一種適于頂針快速更換的芯片剝離裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種適于頂針快速更換的芯片剝離裝置，包括頂針頭機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、頂起驅(qū)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)，其中頂針頭機(jī)構(gòu)配合安裝在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，并可實(shí)現(xiàn)頂針的快速更換；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，用于傳遞頂針頂起驅(qū)動(dòng)力同時(shí)實(shí)現(xiàn)頂針罩內(nèi)腔的真空度；頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在Z向升降機(jī)構(gòu)上，用于提供頂針頂起剝離芯片的驅(qū)動(dòng)力，并對(duì)頂針的頂起高度進(jìn)行反饋控制；Z向升降機(jī)構(gòu)則安裝在二自由度位置調(diào)整機(jī)構(gòu)上并由其執(zhí)行X、Y向的位置調(diào)整之后，再將安裝于自身其他組件一同調(diào)整上升到工作位置。通過(guò)本實(shí)用新型，可通過(guò)頂針頭機(jī)構(gòu)的插拔實(shí)現(xiàn)頂針的快捷更換，同時(shí)便于對(duì)頂針的頂起高度進(jìn)行自主精確控制。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種適于頂針快速更換的芯片剝離裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于半導(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)】
[0002]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(lái)越高的要求。在電子封裝工藝中，芯片的剝離拾取過(guò)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(guò)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。
[0003]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即10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(lèi)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。
[0004]例如，實(shí)用新型人早期提交的⑶102074458八中公開(kāi)了一種芯片剝離裝置，其中通過(guò)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(lái)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(kāi)壓緊螺母，取下頂針外罩，松開(kāi)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:^^,(^1020744584^⑶203631491 口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:(^102074458八和⑶103311159八在頂針頂起過(guò)程中，對(duì)頂針的頂起高度并無(wú)反饋過(guò)程，因而無(wú)法對(duì)頂針的頂起高度進(jìn)行準(zhǔn)確控制。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種適于頂針快速更換的芯片剝離裝置，其中通過(guò)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2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)作精度聞和可罪性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型，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)、2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:
[0007]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，頂針夾持軸從上側(cè)整體套設(shè)在該直線軸承的內(nèi)圈中可相對(duì)于其作軸向移動(dòng)，并且該頂針夾持軸的內(nèi)部沿其軸向方向加工有臺(tái)階座；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(kāi)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；
[0008]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)；
