晶片定位装置及晶片加工系统的制作方法

本申请涉及半导体晶片加工领域，尤其是涉及一种晶片定位装置及晶片加工系统。

背景技术：

在晶片加工系统中，物料传输系统用于晶片的自动抓取和传送，一般包括料盒、传送手臂、吸盘等组件。其中，堆叠式晶片传送方式是一种结构紧凑，高效率的加工方式；

现有技术中，常规的料盒通常采用定位销的方式固定在工作台上对料盒中的晶片进行定位。

正因如此，采用固定定位销定位的方式在上述使用过程中，因为不能针对晶片进行调节，容易出现晶片碎片、定位精度不足及晶片上料时多片粘连的情况。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请目的在于提供一种晶片定位装置及晶片加工系统，采用靠近晶片速度不同的夹持件对晶片进行定位，一定程度上解决了晶片定位过程中晶片碎片、定位精度不足的问题。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

第一方面，本申请实施例提供一种晶片定位装置，包括：

料盒，安装在工作台上用以容纳晶片，所述料盒的两侧部的至少部分形成有缺口部，所述晶片的外缘的至少部分通过所述缺口部暴露并向外超出所述缺口部；

第一夹持件和第二夹持件，分别安装在所述工作台上，所述第一夹持件和所述第二夹持件能够相互靠近地移动到预设位置，以对所述晶片进行定位，所述第一夹持件相对于所述晶片的移动速度与所述第二夹持件相对于所述晶片的移动速度不同。

优选地，还包括第一缸体座和第二缸体座以及分别安装于所述第一缸体座和所述第二缸体座的第一缸体和第二缸体，所述第一缸体包括第一缸筒和第一导杆，所述第二缸体包括第二缸筒和第二导杆，所述第一夹持件与所述第一导杆的第一端固定连接，所述第二夹持件与所述第二导杆的第一端固定连接；

所述第一导杆的第二端插入到所述第一缸筒内并与所述第一缸筒滑动连接，所述第二导杆的第二端插入到所述第二缸筒内并与所述第二缸筒滑动连接，在所述控制系统的控制下，所述第一导杆和所述第二导杆能够分别从所述第一缸筒和所述第二缸筒伸出或缩回，从而实现所述第一夹持件和所述第二夹持件彼此靠近或远离。

优选地，还包括行程传感器，所述行程传感器设置于所述第一缸体，用于检测所述第一夹持件是否到达预设位置；

所述工作台上设置有与所述第一夹持件和所述第二夹持件的伸缩方向平行的第一导槽和第二导槽，所述第一缸体座可滑动地安装于所述第一导槽内，所述第二缸体座可滑动地安装于所述第二导槽内。

优选地，还包括第一毛刷部、第二毛刷部、第一连接板和第二连接板，所述第一毛刷部和所述第二毛刷部分别通过所述第一连接板和所述第二连接板安装在所述第一夹持件和所述第二夹持件的上方，当所述第一夹持件和所述第一夹持件到达各自预设位置对所述晶片进行定位时，所述第一毛刷部与所述第二毛刷部之间的最短距离小于所述晶片的直径。

优选地，所述第一毛刷部包括第一安装条和多个第一毛刷件，所述第二毛刷部包括第二安装条和多个第二毛刷件，所述第一连接板和所述第二连接板均包括沿水平方向延伸的第一端和沿竖直方向延伸第二端；

所述第一连接板和所述第二连接板的第一端均开设有沿水平方向延伸的长槽孔，所述第一夹持件和所述第二夹持件的上端面均开设有与所述长槽孔的对应的螺纹孔，所述第一连接板和所述第二连接板的第一端通过紧固构件固定在所述第一夹持件的上端面，所述第一连接板和所述第二连接板的第二端分别与所述第一安装条和所述第二安装条固定连接；所述第一连接板和所述第二连接板能够分别通过所述长槽孔而相对于所述第一夹持件和所述第二夹持件移位，从而调节所述第一毛刷部和所述第二毛刷部之间的距离；

所述第一安装条和所述第二安装条的彼此面对的部分分别形成有第一容纳孔和第二容纳孔，多个所述第一毛刷件和多个所述第二毛刷件分别安装于所述第一容纳孔和所述第二容纳孔内。

