一种高效的电子标签封装中的粘附工艺及装置的制作方法

本发明涉及半导体集成电路制作工艺和设备，具体涉及一种高效的电子标签封装中的粘附工艺及装置。

背景技术：

电子标签又称射频标签，是一种存储有特定信息的数据载体，能起到标识识别、物品跟踪、信息采集的作用。电子标签分为被动发出信号的无源电子标签及主动发出信号的有源电子标签，无论是无源电子标签或有源电子标签，均包括天线和天线电连接的芯片这两部分。

目前，电子标签一般采用倒装芯片封装技术，具体为：芯片封装时，首先在天线线圈对应的位置点上导电胶，然后将芯片粘附在导电胶上，继而通过热压头对芯片进行热压，使得芯片固定地连接在天线线圈上。在现有的封装生产线上，例如申请公布号为cn105826225a的发明专利公开了一种电子标签的封装设备，在该封装设备中，上料模块、点胶模块、粘片模块、热压模块和收料模块依次设置，附着有天线线圈的基材从上料模块先传送至点胶模块的下方(点胶工位)，由点胶模块的点胶头对工位中的天线线圈进行点胶，接着将已点胶的天线线圈传送至粘片模块的下方(粘附工位)，由粘片模块的吸杆将芯片搬运至天线线圈的导电胶上，使得芯片粘附在导电胶上，然后随着天线线圈移动至热压模块的下方(热压工位)，由热压模块的热压头对芯片进行热压，加快导电胶凝固，使得芯片固定连接在天线线圈上。

在上述的封装工艺中，粘片模块需要依次将芯片搬运至位于粘附工位中的天线线圈的导电胶上，亦即工位中的天线线圈与各自对应的芯片粘附的时间存在先后，最先粘附的天线线圈需要一定时间用于等待后面的天线线圈完成芯片粘附，这样单个芯片的生产速度受制于粘片模块单次作业的速度，而由于粘片模块的速度不能无限提高，进而使得芯片生产效率的提升受到制约。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种高效的电子标签封装中的粘附工艺，该粘附工艺单次作业能够同时完成多个电子标签的粘附工作，从而极大地提高封装的效率。

本发明的另一个目的在于提供一种高效的电子标签封装中的粘附装置。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种高效的电子标签封装中的粘附工艺，包括以下步骤：

天线线圈设置在基材上，以基材上设定大小的区域为一个单位工作区，每个单位工作区内布置有多个天线线圈；

输送模块将单位工作区输送至粘附工位中；

芯片转移模块将芯片转移至中转座上固定，中转座上的芯片的数量和位置布局均与单位工作区中的天线线圈的数量和位置布局相同；

粘附驱动模块驱动装满芯片的中转座对正并靠近位于粘附工位中的单位工作区，使得中转座中的芯片同时且一一对应地粘附到单位工作区中的天线线圈上；

完成芯片粘附工作。

本发明的一个优选方案，其中，芯片转移模块采用冲切的方式将芯片转移至中转座上：中转座上设有用于放置芯片的中转槽；中转驱动模块驱动中转座移动至冲切模块的下方，使得待装载的中转槽位于装载工位中；冲切模块在承载芯片的基体上将芯片冲切到装载工位中。

本发明的一个优选方案，其中，芯片转移模块采用搬运的方式将芯片转移至中转座上：中转座上设有用于放置芯片的中转槽；中转驱动模块驱动中转座移动至装载工位中，芯片转移模块来回移动地将芯片搬运至不同的中转槽中；装满芯片后，中转驱动模块驱动中转座移动至粘附工位中。

本发明的一个优选方案，其中，芯片转移模块采用搬运的方式将芯片转移至中转座上：中转座上设有用于放置芯片的中转槽；中转驱动模块驱动中转座移动至芯片转移模块的下方，使得各个待装载的中转槽依次移动至装载工位中；芯片转移模块来回移动地将芯片搬运至装载工位中，并将芯片分别放到各个中转槽中；装满芯片后，中转驱动模块驱动中转座移动至粘附工位中。

