顶针防撞结构和顶针模块的制作方法

本发明涉及半导体后封装领域，特别是涉及顶针防撞结构和顶针模块。

背景技术

在半导体制造过程中，经过沉积、溅镀和刻蚀等过程形成的晶粒，还需要进行后续封装以起到对内部结构的保护，防止外界杂质进入影响性能。而在半导体后封装的过程中，需要通过顶针模块实现取晶过程。具体地，当晶圆蓝膜完成扩晶后，顶针模块的顶针将晶圆向上顶起，对应的吸嘴将晶圆吸附，完成取晶过程。而取晶的过程中，顶针模块只做竖直方向上的运动，完成晶圆顶起的过程。工作台在水平面上移动，实现各个晶圆与顶针模块的对应过程。而当工作台在水平面上移动到极线位置时，容易撞到顶针模块，造成顶针模块的损坏。

技术实现要素：

基于此，有必要针对取晶过程中顶针模块容易被撞到，导致损坏的问题，提供一种顶针防撞结构和顶针模块。

一种顶针防撞结构，包括能够插设顶针的导电筒和套设在导电筒外围的导电环，所述导电筒的外周设置有弹性支撑件，所述弹性支撑件的一端与所述导电筒连接，所述弹性支撑件的另一端与所述导电环连接，当正常工作时，所述导电筒与所述导电环间隔设置，两者之间处于断电状态，当有外界物体撞击时，所述导电环相对于所述导电筒移动，所述导电环与所述导电筒接触通电。

上述方案提供了一种顶针防撞结构，正常使用状态下，所述导电环套在所述导电筒的外围，在所述弹性支撑件的支撑作用下，所述导电环与所述导电筒间隔设置，因此所述导电环与所述导电筒之间不会通电。当有外界物体撞击所述导电环，给予所述导电环水平面上的撞击力时，基于所述弹性支撑件的弹性特性，所述导电环能够相对于所述导电筒移动，从而所述导电环与所述导电筒接触通电，控制器根据所述导电环和所述导电筒接触通电的信号控制工作台紧急停止或者控制顶针模块下移，避免顶针模块被撞坏的情况发生。

在其中一个实施例中，所述顶针防撞结构还包括导电支座，所述导电筒设置在所述导电支座的中部，所述导电支座设有与所述导电筒的通孔导通的穿孔，所述顶针能够通过所述穿孔插设在所述导电筒中，所述弹性支撑件的一端与所述导电支座的外缘连接，所述弹性支座的另一端与所述导电环连接，所述弹性支撑件的两端能够相对左右晃动。

在其中一个实施例中，所述弹性支撑件为4个圆柱弹簧，4个圆柱弹簧在所述导电支座的外缘间隔布置，4个圆柱弹簧相对于所述导电筒的中心线对称布置。

在其中一个实施例中，所述顶针防撞结构还包括套设在所述导电环上的绝缘环座，所述绝缘环座与所述导电支座相对的端面设有安装插孔，所述安装插孔与所述弹性支撑件匹配，所述弹性支撑件的一端与所述导电支座连接，所述弹性支撑件的另一端插设在所述安装插孔中。

在其中一个实施例中，所述顶针防撞结构还包括绝缘防护底座，所述绝缘防护底座为中空结构，所述绝缘防护底座包括相互连接通的绝缘防护筒和绝缘底座，所述绝缘防护筒插设在所述导电筒中，所述导电支座与所述绝缘底座连接。

在其中一个实施例中，所述顶针防撞结构还包括多个弹性调节件，所述导电筒上设有多个第一穿孔，多个第一穿孔沿所述导电筒的周向间隔分布，所述弹性调节件与所述第一穿孔一一对应，所述导电环上与所述第一穿孔对应的位置设有第二穿孔，所述弹性调节件一端与所述绝缘防护筒连接或抵接，所述弹性调节件的另一端穿过所述第一穿孔和所述第二穿孔与所述绝缘环座连接或抵接，所述弹性调节件在所述绝缘防护筒与所述绝缘环座之间的支撑长度可调，所述第一穿孔的侧壁和/或所述第二穿孔的侧壁与所述弹性调节件之间为绝缘状态。

