一種覆膠固晶設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種覆膠固晶設備，包括：晶圓盤，用于放置待固晶的晶粒；膠盤，用于對該晶粒的底部包覆膠水進行黏膠處理；載體，用于提供該晶粒的待固晶位；固晶臂，用于拾取該晶粒，并通過該固晶臂將所述晶粒送至膠盤工位進行黏膠處理，再通過該固晶臂將黏膠處理后的晶粒粘焊在載體上的待固晶位。采用單個機械臂完成個工藝過程（包括拾晶、取膠和固晶），解決了傳統(tǒng)工藝時序及結(jié)構(gòu)空間問題，采用增加工作單元的方式大幅提高設備產(chǎn)能，同時最主要的是解決了傳統(tǒng)工藝中每次出膠高徑比底，點膠精度和固晶精度交互影響，膠點形狀、厚度、大小一致性差，厚度難以控制，引起黏結(jié)面有盲點或牢固性差等問題。
【專利說明】一種覆膠固晶設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及半導體精密制造與裝備領域，尤其涉及的是一種用于IC和LED半導體封裝的覆膠固晶設備。
【背景技術】
[0002]固晶機(或叫粘片機)是將芯片與載體粘結(jié)起來，使之形成熱通路或電通路的一款高精密自動化封裝設備。鑒于傳統(tǒng)固晶工藝的限制，目前國際領先的半導體封裝廠家都仍然使用傳統(tǒng)的點膠固晶機構(gòu)先后執(zhí)行工藝方式把芯片粘結(jié)在目標區(qū)域，使芯片與載件間形成熱通路或電通路，因此設備封裝廠家也是以此工藝為基礎對固晶設備的結(jié)構(gòu)、控制、驅(qū)動等多方位進行不斷的改進，但經(jīng)過多年來的努力，以此工藝為基礎的固晶設備的速度已接近極限，單純提高硬件性能已無多少空間，無革命性的創(chuàng)新在速度上就無法突破。
[0003]目前國內(nèi)外固晶機從布局上分僅只有擺臂式和直線式兩種，既使是國外引進的高端固晶機也不例外。但無論如何改善其硬件、軟件及控制性等多方面性能，固晶速度和精度都沒有太大的突破，精密程度和速度提升空間幾乎已經(jīng)接近極限。究其根源問題在于，傳統(tǒng)的固晶封裝工藝的操作方法限制了設備的速度和精度提升空間。無論如何改進，均是以點膠和固晶兩個機構(gòu)獨立先后執(zhí)行，主要原因是點膠和固晶兩臂重合精度不可能完全無偏差，影響到芯片粘接的牢固性，因此國內(nèi)外固晶設備都不可能生產(chǎn)出最為較理想的產(chǎn)品品質(zhì)，如強烈實施，那么設備效率會非常的低，而且該封裝設備的價格也會非常昂貴。
[0004]經(jīng)以上原因總結(jié)，要解決固晶品質(zhì)和速度的問題，必然要在傳統(tǒng)芯片固晶工藝和固晶設備的整體布局上有開創(chuàng)性的改變。
實用新型內(nèi)容
[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種覆膠固晶設備，采用單個機械臂完成個工藝過程(包括拾晶、取膠和固晶)，解決了傳統(tǒng)工藝時序及結(jié)構(gòu)空間問題，采用增加工作單元的方式大幅提高設備產(chǎn)能，同時最主要的是解決了傳統(tǒng)工藝中每次出膠高徑比底，點膠精度和固晶精度交互影響，膠固牢度及形狀不好控制等問題。
[0006]本實用新型的技術方案如下:
[0007]一種覆膠固晶設備，包括:
[0008]晶圓盤，用于放置待固晶的晶粒；
[0009]膠盤，用于對該晶粒的底部包覆膠水進行黏膠處理；
[0010]載體，用于提供該晶粒的待固晶位；
[0011]固晶臂，用于拾取該晶粒，并通過該固晶臂將所述晶粒送至膠盤工位進行黏膠處理，再通過該固晶臂將黏膠處理后的晶粒粘焊在載體上的待固晶位；
[0012]還包括一旋轉(zhuǎn)裝置，若干個所述固晶臂間隔設置在所述旋轉(zhuǎn)裝置的周側(cè)，通過所述旋轉(zhuǎn)裝置帶動轉(zhuǎn)動至預定工位，所述晶圓盤、膠盤、載體依次設置在所述固晶臂運動軌跡上的預定工位。[0013]覆膠固晶設備，其中，所述旋轉(zhuǎn)裝置為一驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機的驅(qū)動端套接有旋轉(zhuǎn)安裝座，所述固晶臂可上下運動地安裝在所述旋轉(zhuǎn)安裝座上。
