一种芯片拾取装置及半导体制造设备的制作方法

本发明涉及半导体封装，具体而言，涉及一种芯片拾取装置及半导体制造设备。

背景技术：

1、倒装芯片是一种无引脚结构，其通过在i/o板上沉积锡铅球，然后将芯片翻转加热，利用熔融的锡铅球与陶瓷基板相结合形成。由于其具有发光效率高、散热性好、可大电流密度使用和免焊线等优势，正逐渐成为未来封装主流。

2、倒装芯片的晶圆片常常粘附在基膜上，典型的膜基粘结结构为：芯片-胶层-基膜，其特征是芯片与基膜(聚乙烯氯化物类)之间夹有一薄层粘结材料(丙烯酸树脂漆类，厚度约为5～10μm)。在晶圆片切割完成以后，需要对其进行拾取操作，以为后续倒装芯片做准备。

3、现有的芯片拾取装置中，对于芯片的拾取操作往往是通过真空吸盘下降固定的距离来实现，但是，这种方式往往无法准确、高效地拾取到芯片，从而导致了整机效率的下降。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的在于提供一种芯片拾取装置，以解决现有芯片拾取装置无法准确、高效地拾取到芯片的技术问题。

2、本发明提供的芯片拾取装置，包括固定架、直线驱动件、真空吸附件和力传感器，所述直线驱动件安装于所述固定架，所述力传感器安装于所述直线驱动件的动力输出端，所述真空吸附件安装于所述力传感器的感应输入端，其中，所述真空吸附件由真空源提供真空吸附力，用于吸取芯片。

3、进一步地，所述芯片拾取装置还包括过渡连接块，所述过渡连接块具有相背设置的第一面和第二面，其中，所述第一面与所述力传感器的感应输入端固定连接，所述第二面与所述真空吸附件固定连接，且所述过渡连接块设置有与所述真空吸附件通过气路相连的真空接头，所述真空接头用于连接所述真空源。

4、进一步地，所述过渡连接块包括可拆卸固定连接在一起的第一定位块和第二定位块，所述第一面形成于所述第一定位块，所述第二面形成于所述第二定位块，所述第二定位块可拆卸安装有吸附固定座，所述真空吸附件安装于所述吸附固定座；所述真空接头安装于所述第二定位块。

5、进一步地，所述直线驱动件包括驱动电缸，所述驱动电缸的外壳与所述固定架相对固定地设置；所述芯片拾取装置还包括升降支架，所述升降支架包括呈直角连接的第一水平段和第一竖直段，所述第一竖直段与所述驱动电缸的动力输出端固定连接，所述力传感器固定连接于所述第一水平段。

6、进一步地，所述芯片拾取装置还包括旋转驱动件，所述旋转驱动件安装于所述固定架，所述直线驱动件连接于所述旋转驱动件的动力输出端。

7、进一步地，所述旋转驱动件包括转盘电机，所述转盘电机的外壳与所述固定架固定连接；所述芯片拾取装置还包括旋转支架，所述旋转支架包括呈直角连接的第二水平段和第二竖直段，所述第二竖直段与所述转盘电机的动力输出端相对固定地设置，所述第二水平段开设有安装缺口，所述直线驱动件嵌装入所述安装缺口。

8、进一步地，所述固定架与所述旋转驱动件的动力输出端两者中的一者固定安装有限位块，所述固定架与所述旋转驱动件的动力输出端两者中的另一者固定安装有防撞柱，所述防撞柱与所述限位块配合，用于限制所述旋转驱动件的转动角度。

9、进一步地，所述芯片拾取装置还包括视觉组件，所述视觉组件固定安装于所述固定架，用于对芯片的位置进行检测。

10、进一步地，所述视觉组件包括连接座、同轴光源、镜头和相机，所述连接座与所述固定架相对固定地设置，所述同轴光源、所述镜头和所述相机依次设置，其中，所述同轴光源固定设置于所述连接座；所述镜头和所述相机可移动地安装于所述连接座，用于靠近或远离所述同轴光源。

