全自动多功能贴片装置及全自动贴片工艺的制作方法

本发明涉及电子产品加工技术领域，尤其涉及一种全自动多功能贴片装置及全自动贴片工艺。

背景技术：

中国半导体市场装机量需求增长迅猛，劳动力短缺、人工成本不断攀升，导致厂商对自动化设备需求提升，对降低生产成本、提高产品良率有着显著的效果。

现有的晶圆片(蓝宝石片、硅片等)在进行加工时需要进行多道工序，如清洗、涂胶(涂蜡)、贴片、铲片、存放等。尤其是贴片工序至关重要，如果贴片不均或者表面含有杂质，大大影响了后续的产品质量。本公司在先申请的专利号为cn104759974a的一种全自动贴片机，该装置可以实现全自动贴片，然而贴片前不经过清洗，直接贴片，容易导致杂质或灰尘等混入晶圆片和陶瓷盘之间，影响贴片的均匀度，甚至导致次品的发生。同时，之前的贴片机仅仅适用圆形晶圆片，对于不规则的晶圆片则无法实现准确贴片。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种自动化程度高、定位准确、贴片效果好的全自动多功能贴片装置及全自动贴片工艺。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种全自动多功能贴片装置，包括承载篮固定机构、刷洗甩干机构、匀蜡机构、烘烤机构、整形寻边机构、贴片平片机构及转移机械手；

所述承载篮固定机构用于装载晶圆片，设置有多个用于定位承载篮的承载篮固定工位；

所述刷洗甩干机构用于对晶圆片进行刷洗甩干，包括定位平台组件及刷洗组件，所述定位平台组件包括旋转动力件、旋转平台、吸盘、升降动力件、升降座及保护罩，所述吸盘固定在旋转平台上，所述旋转平台与旋转动力件连接，旋转动力件可驱动旋转平台及吸盘旋转，所述保护罩套设在旋转平台外，保护罩固定在升降座上，所述升降动力件与升降座连接，升降动力件可驱动升降座及保护罩上下升降，从而使旋转平台进入或脱出保护罩，所述刷洗组件包括刷盘、刷盘驱动件、刷盘摇摆动力件、摇臂及摇臂升降驱动件，所述刷盘对应设置在吸盘上方并与刷盘摇臂固定连接，刷盘与刷盘动力件连接，所述刷盘动力件可驱动刷盘轴向旋转，所述刷盘摇摆动力件与摇臂连接，刷盘摇摆动力件可驱动摇臂及刷盘摇摆，所述摇臂升降驱动件与刷盘摇摆动力件连接，摇臂升降驱动件可驱动刷盘摇摆动力件升降；

所述匀蜡机构用于对晶圆片表面均匀涂蜡，包括甩蜡组件及滴蜡组件，所述甩蜡组件包括防护罩、升降动力件、升降座、旋转动力件及旋转座，所述升降动力件与升降座连接并可驱动其升降以进入或脱出上方的防护罩，所述旋转座、旋转动力件设置在升降座上，旋转动力件与旋转座连接并可驱动其旋转，所述滴蜡组件对应设置在防护罩一侧，滴蜡组件包括滴蜡器及驱动动力件，所述驱动动力件与滴蜡器连接并可驱动其水平移动以靠近或远离防护罩中心；

所述烘烤机构用于对匀蜡后的晶圆片进行烘烤，具有烘烤箱；

所述整形寻边机构用于对烘烤后的晶圆片进行整形寻边，包括支撑台组件及整形寻边组件，所述支撑台组件用于放置晶圆片，所述整形寻边组件对应设置在支撑台组件一侧，整形寻边组件包括驱动件及旋转支撑座，所述旋转支撑座对应设置在支撑台组件一侧，所述驱动件与旋转支撑座连接，驱动件可驱动旋转支撑座前后、上下及旋转运动，从而撑起支撑台组件上的晶圆片并使其旋转；

所述贴片平片机构用于将整形寻边后的晶圆片贴合在陶瓷盘上，并对晶圆片进行平片，包括用于支撑并可驱动陶瓷盘旋转的定位台、用于将晶圆片贴合在陶瓷盘上的翻转组件以及用于对陶瓷盘上的晶圆片进行平片的平片组件，所述翻转组件对应设置在定位台一侧，包括动力件、旋转轴及吸盘，所述动力件与旋转轴连接，吸盘固定在旋转轴上，动力件可驱动旋转轴及吸盘左右、上下及翻转运动，所述平片组件对应设置在定位台上方，包括压紧驱动件及压紧气囊，压紧驱动件可驱动压紧气囊上下移动以压平陶瓷盘上的晶圆片，压紧气囊可通气实现鼓胀；

