TWI698961B - 一種晶片貼片設備及晶片貼片方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭示了一種晶片貼片設備及晶片貼片方法，前述晶片貼片設備包含：供料單元、晶片傳輸單元及晶片貼合單元；供料單元包含物料元件及至少兩個取片手，物料元件被配置為承載晶片，前述至少兩個取片手被配置為從物料元件上交替拾取晶片；晶片傳輸單元包含可旋轉轉檯，可旋轉轉檯上設置有多個晶片吸附區，晶片吸附區被配置為吸附前述至少兩個取片手提供的晶片；晶片貼合單元包含貼片台及至少兩個貼片手，前述至少兩個貼片手被配置為交替從前述晶片吸附區獲取晶片並將晶片貼合至位於前述貼片台上的襯底上。本發明提供的晶片貼片設備及晶片貼片方法，實現至少兩個取片手及至少兩個貼片手的並行運行方式，提高貼片效率，有助於促進晶片封裝的進程及提高晶片的產率。

Description

一種晶片貼片設備及晶片貼片方法

本發明實施例關於晶片封裝技術，例如關於一種晶片貼片設備及晶片貼片方法。

積體電路(integrated circuit，IC)工業是當前全球經濟發展的高速增長點，其中，半導體製造工藝的進步及市場對晶片需求的快速增長，對晶片的生產效率提出很高的要求，其中，晶片封裝的效率直接影響晶片的生產速度。

為了改善晶片封裝效率，一般藉由設計及改善封裝結構及封裝方法或者優化封裝設備，其中包含晶片貼片設備。相關技術中，晶片貼片設備可包含直線式傳輸及轉盤式傳輸方式。其中，直線式傳輸方式藉由傳送帶將待貼合晶片進行傳送，並由機械手進行拾取及貼片操作，該直線式傳輸方式的貼片設備機構空間尺寸大，傳輸距離遠，貼片效率較低；而轉盤式傳輸方式通常是將機械手設置在轉盤上，由機械手轉動拾取、傳輸及貼合晶片，該貼片方式一次只能貼合一個晶片，貼片效率低，且不利於機械手拾取晶片時調整姿態，同時轉盤結構複雜、體積大，對運動軸的要求亦較高。

本發明提供一種晶片貼片設備及晶片貼片方法，以實現高效率地貼片，促進晶片封裝效率及生產效率。

第一方面，本發明實施例提供一種晶片貼片設備，包含：供料單元、晶片傳輸單元及晶片貼合單元；

前述供料單元包含物料元件及至少兩個取片手，前述物料元件被配置為承載晶片，前述至少兩個取片手被配置為從前述物料組件上交替拾取前述晶片；

前述晶片傳輸單元包含可旋轉轉檯，前述可旋轉轉檯上設置有多個晶片吸附區，前述晶片吸附區被配置為吸附前述至少兩個取片手提供的前述晶片；

前述晶片貼合單元包含貼片台及至少兩個貼片手，前述至少兩個貼片手被配置為交替從前述晶片吸附區獲取前述晶片並將前述晶片貼合至位於前述貼片台上的襯底上。

在一些實施例中，前述至少兩個取片手包含第一取片手及第二取片手，前述至少兩個貼片手包含第一貼片手及第二貼片手；

前述晶片貼片設備亦包含晶片對位元單元，前述晶片對位元單元包含取料對位元相機、第一取片對位相機、第二取片對位相機、第一貼片對位相機及第二貼片對位相機；

其中，前述取料對位相機位於前述物料組件上方，前述取料對位元相機被配置為確定前述物料元件上的前述晶片的位置；

前述第一取片對位相機及前述第二取片對位元相機均被配置為確定前述可旋轉轉檯上待取的前述晶片的位置；

前述第一貼片對位元相機被配置為確定前述第一貼片手獲取的前述晶片在前述貼片台上的待貼片位置，前述第二貼片對位元相機被配置為確定前述第二 貼片獲取的前述晶片在前述貼片台上的待貼片位置。

在一些實施例中，前述可旋轉轉檯包含對應前述第一取片手的第一放片位、對應前述第二取片手的第二放片位、對應前述第一貼片手的第一取片位及對應前述第二貼片手的第二取片位；其中，前述第一取片位位於前述第一取片對位相機的下方，前述第二取片位位於前述第二取片對位相機的下方；

前述可旋轉轉檯被配置為藉由轉動使每個前述晶片吸附區依次移動至前述第一放片位、前述第二放片位、前述第一取片位及前述第二取片位；前述第一取片手及前述第二取片手亦配置為將前述晶片交替放置於前述第一放片位及前述第二放片位元對應的前述晶片吸附區上；

前述第一貼片手及前述第二貼片手被配置為交替從前述第一取片位及前述第二取片位元對應的前述晶片吸附區上拾取前述晶片，並交替將前述晶片貼片於前述貼片台上的襯底上。

在一些實施例中，前述多個晶片吸附區圍繞前述可旋轉轉檯的中心呈等間距圓周排布，前述第一取片位及前述第二放片位關於前述可旋轉轉檯的中心對稱，前述第一放片位及前述第二取片位關於前述可旋轉轉檯的中心對稱。

