一种芯片分选机构的制作方法

本实用新型涉及LED生产设备，更具体地说是指一种芯片分选机构。

背景技术：

目前，芯片分选设备在分选芯片时，通过摆臂取放装置上的吸嘴，吸取膜片上的芯片，摆臂与伺服电机联接，再通过搭载的伺服电机旋转180°，将芯片转移到空膜上重排放置，完成挑拣分类的动作，如图1所示为原结构总体结构图。在实际生产过程中，吸嘴挑拣分类的过程，容易出现：(1) 芯片在吸嘴上转移过程中出现掉料；(2)在重排到空膜上时，出现芯片仍残留在吸嘴上，摆放失败；(3)在取放料时，吸嘴或接触或脱离芯片的瞬间刮伤芯片；(4)吸嘴容易磨损，芯片体积小，损耗的吸嘴使气孔扩张或缩减，吸附芯片的能力减弱，需频繁更换；(5)每更换吸嘴需重新对PP1 和PP2进行对位及测高调试，过程较为繁琐；(6)吸嘴需定时檫试脏污，进行维护。有必要考虑一种新的方式去分选芯片。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种芯片分选机构。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种芯片分选机构，包括分选架，及设于分选架一侧的粘贴架；所述分选架设有通孔；所述通孔上近于粘贴架的一侧安装扣环，用于固定扩晶环；所述扩晶环用于扩张和固定待分选的晶圆膜，晶圆膜可称为圆片，圆片正面具有粘性，为固晶面，背面无粘性，芯片固定在圆片固晶面；所述圆片固晶面与粘贴架相对设置；所述分选架远于粘贴架的一侧设有顶针盖，顶针盖中心设有分选顶针；所述粘贴架设有通孔；所述粘贴架用于粘贴空膜；所述空膜正面有粘性，为固晶面，背面无粘性；所述空膜固晶面用于贴附被分选的芯片；所述空膜固晶面与分选架相对设置；所述空膜贴附了被分选的芯片后可称之为方片。

其进一步技术方案为：所述扣环设有切口，且切口两侧分别与设有的弹簧两端固定联接，以使扣环通过弹簧弹力夹紧扩晶环；所述分选架近于切口处设有卡紧块。

其进一步技术方案为：所述分选顶针设置于设有的顶针盖中心内；所述顶针盖设有穿过分选顶针的通孔。

其进一步技术方案为：所述顶针盖与设有的真空发生装置联通；所述顶针盖朝向分选架一端设有若干个环形均匀分布的吸附孔，以使顶针盖吸附圆片，分选顶针从圆片背面将芯片顶出。

其进一步技术方案为：所述扩晶环包括外环与内环；所述圆片固定于内环与外环之间；所述内环外周设有凹槽；所述外环内侧设有与凹槽相匹配的凸起部；所述扩晶环外环和内环夹紧圆片无芯片区域；所述扩晶环将圆片扩张后，使圆片上的芯片间距增大,且使圆片张紧；所述扩晶环根据圆片大小选用。

其进一步技术方案为：所述粘贴架远于分选架一侧设有顶轴；所述顶轴与分选顶针相对应设置。

一种芯片分选方法，包括分选工序：待分选的圆片固定在分选架上，承载被分选芯片的空膜粘贴在粘贴架上，且与圆片相对设置；设在分选架一侧的顶针盖与设在粘贴架一侧的顶轴相向运动，顶针盖刚好接触到圆片或挤压圆片，顶轴挤压空膜，保证圆片上当前待分选芯片的区域与空膜上待承载芯片的区域均平整无松弛；顶针盖中心对准被分选的芯片，顶轴与顶针盖同轴；调整圆片与空膜的相对距离；顶针盖与真空发生装置联通，通过顶针盖上的吸附孔吸住圆片，然后分选顶针朝向芯片底面运动，将芯片顶出并与圆片剥离；芯片剥离后继续向前匀速运动，将芯片贴附在空膜上；顶针盖与真空发生装置断开，分选顶针缩回，完成单颗芯片的分选动作；顶针盖和顶轴移动到下一颗被分选的芯片，循环以上工序，分选圆片上的芯片。

