一种兼容多种尺寸基板的芯片倒装键合用吸盘组件的制作方法

1.本实用新型涉及用于吸附芯片基板的吸盘，具体为一种兼容多种尺寸基板的芯片倒装键合用吸盘组件。


背景技术：

2.芯片倒装焊接设备主要用于大规模集成电路器件制造的倒装焊接工艺，完成芯片与基板的直接互连键合，使封装具有更优越的高频、低延迟、低串扰的电路特性，能有效提高电路、部件或系统的组装互连的可靠性；倒装焊接设备主要有三部分组成：第一部分是设置在大理石基准平台上的电路基板放置台，电路基板放置台可沿x方向的位置调整、沿y方向的位置调整、沿与x方向和y方向所组成的平面垂直的θ轴旋转调整；第二部分是设置在大理石基准平台正上方的z向升降臂机构，在z向升降臂机构的下端设置有俯仰和偏摆平台，在俯仰和偏摆平台上设置有芯片吸盘，z向升降臂机构的主要功能是通过下压实现芯片与基板的键合，在键合前，通过俯仰和偏摆的调整实现芯片吸盘与基板吸盘的调平；第三部分是光学系统，光学系统是设置在读出电路基板放置台与z向升降臂机构之间的，该光学系统主要承担芯片与基板是否对位到位，以及芯片与基板键合的平行度检测；被键合的读出电路基板是放置在xyθ定位平台上的，被键合的芯片是吸附在俯仰和偏摆平台上的，通过调整控制xyθ定位平台的位置，使键合芯片与读出电路基板对位到位，通过调整俯仰和偏摆平台，使读出电路基板与被键合的芯片满足键合的平行度要求，当对位和平行度调整完毕后，z向升降臂下压，将被键合的芯片与读出电路基板压接键合在一起，从而完成芯片的倒装键合工艺过程。
3.其中，用于键合基板的吸盘组件是个关键部件。吸盘组件包括吸盘支架和吸盘支架适配的吸盘，吸盘支架顶面和底面之间沿竖直方向开有呈九宫格分布的九个安装通孔，位于中央的安装通孔中连接有中间桥臂，中间桥臂的顶面与吸盘支架的顶面齐平，位于中央的安装通孔被中间桥臂均分为两个小的安装通孔，所有安装通孔均用于避让用于为吸盘加热的加热元器件，相邻安装通孔之间的吸盘支架顶面上分布有连通的边缘吸附气道，边缘吸附气道用于吸附吸盘，中间桥臂的顶面上设置有中心吸附气道，中心吸附气道沿吸盘支架顶面延伸至其边缘，边缘吸附气道和中心吸附气道上均连通有位于吸盘支架中延伸至吸盘支架底壁上的气源连接口，吸盘顶部设置有吸附槽，吸附槽上开有用于连通中心吸附气道的吸附孔，给吸盘支架上的中心吸附气道和边缘吸附气道接通负压气源，吸盘放在吸盘支架上，边缘吸附气道可将吸盘牢固吸附，中心吸附气道通过中心圈吸附孔接通吸盘上的吸附槽，使吸附槽保持负压状态，进而通过吸附槽吸附基板。
4.但是由于键合基板种类较多，不同基板需通过更换基板吸盘实现芯片与基板的键合。这样必将造成成本的增加，因此设计一种通用基板吸盘，通过调整基板吸盘方向来兼容不同基板，完成芯片与基板键合。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在解决目前不同基板需通过更换基板吸盘实现芯片与基板的键合，导致成本增加的技术问题，提供了一种兼容多种尺寸基板的芯片倒装键合用吸盘组件。