优选地，所述第一夹持件和所述第二夹持件的面对所述晶片的侧部形成为圆弧面，所述圆弧面的半径大于或等于所述晶片的半径；

所述第一夹持件和所述第二夹持件的高度相等，并且高于所述料盒中堆叠的所述晶片的高度。

优选地，所述缺口部的尺寸形成为使得在所述第一夹持件或所述第二夹持件与所述料盒接触时无法接触所述料盒的侧壁的除了所述缺口部以外的部分。

优选地，还包括定位块，所述定位块固定于工作台上，所述料盒的底部设置有供所述定位块嵌入的定位通孔，所述定位通孔的底侧边沿和所述定位块的顶端边沿均形成为倒角，所述定位通孔与所述定位块采用间隙配合，所述定位块的顶端低于所述定位通孔的顶侧边沿。

优选地，还包括用于检测所述料盒中是否存在晶片的检测传感器，所述定位块设置有安装所述检测传感器的检测通孔，所述检测传感器的顶端低于所述定位通孔的顶侧边沿，所述检测传感器的位置能够在竖直方向上调整。

第二方面，本申请实施例提供一种晶片加工系统，包括如上述的晶片定位装置。

根据本申请提供的晶片定位装置及晶片加工系统，采用靠近晶片速度不同的夹持件对晶片进行定位，以解决晶片定位过程中晶片碎片、定位精度不足的问题，一定程度上降低了晶片定位过程中晶片的碎片率，提高了定位精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了晶片定位装置俯视图的示意图；

图2示出了晶片定位装置主视图的剖视图的示意图；

图3示出了晶片定位装置防粘连示意图。

附图标记：

1-料盒；11-定位通孔；

2-第一夹持件；21-第一缸体；211-第一导杆；212-第一缸筒；213-行程传感器；22-第一毛刷部；221-第一安装条；222-第一毛刷件；23-第一连接板；24-第一缸体座；

3-第二夹持件；31-第二缸体；311-第二导杆；312-第二缸筒；32-第二毛刷部；321-第二安装条；322-第二毛刷件；33-第二连接板；34-第二缸体座；

4-定位块；41-检测通孔；42-检测传感器；5-晶片。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

实施例一

请参照图1-图3，本实施例提供的晶片定位装置，包括：料盒、定位通孔、第一夹持件、第一缸体、第一毛刷部、第一连接板、第一缸体座、第二夹持件、第二缸体、第二毛刷部、第二连接板、第二缸体座、定位块、检测通孔、检测传感器、第一导槽(图中未示出)、第二导槽(图中未示出)和控制系统(图中未示出)。以下将具体描述晶片定位装置的上述部件之间的连接关系及动作。

在本实施例中，例如，容纳在晶片定位装置内的晶片5的底面为圆形，采用堆叠式存放，因此料盒1可以采用圆柱体形状，并且其底面直径略大于圆形晶片5的直径。料盒1的底部设置有定位通孔11，定位通孔11的轴线与料盒1的轴线相同，定位通孔11与固定设置在工作台上的定位块4间隙配合，从而使得料盒1被定位安装于工作台上，同时保证料盒1的内侧底部平行于工作台，进而使得料盒1内的晶片5平行于工作台。

其中，料盒1、定位块4可以通过注塑成型工艺得到，定位块4的形状与定位通孔11的形状相同或匹配，其高度低于定位通孔11的深度，也就是说，在晶片5被容纳在晶片定位装置内时，定位块4不会接触料盒1内部的晶片5。

在定位块4上，还设置有检测通孔41，检测通孔41内设置有检测传感器42，用于检测料盒1的内部是否存在晶片5，并将信号传递至控制系统，检测传感器42的上端低于定位通孔11的顶侧边沿，即在晶片5被容纳在晶片定位装置内时，检测传感器42不会接触料盒1内部的晶片5，检测传感器42的下端向下延伸并通过紧固螺栓安装在工作台下方，在本实施例中，采用两个紧固螺栓与检测传感器42的轴向垂直地固定检测传感器42，使检测传感器42大体上垂直于工作台，进而垂直于料盒1内部的晶片5。

此外，在本实施例中，所采用的检测传感器42的检测距离为1-5mm，因此可以在必要时，沿竖直方向调整检测传感器42的位置，以根据料盒1中所容纳的不同晶片5而得到不同的检测灵敏度，并且，检测传感器42、检测通孔41、定位块4三者的轴线重合，即检测传感器42、检测通孔41、定位块4三者以对中的方式装配。

然而，不限于此，只要保证检测传感器42的轴线、检测通孔41的轴线垂直于工作台，并不特别限定检测传感器42的轴线、检测通孔41的轴线的具体位置。

此外，在定位通孔11的底侧边沿和定位块4的上端边沿均形成有大体上相同角度的倒角，目的在于可以通过倒角使得定位通孔11的底侧边沿和定位块4的上端边沿在接触时更容易产生相对滑动，进而方便料盒1的取放，在本实施例中，定位通孔11和定位块4的形状可以采用矩形，定位通孔11的底侧边沿和定位块4的上端边沿的倒角角度均可以采用45度角。此外，定位通孔11的底侧边沿和定位块4的上端边的倒角也可以为圆角。

