用于翻转及多次检测电子装置的转送系统转让专利
申请号 : CN201680084971.6
文献号 : CN109075104B
文献日 : 2022-03-18
发明人 : 梁祥发 , 邝金文 , 林国耀 , 毛志强
申请人 : 砺铸智能装备私人有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种用于翻转和检测电子装置的转送系统,所述转送系统包含:晶圆台,所述晶圆台相对于水平平面倾斜第一角度;
第一回转装置,所述第一回转装置相对于所述水平平面定位在第二角度,所述第一回转装置包含周向布置在所述第一回转装置的周围的多个第一转送头,所述第一转送头配置成从所述晶圆台拾取并保持所述电子装置且将所述电子装置转送到第二回转装置;
所述第二回转装置,所述第二回转装置能绕着竖直轴线回转,所述第二回转装置包含垂直地布置在所述第二回转装置的周边的多个第二转送头,所述第二回转装置配置成从所述第一回转装置拾取所述电子装置且将所述电子装置转送到搬运装置;
第一成像装置,所述第一成像装置用以检查将从所述晶圆台被拾取的所述电子装置,其中所述第一成像装置包含摄影机、第一光源和第一反射装置,其中所述第一反射装置配置成在从所述晶圆台拾取所述电子装置时延长所述电子装置的检查时间;
第二成像装置,所述第二成像装置用以检查将被安置在所述搬运装置上的所述电子装置;及
多个检测站,所述多个检测站定位在所述第一回转装置和所述第二回转装置的周围,所述多个检测站配置成检测由所述第一转送头和所述第二转送头中的至少一个所保持的所述电子装置的至少一个参数;并且其中所述晶圆台相对于所述第一转送头的轴线实质呈直角。
2.根据权利要求1所述的转送系统,其中所述第一角度为30度。
3.根据权利要求1所述的转送系统,其中所述多个第一转送头中的每个第一转送头旋转180度。
4.根据权利要求1所述的转送系统,其中所述电子装置包括集成电路和半导体芯片。
5.根据权利要求1所述的转送系统,其中所述第一角度在1至89度之间。
6.根据权利要求1所述的转送系统,其中所述第二角度在1至89度之间。
7.根据权利要求1所述的转送系统,其中所述摄影机为定位在所述晶圆台的上方的面朝下的摄影机。
8.根据权利要求1所述的转送系统,其中所述第一成像装置定位在水平平面上。
9.根据权利要求1所述的转送系统,其中所述第一反射装置配置成将来自于所述光源的光线反射到所述转送头中的一个转送头的轴线。
10.根据权利要求1所述的转送系统,还包含至少一个第一吸引装置,所述至少一个第一吸引装置连接于所述第一转送头,所述吸引装置配置成当从所述晶圆台拾取所述电子装置时提供吸引力给所述第一转送头中的每一个转送头。
11.根据权利要求1所述的转送系统,还包含至少一个第二吸引装置,所述至少一个第二吸引装置连接于所述第二转送头,所述第二吸引装置配置成当从所述第二转送头拾取所述电子装置时提供吸引力给所述多个第二转送头中的每一个转送头。
12.根据权利要求10所述的转送系统,其中所述第一吸引装置配置成提供足以在翻转过程中保持所述电子装置的吸引力。
13.根据权利要求11所述的转送系统,其中所述第二吸引装置配置成提供足以在翻转过程中保持所述电子装置的吸引力。
14.一种用于转送电子装置的设备,包含:a.晶圆台,所述晶圆台用于安置及储存电子装置,所述晶圆台定位成与水平夹着30度的角度;
b.第一回转装置,所述第一回转装置由多个第一转送头组成,所述多个第一转送头围绕着所述第一回转装置的周边定位并且定位成与所述晶圆台夹着90度的角度,用于从所述晶圆台拾取电子装置;
c.第二回转装置,所述第二回转装置水平地定位,用于从所述第一回转装置接收电子装置,所述第二回转装置由围绕着所述第二回转装置的周边的多个第二转送头组成;
d.搬运装置,所述搬运装置用于从所述第二回转装置接收电子装置;
e.一个或多个成像装置,所述一个或多个成像装置配置成检查所述电子装置,其中所述一个或多个成像装置包含摄影机、光源和反射装置,其中所述反射装置配置成在从所述晶圆台拾取所述电子装置时延长所述电子装置的检查时间;及f.一个或多个检测站,所述一个或多个检测站配置成检测所述电子装置的至少一个参数,
其中当所述电子装置从所述晶圆台转送到所述第二回转装置时,所述电子装置被翻转
180度。
15.根据权利要求14所述的设备,其中所述电子装置包括集成电路和半导体芯片。
16.根据权利要求14所述的设备,其中所述摄影机为定位在所述晶圆台的上方的面朝下的摄影机。