[0009]所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)桿基座、傳動(dòng)基座、導(dǎo)桿、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 ? 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；
[0010]所述2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V向方向上的位置調(diào)整；該2向升降機(jī)構(gòu)還通過(guò)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。
[0011]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述2向升降機(jī)構(gòu)包括支撐架、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、升降軸和絲桿螺母，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)橫向安裝在支撐架外部，并在其輸出軸上設(shè)置有電機(jī)錐齒輪；升降軸沿著豎直方向設(shè)置在支撐架的內(nèi)部，它的下端安裝有與所述電機(jī)錐齒輪相嚙合的升降軸錐齒輪，由此將驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成升降軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；此外，升降軸的上端與所述絲桿螺母相配合聯(lián)接，由此將升降軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成絲桿螺母的上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)與該絲桿螺母相連的所述連接塊一同沿著豎直方向來(lái)回移動(dòng)。
[0012]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述頂針夾持座在倒置后同樣呈與所述頂針夾持軸相吻合的卡座結(jié)構(gòu)，由此通過(guò)調(diào)節(jié)頂針在該頂針夾持座上的伸出長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)頂針更換前后的高度一致性。
[0013]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述頂針夾持軸的底部呈弧面，并與所述導(dǎo)桿頂部之間為圓弧面點(diǎn)接觸。
[0014]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述導(dǎo)桿與傳動(dòng)基座之間設(shè)置有第一密封圈，并在傳動(dòng)基座頂部位于所述真空氣管接頭的上下兩側(cè)設(shè)置有第二密封圈，由此確保對(duì)頂針罩頂部氣孔的吸附作用。
[0015]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述傳動(dòng)基座的頂部加工有螺紋孔，并在與該螺紋孔同一水平高度的內(nèi)側(cè)開(kāi)有孔用擋圈槽，然后在該孔用擋圈槽兩側(cè)各自設(shè)置環(huán)形的矩形截面密封槽。
[0016]總體而言，通過(guò)本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具備以下的技術(shù)特征:
[0017]1、通過(guò)對(duì)頂針頭機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)這些關(guān)鍵元件的構(gòu)造及其設(shè)置方式進(jìn)行改進(jìn)，能夠沿著直線軸承將驅(qū)動(dòng)力精準(zhǔn)予以傳遞以將頂針頂起至所需位置，同時(shí)借助于彈性元件的反彈力實(shí)現(xiàn)頂針夾持軸與導(dǎo)桿的可靠接觸；
[0018]2、通過(guò)頂針罩的環(huán)形槽與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的型孔用擋圈之間的配合安裝，便于執(zhí)行頂針頭結(jié)構(gòu)的快速更換，顯著改善操作效率；此外，通過(guò)對(duì)頂針夾持座與頂針夾持軸之間的結(jié)構(gòu)配合設(shè)計(jì)，在更換過(guò)程中還適于自主對(duì)頂針的頂起高度執(zhí)行準(zhǔn)確控制；
[0019]3、由于頂針頭機(jī)構(gòu)可通過(guò)頂針罩的氣道以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的真空氣管結(jié)構(gòu)、第一密封元件和第二密封元件等共同構(gòu)成密封空間，氣流能夠在該相對(duì)較小的密封空間內(nèi)快速對(duì)頂針罩頂部的氣孔產(chǎn)生吸附作用，由此在短時(shí)間內(nèi)即可建立真空，提高芯片剝離的操控性；