11、进一步地，所述视觉组件还包括手动滑台，所述手动滑台安装于所述连接座，所述镜头和所述相机均安装于所述手动滑台。

12、进一步地，所述视觉组件还包括第一支架、第二支架和相机安装架，所述第一支架与所述手动滑台的动力输出端固定连接，所述第一支架背离所述手动滑台的一面设置有第一半孔，所述第二支架设置有第二半孔，所述第二支架与所述第一支架固定连接，所述第二半孔与所述第一半孔对接形成用于容纳所述镜头的安装孔，所述镜头设置于所述安装孔；所述相机安装架与所述第一支架固定连接，所述相机安装于所述相机安装架。

13、本发明芯片拾取装置带来的有益效果是：

14、通过设置主要由固定架、直线驱动件、真空吸附件和力传感器组成的芯片拾取装置，当需要拾取芯片时，安装于固定架的直线驱动件动作，驱动真空吸附件朝着靠近芯片的方向移动。当真空吸附件与芯片接触时，反作用力将传递至力传感器的感应输入端，此时，力传感器通过压力变化确定真空吸附件与芯片接触；在力传感器检测到真空吸附件与芯片接触后，打开真空，使得真空吸附件能够吸附住待剥离的芯片；随后，直线驱动件可以继续动作，将上述拾取到的芯片进行转运。

15、该芯片拾取装置通过在真空吸附件与直线驱动件的动力输出端之间设置力传感器，通过力传感器能够准确地确定真空吸附件需要运动到的位置，使得真空吸附件运动的距离可以根据芯片的实际位置进行确定，而不是以往下降固定距离的方式，一方面，使得芯片能够被准确、高效地拾取，另一方面，还能够避免因真空吸附件运动过度而导致芯片被损坏。

16、本发明的第二个目的在于提供一种半导体制造设备，以解决现有芯片拾取装置无法准确、高效地拾取到芯片的技术问题。

17、本发明提供的半导体制造设备，包括xy运动台、顶升装置和上述芯片拾取装置，所述xy运动台用于提供芯片至所述芯片拾取装置的同轴光源的正下方，所述顶升装置用于将所述xy运动台提供的芯片顶起。

18、本发明半导体制造设备带来的有益效果是：

19、通过在半导体制造设备中设置上述芯片拾取装置，相应地，该半导体制造设备具有上述芯片拾取装置的所有优势，在此不再一一赘述。

20、另外，通过在半导体制造设备中设置xy运动台，能够使待剥离的芯片准确地运动至芯片拾取装置的同轴光源的正下方，以使视觉组件能够采集到芯片的位置信息；通过设置顶升装置，能够将xy运动台提供的待剥离的芯片顶起，以便芯片拾取装置拾取到该芯片。

技术特征：

1.一种芯片拾取装置，其特征在于，包括固定架(100)、直线驱动件(200)、真空吸附件(300)和力传感器(400)，所述直线驱动件(200)安装于所述固定架(100)，所述力传感器(400)安装于所述直线驱动件(200)的动力输出端，所述真空吸附件(300)安装于所述力传感器(400)的感应输入端，其中，所述真空吸附件(300)由真空源提供真空吸附力，用于吸取芯片。

2.根据权利要求1所述的芯片拾取装置，其特征在于，所述芯片拾取装置还包括过渡连接块(500)，所述过渡连接块(500)具有相背设置的第一面和第二面，其中，所述第一面与所述力传感器(400)的感应输入端固定连接，所述第二面与所述真空吸附件(300)固定连接，且所述过渡连接块(500)设置有与所述真空吸附件(300)通过气路相连的真空接头(530)，所述真空接头(530)用于连接所述真空源。

3.根据权利要求2所述的芯片拾取装置，其特征在于，所述过渡连接块(500)包括可拆卸固定连接在一起的第一定位块(510)和第二定位块(520)，所述第一面形成于所述第一定位块(510)，所述第二面形成于所述第二定位块(520)，所述第二定位块(520)可拆卸安装有吸附固定座(540)，所述真空吸附件(300)安装于所述吸附固定座(540)；