在一些實施例中，前述可旋轉轉檯包含承片台及與前述承片台的中軸連接的旋轉電機，前述旋轉電機被配置為驅動前述承片台轉動；

前述承片台包含載台及位於前述載台內部的氣路滑環，前述載台上設置有前述多個晶片吸附區，前述氣路滑環被配置為為前述多個晶片吸附區供應真空及正壓氣體。

在一些實施例中，前述載台的每個前述晶片吸附區上設置有吸附孔，前述載台內部設置有分別與多個前述吸附孔導通的多個吸附通道，前述多個吸附通道與前述氣路滑環導通。

在一些實施例中，前述物料組件位於前述承片台下方；

前述供料單元亦包含第三取片手及第四取片手，前述第三取片手及前述第四取片手被配置為交替拾取前述物料元件上的前述晶片並進行翻轉，前述第一取片手及前述第二取片手分別被配置為拾取前述第三取片手及前述第四取片手上的前述晶片並交替平移放置於前述第一放片位及前述第二放片位元對應的前述晶片吸附區上。

在一些實施例中，前述晶片貼合單元亦包含龍門架，前述第一貼片手及前述第二貼片手設置在前述龍門架上，前述龍門架被配置為根據前述第一取片位、前述第二取片位及前述待貼片位置驅動前述第一貼片手及前述第二貼片手進行移動。

在一些實施例中，相鄰兩個前述晶片吸附區之間設有貼片避讓區，前述貼片台位於前述可旋轉轉檯的下方；

前述晶片貼合單元亦包含龍門架，前述第一貼片手及前述第二貼片手設置在前述龍門架上，前述龍門架被配置為根據前述第一取片位、前述第二取片位及前述待貼片位置驅動前述第一貼片手及前述第二貼片手進行縱向移動，前述第一貼片手及前述第二貼片手交替藉由前述貼片避讓區將前述晶片貼片於前述貼片台上的襯底上。

在一些實施例中，前述第一取片對位元相機被配置為確定前述第一取片位元上前述晶片的偏向角，前述第二取片對位元相機被配置為確定前 述第二取片位元上前述晶片的偏向角，前述龍門架亦被配置為根據前述第一取片位或前述第二取片位元上前述晶片的偏向角驅動前述第一貼片手及前述第二貼片手進行旋轉。

在一些實施例中，前述載台包含懸掛部及承載部，前述承載部的厚度小於等於5mm。

在一些實施例中，前述第一取片對位相機、前述第二取片對位相機、前述第一貼片對位相機及前述第二貼片對位相機固定安裝於同一基板上。

在一些實施例中，前述貼片台包含依次堆疊設置的支撐台、第一運動台及第一吸附台；

前述支撐台被配置為承載前述第一運動台、前述第一吸附台以及前述襯底；

前述第一運動台被配置為移動前述襯底使前述襯底上的待貼片區域對準待貼片位置；

前述第一吸附台被配置為吸附前述襯底。

在一些實施例中，前述物料元件包含依次堆疊設置的第二運動台、第二吸附台及頂針單元；

前述第二運動台被配置為將待取晶片移動至取料位置；

前述第二吸附台被配置為吸附前述待取晶片；

前述頂針單元被配置為使前述取料位置上的前述待取晶片脫離前述第二吸附台。

第二方面，本發明實施例亦提供了一種晶片貼片方法，採用如 第一方面任一前述的晶片貼片設備，包含：

至少兩個取片手交替從物料元件上拾取晶片並將前述晶片放置於可旋轉轉檯的多個晶片吸附區上；

前述可旋轉轉檯旋轉，帶動前述可旋轉轉檯上的前述多個晶片吸附區移動；

至少兩個貼片手交替從前述多個晶片吸附區上拾取前述晶片並將前述晶片貼片於前述貼片台上的襯底上。

在一些實施例中，前述至少兩個取片手包含第一取片手及第二取片手，前述至少兩個貼片手包含第一貼片手及第二貼片手；前述可旋轉轉檯包含對應前述第一取片手的第一放片位、對應前述第二取片手的第二放片位、對應前述第一貼片手的第一取片位及對應前述第二貼片手的第二取片位；

前述晶片貼片方法亦包含：

在第一時間內，前述第一取片手從前述物料元件上拾取前述晶片，前述第二取片手將從前述物料元件上拾取的晶片放置於與前述第二放片位元對應的前述晶片吸附區，前述第一貼片手從與前述第一取片位元對應的前述晶片吸附區上拾取前述晶片，前述第二貼片手將從與前述第二取片位元對應的前述晶片吸附區上拾取的前述晶片貼片於前述貼片台上的襯底上；

在第二時間內，前述第一取片手將從前述物料組件上拾取的前述晶片放置於與前述第一放片位元對應的前述晶片吸附區，前述第二取片手從前述物料元件上拾取晶片，前述第一貼片手將從與前述第一取片位元對應的前述晶片吸附區上拾取的前述晶片貼片於前述貼片台上的襯底上，前述第二貼片手從與前述第二取片位元對應的前述晶片吸附區上拾取前述晶片。

本發明藉由在供料單元設置至少兩個取片手，在晶片貼合單元設置至少兩個貼片手，由至少兩個取片手交替從物料元件上拾取晶片，並放置在晶片傳輸單元的可旋轉轉檯的晶片吸附區上，並由至少兩個貼片手交替從旋轉之後的晶片吸附區上獲取晶片並貼合至貼片台上的襯底上，解決了單個取片手及單個貼片手取放及貼片的串列運行方式貼片效率較低的問題，實現至少兩個取片手及至少兩個貼片手的並行運行方式，可以使貼片速度翻倍，提高貼片效率，促進晶片封裝的進程，有助於提高晶片的產率。