6.本实用新型解决其技术问题采用的技术手段是：一种兼容多种尺寸基板的芯片倒装键合用吸盘组件，包括吸盘和吸盘支架，吸盘支架顶部设置有边缘吸附通道和中心吸附通道，吸盘支架顶部还设置有第三吸附通道，第三吸附通道连通有位于吸盘支架中且延伸至吸盘支架底部的气源连接口；吸盘的上表面由内到外同心设置有中心圈吸附槽、第一圈吸附槽、第二圈吸附槽、第三圈吸附槽和第四圈吸附槽，中心圈吸附槽的中心与吸盘的中心位于同一位置，中心圈吸附槽上开有中心圈吸附孔，第一圈吸附槽上开有第一圈吸附孔，第二圈吸附槽上开有第二圈吸附孔，第三圈吸附槽上开有第三圈吸附孔，第四圈吸附槽上开有第四圈吸附孔；当吸盘位于0
°
位置时，中心圈吸附槽通过中心圈吸附孔与中心吸附通道相连通，其余吸附槽均不与任何吸附通道连通；当吸盘处于90
°
位置时，中心吸附槽通过中心圈吸附孔与中心吸附通道相连通，第一圈吸附槽通过第一圈吸附孔与中心吸附通道相连通，其余吸附槽均不与任何吸附通道连通；当吸盘处于180
°
位置时，第四圈吸附槽通过第四圈吸附孔与第三吸附通道相连通，中心吸附槽通过中心圈吸附孔与中心吸附通道相连通，第三圈吸附槽通过第三圈吸附孔与中心吸附通道相连通，其余吸附槽均不与任何吸附通道连通；当吸盘处于270
°
位置时，第二圈吸附槽通过第二圈吸附孔与第三吸附通道相连通，其余吸附槽均不与任何吸附通道连通。
7.优选的，中心圈吸附槽设置为“田”字结构，中心圈吸附孔位于“田”字结构的中心，中心圈吸附槽用于吸附8mm
×
6mm以上至20mm
×
20mm以下的基板。
8.优选的，第一圈吸附槽设置为“口”字结构，第一圈吸附槽用于吸附20mm
×
20mm以上至50mm
×
50mm的基板。
9.优选的，第二圈吸附槽、第三圈吸附槽和第四圈吸附槽分别设置为正八边形状的圈体,第二圈吸附槽用于吸附4英寸基板，第三圈吸附槽用于吸附6英寸基板，第四圈吸附槽用于吸附8英寸基板。
10.优选的，吸盘支架的侧壁上设置有基准标记线，吸盘上分别设置有0
°
标记线、90
°
标记线、180
°
标记线和270
°
标记线。
11.本实用新型的有益效果是：结构简单，操作方便，只需要旋转吸盘，就能使得吸盘可吸附不同尺寸的基板，本实用新型通过一组吸盘组件就能适配并吸附不同尺寸的基板，兼容度高，通用的基板吸盘可降低吸盘组件的制造成本。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。
13.图1为本实用新型所述一种兼容多种尺寸基板的芯片倒装键合用吸盘组件的整体结构示意图；
14.图2为本实用新型所述吸盘位于0
°
位置时的示意图；
15.图3为本实用新型所述吸盘位于90
°
位置时的示意图；
16.图4为本实用新型所述吸盘位于180
°
位置时的示意图；
17.图5为本实用新型所述吸盘位于270
°
位置时的示意图；
18.图6为本实用新型所述吸盘支架的整体结构示意图；
19.图7为本实用新型所述吸盘支架的俯视图。
20.图中：1、吸盘；2、吸盘支架；21、边缘吸附通道；22、中心吸附通道；23、第三吸附通道；10、中心圈吸附槽；11、第一圈吸附槽；12、第二圈吸附槽；13、第三圈吸附槽；14、第四圈吸附槽；15、中心圈吸附孔；16、第一圈吸附孔；17、第二圈吸附孔；18、第三圈吸附孔；19、第四圈吸附孔。
具体实施方式
21.下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。