本发明的一个优选方案，其中，当装满芯片的中转座移动至粘附工位后，粘附驱动模块开始往上驱动中转座，使得中转座往上远离中转托板而靠近天线线圈，直至中转座中的芯片粘附在天线线圈上；粘附驱动模块驱动中转座往下返回至中转托板上。

本发明的一个优选方案，其中，在粘附工位中，天线线圈所在的平面朝向下，中转座上的芯片位于中转座的上表面，中转座从下向上靠近单位工作区将芯片粘附到天线线圈上。将芯片往上粘附天线线圈的好处在于，基于自身的重力和附加的固定力，芯片可以十分稳定地呆在中转槽中，直至与导电胶粘附。

一种高效的电子标签封装中的粘附装置，包括用于放置中转的芯片的中转座、用于将芯片转移至中转座上的芯片转移模块以及用于驱动中转座靠近或远离天线线圈的粘附驱动模块；

其中，所述中转座上设有多个用于固定芯片的固定模块。

本发明的一个优选方案，其中，所述固定模块包括设置在中转座上的中转槽，该中转槽的数量和位置布局均与单位工作区中的天线线圈的数量和位置布局相同；所述中转槽的槽底设有与负压装置连通的负压孔，当芯片转移模块将芯片转移到中转槽后，负压装置提供负压，将芯片固定在中转槽中。

优选地，当将芯片转移至天线线圈上后，所述负压装置撤销负压。

本发明的一个优选方案，其中，所述中转座至少为两个，工作时，可根据实际的需要，选择适当数量的中转座，用于轮流装载芯片和粘附，从而避免天线线圈到了粘附工位，而中转座没到的想象，尽可能地减少中间等待的时间。

本发明的一个优选方案，其中，所述中转座为两个，当其中一个装满芯片的中转座将芯片转移到天线线圈上时，芯片转移模块将芯片转移至另一个中转座上，这样两个中转座可以轮流装载芯片，轮流将芯片粘附在天线线圈上，可减少中间等待的时间，以提高工作效率。

本发明的一个优选方案，其中，还包括用于驱动中转座在装载工位与粘附工位之间来回移动的中转驱动模块，该中转驱动模块包括用于放置中转座的中转托板以及用于驱动中转托板作直线移动的中转直线驱动机构；其中，所述中转直线驱动机构的驱动方向与天线线圈的传送方向垂直。

优选地，所述中转座至少为两个，且沿着直线的方向放置在中转托板上。工作时，在中转直线驱动机构的驱动下，中转托板沿着直线方向依次将中转座在装载工位和粘附工位之间切换。

优选地，所述中转直线驱动机构包括直线驱动电机和直线传动组件，所述直线传动组件包括丝杆和丝杆螺母。

本发明的一个优选方案，其中，还包括用于驱动中转座在装载工位与粘附工位之间来回移动的中转驱动模块，该中转驱动模块包括中转托板以及用于驱动中转托板在装载工位和粘附工位之间转动的旋转驱动机构；其中，所述中转座放置在中转托板上，并随着中转托板转动。

优选地，所述中转座至少为两个，且沿着圆周的方向均匀排列在中转托板上。工作时，在旋转驱动机构的驱动下，中转托板旋转地驱动中转座在装载工位和粘附工位之间切换。

进一步，所述旋转驱动机构包括旋转安装板和用于驱动旋转安装板转动的旋转驱动电机，所述中转托板沿着圆周的方向设置在旋转安装板上；其中，所述旋转驱动电机可用旋转驱动气缸替换。