所述转移机械手用于转移各机构内的晶圆片。

为了便于刷盘沾水，保证清洗效果，所述刷洗甩干机构还包括清洗水槽，所述清洗水槽固定在保护罩外。

为了保证匀蜡效果，所述匀蜡机构还包括定位组件，所述定位组件设置在防护罩底端，包括定位动力件及两定位臂，定位臂上分别固定有弧形定位块，所述定位动力件与两定位臂连接，定位动力件可驱动两定位臂同时向内或向外移动，以使弧形定位块夹紧或松开旋转座上的晶圆片。

为了能够准确定位晶圆片，所述整形寻边机构的支撑台组件包括支架、支撑台、旋转驱动件及定位夹爪，所述支撑台固定在支架顶端，支撑台中心具有通孔，所述定位夹爪为一对，分别对应设置在支撑台两侧，两定位夹爪的相对面上分别设有弧形槽，所述旋转驱动件与两定位夹爪连接，旋转驱动件可驱动两定位夹爪同时旋转，以夹紧或松开支撑台上的晶圆片。

为了驱动旋转支撑座作前后、上下、旋转运动，所述整形寻边机构的驱动件包括第一滑轨、第一滑块、第一气缸、第一升降座及电机，所述第一滑块设置在第一滑轨上并可沿第一滑轨滑动，所述第一气缸固定在第一滑块上，第一气缸与第一升降座连接，第一气缸可驱动第一升降座上下移动，所述电机固定在第一升降座上，所述旋转支撑座设置在电机顶端，电机可驱动旋转支撑座旋转。

为了提高刷洗效率，保证贴片效率，所述刷洗甩干机构具有一套或多套。

为了提高晶圆片的转移效率，所述转移机械手具有一套或多套。

为了驱动吸附台作左右、上下、翻转运动，所述翻转组件的动力件包括第二滑轨、第二滑块、第二气缸、第二升降座及旋转气缸，所述第二滑块设置在第二滑轨上并可沿第二滑轨滑动，所述第二气缸固定在第二滑块上，第二气缸与第二升降座连接，第二气缸可驱动第二升降座上下移动，所述旋转气缸固定在第二升降座上，旋转气缸与旋转轴连接并可驱动旋转轴轴向旋转。

为了便于驱动陶瓷盘等分旋转，所述贴片平片机构还包括等分旋转组件，所述等分旋转组件包括升降动力件、升降台及旋转动力件，所述升降动力件与升降台连接，所述升降台内具有气管，升降台上表面具有气孔，气管与气孔连通，升降动力件可驱动升降台升降以穿过定位台的通孔，所述旋转动力件与升降台连接，旋转动力件可驱动升降台轴向旋转。

本发明还提供一种全自动贴片工艺，采用上述全自动多功能贴片装置，包括如下步骤：

s1，将承载篮固定机构内的晶圆片取出送入刷洗甩干机构内进行刷洗甩干；

s2，将刷洗甩干后的晶圆片送入匀蜡机构内，在其表面均匀上蜡；

s3，将匀蜡后的晶圆片送入烘烤机构内烘干；

s4，将烘干后的晶圆片送入整形寻边机构内，进行整形寻边；

s5，翻转组件将晶圆片翻转180度，然后将晶圆片具有蜡的一面贴合在陶瓷盘上，平片组件对贴片后的晶圆片进行气囊平片，使晶圆片与陶瓷盘完全贴合。

本发明的有益效果是：该全自动多功能贴片装置及全自动贴片工艺通过承载篮固定机构、刷洗甩干机构、匀蜡机构、烘烤机构、整形寻边机构、贴片平片机构及转移机械手的相互配合，能够实现晶圆片的刷洗甩干、匀蜡、烘烤、整形寻边、贴片平片等功能，从而保证晶圆片的贴片效果，提高了产品的洁净度，保证了产品质量。