17.根据权利要求14所述的设备,其中所述一个或多个成像装置被定位在一水平面上。
18.根据权利要求14所述的设备,还包含至少一个第一吸引装置,所述至少一个第一吸引装置提供吸引力给所述第一转送头中的每一个转送头。
19.根据权利要求14所述的设备,还包含至少一个第二吸引装置,所述至少一个第二吸引装置提供吸引力给所述多个第二转送头中的每一个转送头。
说明书 :
用于翻转及多次检测电子装置的转送系统
技术领域
的功效。
背景技术
成集成电路(“IC”或“芯片”)。个别芯片在靠近其边缘处图案化形成金属的小焊垫,其作为
与机械的承载件的接点。接着,从晶圆切割出芯片,且典型地经由引线接合,例如热音波接
合,而附装于承载件。引线接合之中所使用的引线最终将通向承载件的外侧之上的接脚,而
其附装于构成电子系统的电路。
一种用于通过已附着在芯片焊垫之上的焊接凸块来将半导体装置,例如IC芯片与微电机系
统(MEMS),与外部电路互连的方法。虽然其制程类似于常规集成电路制造,但包括一些额外
的步骤。在生产制程即将结束时,将附属焊垫金属化而使其能更易于接纳焊料。金属化典型
地包括一些处理。使一小点的焊料附着在各金属化的焊垫之上。接着,从晶圆切割出芯片。
为了将倒装芯片附着到电路之中,故将芯片倒转而使焊料点朝下地位于底层的电子组件或
电路板之上的连接器之上。接着,典型地使用热音波接合,或回流焊接制程,使焊料再熔化
而形成电性连接。
构“翻转”芯片。常规翻转机构增加半导体封装体被其拾取及安置的次数,而这将增加封装
体掉落及/或受损的可能性。
一光学设备7与晶圆表面之间的光学连接线1c的范围之外的翻转头5之上。图1所示的相关
技术包含待拾取的芯片的拾取位置1a,及安置设备8的放置位置1b。安置设备8包括拾取组
件9,其可呈真空吸管的型态,以便将倒转的芯片安置在智能卡模块之中,例如,通过移动安
置设备8,。由于此系统仅具备一个拾取组件且受限于耗时的顺序方法制程,故此系统并不
适用于产业使用。
向上顶出个别的半导体芯片。将枢转件14加以布置,而使其能以箭头15、16所示地执行绕着
枢转点17的旋转,枢转点17则布置在待拾取的芯片的上方。晶圆可与基板11在如箭头13所
示的X方向上移动。晶圆亦可在Y方向上移动。
设置成从基板11拾取半导体芯片,而同时拾取组件20配置成将另一个半导体芯片放置在安
置设备21之上。安置设备21可配备真空吸管22。在操作时,如双箭头24所示地,安置设备21
呈侧向移动。在几乎同时,枢转件14绕着枢转点17旋转,而此次则在相反的方向上。在枢转
件14旋转90°之后,在枢转件14之中将生成开口(未图标)而形成视线信道23a。视线信道23a
从第一光学设备23到基板11的表面11a垂直地穿过枢转件14,而基板11的表面11a则被第二
半导体芯片的晶圆所覆盖。
完成90°的旋转,第二真空吸管20就执行第二半导体芯片的拾取。第二光学设备(未示出)可
采用定位在悬吊摄影机25之上的晶粒的形式且配置成检测前次旋转的芯片的翻转偏差。在
有翻转偏差的情况时,第二光学设备将计算相对应的修正数据并将此数据传给自适应的安
置组件21。接着,安置组件21将芯片放置在转位器26之中。通过第二摄影机27检测安置组件
21的位置。由于图2的装置仅使用两个真空吸管翻转芯片,故此装置每小时仅能够翻转有限
数量的单元(UPH)。
晶圆转送到检验测具的电子装置。使保持器耦合于回转装置、且可延伸自回转装置,藉以从
晶圆拾取电子装置。详言之,将多个保持器布置成绕着回转装置的轴线的周围,且相对于回
转装置的轴线倾斜,以便将电子装置在晶圆之上的方位改变成电子装置在检验测具之上所
需的方位。由于转送设备使用直立的晶圆台,故芯片易于从晶圆掉落且因而受损。
取晶粒,并将拾取的晶粒转位到转送地点,由此翻转拾取的晶粒。在转送地点,将拾取的晶
粒转送到安置吸嘴,在此时晶粒则从其背面加以保持。将安置吸嘴转位到助焊地点,而在该
处将助焊剂涂布到晶粒,并进一步转位到安置地点,而在该处将涂布有助焊剂的晶粒安置
在引脚框架之上的目标地点之上,而使凸块邻接于引脚框架的引脚部。多个吸嘴可使各晶
粒得以同时被操作,因此能有助于改善产能。然而,由于仅具有一个直立的翻转器,因此仅
能有一个检测站。
或检测。
发明内容
转送头,多个第一转送头周向地布置在第一回转装置的周围,且相对于第一回转装置的轴
线倾斜。转送头被配置成从晶圆台拾取和保持电子装置,并将电子装置转送到第二回转装