24.作为本实用新型的某种实施例，提供一种兼容多种尺寸基板的芯片倒装键合用吸盘1组件，包括吸盘1和吸盘支架2，吸盘支架2顶部设置有边缘吸附通道21和中心吸附通道22，吸盘支架2顶部还设置有第三吸附通道23，第三吸附通道23连通有位于吸盘支架2中且延伸至吸盘支架2底部的气源连接口；吸盘1的上表面由内到外同心设置有中心圈吸附槽10、第一圈吸附槽11、第二圈吸附槽12、第三圈吸附槽13和第四圈吸附槽14，中心圈吸附槽10的中心与吸盘1的中心位于同一位置，中心圈吸附槽10上开有中心圈吸附孔15，第一圈吸附槽11上开有第一圈吸附孔16，第二圈吸附槽12上开有第二圈吸附孔17，第三圈吸附槽13上开有第三圈吸附孔18，第四圈吸附槽14上开有第四圈吸附孔19；当吸盘1位于0
°
位置时，中心圈吸附槽10通过中心圈吸附孔15与中心吸附通道22相连通，其余吸附槽均不与任何吸附通道连通；当吸盘1处于90
°
位置时，中心吸附槽通过中心圈吸附孔15与中心吸附通道22相连通，第一圈吸附槽11通过第一圈吸附孔16与中心吸附通道22相连通，其余吸附槽均不与任何吸附通道连通；当吸盘1处于180
°
位置时，第四圈吸附槽14通过第四圈吸附孔19与第三吸附通道23相连通，中心吸附槽通过中心圈吸附孔15与中心吸附通道22相连通，第三圈吸附槽13通过第三圈吸附孔18与中心吸附通道22相连通，其余吸附槽均不与任何吸附通道连通；当吸盘1处于270
°
位置时，第二圈吸附槽12通过第二圈吸附孔17与第三吸附通道23相连通，其余吸附槽均不与任何吸附通道连通。
25.进一步的，作为本实用新型所述实施例的一种具体实施方式，中心圈吸附槽10设
置为“田”字结构，中心圈吸附孔15位于“田”字结构的中心，中心圈吸附槽10用于吸附8mm
×
6mm以上至20mm
×
20mm以下的基板。
26.进一步的，作为本实用新型所述实施例的一种具体实施方式，第一圈吸附槽11设置为“口”字结构，第一圈吸附槽11用于吸附20mm
×
20mm以上至50mm
×
50mm的基板。
27.进一步的，作为本实用新型所述实施例的一种具体实施方式，第二圈吸附槽12、第三圈吸附槽13和第四圈吸附槽14分别设置为正八边形状的圈体,第二圈吸附槽12用于吸附4英寸基板，第三圈吸附槽13用于吸附6英寸基板，第四圈吸附槽14用于吸附8英寸基板。
28.进一步的，作为本实用新型所述实施例的一种具体实施方式，吸盘支架2的侧壁上设置有基准标记线，吸盘1上分别设置有0
°
标记线、90
°
标记线、180
°
标记线和270
°
标记线。
29.具体使用时，情况一：吸盘支架2固定至机座上，将吸盘1的0
°
标记线与吸盘支架2的基准标记线对准后，使吸盘支架2的边缘吸附通道21、中心吸附通道22和第三吸附通道23均通过气源连接口接通负压气源，其中第三吸附通道23通过电磁阀关闭负压气源通道，边缘吸附通道21用于吸附固定吸盘1，此时，中心圈吸附槽10通过中心圈吸附孔15与吸盘支架2上的中心吸附通道22相通，中心圈吸附槽10处于负压状态，进而能够吸附8mm
×
6mm以上至20mm
×
20mm以下的基板。第一圈吸附槽11、第二圈吸附槽12、第三圈吸附槽13和第四圈吸附槽14均不会与中心吸附通孔或第三吸附通道23相连通，所以没有吸附力。
30.情况二：吸盘支架2固定至机座上，将吸盘1的90
°
