TW201803689A

TW201803689A - 單針硏磨機

Info

Publication number: TW201803689A
Application number: TW105122971A
Authority: TW
Inventors: 吳智孟; 李志成
Original assignee: 創新服務股份有限公司
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2018-02-01

Abstract

一種單針研磨機，包含有一機台單元、一研磨轉盤單元及一傳動單元。該機台單元，具有一基座及一第一滑座，且該基座和該第一滑座之間設有一第一滑軌組，以使該第一滑座可在該基座上方沿著一直線方向往復位移。該研磨轉盤單元具有一置於該第一滑座上的研磨體、一位於該研磨體上方的轉盤，及一供遮制於該轉盤上方的壓盤，該轉盤具有複數個設置於外周側的插槽，各該插槽分別供安置一針料。該傳動單元具有一第一馬達、一供驅動該轉盤旋轉的第二馬達及一供驅動該壓盤作升降的第三馬達，該第一馬達具有一偏心凸輪，藉該偏心凸輪帶動該第一滑座，以同步驅動該研磨體相對於該針料作往復位移，進而達到研磨針料的作用。

Description

單針研磨機

本創作是有關於一種物料去毛邊裝置，特別是有關於一種用於修整料件，以確保料件品質的單針研磨機。

晶圓測試(Wafer Probe)及晶圓封裝(Packaging)為半導體製造過程之後段製程，而晶圓測試是對晶片(chip)上的每個晶粒進行針測作業，在檢測頭裝上以金線製成細如毛髮之探針(probe)，與晶粒上的接點(pad)接觸，以測試其電氣特性，不合格的晶粒會被淘汰，而被測試合格的晶粒方可進行下一個製程，以維持組裝品質與產品良率，因此，晶圓測試製程為積體電路製造中對製造成本影響甚巨的重要製程。

然而，隨著積體電路之發展，封裝與測試的技術亦不斷地提昇，近幾年來晶圓測試的探針(probe)規格也從150μm進化到24.5μm，此規格比毛髮還要細，這已經到了人工很難組裝的極限。

雖然，半導體製造之封裝測試大部分已由機械化組裝所取代，但是，因探針(probe)的尺寸越做越小，且在組裝過程中，探針此物料雖已經過供料廠商作初步的篩選，但是，在運送至封裝廠時，卻發現物料品質還是不夠精良，總是會有些微的毛邊，而這些微細的毛邊尺寸固然不大，但還是無法提供使用，必需汰棄一旁，如此，在組裝的流程中，卻發現被篩棄出來的不良品數量還是很佔有相當大的比例，因此，不僅會影響後續的組裝作業，導致生產速度緩慢，進而降低製造效率，且會提高製造成本，故為監控成本的考量下，必須再進一步研發解決的方針。

本創作的單針研磨機，將針料放置於待磨區，經由該轉盤的逐步旋轉，以將針料位移至研磨區，通過該研磨體作毛邊去除動作之後，再轉移備料區提供使用，不僅可修整針料的毛邊，以確保針料的品質，而且，以自動化一貫連續作業，修整作業非常快速，可提升生產效率，以及降低製造成本。

因此，本創作所提出之一種單針研磨機，包含有一機台單元、一研磨轉盤單元及一傳動單元。該機台單元，具有一基座及一第一滑座，且該基座和該第一滑座之間設有一第一滑軌組，以使該第一滑座可在該基座上方沿著一直線方向往復位移。該研磨轉盤單元，具有一置於該第一滑座上的研磨體、一位於該研磨體上方的轉盤，及一供遮制於該轉盤上方的壓盤，該轉盤具有複數個設置於外周側的插槽，各該插槽分別供安置一針料。該傳動單元，具有一第一馬達、一供驅動該轉盤旋轉的第二馬達及一供驅動該壓盤作升降的第三馬達，該第一馬達具有一偏心凸輪，藉該偏心凸輪帶動該第一滑座，以同步驅動該研磨體相對於該針料作往復位移，進而達到研磨針料的作用。