置。
搬运装置。
的周围的多个检测站被配置成,在从晶圆台拾取电子装置之后,检测由第一及第二转送头
的至少一者所保持的电子装置的至少一个参数。
的每一个。
置,且第一回转头由多个第一转送头所构成。第二回转头被定位呈实质直立,用于从第一回
转头拾取电子装置。第二回转头也由多个第二转送头所构成。搬运装置从第二回转头接收
电子装置。一个或多个成像装置被配置成检查电子装置,且一个或多个检测站被配置成检
测电子装置的至少一个参数。当电子装置从第一回转头被转送到第二回转头时,电子装置
被旋转180度。
源被定位在第一成像装置的轴线之上。第一吸引装置连接于第一转送头,并且被配置成当
从晶圆台拾取电子装置时提供吸引力给每一个转送头。第二吸引装置连接于第二转送头,
并且被配置成提供吸引力给每一个第二转送头。
附图说明
于文中公开的特定的方法与机构。此外,本领域技术人员将理解附图并未依比例绘制。类似
的元件采用相同的数字标示。
具体实施方式
方便读者的阅读,其并不限制本发明的范围。除非有特别的定义,在此所使用的所有技术与
科学性的术语的意义皆与一般为本发明所属技术领域中的普通技术人员所知的意义相同。
为了避免矛盾,本说明书,包括各种定义,将加以抑制。
粒。在此使用术语“集成电路”代表电子组件与其接点的微小综合体,其被制造在例如硅的
材料的小薄片上。在此使用术语“作业空间”代表在制造过程期间检验、检查、拍摄、改变或
操作电子装置时可用的空间。在此使用术语“拾取和安置”或“PnP”代表表面安装技术(SMT)
组件安置系统,其为用来将表面安装装置(SMD)安置到印刷电路板(PCB)之上的机器人机
器。在此使用术语“半导体芯片”代表集成电路或单片集成电路(也称为IC、芯片、或微芯
片),其为位在一小片半导体材料(“芯片”,通常为硅)之上的一组电子电路。在此使用术语
“晶圆台”代表一种操作系统,其必须能够可靠、稳固、且选择性地使晶圆或芯片相对于制程
系统的各元件进行定位并加以保持。
到,组件的任一方位皆属本发明的范围。
平轴线倾斜成第一角度并且第一回转装置20相对于水平轴线倾斜成第二角度。晶圆台21包
括待翻转的电子装置的集合。第一回转装置20的第一转送头30配置成从晶圆台21拾取待翻
转的电子装置40。应注意到,第一转送头31、32及33已经分别保持待翻转的电子装置41、42
及43。图3还示出定位在第一回转装置20的周围的多个检测站22、23及24。在图3所示的例示
性实施例中,检测站22及23布置在第一转送头31和32的前方。检测站22及23配置成:在经由
各自的第一转送头31和32从晶圆台21拾取电子装置41及42之后,检测由第一转送头31和32
所保持的电子装置41及42的至少一个参数。
立),电子装置将更易于掉落。在较小的角度时,将有较小的作业空间。例如,在与水平夹着
45度的角度时,晶圆台将无法支撑电子装置的重量。当第一角度在35度至40度之间时,电子
装置将滑落。当角度小于30度时,仅有较小的作业空间供用于翻转和检测电子装置的装置
的布置。因此,最佳的第一角度为30度。
具备不同数量的转送头的类似的设计。
施例包括四个转送头,但也可使用任何数量的转送头。第二回转装置50配置成绕着其垂直
轴线旋转。各第一转送头30、31、32、33、34及35配置成可旋转180度,并且在从晶圆台21拾取
电子装置之后,将电子装置安置在第二回转装置50的多个第二转送头36、37、38及39之上。
在一个实施例中,第二回转装置50具有六个第二转送头。
置41及42,且第一转送头33配置成将电子装置43安置在第二转送装置50的第二转送头36之
上。
4所示地,第二回转装置50的第二转送头36配置成从第一回转装置20的第一转送头33接收
电子装置43。本领域技术人员将清楚理解,第一和第二回转装置20及50可具备相同或不同
数量的用于翻转电子装置的转送头。取决于第一和第二回转装置20及50中的转送头的数
量,将第一和第二回转装置20及50的旋转速度加以调整,从而使得由第一回转装置20的第
一转送头30、31、32或33所拾取出的电子装置转送到第二回转装置50的第二转送头36、37、
38或39。
44之后,用于检测由第二转送头37所保持的电子装置44的至少一个参数。检测站22、23及24
为固定的且配置成:当由第一转送头30、31、32、33、34或35、或第二转送头36、37、38或39的
至少一者所保持的电子装置移动到各自的检测站22、23或24的前方时,用以检测电子装置