然而，不限于此，只要保证二者形状相同，配合时为间隙配合，定位通孔11和定位块4的形状也可以是其他常见几何图形，并且只要保证定位通孔11的底侧边沿和定位块4的上端边沿的倒角角度大体上相同，也不特别限定倒角的形式和角度。

此外，在本实施例中，第一夹持件2和第二夹持件3关于料盒1的轴线呈中心对称设置，即设置在料盒1的两侧，并且料盒1朝向第一夹持件2、第二夹持件3的两侧的对应位置分别设置两个缺口部。目的在于使晶片5的外缘的至少部分通过个缺口部暴露并且超出料盒1的缺口部以被第一夹持件2和第二夹持件3共同定位。在本实施例中，两个缺口部也关于料盒1轴线呈中心对称，且缺口部的尺寸形成为使得保证第一夹持件2、第二夹持件3在定位晶片5的过程中不会接触到料盒1的侧壁的除了缺口部以外的部分。

第一夹持件2和第二夹持件3的定位表面，即用于与晶片5接触的表面可以例如采用相同的圆弧面，第一夹持件2和第二夹持件3的高度相等，并且高于所述料盒1中堆叠的晶片5的高度。在本实施例中，该圆弧面的直径大于或等于晶片5的直径，目的在于可以使圆弧面包含堆叠式存放于料盒1中的晶片5的侧面，防止晶片5在定位过程中发生窜动，同时防止夹持件与晶片5的侧面接触面过小，导致接触面处压强过大出现碎片情况。

需要说明的是，料盒1的形状、夹持件的形状是可以根据晶片5的形状做出适应性调整的，只须满足料盒1尺寸略大于晶片5尺寸且晶片5的外缘能够超出料盒1的缺口部，夹持件的定位表面为可完全包含晶片5的形状，并不特别限定料盒1的形状、夹持件的形状。

在本实施例中，第一缸体21包括第一导杆211和第一缸筒212，第二缸体31可包括第二导杆311和第二缸筒312。第一夹持件2与第一导杆211的第一端固定连接，第二夹持件3与第二导杆311的第一端固定连接；第一导杆211的第二端插入到第一缸筒212内并与第一缸筒212滑动连接，第二导杆311的第二端插入到第二缸筒312内并与第二缸筒312滑动连接。

在本实施例中，第一缸体21、第二缸体31均采用气缸，第一缸体21通过螺栓固定安装在第一缸体座24上，第二缸体31通过螺栓固定安装在第一缸体座24上，第一缸体21、第二缸体31在控制系统的控制下分别能够使第一导杆211、第二导杆311沿着第一缸筒212、第二缸筒312伸长或收缩，从而实现所述第一夹持件2和所诉第二夹持件3彼此靠近或远离。

此外，工作台上还设置有延伸方向与第一夹持件2、第二夹持件3伸缩方向平行的第一导槽和第二导槽，第一缸体座24能够滑动地设置在第一导槽内，第二缸体座34能够滑动地设置在第二导槽内，使整个定位装置可以根据晶片5的尺寸不同而作进一步调整。

在本实施例中，第一夹持件2与第二夹持件3的彼此靠近的过程为定位过程，两者在这一过程结束后均处于两者的预设位置，在本实施例中，该预设位置采用两者圆弧面到晶片5的侧面(侧部)最短距离为1-2mm的位置；

在本实施例的定位过程中，第一缸体21伸长第一导杆211进而推动第一夹持件2的速度小于第二缸体31伸长第二导杆311进而推动第二夹持件3的速度，反之亦可。

这样设置的目的在于防止，若两夹持件在定位过程中运动的速度相同，当堆叠的晶片5的侧面超出第一夹持件2或第二夹持件3的预设位置时，第一夹持件2或第二夹持件3将堆叠的晶片5推向第二夹持件3或第一夹持件2所要达到的预设位置时，堆叠的晶片5很可能会由于惯性继续向第二夹持件3或第一夹持件2方向运动并且晶片5的侧面可能超出第二夹持件3或第一夹持件2所要达到的设位置，因此使堆叠的晶片5与第二夹持件3或第一夹持件2产生撞击，出现碎片的情况。

此外，第一缸体21上设置有行程传感器213，用于检测第一夹持件2的位置，并将信号传递至控制系统，在本实施例中，行程传感器213采用磁性开关，第一夹持件2与第二夹持件3可采用钢材铸造工艺成型，并通过焊接等方式第一导杆211和第二导杆311对应固定连接。

