真空吸头和抓取和安放装置的制作方法

本发明涉及半导体芯片制造和封装测试过程中用于抓取和安放晶片或芯片的抓取和安放装置，尤其涉及用于抓取和安放装置的真空吸头。

背景技术：

在半导体工业中，无论是芯片的制造过程还是芯片制造后的封装测试过程都需要利用抓取和安放装置将晶片或芯片从一个工位取走并且转移和放置在下一个工位，以便进行下一工序的加工或处理。例如，在芯片测试分选机中，就需要利用抓取和安放装置将芯片从加热工位取走并且转移和放置在测试工位、以及在测试完成之后将芯片从测试工位取走并且转移和放置在接收盘。抓取和安放装置通常包括机械手臂和安装到机械手臂上的真空吸头。真空吸头大体包括盘体和安装到盘体上并且通过与诸如真空发生器的设备连通的吸嘴。需要抓取芯片时，在吸嘴内产生负压以吸住芯片。在芯片被转移到预定工位时，使吸嘴内由负压变成零气压或稍微正的气压，芯片脱离吸嘴被放置在预定工位上。

在现有的真空吸头上，对应于特定规格的晶片或芯片，通常在盘体的固定位置上设置一个或多个吸嘴，以与这种特定规格的晶片或芯片的尺寸适配。如果晶片或芯片的规格发生变化，必须更换吸嘴位置也发生改变的新的真空吸头，以适配规格改变的晶片或芯片的尺寸。按照这种方式，需要准备多种规格的真空吸头，这不仅显著地增加了备件采购成本和备件管理成本，而且更换真空吸头需要耗费大量时间，导致停机时间显著延长，降低了生产效率。

因而，需要对现有的真空吸头进行改进。

技术实现要素：

本发明的一个目的就是要提出一种改进的真空吸头，这种真空吸头不仅可以显著地减少备件采购成本和备件管理成本，而且可以显著缩短停机时间、提高生产效率。

为此，根据本发明的一方面，提供一种真空吸头，包括：

盘体；

形成在所述盘体上的中心通孔；

形成在所述盘体中并且从所述中心通孔向着周边延伸的至少一条气体通道；

形成在所述盘体的第一侧并且与相应气体通道连通的至少一个通气孔；

其中，所述中心通孔和所述至少一个通气孔中的至少一个孔能够安装吸嘴，所述中心通孔和所述至少一个通气孔中的其它孔能够由塞子可取下地封闭。

优选地，所述真空吸头包括多条气体通道，所述多条气体通道沿着径向呈放射状形成在所述盘体中。

优选地，所述真空吸头包括与每条气体通道连通的多个通气孔，所述多个通气孔沿着每条气体通道均匀地形成。

优选地，所述真空吸头包括四条气体通道，相邻的气体通道相互成直角地延伸。

优选地，所述盘体包括基体和可取下地设置在所述基体上的吸嘴保持架，其中，所述中心通孔、所述气体通道以及所述通气孔都形成在所述吸嘴保持架上。

优选地，在所述基体上形成与所述吸嘴保持架形状相对应的凹部，用于安放所述吸嘴保持架。

优选地，所述吸嘴保持架为x形或十字形。

优选地，在所述基体的与所述第一侧相反的第二侧上与所述凹部相对应的位置上形成有加强部。

优选地，所述真空吸头还包括引导销，在所述盘体上没有形成所述中心通孔和所述气体通道的部位形成多个均匀分布的接收孔，用于可取下地安放所述引导销。

优选地，在所述盘体的与所述第一侧相反的第二侧上安装有钢或铁制成的连接板，以实现磁性联接。

根据本发明的另一方面，提供一种抓取和安放装置,包括：

机械手臂；以及

安装到所述机械手臂上的如上所述的真空吸头。

根据本发明的真空吸头，由于在所述盘体的第一侧形成有与相应气体通道连通的至少一个通气孔，所述中心通孔和所述至少一个通气孔中的至少一个孔能够安装吸嘴，所述中心通孔和所述至少一个通气孔中的其它孔能够由塞子可取下地封闭，当需要抓取和安放不同规格尺寸的时，只需要将吸嘴安装在所述中心通孔和所述至少一个通气孔中的合适的孔上、并且将其它孔封上就可以了。这样，就不需要准备适应多种规格尺寸的多个真空吸头，而且调整吸嘴的位置和封闭相关孔的工作非常简单，省时省力。因此，根据本发明可以显著地减少备件采购成本和备件管理成本，而且可以显著缩短停机时间、提高生产效率。