[0014]覆膠固晶設備，其中，所述旋轉(zhuǎn)安裝座的周側(cè)均勻分布有若干個安裝位，所述固晶臂的端部活動連接在所述安裝位上。
[0015]覆膠固晶設備，其中，所述固晶臂端部設置有拾取裝置，所述拾取裝置通過夾持、電磁吸附或真空吸附的方式將晶圓盤上頂起的晶粒抓住。
[0016]覆膠固晶設備，其中，所述拾取裝置為一吸嘴座上設置有吸嘴，用于吸附待固晶的晶粒。
[0017]覆膠固晶設備，其中，所述預定工位包括:拾晶位、黏膠位及固晶位。
[0018]覆膠固晶設備，其中，還包括:
[0019]清洗盤，用于固晶后對固晶臂端部的吸嘴座上的吸嘴進行清潔處理。
[0020]本實用新型有益效果:
[0021]I)采用單臂(單個固晶臂)連續(xù)執(zhí)行拾晶、點膠、固晶整個工藝過程，簡化了兩臂(兩組固晶臂)固晶機執(zhí)行的復雜步驟，同時消除了兩臂同工位的等待時間。
[0022]2)采用單臂同時進行粘膠和固晶，完全避免了兩臂同工位先后工作帶來的位置偏差的問題。
[0023]3)采用單臂機械結(jié)構(gòu)，可避免兩臂相撞的問題，簡化了設備復雜結(jié)構(gòu)、降低了設計布局和計算難度，運動控制難度以及安裝調(diào)試的難度。
[0024]4)通過芯片自身取膠后進行固晶，確保芯片與膠液位置的一致性，解決了膠點大小不一致的情況，并有效加強了膠液與芯片粘接的牢固性。
[0025]5)通過表面平整的芯片自身取膠，使膠液易形成呈飽滿狀態(tài)，同時更容易控制芯片的包膠高度，目前已達到40um以上，遠遠超出傳統(tǒng)工藝能達到的極限水平，完全能滿足高端客戶的特殊需求。另外，芯片的包膠高度越高，牢固性越好，而且易于成品散熱，延長用壽命。
[0026]6)可擴展性強，可采用增加多個工作單元方式大幅度提高設備產(chǎn)能。如多個的單元固晶臂以一定角度固設于電機四周，單臂能同時完成拾晶、沾膠及固晶的動作，使每個單元臂在各個工位都始終保持著工作狀態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本實用新型覆膠固晶設備的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0028]本實用新型提供一種覆膠固晶設備，為使本實用新型的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實例對本實用新型進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0029]請參見圖1，圖1是本實用新型覆膠固晶設備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]如圖1所示,所述覆膠固晶設備,其包括:
[0031 ] 晶圓盤10，用于放置晶粒。
[0032]膠盤20，用于對該晶粒的底部包覆膠水進行黏膠處理。[0033]載體30，用于提供該晶粒的待固晶位。
[0034]固晶臂40，用于拾取晶圓盤10上的晶粒，并通過該固晶臂40將所述晶粒送至膠盤20工位進行黏膠處理，再通過該固晶臂40將黏膠處理后的晶粒粘焊在載體30上的待固晶位。
[0035]具體地，固晶臂40是以直線、擺動或旋轉(zhuǎn)的方式到達預定工位，較好的是，固晶臂40處于整個系統(tǒng)的中心位置，作為該系統(tǒng)的核心部件，并且該固定臂40以轉(zhuǎn)動的工作方式到達預定工位(即拾晶位、黏膠位、固晶位)。
[0036]相應地，可采用驅(qū)動電機60進行驅(qū)動，帶動其轉(zhuǎn)動從而到達預定工位，具體結(jié)構(gòu)為驅(qū)動電機60的驅(qū)動端套接一旋轉(zhuǎn)安裝座61，而所述固晶臂40可上下運動地安裝在所述旋轉(zhuǎn)安裝座61上，即該固定臂40安裝在該旋轉(zhuǎn)安裝座61上，不僅可以實現(xiàn)固定臂的轉(zhuǎn)動，而且還可以相對于該旋轉(zhuǎn)安裝座61可以做下放或升起的動作。