标记线与吸盘支架2的基准标记线对准后，使吸盘支架2的边缘吸附通道21、中心吸附通道22和第三吸附通道23均通过气源连接口接通负压气源，其中第三吸附通道23通过电磁阀关闭负压气源通道，边缘吸附通道21用于吸附固定吸盘1，此时，中心圈吸附槽10通过中心圈吸附孔15与吸盘支架2上的中心吸附通道22相通，第一圈吸附槽11通过第一圈吸附孔16与中心吸附通道22相连通，中心圈吸附槽10和第一圈吸附槽11均处于负压状态，进而能够吸附20mm
×
20mm以上至50mm
×
50mm以下的基板。第二圈吸附槽12、第三圈吸附槽13和第四圈吸附槽14均不会与中心吸附通孔或第三吸附通道23相连通，所以没有吸附力。
31.情况三：吸盘支架2固定至机座上，将吸盘1的180
°
标记线与吸盘支架2的基准标记线对准后，使吸盘支架2的边缘吸附通道21、中心吸附通道22和第三吸附通道23均通过气源连接口接通负压气源，其中第三吸附通道23通过电磁阀关闭负压气源通道，边缘吸附通道21用于吸附固定吸盘1，此时，中心圈吸附槽10通过中心圈吸附孔15与吸盘支架2上的中心吸附通道22相通，第三圈吸附槽13通过第三圈吸附孔18与中心吸附通道22相连通，中心圈吸附槽10和第三圈吸附槽13均处于负压状态，进而能够吸附6英寸的基板。第一圈吸附槽11、第二圈吸附槽12和第四圈吸附槽14均不会与中心吸附通孔或第三吸附通道23相连通，所以没有吸附力。
32.情况四：吸盘支架2固定至机座上，将吸盘1的180
°
标记线与吸盘支架2的基准标记线对准后，使吸盘支架2的边缘吸附通道21、中心吸附通道22和第三吸附通道23均通过气源连接口接通负压气源，其中中心吸附通道22通过电磁阀关闭负压气源通道，边缘吸附通道21用于吸附固定吸盘1，此时，第四圈吸附槽14通过第四圈吸附孔19与第三吸附通道23相连通，第四圈吸附槽14处于负压状态，进而能够吸附8英寸的基板。第一圈吸附槽11、第二圈吸附槽12和第三圈吸附槽13均不会与中心吸附通孔或第三吸附通道23相连通，所以没有吸附力。
33.情况五：吸盘支架2固定至机座上，将吸盘1的270
°
标记线与吸盘支架2的基准标记线对准后，使吸盘支架2的边缘吸附通道21、中心吸附通道22和第三吸附通道23均通过气源连接口接通负压气源，其中中心吸附通道22通过电磁阀关闭负压气源通道，边缘吸附通道21用于吸附固定吸盘1，此时，第二圈吸附槽12通过第二圈吸附孔17与第三吸附通道23相连通，第二圈处于负压状态，进而能够吸附4英寸的基板。第一圈吸附槽11、第四圈吸附槽14和第三圈吸附槽13均不会与中心吸附通孔或第三吸附通道23相连通，所以没有吸附力。
34.其中，吸盘1的180
°
标记线与吸盘支架2的基准标记线对准后，使吸盘支架2的边缘吸附通道21、中心吸附通道22和第三吸附通道23均通过气源连接口接通负压气源，边缘吸附通道21用于吸附固定吸盘1，此时，中心圈吸附槽10通过中心圈吸附孔15与吸盘支架2上的中心吸附通道22相通，第三圈吸附槽13通过第三圈吸附孔18与中心吸附通道22相连通，中心圈吸附槽10和第三圈吸附槽13均处于负压状态，第四圈吸附槽14通过第四圈吸附孔19与第三吸附通道23相连通，此时第三圈吸附槽13和第四圈吸附槽14可同时吸附8英寸的基板。
35.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。