10‧‧‧供料單元

11‧‧‧物料元件

12‧‧‧取片手

20‧‧‧晶片傳輸單元

21‧‧‧可旋轉轉檯

22‧‧‧承片台

23‧‧‧旋轉電機

30‧‧‧晶片貼合單元

31‧‧‧貼片台

32‧‧‧貼片手

33‧‧‧龍門架

40‧‧‧晶片對位元單元

41‧‧‧取料對位相機

42‧‧‧取片對位相機

43‧‧‧貼片對位相機

44‧‧‧基板

100‧‧‧晶片

111‧‧‧第二運動台

112‧‧‧第二吸附台

113‧‧‧頂針單元

121‧‧‧第一取片手

122‧‧‧第二取片手

123‧‧‧第三取片手

124‧‧‧第四取片手

200‧‧‧襯底

211‧‧‧晶片吸附區

212‧‧‧貼片避讓區

221‧‧‧載台

222‧‧‧氣路滑環

311‧‧‧支撐台

312‧‧‧第一運動台

313‧‧‧第一吸附台

321‧‧‧第一貼片手

322‧‧‧第二貼片手

421‧‧‧第一取片對位相機

422‧‧‧第二取片對位相機

431‧‧‧第一貼片對位相機

432‧‧‧第二貼片對位相機

2011‧‧‧第一放片位

2012‧‧‧第二放片位

2021‧‧‧第一取片位

2022‧‧‧第二取片位

2211‧‧‧吸附孔、懸掛部

2212‧‧‧吸附通道、承載部

【圖1】為本發明實施例提供的一種晶片貼片設備的結構示意圖。

【圖2】是圖1所示的晶片貼片設備中可旋轉轉檯的俯視圖。

【圖3】是圖1所示的晶片貼片設備的右視圖。

【圖4】是圖1所示的晶片貼片設備的俯視示意圖。

【圖5】是本發明實施例提供的另一種晶片貼片設備的局部結構示意圖。

【圖6】是本發明實施例提供的貼片的時序控制圖。

【圖7】是本發明實施例提供的取片對位相機及貼片對位相機的仰視圖。

【圖8】是本發明實施例提供的一種可旋轉轉檯的結構示意圖。

【圖9】是本發明實施例提供的一種載台的剖面結構示意圖。

【圖10】是本發明實施例提供的又一種晶片貼片設備的結構示意圖。

【圖11】是圖10所示晶片貼片設備的右視圖。

【圖12】是本發明實施例提供的一種載台的結構示意圖。

【圖13】是本發明實施例提供的一種晶片貼片方法的流程圖。

【圖14】是本發明實施例提供的另一種晶片貼片方法的流程圖。

下面結合圖式及實施例對本發明作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用於解釋本發明，而非對本發明的限定。另外亦需說明的是，為了便於描述，圖式中僅示出了與本發明相關的部分而非全部結構。

圖1為本發明實施例提供的一種晶片貼片設備的結構示意圖，圖2是圖1所示的晶片貼片設備中可旋轉轉檯的俯視圖，圖3是圖1所示的晶片貼片設備的右視圖，參考圖1-3，該晶片貼片設備包含：供料單元10、晶片傳輸單元20及晶片貼合單元30；供料單元10包含物料元件11及至少兩個取片手12，物料元件11被配置為承載晶片100，至少兩個取片手12被配置為從物料元件11上交替拾取晶片100；晶片傳輸單元20包含一個可旋轉轉檯21，可旋轉轉檯21上設置有多個晶片吸附區211，晶片吸附區211被配置為吸附至少兩個取片手12提供的晶片100；晶片貼合單元30包含貼片台31及至少兩個貼片手32，至少兩個貼片手32被配置為交替從晶片吸附區211獲取晶片100並將晶片100貼合至位於貼片台31上的襯底200上。

下面參考圖1，對該貼片設備的貼片方法進行簡單介紹，該貼片方法包含：至少兩個取片手12交替從物料元件11上拾取晶片100並將晶片100放置於可旋轉轉檯21的多個晶片吸附區211上；可旋轉轉檯21旋轉，帶 動可旋轉轉檯21上的多個晶片吸附區211移動；至少兩個貼片手32交替從多個晶片吸附區211上拾取晶片100並將晶片100貼片於貼片台31上的襯底200上。需要說明的是，在每個取片手進行取放的步驟及每個貼片手進行取放的步驟中，對應每一個動作後，可旋轉轉檯21則以預設角度進行一次旋轉，以將可旋轉轉檯21上已藉由取片手放置了晶片的位置移走，並且將已經放置了晶片的位置移至貼片手的取片位置，以圖2所示的可旋轉轉檯包含12個吸附區211為例，可旋轉轉檯21每次旋轉的角度為30°。

需要說明的是，取片手12及貼片手32在取放晶片及貼片時，其移動過程包含水平及縱向運動，水平運動可包含X及Y兩個維度的調節，取片手12及貼片手32可設置為吸片方式的吸附手，利用是否通真空來實現晶片100的拾取及釋放操作。取片手12及貼片手32的數量應均不少於兩個，以進行交替的取放動作，當然，亦可以增加取片手12及貼片手32為3個或4個等，藉由3個或4個取片手及貼片手32交替地進行取放，可以減少兩個取片手或兩個貼片手交替動作之間的間隔，增加貼片速度。另外，可以根據取片手取片速度及貼片手貼片速度比，來設置取片手及貼片手的數量為相同或為不同。