本发明的一个优选方案，其中，所述芯片转移模块包括搬运臂以及驱动搬运臂在装载工位与装有芯片的芯片座上来回移动的芯片搬运驱动机构，所述搬运臂的底端设有用于吸取芯片的吸头，该吸头通过管道与负压装置连通；所述芯片搬运驱动机构包括用于驱动搬运臂作横向运动的横向搬运驱动机构、用于驱动搬运臂作升降运动的竖向搬运驱动机构。工作时，当中转驱动模块驱动中砖座移动至装载工位中后，在横向搬运驱动机构和竖向搬运驱动机构的驱动下，搬运臂先往芯片座的方向移动，直至移动至芯片座的上方，然后往下靠近芯片，使得吸头将芯片吸住，接着搬运臂往上移动一定距离，再往装载工位的方向移动，直至位于待装载的中转槽的上方，最后往下靠近中转槽，吸头释放芯片，从而将芯片放置在该中转槽中。接着，搬运臂再继续循环上述工作，直至装满所有的中转槽。

优选地，所述横向搬运驱动机构包括横向驱动电机和横向传动组件，所述横向传动组件包括丝杆和丝杆螺母；所述竖向搬运驱动机构包括竖向驱动电机和竖向传动组件，所述竖向传动组件包括丝杆和丝杆螺母，或齿轮和齿条等传动组件。

本发明的一个优选方案，其中，所述粘附驱动模块包括粘附驱动电机和粘附传动组件，所述粘附传动组件包括丝杆和丝杆螺母，所述丝杆螺母上固定设有用于抬升中转座的抬升件，该抬升件的竖向投影与中转托板的竖向投影不重合。

本发明的一个优选方案，其中，在粘附工位的上方，位于天线线圈的背面设有缓冲板，该缓冲板远离天线线圈的一侧设有缓冲弹簧。通过上述结构，能够在芯片接触天线线圈时提供一定的缓冲，防止芯片或天线线圈撞伤。

优选地，所述缓冲弹簧为四个，且呈矩形抵紧在缓冲板上。工作时，如果芯片和天线线圈接触时不平行，容易造成部分芯片粘附不到导电胶，严重影响粘附工作；而本优选中，通过设置四个分别掌管缓冲板的四个部位的缓冲弹簧，可共同或独立调节缓冲板的姿态，使其为天线线圈提供平行的支撑，从而获得良好的粘附效果。

本发明的一个优选方案，其中，还包括检测天线线圈和中转座是否准确位于粘附工位中的位置检测模块，该位置检测模块包括基板检测模块和芯片检测模块，其中，所述基板检测模块包括设置在基板上的对照标记和与对照标记识别对照的识别元件，每一个单位工作区均设有对照标记；所述芯片检测模块包括设置在旋转安装板上的对照孔和固定设置在粘附工位中的对照光元件。当识别元件对准并识别到对照标记时，从而可以确定天线线圈准确位于粘附工位中；当旋转安装板旋转至粘附工位中，且对照光元件的光线能透过对照孔时，从而可以确定中转座(芯片)准确位于粘附工位中。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明的粘附工艺和装置中，以基材上的一个个单位工作区作为处理单元，每个单位工作区又包括多个天线线圈，因此单次作业可以同时完成多个天线线圈的作业任务，极大地提高了生产效率，满足高效率、大批量的芯片生产。

2、本发明的粘附工艺和装置中，通过设置中转座，先将与一个单位工作区对应的多个芯片排列在中转座上，再统一转移到天线线圈上，从而能够实现单次作业完成一个单位工作区的多个芯片同时粘附的工作，从而突破现有技术中逐个粘附所受到的速度限制，具有极大的效率提升空间。

附图说明

图1为本发明中的高效的电子标签封装中的粘附装置的一种具体实施方式的结构简图。

图2为本发明中的基材的局部图，其中，a为天线线圈。

图3为图1中的中转座的俯视图，其中，部分中转槽中未放置有芯片。

图4-5为本发明中的高效的电子标签封装中的粘附装置的中转驱动模块的另一种实施方式的俯视结构简图。

图6为本发明中的高效的电子标签封装中的粘附装置采用另一种粘附方向进行粘附的结构简图。

图7为本发明中的高效的电子标签封装中的粘附装置的另一种实施方式的局部结构简图。

图8为本发明中的高效的电子标签封装中的粘附装置的芯片转移方式的结构简图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例1