需要说明的是，第一夹持件2与第二夹持件3各自的定位表面均须作抛光处理，用以防止定位过程中划伤晶片5。在定位过程结束后，当第一夹持件2到达其预设位置时，第一夹持件2和第二夹持件3开始复位过程，即第一夹持件2和第二夹持件3彼此相互远离的过程，在本实施例中，第一夹持件2和第二夹持件3的复位速度并无特殊要求，只要保证第一夹持件2和第二夹持件3复位至图1和图2所示的位置即可。

在本实施例中，第一毛刷部22包括第一安装条221，第二毛刷部32包括第二安装条321，第一安装条221与第二安装条321相互平行，并且二者的上、下底面各处于同一平面，第一连接板23和第二连接板33均包括沿水平方向延伸的第一端和沿竖直方向延伸第二端。

第一连接板23的第一端、第二连接板33的第一端均开有长槽孔，长槽孔的延伸方向为水平方向，第一夹持件2、第二夹持件3的上端面均设置有与长槽孔数量相等内螺纹孔，且内螺纹孔的内径与长槽孔的宽度相等，第一连接板23的第一端通过螺钉固定连接在第一夹持件2的上方，第一连接板23的第二端与第一安装条221固定连接；第二连接板33的第一端通过螺钉固定连接在第二夹持件3的上方，第二连接板33的第二端与第二安装条321固定连接。

在本实施例中，第一连接板23、第二连接板33各设置有两个长槽孔，第一连接板23、第二连接板33可通过长槽孔相对于第一夹持件2、第二夹持件3以滑动的方式进行调整，从而实现能够调整第一毛刷部22和第二毛刷部32的距离。

此外，第一连接板23、第二连接板33的材料可采用金属材料；第一安装条221朝向晶片5的一侧设置有两排相互平行的第一容纳孔，第二安装条321朝向晶片5的一侧设置有，与两排第一容纳孔位置相对应的两排第二容纳孔，数量与多个第一容纳孔相同的多个第一毛刷件222对应地安装在多个第一容纳孔内，数量与多个第二容纳孔相同的多个第二毛刷件322对应地安装在多个第二容纳孔内。

在本实施例中，第一安装条221、第二安装条321的材料也可以采用金属材料，通过铸造等工艺形成，并通过焊接等方式分别与第一连接板23、第二连接板33固定连接。

并且，保证第一毛刷部22与第二毛刷部32在定位过程结束后二者末端之间的最小距离小于晶片5的直径，当定位过程结束后，取料机构的吸盘机械手立刻工作，将一片晶片5取出料盒1，若该晶片5与其他晶片粘连，在经过第一毛刷部22和第二毛刷部32之间时，由于刷毛的作用，其他粘连的晶片5会重新落回料盒1中。

需要说明的是，两毛刷部具有一定弹性，至少能够承载一片晶片5的重量，以防止晶片5从毛刷部滑落受损，及在取用晶片5时划伤晶片5。

本实施例还提供一种晶片加工系统，包括如上述的晶片定位装置，除此之外，该晶片加工系统的其余部分与其他常用晶片加工系统并无区别，在此不再赘述。

实施例二

基于本申请实施例一：

第一夹持件2、第二夹持件3的预设位置，是采用晶片5辅助确定的，即将料盒1中的晶片5调整至正确位置，然后基于该位置调节控制系统，设置第一夹持件2和第二夹持件3的预定位置。

以下描述晶片定位装置的工作过程：

步骤一，将堆叠盛放晶片5的料盒1通过料盒1底部的定位通孔11与工作台上的定位块4配合安装在工作台上，此时检测传感器42检测到晶片5，并将信号传递至控制系统；

步骤二，控制系统控制第一缸体21、第二缸体31分别伸长第一导杆211、第二导杆311从而使第一夹持件2、第二夹持件3相互靠近开始定位过程，直至第一夹持件2和第二夹持件3均到达各自预设位置，对外缘超出预设位置的晶片5进行定位，定位过程结束，与此同时行程传感器213将信号传递至控制系统；

步骤三，控制系统控制第一缸体21、第二缸体31分别伸长第一导杆211、第二导杆311从而使第一夹持件2、第二夹持件3相互远离开始复位过程，取料机构的吸盘机械手同时立刻工作，将一片(单片)晶片5经过第一毛刷部22和第二毛刷部32取出料盒1，复位过程结束。

步骤四，重复上述步骤一、步骤二和步骤三，直至料盒1中的晶片5被取尽。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的保护范围，凡是在本申请的创新构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的保护范围内。