其进一步技术方案为：分选工序还包括：分选顶针朝向圆片运动，并快速刺穿圆片；分选顶针刺穿圆片并接触到芯片底部时，调整分选顶针以匀速运动，直至将芯片贴附在空膜上。

其进一步技术方案为：还包括建模工序：在分选芯片前，先通过视觉系统扫描出圆片上每个芯片，记录其每个芯片的物理坐标、倾斜角度及其对应的机械坐标等信息，并生成相应的图谱；再通过设有的检测件测出圆片厚度和芯片厚度尺寸，根据测试结果调整芯片与空膜的距离，其距离在 0.05mm-0.2mm之间。

其进一步技术方案为：还包括倒膜工序：因圆片分选成方片后，芯片的正面附着在方片固晶面，而芯片底面朝上；倒膜是用一张新空膜的粘贴面贴附在方片上芯片的底面，使芯片底面与新的空膜粘合，再将方片的膜剥离，以使芯片转移到新的空膜上，并且使芯片的正面朝外，过程简单快捷；倒膜后，再对芯片正面进行检测。

其进一步技术方案为：圆片的安装过程：所述扩晶环外环和内环夹紧圆片无芯片区域；所述扩晶环将圆片扩张后，使圆片上的芯片间距增大,且使圆片张紧；所述扩晶环根据圆片大小选用。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型通过分选顶针将圆片上的芯片挑选至方片一侧，取消现有的摆臂取放机构，取消吸嘴吸取芯片再转移重排放置的方式，采用顶针直接顶出芯片，以使芯片与圆片剥离，同时重排到方片上完成分类的方式。分选顶针将芯片重排到空膜上，芯片能一步到位，不容易掉料，摆放整齐，避免取放料吸嘴刮伤芯片，维护方便。本实用新型简化机构，减少工艺流程，提高效率，降低生产成本。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为现有技术的分选机构；

图2为本实用新型一种芯片分选机构的立体结构图；

图3为本实用新型一种芯片分选机构的分选架立体结构图；

图4为本实用新型一种芯片分选机构的顶针盖的前视图；

图5为本实用新型一种芯片分选机构的工作示意图；

图6为本实用新型一种芯片分选机构的扩晶环分解图；

图7为本实用新型一种芯片分选机构的扩晶环中间剖视图及局部放大图；

图8为本实用新型一种芯片分选方法的工艺流程图；

图9为本实用新型一种芯片分选机构的扣环的结构图。

具体实施方式

为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1至图9为本实用新型实施例的图纸。

一种芯片分选机构，如图2和图5所示，包括分选架10，及设于分选架10 一侧的粘贴架20。分选架10设有通孔11，通孔11上近于粘贴架20的一侧安装扣环111，用于固定扩晶环15。扩晶环15用于扩张和固定待分选的晶圆膜，晶圆膜可称为圆片12；圆片12正面具有粘性，为固晶面，背面无粘性，芯片固定在圆片固晶面；圆片12固晶面与粘贴架20相对设置。分选架10远于粘贴架20的一侧设有顶针盖14，顶针盖14中心设有分选顶针13。粘贴架20 设有通孔，粘贴架用于粘贴空膜22。空膜22正面有粘性，为固晶面，背面无粘性。空膜22固晶面用于贴附被分选的芯片。空膜22固晶面与分选架10 相对设置。空膜22贴附了被分选的芯片后可称之为方片。

圆片12均匀贴附着若干个芯片，并且芯片贴附在圆片12上形成圆形区域。

通孔11上设置有卸料槽112，便于将扩晶环15从通孔上卸料。在本实施例中，卸料槽112为通孔11两侧的延伸孔。

如图4和图5所示，分选顶针13设置于设有的顶针盖14内。顶针盖14设有穿过分选顶针13的通孔141。通孔141与分选顶针13同轴设置，且分选顶针 13在动力件的作用下穿过通孔141。

顶针盖14与设有的真空发生装置联通。顶针盖14朝向分选架10一端设有若干个吸附孔142。在芯片的分选过程中，顶针盖14将圆片12顶出距离约0 —2mm，保证当前承载芯片的圆片12区域面积平整无松弛。优选的，顶针盖 14将圆片12顶出距离约1mm。