在其中一个实施例中，所述弹性调节件包括调节弹簧和调节螺丝，所述绝缘环座上与所述第二穿孔对应的位置设有螺纹孔，所述调节螺丝安装在所述螺纹孔中，所述调节弹簧的一端与所述绝缘防护筒抵接，所述调节弹簧的另一端依次穿过所述第一穿孔和所述第二穿孔与所述调节螺丝抵接，所述第一穿孔的侧壁和/或所述第二穿孔的侧壁与所述调节弹簧间隔设置。

在其中一个实施例中，多个第一穿孔在所述导电筒的周向均匀分布，所述调节螺丝为机米螺丝。

在其中一个实施例中，所述导电环上设有能够与控制器电性连接的第一信号线，所述导电筒上设有能够与控制器电性连接的第二信号线。

一种顶针模块，包括顶针和上述的顶针防撞结构，所述顶针插设在所述导电筒中。

上述方案提供的顶针模块，通过采用上述任一实施例中所述的顶针防撞结构，使得在使用过程中，当有外界物体撞击所述导电环时，导电环会相对于所述导电筒发生移动，与所述导电筒接触导电，控制器根据导电环和导电筒接触导电的信号控制工作平台紧急停止或者控制顶针模块下移，防止顶针模块被撞坏的情况发生。

附图说明

图1为本实施例所述顶针防撞结构的爆炸图；

图2为本实施例所述顶针防撞结构的部分剖视图；

图3为本实施例所述顶针防撞结构的示意图。

附图标记说明：

10、顶针防撞结构，11、导电筒，111、第一穿孔，12、导电环，121、第二穿孔，13、弹性支撑件，14、导电支座，15、绝缘环座，151、螺纹孔，16、绝缘防护底座，161、绝缘防护筒，162、绝缘底座，17、弹性调节件，171、调节弹簧，172、调节螺丝，18、第一信号线，19、第二信号线。

具体实施方式

如图1至图3所述，在一个实施例中提供了一种顶针防撞结构10，包括能够插设顶针的导电筒11和套设在导电筒11外围的导电环12，所述导电筒11的外周设置有弹性支撑件13，所述弹性支撑件13的一端与所述导电筒11连接，所述弹性支撑件13的另一端与所述导电环12连接，当正常工作时，所述导电筒11与所述导电环12间隔设置，两者之间处于断电状态，当有外界物体撞击时，所述导电环12相对于所述导电筒11移动，所述导电环12与所述导电筒11接触通电。

上述方案提供了一种顶针防撞结构10，正常使用状态下，所述导电环12套在所述导电筒11的外围，在所述弹性支撑件13的支撑作用下，所述导电环12与所述导电筒11间隔设置，因此所述导电环12与所述导电筒11之间不会通电。当有外界物体撞击所述导电环12，给予所述导电环12水平面上的撞击力时，基于所述弹性支撑件13的弹性特性，所述导电环12能够相对于所述导电筒11移动，从而所述导电环12与所述导电筒11接触通电，控制器根据所述导电环12和所述导电筒11接触通电的信号控制工作台紧急停止或者控制顶针模块下移，避免顶针模块被撞坏的情况发生。

上述方案中所述导电环12与所述导电筒11之间存在两种状态，一种是在正常工作状态下所述导电环12套在所述导电筒11的外围，与所述导电筒11之间间隔设置，处于断电状态。另一种状态为，有外界物体撞击时导电环12相对于导电筒11发生移动，两者接触通电。而所述导电环12与所述导电筒11之间能够存在上述两种状态主要是因为所述弹性支撑件13的设置。所述弹性支撑件13的一端与所述导电筒11连接，所述弹性支撑件13的另一端与所述导电环12连接。