附图说明

图1为本发明的全自动多功能贴片装置的立体结构示意图；

图2为本发明的刷洗甩干机构的立体结构示意图；

图3为本发明的刷洗甩干机构去除保护罩后的立体结构示意图；

图4为本发明的匀蜡机构的立体结构示意图；

图5为本发明的匀蜡机构去除防护罩后的立体结构示意图；

图6为本发明的整形寻边机构的立体结构示意图；

图7为本发明的支撑台组件的立体结构示意图；

图8为本发明的贴片平片机构的立体结构示意图；

图9为本发明的翻转组件的立体结构示意图；

图10为本发明的定位组件的结构示意图；

图11为本发明的等分旋转机构的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示的一种全自动多功能贴片装置，包括承载篮固定机构1、刷洗甩干机构3、匀蜡机构5、烘烤机构4、整形寻边机构6、贴片平片机构7及转移机械手2。

所述承载篮固定机构1用于装载晶圆片，设置有多个用于定位承载篮的承载篮固定工位，每个工位均插接有多片晶圆片。

所述刷洗甩干机构用于对晶圆片进行刷洗甩干，如图2、图3所示，包括定位平台组件及刷洗组件，所述定位平台组件包括旋转动力件211、旋转平台25、吸盘214、升降动力件24、升降座213及保护罩，所述吸盘214固定在旋转平台25顶端，所述旋转平台25与旋转动力件211连接，旋转动力件211可驱动旋转平台25及吸盘214旋转，所述保护罩套设在旋转平台25外，保护罩固定在升降座213上，保护罩包括外罩210及内罩2101，所述外罩210固定在支架上并套设在内罩2101外，所述内罩2101固定在升降座213上并可随升降座213上下升降，所述升降动力件24与升降座213通过升降架28及导向杆29连接，升降动力件24可驱动升降座213及保护罩上下升降，从而使旋转平台25进入或脱出保护罩；所述刷洗组件包括刷盘23、刷盘驱动件21、刷盘摇摆动力件27、摇臂22及摇臂升降驱动件215，所述刷盘23对应设置在吸盘214上方并与刷盘摇臂22固定连接，刷盘23与刷盘动力件21连接，所述刷盘动力件21可驱动刷盘23轴向旋转，所述刷盘摇摆动力件27与摇臂22连接，刷盘摇摆动力件27可驱动摇臂22及刷盘23摇摆，所述摇臂升降驱动件215与刷盘摇摆动力件27连接，摇臂升降驱动件215可驱动刷盘摇摆动力件27及摇臂22升降，摇臂升降驱动件215一侧设置有千分表216，所述升降座213一侧固定有清洗水槽26。

本发明设计了两套刷洗甩干机构，同时运作，以提高刷洗甩干效率。

加工时，转移机械手将晶圆片送至吸盘214上，吸盘214将晶圆片吸附，此时升降动力件24驱动升降座213及内罩2101上升，使内罩2101套在晶圆片外，刷盘摇摆动力件27驱动摇臂22及刷盘23摇摆，使刷盘23沾水，然后摇臂升降驱动件215驱动刷盘摇摆动力件27及摇臂22下降，使刷盘23下降至晶圆片上表面，此时旋转动力件211驱动旋转平台25、吸盘214及晶圆片慢速旋转，而刷盘摇摆动力件27同时驱动摇臂22及刷盘23摇摆，从而使刷盘23对晶圆片表面均匀刷洗，刷洗完成后，旋转平台25略微下降使晶圆片与刷盘23脱离，此时旋转动力件211带动旋转平台25、吸盘214及晶圆片高速旋转，从而使晶圆片表面的液体甩干，甩干后，晶圆片下降，由转移机械手抓取送入下一工位。

所述匀蜡机构用于对晶圆片表面均匀涂蜡，如图4所示，包括支架51、防护罩52、甩蜡组件及滴蜡组件，所述防护罩52固定在支架51顶端，防护罩52底端具有开口，防护罩52顶端设置有顶盖53，所述顶盖53上开设有通槽531，所述通槽531从顶盖53边缘延伸至顶盖53中心，所述甩蜡组件对应设置在防护罩52下方，甩蜡组件包括升降动力件54、升降座55、旋转动力件56及旋转座57，所述升降动力件54为一组，所述升降座55两侧分别设置有导向杆58，升降动力件54驱动升降座55沿导向杆58上下升降，从而驱动升降座55升降以进入或脱出防护罩52，所述旋转座57、旋转动力件56设置在升降座55上，旋转动力件56与旋转座57连接并可驱动其旋转，所述滴蜡组件对应设置在防护罩52一侧，滴蜡组件包括滴蜡器510及驱动动力件59，所述滴蜡器510可沿通槽531移动，所述驱动动力件59与滴蜡器510连接并可驱动其水平移动以靠近或远离防护罩52中心。