[0020]4、通過(guò)在頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上增加光柵尺和光柵尺讀數(shù)頭并對(duì)其設(shè)置方式進(jìn)行改進(jìn)，能夠?yàn)橐羧﹄姍C(jī)實(shí)時(shí)提供位置反饋控制，由此進(jìn)一步提高控制精度；此外，通過(guò)采用錐齒輪傳動(dòng)和絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)的方式來(lái)設(shè)計(jì)2向升降機(jī)構(gòu)，能夠在較小的安裝空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)頂針頭的2向移動(dòng)，同時(shí)具備動(dòng)作精度高、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是按照本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例所構(gòu)建的芯片剝離裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是圖1中所示頂針頭機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0023]圖3是用于顯示圖2中所示頂針頭機(jī)構(gòu)用于調(diào)整頂針高度時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4是圖1中所示傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5是圖1中所示頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)拆去安裝蓋板后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6是圖1中所示2向升降結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖7是圖1中所示2向升降結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分解示意圖；
[0028]在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來(lái)表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中:
[0029]1-頂針頭機(jī)構(gòu)2-傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3-頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4-2向升降機(jī)構(gòu)5-二自由度位置調(diào)整機(jī)構(gòu)10-頂針11-彈性元件12-頂針夾持座13-直線軸承14-頂針夾持軸15-頂針罩16-環(huán)形槽17-孔用擋圈18-氣道19-氣孔20-導(dǎo)桿基座21-導(dǎo)桿22-傳動(dòng)基座23-第一密封圈24-真空氣管接頭25-第二密封圈264型孔用擋圈30-音圈電機(jī)31-導(dǎo)向板32-傳感器擋片33-極限位傳感器34-光柵尺讀頭35-光柵尺讀頭安裝基座36-光柵尺37-導(dǎo)軌擋塊38-安裝基板39-安裝蓋板40-電機(jī)41-升降機(jī)構(gòu)支撐架42-軸承43-升降軸44-絲桿螺母45-連接塊46-軸承外圈擋塊47-升降軸錐齒輪48-電機(jī)錐齒輪49-滑塊導(dǎo)軌

【具體實(shí)施方式】
[0030]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0031]圖1是按照本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例所構(gòu)建的芯片剝離裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1中所示，該芯片剝離裝置主要包括頂針頭機(jī)構(gòu)1、頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2、2向升降機(jī)構(gòu)4和二自由度位置調(diào)整機(jī)構(gòu)5等組件，其中頂針頭機(jī)構(gòu)1配合安裝在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2上，作為頂針更換的基本單元來(lái)實(shí)現(xiàn)頂針的快速更換功能；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2安裝在頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3上，用于傳遞頂針頂起驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)與頂針頭結(jié)構(gòu)1相配合實(shí)現(xiàn)頂針罩內(nèi)腔的真空度；頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3整體安裝在2向升降機(jī)構(gòu)4上，基本功能在于為頂針提供頂起剝離芯片的驅(qū)動(dòng)力，并對(duì)頂針的頂起高度執(zhí)行反饋控制；2向升降機(jī)構(gòu)4則安裝在二自由度位置調(diào)整機(jī)構(gòu)5上并由其執(zhí)行X、I向的位置調(diào)整之后，再將安裝于自身的頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其他組件一同調(diào)整上升到工作位置，使頂針頭機(jī)構(gòu)靠近藍(lán)膜，為頂起芯片做好準(zhǔn)備。
[0032]下面將參照?qǐng)D2-圖7逐一具體說(shuō)明按照本實(shí)用新型的上述各個(gè)組件。