[0037]另外，出于固晶效率的考慮，該固晶臂40可以設置若干個，間隔均勻的裝配在旋轉(zhuǎn)安裝座61的周側(cè)。其中，對于固晶臂的個數(shù)并不作限制，可以有3個、6個等等，依所設置的驅(qū)動電機的功率而定。
[0038]其中，所述固晶臂40端部設置有拾取裝置，通過夾持、電磁吸附或真空吸附的方式將晶圓盤上頂起的晶粒抓住，該拾取裝置較好的是吸嘴座41，在所述吸嘴座41上設置有吸嘴。
[0039]進一步地，所述晶圓盤10、膠盤20、載體30則依次設置在該固晶臂40圓形運動軌跡的對應工位上(即對應于吸嘴下方的位置)。
[0040]該設備還可以包括:
[0041]清洗盤50，用于固晶后對固晶臂端部的吸嘴座上的吸嘴進行清潔處理。
[0042]下面通過一具體實施例對本實用新型作詳細的闡述:
[0043]如圖1所示，該設備包括:
[0044]位于該設備中心設置的驅(qū)動電機60，套接在該驅(qū)動電機60驅(qū)動端上的旋轉(zhuǎn)安裝座61，在該旋轉(zhuǎn)安裝座61的周側(cè)設置有四個安裝位，相應地，在該四個安裝位上裝配有四個固晶臂40 (分別為固晶臂401、固晶臂402、固晶臂403、固晶臂404，其中，每個固晶臂的結(jié)構(gòu)完全一樣，而且工作步驟也完全相同)，該四個固晶臂40可以伴隨旋轉(zhuǎn)安裝座61轉(zhuǎn)動，同時也可相對于該旋轉(zhuǎn)安裝座61做上下運動。
[0045]在固晶臂40的端部設置有吸嘴座41，在吸嘴座上設置有吸嘴，在固晶臂40圓形運動軌跡的工位上(即吸嘴對應的下方位置)依次設置有晶圓盤10、膠盤20、載體30、清洗盤50，將固晶臂40圓形運動軌跡均分為四個方向的工位，而晶圓盤10、膠盤20、載體30、清洗盤50按照固晶循序依次放置在對應的四個方向的工位上。
[0046]待上述設備組裝完畢后，接下來具體固晶步驟如下:
[0047]步驟一，啟動驅(qū)動電機，進入第一個90度旋轉(zhuǎn)(每一個工序，驅(qū)動電機都是旋轉(zhuǎn)90度，而且整個系統(tǒng)為一循環(huán)系統(tǒng)，且驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)方向并不限定，順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)均可)；
[0048]步驟_固晶臂401進入拾晶位，下放固晶臂401拾取晶粒，吸嘴吸附到晶粒后，升起固晶臂401，驅(qū)動電機進入第二個90度旋轉(zhuǎn)；
[0049]步驟三，固晶臂401進入黏膠位，固晶臂402進入拾晶位，同時下放固晶臂401和固晶臂402，固晶臂401進行黏膠操作，固晶臂402進行拾晶操作，完成后再同時升起固晶臂401和固晶臂402，驅(qū)動電機進入第三個90度旋轉(zhuǎn)；
[0050]步驟四，固晶臂401進入固晶位，固晶臂402進入黏膠位，固晶臂403進入拾晶位，同時下放固晶臂401、固晶臂402和固晶臂403，固晶臂401進行固晶操作，固晶臂402進行黏膠操作，固晶臂403進行拾晶操作，完成后再同時升起固晶臂401、固晶臂402和固晶臂403，驅(qū)動電機進入第四個90度旋轉(zhuǎn)；
[0051]步驟五，固晶臂401進入清洗位(清洗盤對應的工位)，固晶臂402進入固晶位，固晶臂403進入黏膠位，固晶臂404進入拾晶位，同時下放固晶臂401、固晶臂402、固晶臂403和固晶臂404，固晶臂401進行清洗操作，固晶臂402進行固晶操作，固晶臂403進行黏膠操作，固晶臂404進行拾晶操作，完成后再同時升起固晶臂401、固晶臂402、固晶臂403和固晶臂404，驅(qū)動電機進入第五個90度旋轉(zhuǎn)。
[0052]即整個設備初始完畢，往后的階段，固晶臂401、固晶臂402、固晶臂403和固晶臂404均進行同步上下運動，整個系統(tǒng)將以此循環(huán)起來。
[0053]需要注意的是，在整個設備初始時，只有每個固晶臂第一次進入拾晶位時，才進行下放固晶臂操作，待最后的固晶臂404進入拾晶位時，四個固晶臂才進行同步操作。