具体地，所述弹性支撑件13可以设置在所述导电环12与所述导电筒11之间的间隙中，沿所述导电筒11的径向分布，一端与所述导电环12连接，另一端与导电筒11连接，起到支撑的作用。当有外界物体撞击时，基于弹性支撑件13的弹性特性，弹性支撑件13发生轴向上的收缩，导电环12相对于导电筒11发生水平面上的移动，两者之间接触通电。或者，所述弹性支撑件13沿所述导电筒11的轴向分布，所述弹性支撑件13的一端与所述导电环12连接，所述弹性支撑件13的另一端与所述导电筒11连接，当有外界物体撞击时，所述弹性支撑件13的两端相对晃动，所述导电环12相对于所述导电筒11移动，两者接触通电。

进一步地，在其中一个实施例中，如图1所示，所述顶针防撞结构10还包括导电支座14，所述导电筒11设置在所述导电支座14的中部，所述导电支座14设有与所述导电筒11的通孔导通的穿孔，所述顶针能够通过所述穿孔插设在所述导电筒11中，所述弹性支撑件13的一端与所述导电支座14的外缘连接，所述弹性支座的另一端与所述导电环12连接，所述弹性支撑件13的两端能够相对左右晃动。

在正常工作状态下，如图2和图3所示，所述弹性支撑件13将所述导电环12支撑在所述导电支座14上，且导电环12仍然套在导电筒11的外围。当有外界物体撞击导电环12时，基于所述弹性支撑件13的两端能够相对左右晃动，所述导电环12则相对于导电筒11移动，与所述导电筒11接触通电，产生电信号，控制器据此控制工作台停止运动或者控制顶针模块下移，避开外界物体，起到保护顶针模块的作用。这里所述弹性支撑件13的两端能够相对左右晃动，是指所述弹性支撑件13的两端能够摇摆，所述弹性支撑件13的轴线能够弯曲。

当然，当外界物体撞击力消除后，所述弹性支撑件13能够在弹性力的作用下，恢复至初始状态，使得所述导电环12与所述导电筒11处于间隔设置的状态。

具体地，在其中一个实施例中，如图1所示，所述弹性支撑件13为4个圆柱弹簧，4个圆柱弹簧在所述导电支座14的外缘间隔布置，4个圆柱弹簧相对于所述导电筒11的中心线对称布置。通过采用4个圆柱弹簧在4个方位对所述导电环12进行支撑，使得所述导电环12相对于所述导电筒11的设置更加稳定可靠。所述弹性支撑件13也能够是2个、3个等其他个数，只要能够将所述导电环12支撑住，使得所述导电环12能够与所述导电筒11间隔设置，也属于前述方案所述范围。

进一步地，在其中一个实施例中，如图1和图2所示，所述顶针防撞结构10还包括套设在所述导电环12上的绝缘环座15，所述绝缘环座15与所述导电支座14相对的端面设有安装插孔，所述安装插孔与所述弹性支撑件13匹配，所述弹性支撑件13的一端与所述导电支座14连接，所述弹性支撑件13的另一端插设在所述安装插孔中。

前述方案中，所述弹性支撑件13既要起到支撑的作用，同时基于需要通过导电环12与导电筒11之间的通断来判断导电环12是否收到撞击。因此在设置弹性支撑件13时，弹性支撑件13与导电环12和/或者导电筒11之间需要处于绝缘状态。而上述方案则通过设置绝缘环座15，将弹性支撑件13通过与绝缘环座15的连接实现间接对导电环12的支撑作用。具体地，弹性支撑件13的一端与导电支座14连接，而绝缘环座15与导电支座14相对的端面设有安装插孔，弹性支撑件13的另一端则插设在安装插孔中，将绝缘环座15支撑在所述导电支座14上。而所述绝缘环座15套在导电环12上，所述导电支座14与导电环12连接，从而间接的实现了导电环12与导电筒11之间相对位置的设置，同时基于绝缘环座15的存在，起到了较好的绝缘效果，从而满足了弹性支撑件13既需起到支撑连接作用，又需要满足绝缘要求的目的。

进一步地，在一个实施例中，如图1和图2所示，所述顶针防撞结构10还包括绝缘防护底座16，所述绝缘防护底座16为中空结构，所述绝缘防护底座16包括相互连接通的绝缘防护筒161和绝缘底座162，所述绝缘防护筒161插设在所述导电筒11中，所述导电支座14与所述绝缘底座162连接。所述绝缘防护底座16的设置对所述顶针起到了进一步地保护作用。

