３７）包括固定在翻转驱动机构上的直线运动部件安装座（３７４），其内开有导向轴孔，导向轴孔内安放有直线轴承（３７３）和弹簧（３７５），直线导向轴（３７１）从上往下依次穿过直线轴承（３７３）和弹簧（３７５）连接芯片吸取元件（３８）；直线运动部件安装座（３７４）的侧壁靠近直线导向轴（３７１）与芯片吸取元件（３８）的相接处设有气管连接件（３７８），直线导向轴（３７１）、芯片吸取元件（３８）和气管连接件（３７８）之间的空隙形成气体密封腔。

【技术特征摘要】
一种芯片拾取与翻转装置，包括支撑机构、翻转驱动机构和芯片吸取机构，支撑机构固定翻转驱动机构，翻转驱动机构驱动芯片吸取机构吸取并旋转芯片，其特征在于，所述芯片吸取机构包括直线导向运动部件(37)和设在其底端的芯片吸取元件(38)；所述直线导向运动部件(37)包括固定在翻转驱动机构上的直线运动部件安装座(374)，其内开有导向轴孔，导向轴孔内安放有直线轴承(373)和弹簧(375)，直线导向轴(371)从上往下依次穿过直线轴承(373)和弹簧(375)连接芯片吸取元件(38)；直线运动部件安装座(374)的侧壁靠近直线导向轴(371)与芯片吸取元件(38)的相接处设有气管连接件(378)，直线导向轴(371)、芯片吸取元件(38)和气管连接件(378)之间的空隙形成气体密封腔。2. 根据权利要求1所述的芯片拾取与翻转装置，其特征在于，所述翻转驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹周平，蔡伟林，王瑜辉，熊有伦，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]