如图5所示，所述晶圆片匀蜡机构还包括定位组件，所述定位组件设置在防护罩底端，包括定位动力件511及两定位臂512，两定位臂512上分别固定有弧形定位块513，所述定位动力件511与两定位臂512连接，定位动力件511可驱动两定位臂512同时向内或向外移动，以使弧形定位块513夹紧或松开旋转座上的晶圆片。

加工时，晶圆片由机械手送至旋转座57上，升降动力件54驱动升降座55及旋转座57上升，定位动力件511驱动两定位臂512同时向内移动，从而使两弧形定位块513对晶圆片定位，使其位于旋转座57顶部中心，定位完成后，升降动力件54继续驱动升降座55及旋转座57上升，使旋转座57进入防护罩52内，此时驱动动力件59驱动滴蜡器510前伸，使滴蜡器510位于旋转座57上方的中心，滴蜡器510开始滴蜡，滴蜡过程中，旋转动力件56驱动旋转座57旋转发生离心作用，从而逐渐使晶圆片上表面均匀涂满蜡，匀蜡完成后，升降座55下降，机械手将晶圆片取出送入下一工位。

所述烘烤机构用于对匀蜡后的晶圆片进行烘烤，采用普通烤箱即可。

所述整形寻边机构用于对烘烤后的晶圆片进行整形寻边，如图6所示，包括支撑台组件61及整形寻边组件，所述支撑台组件61用于放置晶圆片，所述整形寻边组件用于对晶圆片进行整形寻边。

所述整形寻边组件包括驱动件及旋转支撑座626，所述旋转支撑座626对应设置在支撑台组件一侧，所述驱动件与旋转支撑座626连接，驱动件可驱动旋转支撑座626前后、上下及旋转运动，从而撑起支撑台组件上的晶圆片63并使其旋转，所述驱动件包括第一滑轨621、第一滑块622、第一气缸623、第一升降座624及电机625，所述第一滑块622设置在第一滑轨621上并可沿第一滑轨621滑动，所述第一气缸623固定在第一滑块622上，第一气缸623与第一升降座624连接，第一气缸623可驱动第一升降座624上下移动，所述电机625固定在第一升降座624上，所述旋转支撑座626设置在电机625顶端，电机625可驱动旋转支撑座626旋转。

如图7所示的支撑台组件，包括支架611、支撑台612、旋转驱动件614及定位夹爪613，所述支撑台612固定在支架611顶端，支撑台612为一圆环状结构，其直径略小于晶圆片的直径，支撑台612中心具有通孔，可供吸盘或旋转支撑座通过，所述定位夹爪613为一对，分别对应设置在支撑台612两侧，两定位夹爪613的相对面上分别设有弧形槽，弧形槽与晶圆片的弧度相对应，所述旋转驱动件614与两定位夹爪613连接，旋转驱动件614可驱动两定位夹爪613同时旋转，以夹紧或松开支撑台612上的晶圆片。

加工时，机械手将晶圆片送至支撑台612上，旋转驱动件614驱动两定位夹爪613同时向内旋转，两定位夹爪613即可将晶圆片往中心靠拢实现定位；然后第一滑块622带动第一气缸623、第一升降座624及电机625向前移动，使旋转支撑座626位于晶圆片正下方，第一气缸623驱动第一升降座624、电机625及旋转支撑座626上升，将晶圆片顶起，此时电机625驱动旋转支撑座626及晶圆片慢慢旋转，侧部设置的感应器可以感应晶圆片的缺口，该缺口旋转到固定位置时，感应器发出信号，电机625停止旋转，第一升降座624下降，晶圆片回到支撑台612上，整形寻边组件回到原位。

如图8所示的贴片平片机构，包括安装平台71及设置在安装平台71上的用于支撑并可驱动陶瓷盘旋转的定位台72、用于将晶圆片贴合在陶瓷盘上的翻转组件73、用于对陶瓷盘上的晶圆片进行平片的平片组件。