参见图1和图3，本实施例中高效的电子标签封装中的粘附装置，包括用于放置中转的芯片的中转座1、用于将芯片转移至中转座1上的芯片转移模块、用于驱动中转座1在装载工位与粘附工位之间来回移动的中转驱动模块以及用于驱动中转座1靠近或远离天线线圈的粘附驱动模块；其中，所述中转座1上设有多个用于固定芯片的中转槽1-1，该中转槽1-1的数量和位置布局均与单位工作区中的天线线圈的数量和位置布局相同。本实施例中，采用的基材11为卷盘式的料带基材，还可以采用其他版式的基材。

参见图1和图3，所述中转槽1-1的槽底设有与负压装置连通的负压孔，当芯片转移模块将芯片转移到中转槽1-1后，负压装置提供负压，将芯片固定在中转槽1-1中。当将芯片转移至天线线圈上后，所述负压装置撤销负压。

参见图1，所述中转座1为两个，当其中一个装满芯片的中转座1将芯片转移到天线线圈上时，芯片转移模块将芯片转移至另一个中转座1上，这样两个中转座1可以轮流装载芯片，轮流将芯片粘附在天线线圈上，可减少中间等待的时间，以提高工作效率。

参见图1，所述芯片转移模块包括搬运臂2以及驱动搬运臂2在装载工位与装有芯片的芯片座10上来回移动的芯片搬运驱动机构，所述搬运臂2的底端设有用于吸取芯片的吸头3，该吸头3通过管道与负压装置连通；所述芯片搬运驱动机构包括用于驱动搬运臂2作横向运动的横向搬运驱动机构、用于驱动搬运臂2作升降运动的竖向搬运驱动机构。工作时，当中转驱动模块驱动中转座1移动至装载工位中后，在横向搬运驱动机构和竖向搬运驱动机构的驱动下，搬运臂2先往芯片座10的方向移动，直至移动至芯片座10的上方，然后往下靠近芯片，使得吸头3将芯片吸住，接着搬运臂2往上移动一定距离，再往装载工位的方向移动，直至位于待装载的中转槽1-1的上方，最后往下靠近中转槽1-1，吸头3释放芯片，从而将芯片放置在该中转槽1-1中。接着，搬运臂2再继续循环上述工作，直至装满所有的中转槽1-1。

所述横向搬运驱动机构包括横向驱动电机4和横向传动组件，所述横向传动组件为丝杆和丝杆螺母，也可以采用齿轮和齿条等传动组件。所述竖向搬运驱动机构包括竖向驱动电机和竖向传动组件，所述竖向传动组件为丝杆和丝杆螺母，也可采用或齿轮和齿条等直线传动组件。其中，所述竖向驱动电机可以用竖向驱动气缸替换。

参见图1，所述中转驱动模块包括中转托板5以及用于驱动中转托板5在装载工位和粘附工位之间转动的旋转驱动机构；其中，所述中转座1放置在中转托板5上，并随着中转托板5转动。

所述中转座1为两个，且沿着圆周的方向均匀排列在中转托板5上。工作时，在旋转驱动机构的驱动下，中转托板5旋转地驱动中转座1在装载工位和粘附工位之间切换；例如，中转座1设有两个，相互夹角为180°，这样旋转中心位于装载工位和粘附工位之间，其中一个中转座1位于装载工位中时，另一个则位于粘附工位中；旋转驱动机构驱动一次，中转托板5转动180°，两个中转座1分别往对方所在的工位中转动，从而进行相应的工作：装载和粘附。

所述旋转驱动机构包括旋转安装板6和用于驱动旋转安装板6转动的旋转驱动电机7，所述中转托板5沿着圆周的方向设置在旋转安装板6上。其中，所述旋转驱动电机7可用旋转驱动气缸替换。