本發明實施例提供的晶片貼片設備，藉由在供料單元設置至少兩個取片手，在晶片貼合單元設置至少兩個貼片手，由至少兩個取片手交替從物料元件上拾取晶片，並放置在晶片傳輸單元的可旋轉轉檯的晶片吸附區上，並由至少兩個貼片手交替從旋轉之後的晶片吸附區上獲取晶片並貼合至貼片台上的襯底上，使得至少兩個取片手可同時進行交替地取放晶片操作，至少兩個貼片手亦同時交替進行貼片操作，解決了單個取片手及單個貼片手取放及貼片 的串列運行方式貼片效率較低的問題，實現了至少兩個取片手及至少兩個貼片手的並行運行方式，使貼片速度翻倍，提高了貼片效率，促進了晶片封裝的進程，有助於提高晶片的產率。除此之外，將貼片手及晶片傳輸單元分別單獨設置，便於貼片手拾取晶片時調整姿態，抓取晶片中心，有助於精確貼片。

繼續參考圖1，可選地，貼片台31包含依次堆疊設置的支撐台311、第一運動台312及第一吸附台313；支撐台311被配置為承載第一運動台312、第一吸附台313以及襯底200；第一運動台312被配置為移動襯底使其上的待貼片區域對準待貼片位置；第一吸附台313被配置為吸附襯底200。可選地，物料元件11包含依次堆疊設置的第二運動台111、第二吸附台112及頂針單元113，第二運動台111被配置為將待取晶片移動至取料位置，第二吸附台112被配置為吸附待取晶片100；頂針單元113被配置為使取料位置上的待取晶片脫離第二吸附台112。

物料組件11及貼片台31本身可具備位置移動功能，在一些實施例中，在取片手從物料組件11上取片時，需要提前將物料元件11上的待取晶片移動至待取片位置，以便取片手進行取片，其中，第一運動台111可進行水平以及縱向的移動。對於貼片手將晶片貼片於貼片台31上的襯底時，第二運動台312則進行水平移動，以將待貼片位置移動到目標貼片位置。

圖4是圖1所示的晶片貼片設備的俯視示意圖，參考圖1及圖4，至少兩個取片手包含第一取片手121及第二取片手122，至少兩個貼片手包含第一貼片手321及第二貼片手322；晶片貼片設備亦包含晶片對位元單元40，晶片對位元單元40包含取料對位相機41、第一取片對位相機421、第二取片對位相機422、第一貼片對位相機431及第二貼片對位相機432，取片對 位相機42包含第一取片對位相機421及第二取片對位相機422，貼片對位相機43包含第一貼片對位相機431及第二貼片對位相機432；其中，取料對位相機41位於物料元件11上方，被配置為確定物料元件11上的晶片100的位置；第一取片對位相機421及第二取片對位元相機422分別被配置為確定可旋轉轉檯21上待取的晶片100的位置；第一貼片對位相機431及第二貼片對位元相機432分別被配置為確定第一貼片手321及第二貼片322獲取的晶片100在貼片台31上的待貼片位置。

圖1中所示200為貼片台31上放置的晶圓襯底，第一貼片手321及第二貼片手交替將可旋轉轉檯21上晶片吸附區211上的晶片100拾取，並貼片至貼片台31上的晶圓襯底200的待貼片位置上。另外，參考圖1，第二取片對位相機422及第二貼片對位相機432分別位於第一取片對位相機421及第一貼片對位相機431的垂直紙面的後方，因此圖中用虛線示出。

對位元相機進行晶片位置的確定及待貼片位置的確定可以根據採集晶片及晶圓襯底的圖像，根據晶片及晶圓襯底上的對位元標記進行確定。下面參考圖1及圖4，以第一取片手121及第一貼片手321為例，對該包含晶片對位元單元的晶片貼片設備的工作過程進行簡單介紹：取料對位元相機41藉由物料元件11上的已分割為晶片的晶圓上的對位元標記，確定每個晶片的位置；由第一取片手121拾取晶片並放置於可旋轉轉檯21的晶片吸附區211上；可旋轉轉檯21進行旋轉，使多個晶片吸附區211移動，第一取片對位相機421對位於某一晶片吸附區211；由第一取片對位元相機421對該晶片吸附區211上的晶片的位置進行確定，由第一貼片手321進行晶片的拾取；第一貼片對位相機431藉由確定貼片台31上晶圓襯底200上的待貼片位置，由第一 貼片手321將晶片貼片至晶圓襯底200上。晶片對位元單元可以在晶片的取放及貼片過程中檢測晶片的位置，保證取片手及貼片手在拾取晶片時，可吸取晶片的中心位置，有效避免晶片的脫落等情況。

晶片對位元單元中的對位元相機可以採用龍門架等裝置進行位置的精確驅動，以進行晶片位置以及晶片的待貼片位置的確定，亦可以設置對位相機固定，由承載晶片的物料元件及貼片台進行精確地位置移動，以確定晶片位置及晶片的待貼片位置。

為了在確定晶片位置及待貼片位置的情況下，提高取片手及貼片手取放晶片及貼片的效率，針對取片手及貼片手取放及貼片的移動方式，本發明實施例亦提供了一種晶片貼片設備，圖5是本發明實施例提供的另一種晶片貼片設備的局部結構示意圖，參考圖5，該晶片貼片設備中，可旋轉轉檯包含分別對應第一取片手121、第二取片手122、第一貼片手321及第二貼片手322的第一放片位2011、第二放片位2012、第一取片位2021及第二取片位2022；其中，第一取片位2021及第二取片位2022位於第一取片對位相機及第二取片對位相機的下方；可旋轉轉檯21被配置為轉動多個晶片吸附區211依次移動至第一放片位2011、第二放片位2012、第一取片位2021及第二取片位2022；第一取片手121及第二取片手122亦被配置為將晶片100交替放置於第一放片位2011及第二放片位元2012對應的晶片吸附區100上；第一貼片手321及第二貼片手322被配置為交替從第一取片位2021及第二取片位元2022對應的晶片吸附區211上拾取晶片100，並交替將晶片100貼片於貼片台上的襯底200上。