如图9所示的翻转组件，包括动力件、旋转轴736及吸盘737，所述吸盘737对应设置在支撑台组件一侧，所述动力件与旋转轴736连接，吸盘737固定在旋转轴736上，动力件可驱动旋转轴736及吸盘737左右、上下及翻转运动，从而吸附晶圆片并使其翻转，所述动力件包括第二滑轨731、第二滑块732、第二气缸733、第二升降座734及旋转气缸735，所述第二滑块732设置在第二滑轨731上并可沿第二滑轨731滑动，所述第二气缸733固定在第二滑块732上，第二气缸733与第二升降座734连接，第二气缸733可驱动第二升降座734上下移动，所述旋转气缸735固定在第二升降座734上，旋转气缸735与旋转轴736连接并可驱动旋转轴736轴向旋转。

所述平片组件对应设置在定位台72上方，包括压紧驱动件74及压紧气囊75，压紧驱动件74可驱动压紧气囊75上下移动以压平陶瓷盘上的晶圆片，而压紧气囊75与气路连通，可通气实现逐渐鼓胀。

所述定位台72周围均匀分布有多个用于定位陶瓷盘的定位组件76。如图10所示，所述定位组件包括推送动力件761及推板762，所述推送动力件761可驱动推板762平移，所述推板762侧部开设有与陶瓷盘边缘相对应的弧形槽7621。

如图11所示的等分旋转机构，包括升降动力件771、升降台772、旋转动力件773，所述升降动力件771与升降台772连接，所述升降台772内具有气管775，升降台772顶端上表面具有气孔777，气管775与气孔777连通，升降动力件771可驱动升降台772升降以穿过定位台的通孔，所述旋转动力件773与升降台772连接，旋转动力件773可驱动升降台772轴向旋转。

所述升降台772顶端固定有转板776，所述旋转动力件773与转板776连接；所述升降台772底端设置有连接座774，所述升降动力件771通过连接座774与升降台772连接，升降台772与连接座774之间设置有轴承。

加工时，第二滑块732带动第二气缸733、第二升降座734及旋转气缸735移动，使吸盘737位于晶圆片下方，第二气缸733驱动第二升降座734、旋转气缸735及吸盘737上升，吸盘737即可将晶圆片吸附，通过第二滑块732将晶圆片移动至定位台72上的陶瓷盘上方，此时旋转气缸735驱动晶圆片翻转180度，使其涂有胶的一面向下，最后第二气缸733驱动吸盘737向下移动使晶圆片贴合在陶瓷盘上，完成一次贴片；贴片后，两推送动力件761驱动推板762向内移动，从而将陶瓷盘定位；定位后，压紧驱动件74驱动压紧气囊75下降，对压紧气囊75充气进行多次鼓胀，从而对下方的晶圆片多次平片，完成一次平片；平片后，升降动力件771驱动升降台772上升，升降台772将定位台72上的陶瓷盘托起，吸气机构吸气将晶圆片吸附在升降台772上，此时旋转动力件773驱动升降台772及陶瓷盘旋转一定的角度，升降台772下降，完成一次陶瓷盘等分旋转，即可进行另一次贴片，以此类推，在陶瓷盘上等分地贴满晶圆片。

上述各过程通过转移机械手2转移各机构内的晶圆片，转移机械手采用本公司在先申请的转移机械手结构即可，另外，本发明设计了两套转移机械手。

上述全自动贴片工艺，包括如下步骤：

s1，将承载篮固定机构内的晶圆片取出送入刷洗甩干机构内进行刷洗甩干；

s2，将刷洗甩干后的晶圆片送入匀蜡机构内，在其表面均匀上蜡；

s3，将匀蜡后的晶圆片送入烘烤机构内烘干；

s4，将烘干后的晶圆片送入整形寻边机构内，进行整形寻边；

s5，翻转组件将晶圆片吸附并翻转180度，然后将晶圆片具有蜡的一面贴合在陶瓷盘上，平片组件对贴片后的晶圆片进行气囊平片，使晶圆片与陶瓷盘完全贴合。

需要说明的是，本发明的动力件、驱动件等可以是气缸、电缸、电机、油缸等相关动力元件的替换，也可采用相应的连杆机构实现动力输出，并不局限于其名称或结构。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”、“设有”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：以上上述的实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。