参见图1，所述粘附驱动模块包括粘附驱动电机12和粘附传动组件，所述粘附传动组件包括丝杆和丝杆螺母，所述丝杆螺母上固定设有用于抬升中转座1的抬升件13，该抬升件13的竖向投影与中转托板5的竖向投影不重合。当装满芯片的中转座1移动至粘附工位后，粘附驱动电机12开始往上驱动抬升件13，抬升件13往上抬起中转座1，使得中转座1往上远离中转托板5而靠近天线线圈，直至中转座1中的芯片粘附在天线线圈上，然后粘附驱动电机12驱动中转座1往下返回至中转托板5上。

所述粘附驱动电机12可用粘附驱动气缸替换；所述粘附传动组件也可采用齿轮和齿条等直线传动组件。

参见图1，在粘附工位的上方，位于天线线圈的背面设有缓冲板8，该缓冲板8远离天线线圈的一侧设有缓冲弹簧9。通过上述结构，能够在芯片接触天线线圈时提供一定的缓冲，防止芯片或天线线圈撞伤。

所述缓冲弹簧9为四个，且呈矩形抵紧在缓冲板8上。工作时，如果芯片和天线线圈接触时不平行，容易造成部分芯片粘附不到导电胶，严重影响粘附工作；而本实施例中，通过设置四个分别掌管缓冲板8的四个部位的缓冲弹簧9，可共同或独立调节缓冲板8的姿态，使其为天线线圈提供平行的支撑，从而获得良好的粘附效果。

本实施例中的粘附装置还包括检测天线线圈和中转座1是否准确位于粘附工位中的位置检测模块，该位置检测模块包括基板检测模块和芯片检测模块，其中，所述基板检测模块包括设置在基板上的对照标记和与对照标记识别对照的识别元件，每一个单位工作区均设有对照标记；所述芯片检测模块包括设置在旋转安装板6上的对照孔和固定设置在粘附工位中的对照光元件。当识别元件对准并识别到对照标记时，从而可以确定天线线圈准确位于粘附工位中；当旋转安装板6旋转至粘附工位中，且对照光元件的光线能透过对照孔时，从而可以确定中转座1(芯片)准确位于粘附工位中。

参见图1-3，基于上述高效的电子标签封装中的粘附装置，本实施例中的粘附工艺包括以下步骤：

天线线圈设置在基材11上，以基材11上设定大小的区域为一个单位工作区，如图2所示，一个单位工作区内布置有36个天线线圈；输送模块将单位工作区输送至粘附工位中；芯片转移模块将芯片转移至中转座1中的中转槽1-1固定，中转槽1-1的数量和位置布局均与单位工作区中的天线线圈的数量和位置布局相同，如图3所示；中转驱动模块驱动装满芯片的中转座1移动至粘附工位中；粘附驱动模块驱动装满芯片的中转座1对正并靠近位于粘附工位中的单位工作区，使得中转座1中的芯片同时且一一对应地粘附到单位工作区中的天线线圈上；完成芯片粘附工作。

在粘附工位中，天线线圈所在的平面朝向下，中转座1上的芯片位于中转座1的上表面，中转座1从下向上靠近单位工作区将芯片粘附到天线线圈上。将芯片往上粘附天线线圈的好处在于，基于自身的重力和附加的固定力，芯片可以十分稳定地呆在中转槽1-1中，直至与导电胶粘附。

实施例2

参见图4-5，与实施例1不同的是，本实施例中的中转驱动模块包括用于放置中转座1的中转托板5以及用于驱动中转托板5作直线移动的中转直线驱动机构；其中，所述中转直线驱动机构的驱动方向与天线线圈的传送方向垂直。所述中转座1的数量为两个，且沿着中转托板5直线均匀排列。在本实施例中，装载工位为两个，位于粘附工位的两侧，沿着中转直线驱动机构的驱动方向，两个中转座1分别对应两个装载工位，当其中一个中转座1位于其对应的装载工位中时，另一个中转座1位于粘附工位中。