該晶片貼片設備由於固定了第一放片位2011、第二放片位 2012、第一取片位2021及第二取片位2022，此時第一取片手121、第二取片手122、第一貼片手321及第二貼片手322可以固定放片位置及取片位置，減少了第一取片手121、第二取片手122、第一貼片手321及第二貼片手322進行放片及取片的位置判斷，可一定程度上提高貼片效率。需要說明的是，對於第一取片位321及第二取片位322的位置取決於第一取片對位相機及第二取片對位相機的位置，以便於第一取片對位相機及第二取片對位相機對第一取片位321及第二取片位元322上晶片的位置進行確認。

針對圖5所示的貼片設備，本發明實施例亦提供了一種貼片方法，圖6是本發明實施例提供的貼片的時序控制圖，下面繼續參考圖1、圖5及圖6，對該貼片設備的貼片方法進行描述：其中，取片手及貼片手的吸片動作及放片動作分別代表拾取及放置晶片的動作，在第一貼片手及第二貼片手進行吸片及貼片動作的同時，需要利用對位元相機進行位置確定。該貼片過程的一個週期內可以包含兩個時間段，在第一時間內，第一取片手121從物料元件11上拾取晶片100，第二取片手122將從物料元件11上拾取的晶片100放置於與第二放片位元2012對應的晶片吸附區211，第一貼片手321從與第一取片位元2021對應的晶片吸附區211上拾取晶片100，第二貼片手322將從與第二取片位元2022對應的晶片吸附區211上拾取的晶片100貼片於貼片台31上的襯底200上；在第二時間內，第一取片手121將從物料元件11上拾取的晶片100放置於與第一放片位元2011對應的晶片吸附區211，第二取片手122從物料元件11上拾取晶片100，第一貼片手321將從與第一取片位元2021對應的晶片吸附區211上拾取的晶片100貼片於貼片台31上的襯底200上，第二貼片手322從與第二取片位元2022對應的晶片吸附區211上拾取晶片100。需要 說明的是，在第一時間及第二時間之間，可旋轉轉檯21進行預設角度的旋轉，以滿足晶片吸附區211對應進入第一放片位2011、第二放片位2012、第一取片位2021以及第二取片位2022內，以圖2所示的12個晶片吸附區為例，其包含兩個時間段在內的一個週期中，可旋轉轉檯21旋轉了60°，並在相鄰的兩個晶片吸附區內交替放置了一片晶片，同時貼片手交替拾取了相鄰的兩個晶片吸附區上的兩個晶片，並將其交替貼片於貼片台上的襯底上。該貼片方法將第一取片手、第二取片手、第一貼片手以及第二貼片手的取放晶片的動作高度同步化，實現了取放動作的交替，保證了晶片貼片效率的提高。

繼續參考圖5，可選地，多個晶片吸附區211圍繞可旋轉轉檯21的中心呈等間距圓周排布，第一取片位2011及第二放片位2022、第一放片位2021及第二取片位2012分別關於可旋轉轉檯21的中心對稱。

另外，當固定第一放片位2011、第二放片位2012、第一取片位2021及第二取片位2022位置後，對應地，第一取片對位相機、第二取片對位相機的位置亦已確定，並且由於貼片台可以進行位置移動，因此，可將第一貼片對位相機及第二貼片對位相機位置亦固定，故可設置第一取片對位相機、第二取片對位相機、第一貼片對位相機及第二貼片對位相機固定安裝於同一基板上。圖7是本發明實施例提供的取片對位相機及貼片對位相機的仰視圖，參考圖7，可將第一取片對位相機421、第二取片對位相機422、第一貼片對位相機431及第二貼片對位相機432緊湊佈局在同一基板44上，並且將採用低膨脹係數的恆範鋼材料進行製作，保證晶片對位元單元在作業過程中，不會因為機台環境溫度變化而導致每個相機之間溫度漂移過大。

對於晶片傳輸單元中的可旋轉轉檯的結構，本發明實施例提供 一種可旋轉轉檯，圖8是本發明實施例提供的一種可旋轉轉檯的結構示意圖，參考圖8，可旋轉轉檯21包含承片台22及與承片台22的中軸連接的旋轉電機23，旋轉電機23被配置為驅動承片台22轉動；承片台22包含載台221及位於載台221內部的氣路滑環222，載台221上設置有多個晶片吸附區，氣路滑環222被配置為為晶片吸附區供應真空及正壓氣體。

圖9是本發明實施例提供的一種載台的剖面結構示意圖，參考圖8及圖9，載台221的每個晶片吸附區上設置有至少一個吸附孔2211，載台221內部設置有分別與多個吸附孔2211導通的多個吸附通道2212，多個吸附通道2212與氣路滑環222導通。

為了減少第一取片手及第二取片手的水平移動距離以及第一貼片手及第二貼片手的水平移動距離，本發明實施例亦提供了一種晶片貼片設備，圖10是本發明實施例提供的又一種晶片貼片設備的結構示意圖，圖11是圖10所示晶片貼片設備的右視圖，參考圖5、圖10及圖11，可選地，物料組件11位於承片台22下方；供料單元亦包含第三取片手123及第四取片手124，第三取片手123及第四取片手124為翻轉取片手，第一取片手121及第二取片手122為平移取片手，第三取片手123及第四取片手124被配置為交替拾取物料元件11上的晶片100並進行翻轉，第一取片手121及第二取片手122被配置為分別拾取第三取片手123及第四取片手124上的晶片100並交替平移放置於第一放片位2011及第二放片位元2022對應的晶片吸附區211上。