附图说明

图1是根据本发明优选实施例的用于抓取和安放装置的真空吸头的第一侧示意性立体图；

图2是根据本发明优选实施例的用于抓取和安放装置的真空吸头的第二侧示意性立体图；

图3是根据本发明优选实施例的真空吸头的盘体的基体的第一侧示意性立体图；

图4是根据本发明优选实施例的真空吸头的吸嘴保持架的第一侧示意性立体图；

图5是根据本发明优选实施例的真空吸头的吸嘴保持架的第二侧示意性立体图；

图6是与图4类似的示意性立体图，其中以虚线显示了形成在吸嘴保持架中的气体通道；

图7是根据本发明优选实施例的真空吸头的盘体的基体的第二侧示意性立体图；

图8是连接板的示意性立体图；以及

图9是连接板的另一示意性立体图。

具体实施方式

下面结合示例详细描述本发明的各优选实施例。本领域技术人员应理解的是，这些实施例是示例性的，它并不意味着对本发明形成任何限制。

图1是根据本发明优选实施例的用于抓取和安放装置的真空吸头的第一侧(底侧)示意性立体图，图2是根据本发明优选实施例的用于抓取和安放装置的真空吸头的与第一侧相反的第二侧(顶侧)示意性立体图。如图1和2所示，根据本发明优选实施例的真空吸头1包括盘体3。盘体3大体为正方体形状，但是根据需要，盘体3也可以形成为长方体、圆形体、椭圆形体或其它任何合适的形状。在盘体3上形成有中心通孔5、以及从中心通孔5向着周边延伸的多条气体通道7(在图1和2中气体通道是不可见的，可参见图6)。气体通道7形成在盘体3内部、但并不在盘体3周边与外界相通。尽管气体通道7可以弯曲地形成在盘体3中，但是气体通道7优选地沿着径向呈放射状形成在盘体3中。在盘体3的第一侧9上形成有与每条气体通道7连通的多个通气孔11。通气孔11优选地沿着每条气体通道均匀地形成。通气孔11可以通过可以拆卸的塞子13封闭。在优选实施例中，通气孔11可以是带内螺纹的螺纹孔，而塞子13是螺钉。这样，螺钉可以拧到通气孔11中，以便封闭通气孔11。在需要时，塞子13可以从通气孔11中拧下来，从而装上相应的吸嘴15。

在图1所示优选实施例中，显示了从中心通孔5向着周边延伸的四条气体通道，相邻的气体通道相互成直角地延伸。沿着每条气体通道形成有两个通气孔11。在图1中，只有中心通孔5上安装有吸嘴15，每条气体通道上的通气孔11被塞子13封闭。中心通孔5在盘体3的第二侧上可以连接到诸如真空发生器的装置。根据将要被抓取和安放的晶片或芯片规格，可以在中心通孔以及所有通气孔11中选择任意的一个或多个孔上装上吸嘴。应理解的是，尽管在图1中显示在盘体3内形成四条气体通道，但在盘体3内形成一条、两条或更多条气体通道也是可行的。而且，每条气体通道上也可以形成一个或更多个通气孔。

图3是根据本发明优选实施例的真空吸头的盘体的基体的示意性立体图，图4是根据本发明优选实施例的真空吸头的吸嘴保持架的第一侧示意性立体图，图5是根据本发明优选实施例的真空吸头的吸嘴保持架的第二侧示意性立体图，图6是与图4类似的示意性立体图，其中以虚线显示了形成在吸嘴保持架中的气体通道。根据本发明优选实施例，盘体3包括基体17(图3)和可取下地设置在基体17上的吸嘴保持架19(图4-6)。中心通孔5、气体通道7以及所有通气孔11都形成在吸嘴保持架19上。在优选实施例中，吸嘴保持架19被显示为x形或十字形，但应理解的是，吸嘴保持架19可以为其它形状，例如米字形。在图6中还显示了位于其中两条气体通道7端部的开口21，开口21主要是为了便于在吸嘴保持架19中加工出气体通道。在使用时，开口21将被封上。

尽管吸嘴保持架19可以直接安装在基体17上，但优选地在基体17上形成与吸嘴保持架19形状相对应的凹部23。吸嘴保持架19可以被安放在凹部23中，并且通过拧入基体17中的螺钉25被固定在基体17上。通过拧下螺钉25，可以快速地更换通气孔11具有不同距离的吸嘴保持架19。

正如本领域所知的是，为了使被抓取的晶片或芯片被准确地放置在对应工位上，真空吸头的盘体3上通常还设置有引导销27，用于插入对应工位的设备上的套筒(例如对准组件上的套筒)或定位孔(例如载板上的定位孔)中。由于晶片或芯片规格的变化、以及为了适应不同设备上的套筒或定位孔的位置，在盘体3上没有形成中心通孔5和气体通道7的部位形成多个均匀分布的接收孔29，用于安放引导销27。因此，在晶片或芯片规格发生变化或者为了适应不同设备上的套筒或定位孔的位置时，只需要将引导销27拔出、并且重新插入与晶片或芯片规格相适应的或者与不同设备上的套筒或定位孔的位置相适应的接收孔29中。尽管引导销27优选地插入在相对于盘体3上的中心通孔5对称分布的接收孔29中，但应理解的是，引导销27也可以插入在相对于盘体3上的中心通孔5非对称分布的接收孔29中。

图7是根据本发明优选实施例的真空吸头的盘体的基体的第二侧示意性立体图。当在基体17上形成了与吸嘴保持架19形状相对应的凹部23之后，基体17的强度受到削弱。为了增加基体17的强度，可以在基体17的第二侧上与凹部23相对应的位置上形成加强部31，加强部31上形成有与中心通孔5相通的通孔33。图8是连接板的示意性立体图，图9是连接板的另一示意性立体图。在实践中，为了便于加工和减轻重量，基体17通常是由铝材制成。为了在需要更换真空吸头时，能够快速地拆卸和安装真空吸头，可以在盘体3的第二侧尤其是加强部31上安装有钢或铁制成的连接板35，从而能够与真空吸头安装在其上的机械手臂上的磁体快速断开或形成磁性联接。

以上结合具体实施例对本发明进行了详细描述。显然，以上描述以及在附图中示出的实施例均应被理解为是示例性的，而不构成对本发明的限制。例如，在优选实施例中，本发明被描述为在半导体制造和封装测试工业中用于抓取和安放晶片或芯片的抓取和安放装置的真空吸头，但应理解的是，本发明适用于抓取和安放具有多种规格或尺寸的任何物品的抓取和安放装置。对于本领域技术人员而言，可以在不脱离本发明的精神的情况下对其进行各种变型或修改，这些变型或修改均不脱离本发明的范围。