所述中转直线驱动机构包括直线驱动电机和直线传动组件，所述直线传动组件采用丝杆和丝杆螺母，或为齿轮和齿条等直线传动组件。

实施例3

与实施例1不同的是，本实施例中的粘附装置还包括ocr识别定位模块，该ocr识别定位模块包括用于对天线线圈上的导电胶进行图像拍摄的照相机和用于对照相机获取的图像进行分析的图像处理系统；工作时，当天线线圈完成布胶后，照相机对该单位工作区进行图像摄取，摄取的图像传输至后台的图像处理系统中，由图像处理系统进行对单位工作区中的导电胶的分布情况进行分析，然后将分析结果传输至芯片转移模块中，芯片转移模块按照该单位工作区中的导电胶的位置布局将芯片转移至中转座上，亦即中转座上的芯片的位置布局与单位工作区中的导电胶的位置布局相同，以确保粘附时每个芯片均能够与对应的导电胶对正。

所述中转座上的固定模块为与负压装置连通的负压孔，当芯片放到中转座上后，负压孔除了能够对芯片进行固定，更重要的是能够对停留在不同的位置的芯片进行固定(前后不同的单位工作区中的导电胶的位置可能会存在差异，芯片停留在中转座上的位置也会存在差异)；这样，在负压孔能够对任意位置上的芯片进行固定的前提下，芯片转移模块可以根据实际情况将芯片排布在中转座上，使得芯片在中转座的排布与天线线圈上的导电胶的排布相同。

实施例4

参见图6，与实施例1不同的是，本实施例在粘附工位中，天线线圈所在的平面朝向上，工作时，中转座1从上向下靠近单位工作区将芯片粘附到天线线圈上。

实施例5

参见图7，与实施例1不同的是，本实施例中的中转座1为两个，且均位于天线线圈的下方，粘附工位位于两个中转座1的上方；工作时，位于最前方的待粘附的单元工作区传送至a中转座1的上方，位于第二前方的待粘附的单元工作区传送至b中转座1的上方；粘附驱动模块往上驱动a中转座1靠近天线线圈，使得芯片粘附在天线线圈上，a中转座1复位，芯片转移模块将芯片转移至a中转座1上；粘附驱动模块往上驱动b中转座1靠近天线线圈，使得芯片粘附在天线线圈上，b中转座1复位，芯片转移模块将芯片转移至a中转座1上；其中，在不断循环的粘附工作中，为了提高效率，当a中转座1进行粘附工作时，芯片转移模块可将芯片转移至b中转座1中；相反，当b中转座1进行粘附工作时，芯片转移模块可将芯片转移至a中转座1中。基于上述结构，本实施例中无需设置中转驱动模块，由芯片转移模块直接将芯片放到位于粘附工位下方的中转座1中即可。

实施例6

与实施例1不同的是，本实施例中的芯片转移模块采用搬运的方式将芯片转移至中转座上：中转驱动模块驱动中转座移动至芯片转移模块的下方，使得各个待装载的中转槽依次移动至装载工位中；芯片转移模块来回移动地将芯片搬运至装载工位中，并将芯片分别放到各个中转槽中；装满芯片后，中转驱动模块驱动中转座移动至粘附工位中。

实施例7

参见图8，与实施例1和2不同的是，本实施例中的芯片转移模块采用冲切的方式将芯片转移至中转座1上：中转驱动模块驱动中转座1移动至冲切模块的下方，使得待装载的中转槽依次移动至装载工位中；冲切模块在承载芯片的芯片带b上将芯片冲切到装载工位中。另外，除了芯片带b，还可以在其他装载着芯片的料板上进行冲切。

实施例8

与实施例1不同的是，本实施例中的芯片转移模块包括可进行三维移动的机械臂和设置在机械臂上的吸头；通过机械臂依次将芯片搬到中转座上。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。