由於第三取片手123及第四取片手124的交替取片的過程中，第一取片手121及第二取片手122亦在交替取放，從而能夠充分利用時間。而在空間上將物料元件11設置在承片台22的下方，利用第三取片手123及第四 取片手124實現晶片縱向上的位移，再由第一取片手121及第二取片手122實現晶片水平的位移，保證第一取片手121及第二取片手122的水平距離的縮短，從而可提高取片的效率。

繼續參考圖5、圖10及圖11，可選地，晶片貼合單元30亦包含一龍門架33，第一貼片手321及第二貼片手322設置在龍門架33上，龍門架33被配置為根據第一取片位元2021、第二取片位2022及待貼片位置驅動第一貼片手321及第二貼片手322進行水平移動及/或縱向移動。

需要說明的是，該晶片貼片設備雖然採用兩個貼片手，但只需一個龍門架33即可實現對兩個貼片手的交替移動控制，而不需要分別設置水平控制台，因而優化整個晶片貼片設備的空間佈局，縮小設備的空間尺寸。並且為了保證第二運動台行程儘量短，可設置兩個貼片手負責不同的貼片區，藉由龍門架實現對貼片手的水平微調功能，滿足不同間距的貼片要求。

為了縮小貼片手在貼片台及可旋轉轉檯之間的水平位移距離，參考圖5、圖10及圖11，可設置貼片台31位於承片台22的下方，且為了保證貼片手從承片台22上拾取晶片後，在放置到貼片台31上時不被承片台22遮擋，可選擇將貼片台31及承片台22在水平方向上錯位設置，錯位距離即決定貼片手的水平位移距離。而對於貼片手縱向的移動距離，則與載台的高度及厚度有關，繼續參考圖7，可選地，載台221包含懸掛部2211及承載部2212，承載部2212的厚度小於等於5mm。

圖12是本發明實施例提供的一種載台的結構示意圖，參考圖5、圖10至12，在載台上，可設置相鄰兩個晶片吸附區211之間設有貼片避讓區212；龍門架33被配置為根據第一取片位元2021、第二取片位2022及待貼 片位置驅動第一貼片手321及第二貼片手322進行縱向移動，第一貼片手321及第二貼片手322交替藉由貼片避讓區212將晶片100貼片於貼片台31上的襯底200上。

需要說明的是，圖12所示的載台結構僅用於示例，貼片避讓區212的形狀亦可以設置為圓形、矩形以及多邊形等，第一貼片手321及第二貼片手322從該貼片避讓區212中穿過以將晶片100貼片於載台221下方的貼片台31上。顯然，本實施例提供的該載台221的結構及貼片方法可以避免貼片手進行水平的位移，縮短貼片手的貼片時間，提高晶片的貼片效率。

繼續參考圖5、圖10及圖12，可選地，第一取片對位相機421及第二取片對位元相機422亦被配置為分別確定第一取片位2011及第二取片位元2022上晶片100的偏向角，龍門架33亦被配置為根據偏向角驅動第一貼片手321及第二貼片手322進行旋轉。

需要說明的是，第一貼片手321及第二貼片手322至少具備3個自由度小行程的運動，能夠水平兩自由度的移動拾取晶片，以及縱向運動完成貼片動作，而第一取片手及第二取片手在將晶片放置於載台上時，晶片的姿態並不固定，可能存在一定的偏向角，因此需要在貼片手貼片之前調整晶片的偏向角，故設置貼片手具備旋轉功能，可以更精確地調整晶片的姿態，保證晶片的貼合精度。

本發明實施例亦提供了一種晶片貼片方法，圖13是本發明實施例提供的一種晶片貼片方法的流程圖，參考圖13，該晶片貼片方法採用本發明實施例提供的任意一種晶片貼片設備，包含：

S110、至少兩個取片手交替從物料元件上拾取晶片並將晶片放置於可旋轉 轉檯的多個晶片吸附區上；

S120、可旋轉轉檯旋轉，帶動可旋轉轉檯上的多個晶片吸附區移動；

S130、至少兩個貼片手交替從多個晶片吸附區上拾取晶片並將晶片貼片於貼片台上的襯底上。

需要說明的是，在正常貼片過程中，至少兩個取片手及至少兩個貼片手的交替取放晶片的動作可以是同步化進行地，並且至少兩個取片手的取放、至少兩個貼片手的取放交替進行的方式亦至少包含兩種；如圖6的時序圖所示的交替方式中，以取片手為例，第一取片手吸片後，第二取片手再進行放片動作，繼而第一取片手在進行放片動作，最後由第二取片手進行吸片動作，至此完成一個週期；當然，亦可以將第一取片手的吸片動作及第二取片手的放片動作同時進行，即在一個週期內，第一取片手吸片的同時，第二取片手進行放片動作，繼而第一取片手在進行放片動作，同時由第二取片手進行吸片動作。同樣地，對於貼片手的交替進行方式亦可以是交替進行取放，亦可以是同時進行取放。

本發明實施例提供的晶片貼片方法，藉由至少兩個取片手交替從物料元件上拾取晶片並將晶片放置於可旋轉轉檯的多個晶片吸附區上；至少兩個貼片手交替從多個晶片吸附區上拾取晶片並將晶片貼片於貼片台上的襯底上，解決了單個取片手及單個貼片手取放及貼片的串列運行方式貼片效率較低的問題，實現了至少兩個取片手及至少兩個貼片手的並行運行方式，使貼片速度翻倍，提高了貼片效率，促進了晶片封裝的進程，有助於提高晶片的產率。