而且，进一步地在一个实施例中，如图1至图3所示，所述顶针防撞结构10还包括多个弹性调节件17，所述导电筒11上设有多个第一穿孔111，多个第一穿孔111沿所述导电筒11的周向间隔分布，所述弹性调节件17与所述第一穿孔111一一对应，所述导电环12上与所述第一穿孔111对应的位置设有第二穿孔121，所述弹性调节件17一端与所述绝缘防护筒161连接或抵接，所述弹性调节件17的另一端穿过所述第一穿孔111和所述第二穿孔121与所述绝缘环座15连接或抵接，所述弹性调节件17在所述绝缘防护筒161与所述绝缘环座15之间的支撑长度可调，所述第一穿孔111的侧壁和/或所述第二穿孔121的侧壁与所述弹性调节件17之间为绝缘状态。

通过进一步设置多个弹性调节件17，调节各个弹性调节件17的支撑长度，从而调节所述绝缘环座15与所述绝缘防护筒161在各个方位的间距，从而间接调整所述导电环12与所述导电筒11在各个方位的间隙大小。具体地，所述导电环12与所述绝缘环座15连接，所述导电筒11通过导电支座14与所述绝缘防护筒161连接。弹性调节件17周向间隔设置，在各个方位调节所述绝缘环与所述绝缘防护筒161之间的间隙，从而带动所述导电环12相对于所述导电筒11移动，使得所述导电环12与所述导电筒11的同轴度更高，使所述导电环12与所述导电筒11之间在各个方位的间隙均匀。进一步保证所述导电筒11与所述导电环12之间能够间隔设置。

具体地，在其中一个实施例中，如图1和图2所示，所述弹性调节件17包括调节弹簧171和调节螺丝172，所述绝缘环座15上与所述第二穿孔121对应的位置设有螺纹孔151，所述调节螺丝172安装在所述螺纹孔151中，所述调节弹簧171的一端与所述绝缘防护筒161抵接，所述调节弹簧171的另一端依次穿过所述第一穿孔111和所述第二穿孔121与所述调节螺丝172抵接，所述第一穿孔111的侧壁和/或所述第二穿孔121的侧壁与所述调节弹簧171间隔设置。使用过程中通过拧动所述调节螺丝172，从而调节与所述调节螺丝172抵接的调节弹簧171的长度，从而调节各个方位上所述导电环12与所述导电筒11之间的间隙。

可选地，所述弹性调节件17可以是一个由多个弹性件套设的调节件，各个弹性件能够相对沿轴向移动，例如各个弹性件为围成圆台形的弹簧，当各个弹性件相对沿轴向移动到极限位置时，一个弹性件的端部与另一个弹性件的端部连接形成整体，起到支撑的作用。使用过程中则通过选择合适数量的弹性件首尾相连，从而调节所述弹性调节件17的轴向长度。

进一步具体地，在其中一个实施例中，如图2所示，多个第一穿孔111在所述导电筒11的周向均匀分布，所述调节螺丝172为机米螺丝。

进一步地，在其中一个实施例中，如图1至图3所示，所述导电环12上设有能够与控制器电性连接的第一信号线18，所述导电筒11上设有能够与控制器电性连接的第二信号线19。通过第一信号线18和第二信号线19将所述导电环12与所述导电筒11通电时的电信号传输至控制器。当然，也可以通过所述导电环12和所述导电筒11之间接触时直接发射无线信号给控制器，以表示两者接触，从而实现避免碰撞损坏的要求。

进一步地，在另一个实施例中提供了一种顶针模块，包括顶针和上述的顶针防撞结构10，所述顶针插设在所述导电筒11中。

上述方案提供的顶针模块，通过采用上述任一实施例中所述的顶针防撞结构10，使得在使用过程中，当有外界物体撞击所述导电环12时，导电环12会相对于所述导电筒11发生移动，与所述导电筒11接触导电，控制器根据导电环12和导电筒11接触导电的信号控制工作平台紧急停止或者控制顶针模块下移，防止顶针模块被撞坏的情况发生。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。