依照本創作上述之單針研磨機，其中，該機台單元更具有一設於該基座和該第一滑座之間的第二滑座及一第二滑軌組，該第一滑軌組設置在該第一滑座和該第二滑座之間，以使該第一滑座可在該基座上方沿著一第一軸向往復位移，該第二滑軌組設置在該第二滑座與該基座之間，以使該第二滑座可在該基座上方沿著一第二軸向往復位移，且該第二軸向是垂直於該第一軸向。

依照本創作上述之單針研磨機，其中，該壓盤的面積小於該轉盤的面積，當該壓盤蓋設於該轉盤上，將該轉盤區分成一可被該壓盤蓋設的一研磨區，以及顯露於外部且位於該研磨區兩側的一待磨區及一備料區。

依照本創作上述之單針研磨機，其中，該研磨轉盤單元的壓盤底部設有複數個壓桿，各該壓桿是接觸在各該針料的頂端。

依照本創作上述之單針研磨機，其中，該第一馬達更具有一連桿，該連桿連接在該偏心凸輪與該第一滑座之間。

依照本創作上述之單針研磨機，其中，該第一滑座設有一固定部，該連桿的一端固定於該第一馬達的偏心凸輪上，另一端則嵌設於該第一滑座的固定部上，以藉由該連桿帶動該第一滑座作位移。

依照本創作上述之單針研磨機，其中，該第二馬達具有一驅動軸及一軸固於該驅動軸上的定位座，該轉盤是承置於該定位座上，以被該第二馬達的驅動軸所帶動而旋轉。

依照本創作上述之單針研磨機，其中，該研磨轉盤單元更具有一固設於該第二滑座頂部的支撐平台，該研磨體是固設於該支撐平台的頂部。

依照本創作上述之單針研磨機，其中，該第三馬達具有一驅動軸及一連動組，該驅動軸是一偏心凸輪，該壓盤連接於該連動組，藉該第三馬達帶動該連動組以驅使該壓盤作上下升降。

據上所述，為確保物料的品質，本創作藉由該單針研磨機來修整針料的微細毛邊，可在針料進行後續組裝作業之前，預先作微細修整，以確保針料的品質，研磨的過程先將針料放置於待磨區，經由該轉盤的逐步旋轉，以將針料位移至研磨區，通過該研磨體作毛邊去除動作之後，再轉移備料區提供使用，不僅快速修整針料的毛邊，而且，以自動化一貫連續作業，修整作業非常快速，除有利於後續自動化組裝作業的順暢性之外，更可減低後續組裝作業之廢料的產生，以提升生產效率，並可降低製造成本。

