【行业应用】激光位移传感器用于芯片键合设备中回转机构的回转精度检测

芯片键合是将芯片与基板直接安装互联的一种方法，通常采用芯片键合设备对芯片进行键合，芯片键合装置是芯片键合设备中的关键，其决定了芯片封装的精度、效率和可靠性。

现有的芯片键合装置主要为转盘式芯片键合装置，该装置的转盘进行单方向的圆周旋转，拾取装置均匀分布在转盘上，为了提高效率，通常设置8个拾取装置，转盘旋转每40°停止一次，便于拾取装置进行芯片拾取和键合。由于转盘单方向圆周旋转，所连接气路、线缆需通过转盘滑环转接，增加了成本，降低了可靠性；转盘存在转动惯量，加速和急停时存在冲击力，影响芯片键合精度；由于要同时控制8个拾取装置，控制系统复杂，转盘出现转动误差时，也不好调整。

本发明的目的在于提供一种回转装置、芯片键合装置及芯片的键合方法，以解决现有芯片键合装置中存在的连接气路和线缆复杂、成本高、可靠性低、芯片键合精度低、控制系统复杂和不好调整转动误差等问题。

图1

参阅图1，其为实施例提供的回转装置的示意图，如图1所示，所述回转装置1包括第一转盘11、第二转盘12、连接件15、电机13和平衡块14；所述第一转盘11和所述第二转盘12分别与所述连接件15的两端连接；所述电机13 位于所述第一转盘11和所述第二转盘12之间；所述电机包括动子131和定子 132，所述电机的动子131与所述连接件15连接，以驱动所述连接件15旋转，所述连接件15带动所述第一转盘11和所述第二转盘12同步旋转；所述平衡块 14套接于所述电机的定子132外，所述回转装置1在自然状态下固定于框架16 上，由于所述平衡块14与所述电机的定子连接，而所述第一转盘11和所述第二转盘12可以等同于通过连接件15与电机的动子131连接，在电机13高速停止或启动时，由于平衡块套接于所述电机的定子上，并且有一定的质量与厚度，所以所述平衡块14与所述第一转盘11和所述第二转盘12存在相互的作用力，运动方向相反，角动量相等，从而减少了所述第一转盘11和所述第二转盘12 高速停止或启动时对框架16的冲击，及框架16对转盘的反作力，达到提高所述第一转盘11和所述第二转盘12位置精度与寿命的目的。

优选的，所述第二转盘12的尺寸可以大于所述第一转盘11的尺寸。自然状态下，所述第一转盘11位于所述第二转盘12的上方，所述第二转盘12用于承载待转动对象，所述电机13更靠近所述第二转盘12，所述第二转盘12的尺寸大于所述第一转盘11的尺寸，以利于保持整个回转装置的平衡。优选的，所述连接件15、所述电机13和所述平衡块14的中心位于同一直线上，便于电机更好的驱动所述第一转盘11和所述第二转盘12，减少了对框架16的冲击力。

图2

参阅图2，其为实施例提供的芯片的键合装置的示意图，如图2所示，所述芯片键合装置2包括所述回转装置1、第一拾取装置21、第二拾取装置22、用于提供芯片33的芯片供应装置3和用于提供基板43的基板供应装置4，所述第一拾取装置21和所述第二拾取装置22对称设置于所述回转装置1的第二转盘12上；自然状态下，所述芯片供应装置3和所述基板供应装置4分别设置于所述第一拾取装置21和所述第二拾取装置22的下方；所述回转装置1的第一转盘11和第二转盘12来回旋转180度。所述电机13转动时带动所述回转装置1 的第一转盘11和第二转盘12转动，设置于第二转盘12上的第一拾取装置21 和第二拾取装置22同步转动，所述第一拾取装置21和第二拾取装置22对称设置，通过所述回转装置1的第一转盘11和第二转盘12来回旋转180度，实现所述第一拾取装置21和第二拾取装置22不断交换位置，整个芯片的键合装置2 较现有技术来说减少了滑环结构，便于气管、线缆连接，简化了电机的运动控制及计算，并且减少了拾取装置的数量，简化了控制系统。

图3

优选的，所述芯片的键合装置2还包括一检测装置23，用于精确定位所述第一拾取装置21和第二拾取装置22在键合位置时的偏差。优选的，所述检测装置23包括设于所述第二转盘12侧壁上的标记以及用于检测所述标记的位移传感器，所述位移传感器检测第二转盘12的旋转角度偏差，得到所述第一拾取装置21和第二拾取装置22在键合位置时的旋转角度偏差。参阅图3，其为实施例提供的芯片的键合装置的俯视图，如图3所示，所述检测装置23为一激光位移传感器，所述激光位移传感器设置于所述芯片键合装置2外，优选的，所述激光位移传感器正对所述第一转盘11或所述第二转盘12，例如正对所述第二转盘12。在所述第二转盘12上激光位移传感器正对的两个位置设置第一标志点 121和第二标志点122，所述第二转盘12每旋转180度，所述激光位移传感器检测一次，通过对比第一标志点121和第二标志点122是否与原来的位置相同来判断第一拾取装置21和第二拾取装置22在键合时是否存在偏差，当偏差达到一定值时，及时控制调整所述第一转盘11和第二转盘12与平衡块14的相对位置，以提高芯片的键合精度。

当然，本领域技术人员应当认识到，所述检测装置23的类型的位置并非固定的，只要能够精确定位所述第一拾取装置21和第二拾取装置22在键合位置时的偏差即可。例如，所述检测装置23可以为一编码器，所述编码器固定在框架16上，编码器轴固定在连接件15上，时时测量连接件15的转动角度，间接得出所述第一拾取装置21和第二拾取装置22在键合位置是否存在偏差。

本实施例中，所述第一拾取装置21和第二拾取装置22用于拾取芯片33和将芯片33键合至基板43上。优选的，所述第一拾取装置21和第二拾取装置22 可以均设置多个拾取手。参阅图4，其为实施例提供的芯片的键合装置的2个拾取手的示意图，如图4所示，所述第一拾取装置21和第二拾取装置22在所述第二转盘12上对称设置，并且均包括两个对称的拾取手，提高了键合的效率，并且控制较现有技术来说也比较简单。

原文说明：本文内容节选自网络公开专利（CN108987297A）。