[发明专利]一种面向芯片的倒装键合贴装设备

说明书

技术领域

本发明属于芯片贴装设备相关领域，更具体地，涉及一种面向芯片的倒装键合贴装设备。

背景技术

随着信息产业的迅猛发展，电子产品的应用越来越广泛，其需求量也日益增加。如芯片之类的微小电子元器件作为电子产品的最小单位，是电子产品制造和应用的基础。目前，电子设备产品越来越复杂，所采用的电子元器件在种类和数量等方面均呈爆发性增长，为保证芯片的贴装高效率和可靠性，针对芯片高效可靠贴装的研究，尤其是倒装键合贴装的研究就一直未曾停止过，工业生产也对其提出越来越苛刻的要求，贴装效率已经成为制约发展的技术瓶颈所在。

现有技术中已经提出了一些用于芯片倒装键合的贴装设备，如CN200910190790.3、CN201310275947.9和CN201180047735.4等。然而，进一步的研究表明，这类现有的贴装设备在贴装效率和精度方面仍难于满足现有工况的需求，并存在结构组成复杂、成本高昂，操作不便等缺陷。相应地，本领域亟需针对上述技术问题寻求更为完善的解决方案，以满足目前日益提高的工艺要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种面向芯片的倒装键合贴装设备，其中通过结合芯片贴装的工艺特点进行针对性设计，对倒装键合贴装设备的整体构造重新进行布局设计，同时对其关键组件如晶元移动单元、大/小转盘组件、吸嘴头等的具体结构及其设置方式进行研究和改进，相应与现有设备相比能够显著提高贴装的效率，同时具备结构紧凑、便于操控、精度和自动化程度高等特点，因而尤其适用于芯片倒装键合贴装的大批量工业化规模生产场合。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种面向芯片的倒装键合贴装设备，其特征在于，该倒装键合贴装设备包括晶元移动单元、顶针单元、大转盘单元、小转盘单元、基板进给单元、贴装运动单元，以及作为以上各单元安装基础的支架，其中：

所述晶元移动单元包括以倒置悬挂方式进行结构布置的晶元盘、以及配套的X向平动模块、Y向平动模块和Z向旋转模块，这三个模块分别用于执行所述晶元盘在X轴和Y轴方向的直线移动以及Z轴方向上的旋转，由此实现晶元盘及承载其上的芯片的三自由度运动；

所述顶针单元同样倒置设立，并通过所包含的顶针沿着Z轴方向直线运动，用于将承载在所述晶元盘上的芯片向下戳出；

所述大转盘单元相对设置在所述晶元移动单元的下方，并包括大转盘和整体装载其上的大转盘吸嘴组件，其中该大转盘联接有直驱电机，由此实现其沿着Z轴方向的旋转运动；该大转盘吸嘴组件由沿着所述大转盘周向方向间隔设置的多个吸嘴共同组成，这些吸嘴通过与之相连的第一气路旋转接头获得气路传输与分配，进而将从所述晶元盘戳出的芯片予以吸附转移；此外，该大转盘吸嘴组件还分别联接有大转盘吸嘴压杆和第一旋转电机，由此独立实现其相对于所述晶元移动单元的上下运动自由度、以及绕着Z轴方向的旋转自由度；

所述小转盘单元相对设置在所述大转盘单元的上方，并包括小转盘和整体装载其上的小转盘吸嘴组件，其中该小转盘的直径小于所述大转盘，并联接有第二旋转电机来实现其沿着Z轴方向的旋转运动；该小转盘吸嘴组件同样由沿着所述小转盘周向方向间隔设置的多个吸嘴共同组成，这些吸嘴通过与之相连的第二气路旋转接头获得气路传输与分配，进而将从所述大转盘吸嘴组件上已吸附转移的各个芯片逐一拾取；此外，该小转盘吸嘴组件还依次联接有小转盘吸嘴压杆和音圈电机，由此独立实现其相对于所述大转盘单元的上下运动自由度；

所述晶元移动单元的晶元盘所在平面、所述大转盘单元的大转盘吸嘴单元中各个吸嘴顶部所在的平面，以及所述小转盘单元的小转盘吸嘴单元中各个吸嘴顶部所在的平面，这三者均为水平布置并且相互平行；

所述基板进给单元用于将待贴装基板相对于所述小转盘单元执行进给操作；所述贴装运动单元包括安装板以及配套的X向直线电机和Y向直线电机，其中该安装板用于固定安装所述小转盘单元，该X向、Y向直线电机则驱动该安装板及固定其上的小转盘单元运动至基板贴装位置，进而实现芯片的贴装操作。