圖14是本發明實施例提供的另一種晶片貼片方法的流程圖，參考圖14，可選地，對於晶片貼片設備中，至少兩個取片手包含第一取片手及第 二取片手，至少兩個貼片手包含第一貼片手及第二貼片手；可旋轉轉檯包含分別對應第一取片手、第二取片手、第一貼片手及第二貼片手的第一放片位、第二放片位、第一取片位及第二取片位；晶片貼片方法包含：

S210、在第一時間內，第一取片手從物料元件上拾取晶片，第二取片手將從物料元件上拾取的晶片放置於與第二放片位元對應的晶片吸附區，第一貼片手從與第一取片位元對應的晶片吸附區上拾取晶片，第二貼片手將從與第二取片位元對應的晶片吸附區上拾取的晶片貼片於貼片台上的襯底上；

S210、在第二時間內，第一取片手將從物料元件上拾取的晶片放置於與第一放片位元對應的晶片吸附區，第二取片手從物料元件上拾取晶片，第一貼片手將從與第一取片位元對應的晶片吸附區上拾取的晶片貼片於貼片台上的襯底上，第二貼片手從與第二取片位元對應的晶片吸附區上拾取晶片。

10‧‧‧供料單元

11‧‧‧物料元件

12‧‧‧取片手

20‧‧‧晶片傳輸單元

21‧‧‧可旋轉轉檯

30‧‧‧晶片貼合單元

31‧‧‧貼片台

32‧‧‧貼片手

40‧‧‧晶片對位元單元

41‧‧‧取料對位相機

42‧‧‧取片對位相機

43‧‧‧貼片對位相機

100‧‧‧晶片

111‧‧‧第二運動台

112‧‧‧第二吸附台

113‧‧‧頂針單元

121‧‧‧第一取片手

122‧‧‧第二取片手

200‧‧‧襯底

311‧‧‧支撐台

312‧‧‧第一運動台

313‧‧‧第一吸附台

321‧‧‧第一貼片手

322‧‧‧第二貼片手

421‧‧‧第一取片對位相機

422‧‧‧第二取片對位相機

431‧‧‧第一貼片對位相機

432‧‧‧第二貼片對位相機

Claims (16)

1. 一種晶片貼片設備，其特徵係，其包含：供料單元、晶片傳輸單元及晶片貼合單元，其中；

   前述供料單元包含物料元件及至少兩個取片手，前述物料元件被配置為承載晶片，前述至少兩個前述取片手被配置為從前述物料組件上交替拾取前述晶片；

   前述晶片傳輸單元包含可旋轉轉檯，前述可旋轉轉檯上設置有多個晶片吸附區，前述晶片吸附區被配置為吸附前述至少兩個取片手提供的前述晶片；

   前述晶片貼合單元包含貼片台及至少兩個貼片手，前述至少兩個貼片手被配置為交替從前述晶片吸附區獲取前述晶片並將前述晶片貼合至位於前述貼片台上的襯底上。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之晶片貼片設備，其中，前述至少兩個取片手包含第一取片手及第二取片手，前述至少兩個貼片手包含第一貼片手及第二貼片手；

   前述晶片貼片設備亦包含晶片對位元單元，前述晶片對位元單元包含取料對位元相機、第一取片對位相機、第二取片對位相機、第一貼片對位相機及第二貼片對位相機；

   其中，前述取料對位相機位於前述物料組件上方，前述取料對位元相機被配置為確定前述物料元件上的前述晶片的位置；

   前述第一取片對位相機及前述第二取片對位元相機均被配置為確定前述可旋轉轉檯上待取的前述晶片的位置；

   前述第一貼片對位元相機被配置為確定前述第一貼片手獲取的前述晶片在前述貼片台上的待貼片位置，前述第二貼片對位元相機被配置為確定前述第二貼片獲取的前述晶片在前述貼片台上的待貼片位置。
3. 如申請專利範圍第2項所記載之晶片貼片設備，其中，前述可旋轉轉檯包含對應前述第一取片手的第一放片位、對應前述第二取片手的第二放片位、對應前述第一貼片手的第一取片位及對應前述第二貼片手的第二取片位；

   其中，前述第一取片位位於前述第一取片對位相機的下方，前述第二取片位位於前述第二取片對位相機的下方；

   前述可旋轉轉檯被配置為藉由轉動使每個前述晶片吸附區依次移動至前述第一放片位、前述第二放片位、前述第一取片位及前述第二取片位；前述第一取片手及前述第二取片手亦配置為將前述晶片交替放置於前述第一放片位及前述第二放片位元對應的前述晶片吸附區上；

   前述第一貼片手及前述第二貼片手被配置為交替從前述第一取片位及前述第二取片位元對應的前述晶片吸附區上拾取前述晶片，並交替將前述晶片貼片於前述貼片台上的襯底上。
4. 如申請專利範圍第3項所記載之晶片貼片設備，其中，前述多個晶片吸附區圍繞前述可旋轉轉檯的中心呈等間距圓周排布，前述第一取片位及前述第二放片位關於前述可旋轉轉檯的中心對稱，前述第一放片位及前述第二取片位關於前述可旋轉轉檯的中心對稱。
5. 如申請專利範圍第3項所記載之晶片貼片設備，其中，前述可旋轉轉檯包含承片台及與前述承片台的中軸連接的旋轉電機，前述旋轉電機被配置為驅動前述承片台轉動；