[0054]本實用新型通過多個單元固晶臂(一個單元指的是一個臂，由于它可同臂完成拾晶、取膠和固晶，所以在本實用新型中稱一個單元)以一定角度固設于電機四周，每個單元的臂都可以獨立做升降的動作。多個單元的固晶臂隨電機放置并同時到達相應的工位后，降下去按設定的方式操作，完成后迅速歸位，再通過控制指令隨電機繼續(xù)轉(zhuǎn)動，到達下一個工位時繼續(xù)工作。這種結(jié)構(gòu)的特點在于單臂能同時完成拾晶、沾膠及固晶的動作，使每個單元臂在各個工位都始終保持著工作狀態(tài)。
[0055]在此強調(diào)的是，該設備對于旋轉(zhuǎn)方向沒有限制，可做單向順時針旋轉(zhuǎn)、逆時針旋轉(zhuǎn)或者順逆往復旋轉(zhuǎn)運動。
[0056]綜上所述，本實用新型所提供的一種覆膠固晶設備，采用單個機械臂完成個工藝過程(包括拾晶、取膠和固晶)，解決了傳統(tǒng)工藝時序及結(jié)構(gòu)空間問題，采用增加工作單元的方式大幅提高設備產(chǎn)能，同時最主要的是解決了傳統(tǒng)工藝中每次出膠高徑比底，點膠精度和固晶精度交互影響，膠點形狀、厚度、大小一致性差，厚度難以控制，引起黏結(jié)面有盲點或牢固性差等問題。
[0057]應當理解的是，本實用新型的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種覆膠固晶設備，其特征在于，包括: 晶圓盤，用于放置待固晶的晶粒； 膠盤，用于對該晶粒的底部包覆膠水進行黏膠處理； 載體，用于提供該晶粒的待固晶位； 固晶臂，用于拾取該晶粒，并通過該固晶臂將所述晶粒送至膠盤工位進行黏膠處理，再通過該固晶臂將黏膠處理后的晶粒粘焊在載體上的待固晶位； 還包括一旋轉(zhuǎn)裝置，若干個所述固晶臂間隔設置在所述旋轉(zhuǎn)裝置的周側(cè)，通過所述旋轉(zhuǎn)裝置帶動轉(zhuǎn)動至預定工位，所述晶圓盤、膠盤、載體依次設置在所述固晶臂運動軌跡上的預定工位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆膠固晶設備，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)裝置為一驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機的驅(qū)動端套接有旋轉(zhuǎn)安裝座，所述固晶臂可上下運動地安裝在所述旋轉(zhuǎn)安裝座上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的覆膠固晶設備，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)安裝座的周側(cè)均勻分布有若干個安裝位，所述固晶臂的端部活動連接在所述安裝位上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆膠固晶設備，其特征在于，所述固晶臂端部設置有拾取裝置，所述拾取裝置通過夾持、電磁吸附或真空吸附的方式將晶圓盤上頂起的晶粒抓住。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的覆膠固晶設備，其特征在于，所述拾取裝置為一吸嘴座，所述吸嘴座上設置有吸嘴，用于吸附待固晶的晶粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆膠固晶設備，其特征在于，所述預定工位包括:拾晶位、黏膠位及固晶位。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的覆膠固晶設備，其特征在于，還包括: 清洗盤，用于固晶后對固晶臂端部的吸嘴座上的吸嘴進行清潔處理。
【文檔編號】H01L21/67GK203774253SQ201420116354
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月15日
【發(fā)明者】孫亞雷, 米廣輝, 羅尚峰 申請人:深圳翠濤自動化設備股份有限公司