10‧‧‧機台單元

11‧‧‧基座

12‧‧‧第一滑座

121‧‧‧固定部

13‧‧‧第一滑軌組

14‧‧‧第二滑座

15‧‧‧第二滑軌組

20‧‧‧研磨轉盤單元

201‧‧‧研磨區

202‧‧‧待磨區

203‧‧‧備料區

21‧‧‧支撐平台

22‧‧‧研磨體

23‧‧‧轉盤

231‧‧‧插槽

24‧‧‧壓盤

241‧‧‧壓桿

30‧‧‧傳動單元

31‧‧‧第一馬達

311‧‧‧偏心凸輪

312‧‧‧連桿

3121‧‧‧一端

3122‧‧‧另一端

32‧‧‧第二馬達

321‧‧‧驅動軸

322‧‧‧定位座

33‧‧‧第三馬達

331‧‧‧驅動軸

332‧‧‧連動組

333‧‧‧樞接組

40‧‧‧針料

41‧‧‧頂端

42‧‧‧底端

43‧‧‧毛邊

D‧‧‧距離

L1‧‧‧第一軸向

L2‧‧‧第二軸向

第1圖為本創作單針研磨機一較佳實施例的組合立體圖。

第2圖為該單針研磨機的頂視圖。

第3圖為該針料插置於該插槽的局部放大圖。

第4圖為該單針研磨機的側視圖。

第5圖為該針料與研磨體的局部放大圖，是顯示尚未去除毛邊的針料。

第6圖為該針料與研磨體的局部放大圖，是顯示已去除毛邊的針料。

第7圖為該機台單元與該轉盤的頂視圖，是說明該第一馬達的偏心凸輪於角度0°的初始位置。

第8圖為相類似於第7圖的視圖，是說明第一馬達的偏心凸輪旋轉至角度90°的狀態。

第9圖為相類似於第7圖的視圖，是說明第一馬達的偏心凸輪旋轉至角度180°的狀態。

第10圖為相類似於第7圖的視圖，是說明第一馬達的偏心凸輪旋轉至角度270°的狀態。

參照第1圖所示，本創作單針研磨機的一較佳實施例，包含有一機台單元10、一研磨轉盤單元20及一傳動單元30。

該機台單元10，具有一基座11、一第一滑座12、一第二滑座13、一第一滑軌組14及一第二滑軌組15，該第一滑軌組13設置在該第一滑座12和該第二滑座13之間，以使該第一滑座12可在該基座11上方沿著一第一軸向L1往復位移，該第二滑軌組15設置在該第二滑座13與該基座11之間，以使該第二滑座13可在該基座11上方沿著一第二軸向L2往復位移，且該第二軸向L2是垂直於該第一軸向L1。

該研磨轉盤單元20，具有一安置於該第一滑座12頂部的支撐平台21、一置於該支撐平台21頂部的研磨體22、一位於該研磨體22上方的轉盤23，及一提供遮制於該轉盤23上方的壓盤24。該轉盤23具有複數個設置於外周側的插槽231，各該插槽231分別供安置一針料40(如第2、3圖)。而該壓盤24底部設有複數個壓桿241，各該壓桿241是接觸在各該針料40的頂端41(如第4圖)。本實施例中，該壓盤24的面積小於該轉盤23的面積，如第2圖所示，當該壓盤24蓋設於該轉盤23上，將該轉盤23區分成一可被該壓盤24蓋設的一研磨區201，以及顯露於外部且位於該研磨區201兩側的一待磨區202及一備料區203。

附帶說明的是，該研磨體22在頂面分布有奈米級研磨粒子所燒結成的研磨介質，以提供研磨體22具有良好的研磨特性。

該傳動單元30，具有一第一馬達31、一供驅動該轉盤23旋轉的第二馬達32及一供驅動該壓盤23作升降的第三馬達33。

該第一馬達31具有一偏心凸輪311及一連桿312，而該第一滑座12設有一固定部121，該連桿312的一端3121固定於該第一馬達31的偏心凸輪311上，另一端3122則嵌設於該第一滑座12的固定部121上，以藉由該連桿312帶動該第一滑座12位移，並同步驅動該研磨體22相對於該針料40作往復位移，進而達到研磨針料的作用。

如第4圖所示，該第二馬達32，具有一驅動軸321及一軸固於該驅動軸321上的定位座322，該轉盤23是承置於該定位座322上，以被該第二馬達32的驅動軸321所帶動而旋轉。

該第三馬達33，具有一驅動軸331及一連動組332，該驅動軸331是一偏心凸輪，前述壓盤24是連接於該連動組332一側，藉該第三馬達33帶動該連動組332以驅使該壓盤24作上下升降，促使該壓盤24底部的壓桿241形成間歇式地接觸於該物料40的頂端41。在第4圖中，假想線所示的壓盤24是說明該壓盤24位於上升狀態，此時，該壓盤24底部的壓桿241則不再壓制該針料40，使該壓盤24與該針料40形成分離狀，以利於該轉盤23作旋轉運動。再附帶一提，該連桿組332與該壓盤24之間設有一樞接組333，此樞接組333可讓壓盤24掀離或蓋合於該轉盤23上方，此結構提供方便維修而設。