[0033]首先，參照?qǐng)D2，顯示了按照本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例所構(gòu)建的頂針頭機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)剖視狀態(tài)。如圖2中所示，該頂針頭機(jī)構(gòu)1包括頂針10、彈性元件11、頂針夾持座12、直線軸承13、頂針夾持軸14、頂針罩15、孔用擋圈17等元件，其中頂針罩15內(nèi)部呈中空的殼體結(jié)構(gòu)，并在它的側(cè)壁內(nèi)部開(kāi)有與其內(nèi)腔相連通的氣道18，并在下部的側(cè)壁表面上加工有環(huán)形槽16，該環(huán)形槽16能與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5中的型孔用擋圈26配合，由此方便頂針頭機(jī)構(gòu)1進(jìn)行插拔，實(shí)現(xiàn)頂針10的快速更換。在頂針罩15中，貫穿安裝有直線軸承13，并通過(guò)孔用擋圈17對(duì)其執(zhí)行軸向固定；頂針夾持軸14從上側(cè)整體套設(shè)到該直線軸承13的內(nèi)圈中，并可相對(duì)于直線軸承13作軸向移動(dòng)，此外，該頂針夾持軸14的內(nèi)部沿其軸向方向加工有臺(tái)階座，用于卡合安裝頂針夾持座12 ；頂針夾持座12呈與頂針夾持軸14相吻合的卡座結(jié)構(gòu)，其下端通過(guò)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承13的內(nèi)圈中，以此方式，如圖3中示范性所示地，相應(yīng)可以采用頂針夾持座12倒置在頂針夾持軸14的方式，由此以簡(jiǎn)單易控的方式調(diào)節(jié)頂針10伸出高度，同時(shí)精確實(shí)現(xiàn)頂針10更換前后的高度一致性。頂針10譬如通過(guò)緊定螺釘沿著豎直方向固定安裝在頂針夾持座12的上端，并與頂針罩15頂壁的氣孔19相對(duì)準(zhǔn)；頂針夾持座12的上端面與頂針罩15的頂壁之間則設(shè)置有彈性元件11，由此當(dāng)頂針頂起工作后能夠給所述頂針夾持軸14提供反彈力，進(jìn)而保證頂針夾持軸14與后面提及的導(dǎo)桿21之間的可靠接觸。
[0034]參見(jiàn)圖4，顯示了按照本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)。如圖4中所示，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)桿基座20、導(dǎo)桿21、傳動(dòng)基座22、真空氣管接頭24以及0型孔用擋圈26等元件，其中導(dǎo)桿基座20處于下部與頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的導(dǎo)向板31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22處于上部譬如通過(guò)圓柱配合的方式安放安裝基板38上，它的內(nèi)部同樣用于容納安裝所述直線軸承13 ；導(dǎo)桿21的下端固定安裝于導(dǎo)桿基座20，它的上端則可同樣相對(duì)移動(dòng)地套設(shè)在直線軸承13的內(nèi)圈中，并與頂針夾持軸14發(fā)生接觸；0型孔用擋圈26設(shè)置在傳動(dòng)基座22的頂部用于與所述環(huán)形槽16相配合，由此將整個(gè)頂針頭機(jī)構(gòu)1可拆卸地安裝于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2 ；真空氣管接頭24設(shè)置在傳動(dòng)基座22的頂部側(cè)面，并與頂針頭機(jī)構(gòu)1的氣道18相連通，由此對(duì)頂針罩15頂壁的氣孔19產(chǎn)生吸附作用。此外，還可以在導(dǎo)桿21和傳動(dòng)基座22中間設(shè)置第一密封圈23，并在傳動(dòng)基座22頂部位于真空氣管接頭24的上下兩側(cè)設(shè)置第二密封圈25，這樣頂針頭機(jī)構(gòu)1中的氣道18、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2的真空氣管接頭24、兩側(cè)的第二密封圈25以及導(dǎo)桿處的第一密封圈23等能夠共同形成密封空間，氣流通過(guò)真空氣管接頭24和氣道18快速對(duì)頂針罩15頂部的氣孔19產(chǎn)生吸附作用，并且建立真空時(shí)間短。
[0035]參見(jiàn)圖5，顯示了按照本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)拆去安裝蓋板后的主體結(jié)構(gòu)。如圖5中具體所示地，該頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括安裝基板38、音圈電機(jī)30和光柵尺36等，其中音圈電機(jī)30設(shè)置在安裝基板38上，并在其輸出端橫向安裝有導(dǎo)向板31 ；光柵尺36貼裝在該導(dǎo)向板31的一側(cè)，并經(jīng)由光柵尺讀頭34對(duì)導(dǎo)向板的移動(dòng)實(shí)時(shí)予以檢測(cè)，相應(yīng)能夠執(zhí)行對(duì)音圈電機(jī)的驅(qū)動(dòng)反饋及控制。更具體地，該頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還可以包括傳感器擋片32、極限位傳感器33、光柵尺讀頭安裝基座35、導(dǎo)軌擋塊37和安裝蓋板39等元件，例如在安裝基板38內(nèi)壁安裝有滑塊導(dǎo)軌49，導(dǎo)軌擋塊37各自安裝在兩側(cè)導(dǎo)軌下方防止滑塊下落；一對(duì)極限位傳感器33安裝在安裝基板38左側(cè)等。