   前述承片台包含載台及位於前述載台內部的氣路滑環，前述載台上設置有前述多個晶片吸附區，前述氣路滑環被配置為前述多個晶片吸附區供應真空及正壓氣體。
6. 如申請專利範圍第5項所記載之晶片貼片設備，其中，前述載台的每個前述晶片吸附區上設置有吸附孔，前述載台內部設置有分別與多個前述吸附孔導通的多個吸附通道，前述多個吸附通道與前述氣路滑環導通。
7. 如申請專利範圍第5項所記載之晶片貼片設備，其中，前述物料組件位於前述承片台下方；

   前述供料單元亦包含第三取片手及第四取片手，前述第三取片手及前述第四取片手被配置為交替拾取前述物料元件上的前述晶片並進行翻轉，前述第一取片手及前述第二取片手分別被配置為拾取前述第三取片手及前述第四取片手上的前述晶片並交替平移放置於前述第一放片位及前述第二放片位元對應的前述晶片吸附區上。
8. 如申請專利範圍第3項所記載之晶片貼片設備，其中，

   前述晶片貼合單元亦包含龍門架，前述第一貼片手及前述第二貼片手設置在前述龍門架上，前述龍門架被配置為根據前述第一取片位、前述第二取片位及前述待貼片位置驅動前述第一貼片手及前述第二貼片手進行移動。
9. 如申請專利範圍第3項所記載之晶片貼片設備，其中，相鄰兩個前述晶片吸附區之間設有貼片避讓區，前述貼片台位於前述可旋轉轉檯的下方；

   前述晶片貼合單元亦包含龍門架，前述第一貼片手及前述第二貼片手設置在前述龍門架上，前述龍門架被配置為根據前述第一取片位、前述第二取片位及前述待貼片位置驅動前述第一貼片手及前述第二貼片手進行縱向移動，前 述第一貼片手及前述第二貼片手交替藉由前述貼片避讓區將前述晶片貼片於前述貼片台上的襯底上。
10. 如申請專利範圍第8或9項所記載之晶片貼片設備，其中，前述第一取片對位元相機被配置為確定前述第一取片位元上前述晶片的偏向角，前述第二取片對位元相機被配置為確定前述第二取片位元上前述晶片的偏向角，前述龍門架亦被配置為根據前述第一取片位或前述第二取片位元上前述晶片的偏向角驅動前述第一貼片手及前述第二貼片手進行旋轉。
11. 如申請專利範圍第5項所記載之晶片貼片設備，其中，前述載台包含懸掛部及承載部，前述承載部的厚度小於或者等於5mm。
12. 如申請專利範圍第2項所記載之晶片貼片設備，其中，前述第一取片對位相機、前述第二取片對位相機、前述第一貼片對位相機及前述第二貼片對位相機固定安裝於同一基板上。
13. 如申請專利範圍第1項所記載之晶片貼片設備，其中，前述貼片台包含依次堆疊設置的支撐台、第一運動台及第一吸附台；

    前述支撐台被配置為承載前述第一運動台、前述第一吸附台以及前述襯底；

    前述第一運動台被配置為移動前述襯底使前述襯底上的待貼片區域對準待貼片位置；

    前述第一吸附台被配置為吸附前述襯底。
14. 如申請專利範圍第1項所記載之晶片貼片設備，其中，前述物料元件包含依次堆疊設置的第二運動台、第二吸附台及頂針單元；

    前述第二運動台被配置為將待取晶片移動至取料位置；

    前述第二吸附台被配置為吸附前述待取晶片；

    前述頂針單元被配置為使前述取料位置上的前述待取晶片脫離前述第二吸附台。
15. 一種晶片貼片方法，其特徵係，其採用如申請專利範圍第1至14項中任一項所記載之晶片貼片設備，其中包含：

    至少兩個取片手交替從物料元件上拾取晶片並將前述晶片放置於可旋轉轉檯的多個晶片吸附區上；

    前述可旋轉轉檯旋轉，帶動前述可旋轉轉檯上的前述多個晶片吸附區移動；

    至少兩個貼片手交替從前述多個晶片吸附區上拾取前述晶片並將前述晶片貼片於前述貼片台上的襯底上。
16. 如申請專利範圍第15項所記載之晶片貼片方法，其中，前述至少兩個取片手包含第一取片手及第二取片手，前述至少兩個貼片手包含第一貼片手及第二貼片手；前述可旋轉轉檯包含對應前述第一取片手的第一放片位、對應前述第二取片手的第二放片位、對應前述第一貼片手的第一取片位及對應前述第二貼片手的第二取片位；

    前述晶片貼片方法亦包含：

    在第一時間內，前述第一取片手從前述物料元件上拾取前述晶片，前述第二取片手將從前述物料元件上拾取的晶片放置於與前述第二放片位元對應的前述晶片吸附區，前述第一貼片手從與前述第一取片位元對應的前述晶片吸附區上拾取前述晶片，前述第二貼片手將從與前述第二取片位元對應的前述晶片吸附區上拾取的前述晶片貼片於前述貼片台上的襯底上；

    在第二時間內，前述第一取片手將從前述物料組件上拾取的前述晶片放置於與前述第一放片位元對應的前述晶片吸附區，前述第二取片手從前述物料元件上拾取晶片，前述第一貼片手將從與前述第一取片位元對應的前述晶片吸附區上拾取的前述晶片貼片於前述貼片台上的襯底上，前述第二貼片手從與前述第二取片位元對應的前述晶片吸附區上拾取前述晶片。

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