优选的，为了顶针盖14对圆片12吸附均匀，吸附孔142均布于通孔141 的外周。

如图3所示，通孔11的边缘处设有扣环111。圆片12固定于设有的扩晶环 15。扩晶环15夹紧固定于扣环111内。

如图6和图7所示，扩晶环15包括外环151与内环152。圆片12固定于内环 152与外环151之间。

其中，内环152外周设有凹槽1521。外环151内侧设有与凹槽1521相匹配的凸起部1511。圆片12的外缘固定于凹槽1521与凸起部1511之间。

如图9所示，扣环111设有切口113，且切口113两侧分别与设有的弹簧114 两端固定联接，以使扣环111通过弹簧弹力固定扩晶环15，同时便于扩晶环安装与拆卸；所述分选架10近于切口113处设有卡紧块115。卡紧块115覆盖于切口113的外侧，延伸至通孔11内，以使卡紧扩晶环15。

如图5所示，粘贴架20远于分选架10一侧设有顶轴21。顶轴21与分选顶针13相对应设置。在分选顶针13将芯片顶出后，分选顶针13继续往前运动，然后芯片贴附在空膜22上，为了芯片与空膜22粘合更加牢固，分选顶针13 将芯片与空膜22挤压。为了使芯片不被分选顶针13压坏，分选顶针13和顶轴21端部设有缓冲装置，用以保护芯片。

优选的，分选顶针13的针尖直径为15-25μm。

其中，如2所示，还包括距离检测件30。检测件30用于检测分选架10与粘贴架20之间的距离。圆片12上的芯片与空膜22的距离不能太近或太远，需要保持合适的距离才能有效的将芯片分选至空膜22上，其距离为 0.05mm-0.2mm。

其中，空膜22朝向分选架10一侧面设有粘贴层，且粘贴层对芯片的粘力大于圆片12的对芯片的粘力。

在芯片分选的过程中，可以将圆片12一侧的质量有问题的芯片挑选至空膜22上，也可以将质量好的芯片挑选至空膜22上。同样，也可以将同一档次的芯片挑选至空膜22上，分好档次，方便使用。

一种芯片分选方法，包括分选工序：待分选的圆片12固定在分选架10 上，承载被分选芯片的空膜22粘贴在粘贴架20上，且与圆片12相对设置；设在分选架10一侧的顶针盖14与设在粘贴架20一侧的顶轴21相向运动，顶针盖14刚好接触到圆片12或挤压圆片12，便于顶针盖14吸住圆片12，保证圆片12 上当前待分选芯片的区域平整无松弛，便于芯片的定位和剥离；顶轴21也对空膜22挤压张紧，保证空膜22上待承载芯片的区域平整无松弛，便于芯片的贴附和保证定位精度。顶针盖14中心对准被分选的芯片，顶轴21与顶针盖14同轴；调整圆片12上的芯片与空膜22的相对距离，其距离为0.05mm-0.2mm。顶针盖 14与真空发生装置联通，通过顶针盖14上的吸附孔142吸住圆片12，将其固定，防止移位，然后分选顶针13朝向芯片底面运动，将芯片顶出并与圆片12剥离；芯片剥离后继续向前匀速运动，在分选顶针13与顶轴21的作用下，将芯片贴附在空膜22的固晶面上；顶针盖14与真空发生装置断开，分选顶针13缩回，完成单颗芯片的分选动作；顶针盖14和顶轴21移动到下一颗被分选的芯片，循环以上工序，分选圆片上的芯片。

具体的，为了便于调整圆片12与方片22的位置，粘贴架20与分选架10 设置成可活动形式。其中，分选架10可以在X、Y上移动，粘贴架20可以X、 Y、Z上移动、旋转，以使调整圆片12与空膜22的位置。

