[发明专利]半自动对准机

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种半自动对准机。

背景技术

在半导体工艺中，对准机是基底键合的配套设备，用于在基片键合之前将两基片进行对准。

通常的对准设备包括：基片楔形误差补偿系统、运动台系统和机器视觉系统。其中，基片楔形误差补偿系统，使需对准的两基片平行；运动台系统承载基片实现X、Y、Rz向运动，使第二基片标记对准第一基片标记；机器视觉系统，通过显微物镜拍摄基片标记，经分光镜、反射镜等光路转换，镜筒透镜成像到CCD相机，最后在工控机界面上显示。

现有对准设备中，通常采用以下两种方式对键合夹具进行定位，一种是在键合夹具两侧分别用气缸推动两根轴，与键合夹具两侧的圆弧面接触定位夹紧，该机构受气缸安装精度，气缸轴、套的配合间隙，键合夹具两侧圆弧面的位置精度等因素的影响，使键合夹具的定位精度难以提高；另一种是采用三根锥销分别与键合夹具相应的锥孔配合，这种结构虽然可提高定位精度，但定位精度是三组锥销/锥孔的组合配合精度，加工成本高，且定位操作费时。

发明内容

本发明提供一种半自动对准机，以提高设备的稳定性，减少人为操作误差，提高精度，降低劳动强度，提高产率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种半自动对准机，包括：框架、工件台、楔形误差补偿机构、上片机构、覆盖机构、键合夹具定位机构、MVS(Machine View System机器视觉系统)光学机构和键合夹具自动翻转机构；其中，所述工件台安装于所述框架上，用于承载所述楔形误差补偿机构和上片机构进行X、Y、Rz三自由度运动；所述覆盖部件固定在所述框架上，并位于所述上片机构的上方，将所述键合夹具定位机构安装在所述覆盖机构上，用于实现键合夹具的定位夹紧；所述MVS光学机构安装于所述框架上，由三套单轴驱动器实现X、Y、Z三自由度运动；所述键合夹具自动翻转机构安装于所述框架上，用于实现键合夹具的自动翻转。

优选地，所述工件台包括：定子、设置于定子上方的动子以及设置在所述动子和定子之间的三组电机驱动组件和辅助十字滑台。

优选地，所述楔形误差补偿机构包括：活动件、固定件、固定在所述固定件上的手指气缸、V形块和固平轴；其中，所述活动件与固定件之间通过一关节轴承连接，所述V形块固定在所述手指气缸上用于夹紧固平轴，所述固平轴通过球面轴承与所述活动件连接。

优选地，所述楔形误差补偿机构的两侧还分别设置有带柱塞螺钉的竖板。

优选地，所述上片机构由双作用气缸驱动分别在垂向和水平向的运动。

优选地，所述上片机构在垂向和水平向分别由直线导轨提供导向。

优选地，所述覆盖机构包括：带动所述覆盖机构垂向运动的垂直升降机构，操作所述键合夹具的夹紧(clamp)机构的第一组合气缸以及操作所述键合夹具的间隔片(flag)机构的第二组合气缸。

优选地，所述垂直升降机构包括：电机、同步带轮和滚珠丝杠，所述电机通过同步带轮和滚珠丝杠带动所述覆盖机构垂直升降。

优选地，所述电机两侧采用高刚性滚针导向组件导向。

优选地，所述键合夹具定位机构包括：定位件、设置在所述定位件上的双作用气缸和定位块，键合夹具由所述定位件、双作用气缸和定位块定心。

优选地，所述MVS光学机构包括：由上到下依次对应设置的CCD、光学构件、导杆气缸和物镜，所述导杆气缸上设有光源，所述三组单轴驱动器设置于光学构件一侧。

优选地，所述键合夹具自动翻转机构包括：支架和设置在所述支架上的机械手，所述机械手由一双作用气缸驱动上下运动，所述机械手由一旋转气缸驱动进行正反180度摆动。

优选地，所述机械手的一端设有两摆动气缸，用于夹紧键合夹具。

优选地，所述支架上设置有供所述双作用气缸上下移动的导轨。

优选地，所述框架采用不锈钢焊接框架。

优选地，所述框架的顶部和底部分别设置有减震阻尼。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明的半自动对准机的各机构单独设置，并通过键合夹具定位机构对键合夹具进行定位，与手动设备相比，提高了定位精度，键合夹具自动翻转机构实现对键合夹具的翻转，与现有技术中的人工操作相比，提高了对准精度，且降低了劳动强度，提高了产率。且本发明的结构简单，操作方便，有效降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明一具体实施方式中半自动对准机的结构示意图

图2为本发明一具体实施方式中工件台的主视图；