因此，本創作的單針研磨機，先經由外部機具將針料40逐一放入於該轉盤23位於該待磨區202的插槽231中，隨著轉盤23持續運轉，當待磨區202的針料40進入研磨區201之後，透過該壓盤24將針料40壓制定位，此時，若是針料40有毛邊43(如第5圖)，即可在研磨區202被研磨體22所研磨而達到去毛邊作用，而當針料40脫離研磨區201而進入該備料區203，這些針料40均是通過修整作業(如第6圖)，以提供備料使用，而接續的取料作業非本案訴求重點，不再多加說明。

至於，本案的研磨運作模式，如第7至10圖所示，首先，該偏心凸輪311於初始狀態(如第7圖)，該研磨體22是坐落於該轉盤23的右側，當第一馬達31的偏心凸輪311由角度0°旋轉至90°時(如第8圖)，經該偏心凸輪311驅動該連桿312，由該連桿312帶動該第一滑座12沿第一軸向L1位移，由於該第一馬達31採偏心傳動，所以，該第一滑座12之運動亦會驅動該第二滑軌組15，而使該第一滑座12產生沿第一軸向L1作位移(如第8圖箭頭A1所示)，此時，該第一滑座12與第二滑座13的相對運動，則使坐落於該第一滑座12上的研磨體22產生相對於該轉盤23產生沿第二軸向L2之向左側位移(如第8圖箭頭B1所示)。當第一馬達31 的偏心凸輪311由角度90°旋轉至180°時(如第9圖)，該第一滑座12再沿第一軸向L1向下位移(如第9圖箭頭A2所示)，而該第一滑座12上的研磨體22再相對於該轉盤23產生沿第二軸向L2之向左側位移(如第9圖箭頭B2所示)。當第一馬達31的偏心凸輪311由角度180°旋轉至270°時(如第10圖)，該第一滑座12再沿第一軸向L1向上位移(如第10圖箭頭A3所示)，而該第一滑座12上的研磨體22再相對於該轉盤23產生沿第二軸向L2之向右側位移(如第10圖箭頭B3所示)，如此週而復始，讓研磨體22相對於轉盤23作偏擺運動，如第5圖所示，以促使該研磨體22對針料40進行往復研磨，以磨掉微細毛邊43，而達到修整針料40的目的與功效。此外，為清楚表現該第一滑座12的運動模式，於第8至10圖中特別標示出虛線所示的第一滑座12。

據上所述，為確保物料的品質，本創作藉由該單針研磨機來修整針料40的微細毛邊43，可在針料40進行後續組裝作業之前，預先作微細修整，以確保針料40的品質，研磨的過程先將針料40放置於待磨區202，經由該轉盤23的逐步旋轉，以將針料40位移至研磨區201，通過該研磨體22作毛邊43去除動作之後，再轉移備料區203提供使用，不僅快速修整針料40的毛邊43，而且，以自動化一貫連續作業，修整作業非常快速，除有利於後續自動化組裝作業的順暢性之外，更可減低後續組裝作業之廢料的產生，以提升生產效率，並可降低製造成本。

值得一提的是，各該針料40處於該研磨區201時，係透過該壓盤24的壓制定位，使每一針料40確實定位，而針料40與轉盤23之間亦設有定位機制(圖未示)，讓每一針料40確實坐落在插槽231中，針料上的毛邊43在研磨區201會被研磨體22磨掉，再進入備料區203時，此時該轉盤23上的針料40的底端42與研磨體22之間設有一微毫的距離D(如第6圖)，使針料40底端42不接觸該研磨體22。

再附帶說明，本案中的物料雖舉以針料40為例，當然亦可運用於各種精密的組裝料件，例如矽晶片、精密鏡片等等。

以上所述，僅為本創作之一個較佳實施例而已，當不能以此限定本創作實施之範圍，即大凡依本創作申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本創作專利涵蓋之範圍內。