的至少一个参数。翻转精确度与电子装置的状况可从量测到的参数加以确认。
检测电子装置的至少一个参数。
60具有用以使上部部分62移动的一个或多个传送机63。上部部分62配置成:每当第二回转
装置50的第二转送头36、37、38或39将电子装置安置在上部部分62之上时,用以卸落电子装
置。搬运装置60为,例如,轨道系统或载带。载带包括容纳电子装置(亦即,晶粒)的凹穴。
或35配置成从晶圆台21拾取任一组合的电子装置40、41、42或43。在旋转180度之后,第一转
送头30、31、32、33、34或35将电子装置转送到第二回转装置50的第二转送头36、37、38或39
中的一个。接着,第二回转装置50的第二转送头36、37、38或39将已翻转的电子装置转送到
搬运装置60的上部部分61之上。
摄影机26、至少一个第一光源27、及至少一个第一反射装置28。将摄影机26与第一光源27定
位在同一轴线上。第一反射装置28配置成:当从晶圆台21拾取电子装置时,用以延长电子装
置的检查时间。第一反射装置28将来自第一光源27的光线反射到用于拾取电子装置40的第
一转送头30的轴线之上。第一成像装置64配置成检查电子装置是否与第一转送头适当地对
准以便于拾取。
子装置。在一个实施例中,第二成像装置25也包括至少一个光源、至少一个反射装置、及至
少一个摄影机。
30、31、32、33、34或35中的一个设成检测站,则此检测站也可具有所需的摄影机。
装置中前进行调整。也可无限制地利用影像检验电子装置(晶粒)的顶面或电子装置(晶粒)
的侧面等之上的焊球。
统70可具备连接于全部的第一转送头30、31、32、33、34及35的单一的第一吸引装置29,可提
供用以从晶圆台21拾取电子装置40、41、42或43所需的受控制的吸引力。而且,第一吸引装
置29也可让第一转送头30、31、32、33、34及35在180度的旋转期间得以保持电子装置40、41、
42或43,并且也可提供足够将电子装置40、41、42或43安置在第二回转装置50的第二转送头
30、31、32、33、34或35之上的吸引力。在一个实施例中,第一吸引装置29包含拾取推进力控
制装置。
可让各自的第一转送头30、31、32、33、34及35在180度的旋转期间得以保持电子装置40、41、
42或43,并且也提供在翻转过程中将电子装置40、41、42或43安置在第二回转装置50的第二
转送头36、37、38或39之上所需的吸引力。吸引力可由真空产生。
引力给第二转送头39、38、37及36。应注意到,系统70可具备连接于全部的第二转送头36、
37、38、及39的单一的吸引装置,以提供可从第一回转装置20拾取电子装置40、41、42或43的
受控制的吸引力。此外,单一的吸引装置可让第二转送头得以在180度的旋转的期间保持电
子装置40、41、42或43,且配置成能够提供足够的吸引力将电子装置40、41、42或43安置在搬
运装置60之上。在一个实施例中,各第二转送头36、37、38、39连接于一个吸引装置51、52、53
或54,以提供可从第一回转装置20拾取电子装置的受控制的吸引力。个别的吸引装置可让
各自的第二转送头36、37、38、及39得以保持电子装置40、41、42或43,且也可提供足够的吸
引力使电子装置40、41、42或43在翻转过程中安置在搬运装置60之上。可利用真空产生吸引
力。在一个实施例中,吸引装置51、52、53及54连接于一个或多个真空吸管55及56,以在翻转
过程中提供足够保持、拾取、及/或安置电子装置的真空吸引力。
作业空间。倾斜的第一回转装置20配置成:在电子装置40、41、42或43的翻转、或转位旋转期
间,提供多检测站22、23及24所需的空间,并且可让操作人员得以清楚且轻易地观察转送系
统70的作业状况。由于转送系统70使用两个具备多转送头的回转装置20及50,故可以较高
的速度进行翻转过程,而这也因此提高UPH。倾斜的晶圆台21提供第一成像装置64所需的空
间,从而在从晶圆台21拾取电子装置40、41、42或43时,使第一光源27与第一反射装置28得
以延长电子装置40、41、42或43的检查时间。
转装置50的第二转送头36、37、38、及39为直立定向。在另一个实施例中,转送系统70具有归
位传感器,而消除每一次旋转的误差。特别地,对于那些使用更多之转送头70的系统而言,
这将避免与其它的系统一起产生的累积误差。
改良。