4.根据权利要求1所述的芯片拾取装置，其特征在于，所述直线驱动件(200)包括驱动电缸，所述驱动电缸的外壳与所述固定架(100)相对固定地设置；所述芯片拾取装置还包括升降支架(210)，所述升降支架(210)包括呈直角连接的第一水平段(211)和第一竖直段(212)，所述第一竖直段(212)与所述驱动电缸的动力输出端固定连接，所述力传感器(400)固定连接于所述第一水平段(211)。

5.根据权利要求1所述的芯片拾取装置，其特征在于，所述芯片拾取装置还包括旋转驱动件(600)，所述旋转驱动件(600)安装于所述固定架(100)，所述直线驱动件(200)连接于所述旋转驱动件(600)的动力输出端。

6.根据权利要求5所述的芯片拾取装置，其特征在于，所述旋转驱动件(600)包括转盘电机，所述转盘电机的外壳与所述固定架(100)固定连接；所述芯片拾取装置还包括旋转支架(610)，所述旋转支架(610)包括呈直角连接的第二水平段(611)和第二竖直段(612)，所述第二竖直段(612)与所述转盘电机的动力输出端相对固定地设置，所述第二水平段(611)开设有安装缺口(613)，所述直线驱动件(200)嵌装入所述安装缺口(613)。

7.根据权利要求5所述的芯片拾取装置，其特征在于，所述固定架(100)与所述旋转驱动件(600)的动力输出端两者中的一者固定安装有限位块(620)，所述固定架(100)与所述旋转驱动件(600)的动力输出端两者中的另一者固定安装有防撞柱(110)，所述防撞柱(110)与所述限位块(620)配合，用于限制所述旋转驱动件(600)的转动角度。

8.根据权利要求1-7任一项所述的芯片拾取装置，其特征在于，所述芯片拾取装置还包括视觉组件(700)，所述视觉组件(700)固定安装于所述固定架(100)，用于对芯片的位置进行检测。

9.根据权利要求8所述的芯片拾取装置，其特征在于，所述视觉组件(700)包括连接座(710)、同轴光源(720)、镜头(730)和相机(740)，所述连接座(710)与所述固定架(100)相对固定地设置，所述同轴光源(720)、所述镜头(730)和所述相机(740)依次设置，其中，所述同轴光源(720)固定设置于所述连接座(710)；所述镜头(730)和所述相机(740)可移动地安装于所述连接座(710)，用于靠近或远离所述同轴光源(720)。

10.根据权利要求8所述的芯片拾取装置，其特征在于，所述视觉组件(700)还包括手动滑台(750)，所述手动滑台(750)安装于所述连接座(710)，所述镜头(730)和所述相机(740)均安装于所述手动滑台(750)。

11.根据权利要求9所述的芯片拾取装置，其特征在于，所述视觉组件(700)还包括第一支架(760)、第二支架(770)和相机安装架(780)，所述第一支架(760)与所述手动滑台(750)的动力输出端固定连接，所述第一支架(760)背离所述手动滑台(750)的一面设置有第一半孔(761)，所述第二支架(770)设置有第二半孔(771)，所述第二支架(770)与所述第一支架(760)固定连接，所述第二半孔(771)与所述第一半孔(761)对接形成用于容纳所述镜头(730)的安装孔，所述镜头(730)设置于所述安装孔；所述相机安装架(780)与所述第一支架(760)固定连接，所述相机(740)安装于所述相机安装架(780)。

12.一种半导体制造设备，其特征在于，包括xy运动台、顶升装置和权利要求1-11任一项所述的芯片拾取装置，所述xy运动台用于提供芯片至所述芯片拾取装置的同轴光源(720)的正下方，所述顶升装置用于将所述xy运动台提供的芯片顶起。

技术总结
本发明提供了一种芯片拾取装置及半导体制造设备，涉及半导体封装技术领域，为解决现有芯片拾取装置无法准确、高效地拾取到芯片的问题而设计。该芯片拾取装置包括固定架、直线驱动件、真空吸附件和力传感器，直线驱动件安装于固定架，力传感器安装于直线驱动件的动力输出端，真空吸附件安装于力传感器的感应输入端，其中，真空吸附件由真空源提供真空吸附力，用于吸取芯片。本发明能够准确、高效地拾取到芯片。

技术研发人员：刘俊丰,华国杰,朱翼先
受保护的技术使用者：北京华卓精科科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17