具体的，芯片分选过程中，顶针盖14接触到圆片12的后侧面，顶轴21 接触到空膜22的后侧面，且顶出空膜22约1mm，保证当前承载芯片的圆片12 区域面积平整无松弛。分选架10在动力件的作用下移动，将选中的芯片中心对准分选顶针13和顶针盖14的中心，同时，在对应的粘贴架20在另一动力件的作用下调整，将预承载的空膜22的坐标点移到与分选顶针13同心的位置。然后，真空发送装置开启，通过顶针盖14上的环形分布的气孔均匀吸住圆片12，分选顶针13顶起瞬间刺过圆片12，刺穿圆片12后分选顶针13 冲击力大大减小，并调整分选顶针13速度以匀速运动。顶针继续向前运动，接触到芯片底面，芯片受力被顶出，剥离圆片12。同时，芯片正面接触到空膜22固晶上表面，空膜22固晶面具有粘性，芯片被贴住。分选顶针13后退回到顶针盖14内，关闭顶针盖的真空，动力件带动分选架10移动到下一颗，另一动力件带动粘贴架20移动到下一个固晶位置，完成单颗芯片的分选动作，循环以上流程，分选晶圆片上的芯片。

分选工序还包括：分选顶针13朝向圆片12运动，并快速刺穿圆片12；分选顶针13刺穿圆片12并接触到芯片底部时，分选顶针13匀速运动，直至将芯片贴附在空膜22上。

分选方法还包括建模工序：在分选芯片前，先通过视觉系统扫描出圆片 12上每个芯片，记录其每个芯片的物理坐标、倾斜角度及其对应的机械坐标等信息，并生成相应的图谱；再通过设有的检测件测出圆片12厚度和芯片厚度尺寸，根据测试结果调整芯片与空膜22的距离，其距离在 0.05mm-0.2mm之间。

为避免芯片被分选顶针13顶到粘贴架20端的顶轴21瞬间受到冲击，分选顶针13和顶轴21增加柔性缓冲装置。

分选方法还包括倒膜工序：因圆片12分选成方片后，芯片的正面附着在方片固晶面，而芯片底面朝上；倒膜是用一张新空膜的粘贴面贴附在方片上芯片的底面，使芯片底面与新的空膜粘合，再将方片的膜剥离，以使芯片转移到新的空膜上，并且使芯片的正面朝外，过程简单快捷；倒膜后，再对芯片正面进行检测。

更为具体的，如图8所示，分选机构在分选机上应用，根据要求建立Bin 表(需要分选出那类芯片，可以是质量有缺陷或质量完好，也可以是某一档次的)，再根据测试机测试结果，如光电性能参数，然后自动分档，生成Bin档案和mapping图。前期的数据准备完毕后，将承载有芯片的圆片(即圆片12)扩张，以使圆片12张紧，然后通过扩晶环(即扩晶环15)固定在分选架10，方片为空膜22固定在贴附架20上。将分选架10和贴附架20放入机台的料闸，输送装载机构自动取分选架10、贴附架20，并扫面条码，并将该信息发送和存储在分选机的中心控制系统，然后分选机自动上料。扫描系统对圆片进行扫描，结合分Bin档案生成分布图，并生成mapping图。检测件对测量圆片的厚度、晶粒的厚度等信息，然后设定分选架10端和贴附架20端的距离。确认分选机扫描mapping与测试机扫描的mapping图的合图结果，控制系统控制分选顶针13自动挑拣分选芯片，并生成数据存挡自动打印当前Bin端档位信息标签，此批次的芯片分档完毕。在贴附架20上取下方片，检测芯片的质量，将此方片上的芯片的底面贴附在另外一片空膜上，完成倒膜，在倒膜后芯片的正面贴上用于保护的离型纸，再根据条形码，方片贴上标签，最后人眼检测，完成分选工作。

其中，可以将圆片上的芯片分档次挑选出来，然后分类的贴附在方片上。

于其他实施例中，除了上述的将圆片上的质量完好的芯片挑选到方片上 (称之为正挑)，也可以将圆片上的次品芯片挑选到方片上(称之为反挑)。反挑和正挑的过程相同，在此不作累赘。

综上所述，本实用新型通过分选顶针将圆片上的芯片挑选至方片一侧，取消现有的摆臂取放机构，取消吸嘴吸取芯片再转移重排放置的方式，采用顶针直接顶出芯片，以使芯片与圆片剥离，同时重排到方片上完成分类的方式。分选顶针将芯片重排到空膜上，芯片能一步到位，不容易掉料，摆放整齐，避免取放料吸嘴刮伤芯片，维护方便。本实用新型简化机构，减少工艺流程，提高效率，降低生产成本。

上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。