[0036]參見(jiàn)圖6和圖7，本實(shí)用新型中還對(duì)2向升降機(jī)構(gòu)4的具體結(jié)構(gòu)作了進(jìn)一步的研究和改進(jìn)。除了常規(guī)的可實(shí)現(xiàn)2向移動(dòng)的功能結(jié)構(gòu)之外，按照本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的2向升降機(jī)構(gòu)4可包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)40、升降機(jī)構(gòu)支撐架41、軸承42、升降軸43、絲桿螺母44、連接塊45、軸承外圈擋塊46、升降軸錐齒輪47、電機(jī)錐齒輪48等；其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)40安裝在升降機(jī)構(gòu)支撐架41外部，電機(jī)錐齒輪48安裝在電機(jī)輸出軸上，升降軸錐齒輪47通過(guò)緊定螺釘安裝在升降軸43上，通過(guò)錐齒輪對(duì)的配合，將電機(jī)40輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成升降軸43的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；升降軸43上部與絲桿螺母44相配合，滑塊導(dǎo)軌349與絲桿螺母45相連接，對(duì)絲桿螺母45起導(dǎo)向作用，使得升降軸43的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成絲桿螺母44的上下運(yùn)動(dòng)；連接塊45安裝在絲桿螺母44正面，實(shí)現(xiàn)與頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的連接；升降軸43的中部和升降機(jī)構(gòu)支撐架41之間安放有軸承42，該軸承42下端的外圈與軸承外圈擋塊46相接觸，軸承外圈擋塊46固定安裝在升降機(jī)構(gòu)支撐架41內(nèi)；升降軸43的頂部和升降機(jī)構(gòu)支撐架41之間安放有軸承42，軸承42上端有軸用擋圈安裝在升降軸43上，對(duì)軸承42進(jìn)行位置限制。
[0037]下面將具體解釋按照本實(shí)用新型的上述芯片剝離裝置的工作過(guò)程。
[0038]首先，在剝離操作之前，2向升降機(jī)構(gòu)4處于下降位置，可以通過(guò)調(diào)節(jié)二自由度位置調(diào)整機(jī)構(gòu)5的X、V向自由度，使得頂針10中心與晶圓上芯片中心位置對(duì)準(zhǔn)；
[0039]接著，2向升降機(jī)構(gòu)4的電機(jī)40開(kāi)啟，帶動(dòng)頂針頭機(jī)構(gòu)1上升到合適的工作位置。開(kāi)始執(zhí)行剝離操作時(shí)，音圈電機(jī)30會(huì)帶動(dòng)導(dǎo)桿21上下運(yùn)動(dòng)，由于導(dǎo)桿21與頂針夾持軸14的可靠接觸，使頂針10頂起剝離芯片，完成芯片剝離過(guò)程。在頂針10頂起過(guò)程中，光柵尺讀頭34對(duì)光柵尺36進(jìn)行讀數(shù)，并依據(jù)讀數(shù)對(duì)音圈電機(jī)30加以控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)頂針10頂起高度的反饋控制。
[0040]此外，當(dāng)頂針10過(guò)度磨損需要更換時(shí)，使裝置處于工作前狀態(tài)，直接手動(dòng)拔掉頂針頭機(jī)構(gòu)1，并插換上新的頂針頭機(jī)構(gòu)1，最終實(shí)現(xiàn)頂針10的快速更換。在被更換的頂針頭機(jī)構(gòu)1中，為保證更換前后頂針10伸出的高度一致，可采用頂針夾持座12倒置在頂針夾持軸14上的方式對(duì)頂針10的伸出高度進(jìn)行調(diào)節(jié)緊固。
[0041]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一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)(I)包括頂針罩(15)、直線軸承(13)、頂針夾持軸(14)、頂針夾持座(12)、頂針(10)和彈性元件(11)，其中直線軸承(13)貫穿安裝在頂針罩(15)中，頂針夾持軸(14)從上側(cè)整體套設(shè)在該直線軸承(13)的內(nèi)圈中可相對(duì)于其作軸向移動(dòng)，并且該頂針夾持軸的內(nèi)部沿其軸向方向加工有臺(tái)階座；頂針夾持座(12)呈與頂針夾持軸(14)相吻合的卡座結(jié)構(gòu)，其下端固定安裝于該頂針夾持軸，并同樣處于所述直線軸承(13)的內(nèi)圈中；頂針(10)沿著豎直方向固定安裝在頂針夾持座(12)的上端，與頂針罩(15)頂壁的氣孔(19)相對(duì)準(zhǔn)；彈性元件(11)則設(shè)置在頂針夾持座(12)的上端面與頂針罩(15)的頂壁之間，由此當(dāng)頂針頂起工作后給所述頂針夾持軸(14)提供反彈力；此外，在頂針罩(15)的側(cè)壁內(nèi)部開(kāi)有與頂針罩內(nèi)腔相連通的氣道(18)，并在下部的側(cè)壁表面上加工有環(huán)形槽(16)； 