[发明专利]四边定位抓取机构

说明书

本发明涉及封装定位技术领域，公开了四边定位抓取机构，包括机架和可竖向运动的吸盘，机架上安装有定位架，定位架的下方安装有第一夹爪和第二夹爪，用于夹持引线框架的四边，引线框架的内部放置有晶圆，引线框架包括倒置框架和下框架，倒置框架和下框架公母配合，晶圆包括上层晶圆和底层晶圆，且上层晶圆和底层晶圆分别设于倒置框架和下框架的内部，上层晶圆和底层晶圆相靠近的表面均涂覆有粘附剂；本发明通过先将引线框架定位对齐后，再对底层晶圆和上层晶圆进行预键合，能够有效地保证底层晶圆和上层晶圆之间的TSV通道对齐，从而提高底层晶圆和上层晶圆之间的封装的定位精度，保证TSV电互连畅通。

技术领域

本发明涉及封装定位领域，更具体地说，它涉及四边定位抓取机构。

背景技术

2.5D封装和3D封装是两种常用的晶圆级多层堆叠技术。

热学管理是2.5D/3D封装中的重要问题之一，其原因在于：多功能芯片的堆叠使单位面积上的总功耗增大，产生的热量增高，且无有效的散热通道；晶圆减薄后会导致芯片发生热量聚集，产生过热点。2.5D/3D封装的散热可以从封装级热设计和外部散热措施两方面来考虑。

外部散热措施会增加系统的复杂性，但是可以极大地提高系统的散热能力。目前工业上采取的方法是在芯片或晶圆上增加热管理微通道，可以使流体在微通道中流通，提高散热效率。并在流体通道周围设置密封环，将流体与电互连隔绝开来。在刻蚀TSV通孔后，会刻蚀出比TSV浅的流体微通道，晶圆减薄后，TSV中的金属会露出，但流体微通道仍保持密闭。

但对于晶圆级多层堆叠技术，现有的定位抓取机构在抓取过程中只能通过多次夹持单层芯片框架相互配合，由于定位精度和移动精度有偏差，多层TSV的通孔常常对应不上，容易对后续多层晶圆键合产生影响。

发明内容

本发明提供四边定位抓取机构，解决相关技术中定位抓取机构在抓取过程中，由于移动精度的影响，多层TSV的通孔常常对应不上的技术问题。

本发明提供了四边定位抓取机构，包括机架和可竖向运动的吸盘，机架上安装有定位架，定位架的下方安装有第一夹爪和第二夹爪，第一夹爪和第二夹爪均设有相对的两个，用于夹持引线框架的四边，引线框架的内部放置有晶圆，引线框架包括倒置框架和下框架，倒置框架和下框架公母配合，晶圆包括上层晶圆和底层晶圆，且上层晶圆和底层晶圆分别设于倒置框架和下框架的内部，上层晶圆和底层晶圆相靠近的表面均涂覆有粘附剂，倒置框架和下框架的内部均设有限位机构，用于限制上层晶圆和底层晶圆在倒置框架和下框架内的位置，限位机构的一侧设有触发机构，用于解除限位机构底层晶圆的限制，吸盘上移顶动底层晶圆，使底层晶圆与上层晶圆预键合。

在一个优选的实施方式中，倒置框架和下框架的内部均设有阶梯槽，阶梯槽与限位机构配合将晶圆的上下两侧夹住，限制晶圆在引线框架内的位置。

在一个优选的实施方式中，限位机构包括轴体，轴体嵌装于阶梯槽内，轴体的轴壁上通过扭簧转动连接有竖杆，竖杆远离阶梯槽的一端安装有横杆，且横杆用于限制晶圆远离阶梯槽的一侧。

在一个优选的实施方式中，轴体的轴壁上安装有齿轮，齿轮与竖杆固定连接，触发机构包括可上下往复移动的触发齿条，触发齿条与齿轮啮合传动，触发齿条驱动齿轮旋转，带动竖杆和横杆绕轴体转动，解除横杆对晶圆的限制。

在一个优选的实施方式中，竖杆远离横杆的端部转动连接有导轮，当横杆解除对晶圆的限制后，横杆的端部和导轮之间的连线竖直，且横杆的端部和导轮与晶圆左右侧接触。

在一个优选的实施方式中，定位架上安装有四个导杆，导杆通过弹簧上套装有滑套，四个滑套分别与两个第一夹爪以及两个第二夹爪连接，定位架上还安装有伸缩缸，伸缩缸的输出端连接有凸台，第一夹爪和第二夹爪的内侧均安装有滚轮，滚轮与凸台的外侧接触，当凸台竖向运动时，滚轮受到挤压，带动第一夹爪和第二夹爪向内收缩或向外展开。