所述頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)包括安裝基板(38)、音圈電機(jī)(30)和光柵尺(36)，其中音圈電機(jī)(30)設(shè)置在安裝基板(38)上，并在其輸出端橫向安裝有導(dǎo)向板(31);光柵尺(36)貼裝在所述導(dǎo)向板(31)的一側(cè)，并經(jīng)由光柵尺讀頭(34)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)(2)包括導(dǎo)桿基座(20)、傳動(dòng)基座(22)、導(dǎo)桿(21)、C型孔用擋圈(26)和真空氣管接頭(24)，其中導(dǎo)桿基座(20)處于下部與所述導(dǎo)向板(31)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(22)處于上部安放在所述安裝基板(38)上，它的內(nèi)部同樣用于容納安裝所述直線軸承(13);導(dǎo)桿(21)的下端固定安裝于所述導(dǎo)桿基座(20)，它的上端則可相對(duì)移動(dòng)地套設(shè)在所述直線軸承(13)的內(nèi)圈中，并與所述頂針夾持軸(14)發(fā)生接觸；C型孔用擋圈(26)設(shè)置在傳動(dòng)基座(22)的頂部用于與所述環(huán)形槽(16)相配合，由此將整個(gè)頂針頭機(jī)構(gòu)(I)可拆卸地安裝于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(2);真空氣管接頭(24)設(shè)置在傳動(dòng)基座(22)的頂部側(cè)面，并與所述頂針頭機(jī)構(gòu)(I)的氣道(18)相連通，由此對(duì)頂針罩(15)頂壁的所述氣孔(19)產(chǎn)生吸附作用； 所述Z向升降機(jī)構(gòu)(4)整體安裝在所述二自由度位置調(diào)整機(jī)構(gòu)(5)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)(4)還通過(guò)連接塊(45)與所述安裝基板(38)相連，由此用于將頂起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)及設(shè)置其上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)和頂針頭機(jī)構(gòu)(I)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。
2.如權(quán)利要求1所述的芯片剝離裝置，其特征在于，所述Z向升降機(jī)構(gòu)(4)包括支撐架(41)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(40)、升降軸(43)和絲桿螺母(44)，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)(40)橫向安裝在支撐架(41)外部，并在其輸出軸上設(shè)置有電機(jī)錐齒輪(48);升降軸(43)沿著豎直方向設(shè)置在支撐架(41)的內(nèi)部，它的下端安裝有與所述電機(jī)錐齒輪(48)相嚙合的升降軸錐齒輪(47)，由此將驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成升降軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；此外，升降軸(43)的上端與所述絲桿螺母(44)相配合聯(lián)接，由此將升降軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成絲桿螺母的上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)與該絲桿螺母相連的所述連接塊(45) —同沿著豎直方向來(lái)回移動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的芯片剝離裝置，其特征在于，所述頂針夾持座(12)在倒置后同樣呈與所述頂針夾持軸(14)相吻合的卡座結(jié)構(gòu)，由此通過(guò)調(diào)節(jié)頂針(10)在該頂針夾持座上的伸出長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)頂針更換前后的高度一致性。
4.如權(quán)利要求1或2所述的芯片剝離裝置，其特征在于，所述頂針夾持軸(14)的底部呈弧面，并與所述導(dǎo)桿(21)頂部之間為圓弧面點(diǎn)接觸。
5.如權(quán)利要求1或2所述的芯片剝離裝置，其特征在于，在所述導(dǎo)桿(21)與傳動(dòng)基座(22)之間設(shè)置有第一密封圈(23)，并在傳動(dòng)基座(22)頂部位于所述真空氣管接頭(24)的上下兩側(cè)設(shè)置有第二密封圈(25)，由此確保對(duì)頂針罩(15)頂部氣孔(19)的吸附作用。
【文檔編號(hào)】H01L21/67GK204130501SQ201420536463
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】陳建魁, 尹周平, 葉曉濱, 吳沛然 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)