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一种面向芯片的倒装键合贴装设备

阅读：1023发布：2020-06-12

专利汇可以提供一种面向芯片的倒装键合贴装设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于芯片贴装设备相关领域，并公开了一种面向芯片的倒装键合贴装设备，包括晶元移动单元、顶针单元、大转盘单元、小转盘单元、基板进给单元)、贴装运动单元，以及作为以上各单元安装基础的支架等，其中晶元移动单元可对晶元盘实现三自由度运动并实现晶元的供给；大转盘单元将脱离晶元盘的芯片精度转移至吸嘴上，然后由小转盘单元对芯片逐一拾取；基板进给单元实现贴装基板的进给运动，贴装运动单元则将拾取完芯片的小转盘运动至基板贴装位置，最终实现芯片的贴装。通过本发明，各个模块单元之间相互联系，共同协作，显著提升了芯片贴装的效率，同时获得对芯片高速高精的贴装效果。，下面是一种面向芯片的倒装键合贴装设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种面向芯片的倒装键合贴装设备，其特征在于，该倒装键合贴装设备包括晶元移动单元(100)、顶针单元(200)、大转盘单元(300)、小转盘单元(400)、基板进给单元(600)、贴装运动单元(500)，以及作为以上各单元安装基础的支架(800)，其中：
所述晶元移动单元(100)包括以倒置悬挂方式进行结构布置的晶元盘(106)、以及配套的X向平动模块(101)、Y向平动模块(102)和Z向旋转模块(103)，这三个模块分别用于执行所述晶元盘(106)在X轴和Y轴方向的直线移动以及Z轴方向上的旋转，由此实现晶元盘及承载其上的芯片的三自由度运动；
所述顶针单元(200)同样倒置设立，并通过所包含的顶针沿着Z轴方向直线运动，用于将承载在所述晶元盘(106)上的芯片向下戳出；
所述大转盘单元(300)相对设置在所述晶元移动单元(100)的下方，并包括大转盘(304)和整体装载其上的大转盘吸嘴组件(305)，其中该大转盘(304)联接有直驱电机(302)，由此实现其沿着Z轴方向的旋转运动；该大转盘吸嘴组件(305)由沿着所述大转盘周向方向间隔设置的多个吸嘴共同组成，这些吸嘴通过与之相连的第一气路旋转接头(303)获得气路传输与分配，进而将从所述晶元盘戳出的芯片予以吸附转移；此外，该大转盘吸嘴组件(305)还分别联接有大转盘吸嘴压杆(307)和第一旋转电机(308)，由此独立实现其相对于所述晶元移动单元(100)的上下运动自由度、以及绕着Z轴方向的旋转自由度；
所述小转盘单元(400)相对设置在所述大转盘单元(300)的上方，并包括小转盘(404)和整体装载其上的小转盘吸嘴组件(405)，其中该小转盘(404)的直径小于所述大转盘，并联接有第二旋转电机(401)来实现其沿着Z轴方向的旋转运动；该小转盘吸嘴组件(405)同样由沿着所述小转盘周向方向间隔设置的多个吸嘴共同组成，这些吸嘴通过与之相连的第二气路旋转接头(403)获得气路传输与分配，进而将从所述大转盘吸嘴组件上已吸附转移的各个芯片逐一拾取；此外，该小转盘吸嘴组件(405)还依次联接有小转盘吸嘴压杆(406)和音圈电机(407)，由此独立实现其相对于所述大转盘单元的上下运动自由度；
所述晶元移动单元的晶元盘(106)所在平面、所述大转盘单元的大转盘吸嘴单元中各个吸嘴顶部所在的平面，以及所述小转盘单元的小转盘吸嘴单元中各个吸嘴顶部所在的平面，这三者均为水平布置并且相互平行；
所述基板进给单元(600)用于将待贴装基板相对于所述小转盘单元执行进给操作；所述贴装运动单元(500)包括安装板(503)以及配套的X向直线电机(501)和Y向直线电机(502)，其中该安装板(503)用于固定安装所述小转盘单元，该X向、Y向直线电机则驱动该安装板及固定其上的小转盘单元运动至基板贴装位置，进而实现芯片的贴装操作。
2.如权利要求1所述的倒装键合贴装设备，其特征在于，对于所述大转盘吸嘴组件(305)中的各个吸嘴而言，其包括第一吸嘴头(30501)、第一吸嘴短杆(30502)、第一吸嘴长杆(30505)和吸嘴长杆套筒(30506)，其中该第一吸嘴头(30501)固定安装在所述第一吸嘴短杆(30502)上，并用于执行芯片的真空吸附转移；该第一吸嘴短杆(30502)呈中空导气结构，并整体嵌合安装在所述第一吸嘴长杆(30505)内部；该第一吸嘴长杆(30505)同样呈中空导气结构，它以贯穿嵌合的方式安装在所述吸嘴长杆套筒(30506)内部，并且其上端经由导气接头(30511)与所述第一气路旋转接头(303)通过气管相连通以获得气源；此外，所述吸嘴长杆套筒(30506)的外部还固定设置有同步带轮(30508)，该同步带轮(30508)由所述第一旋转电机(308)带动以产生旋转运动，进而带动吸嘴长杆套筒、第一吸嘴长杆、第一吸嘴短杆以及第一吸嘴头的旋转运动；所述第一吸嘴长杆(30505)上还固定设置有第一吸嘴压片(30510)，当所述大转盘吸嘴压杆(307)压住该第一吸嘴压片(30510)向下运动时，则带动所述第一吸嘴长杆一同向下运动，进而带动第一吸嘴短杆和第一吸嘴头也向下运动，然后通过设置在所述第一吸嘴压片(30510)下方的第一吸嘴长杆回复弹簧(30509)来实现第一吸嘴长杆的复位。
3.如权利要求2所述的倒装键合贴装设备，其特征在于，所述第一吸嘴短杆(30502)与所述第一吸嘴长杆(30505)之间构成滚珠花键式嵌合，并使得两者之间仅存在滑动运动而不存在旋转运动；此外，所述第一吸嘴长杆(30505)与所述吸嘴长杆套筒(30506)之间同样构成滚珠花键式嵌合，并使得两者之间仅存在滑动运动而不存在旋转运动。
4.如权利要求1-3任意一项所述的倒装键合贴装设备，其特征在于，对于所述小转盘吸嘴组件(405)中的各个吸嘴而言，其包括第二吸嘴头(40501)、第二吸嘴短杆(40502)和第二吸嘴长杆(40505)，其中该第二吸嘴头(40501)固定安装在所述第二吸嘴短杆(40502)上，并用于执行芯片的真空吸附转移；该第二吸嘴短杆(40502)呈中空导气结构，并整体嵌合安装在所述第二吸嘴长杆(40505)内部；该第二吸嘴长杆(40505)同样呈中空导气结构，并且其上端经由导气接头与所述第二气路旋转接头(403)相连通以获得气源；此外，所述第二吸嘴长杆(40505)上还固定设置有第二吸嘴压片(40507)，当所述小转盘吸嘴压杆(406)压住该第二吸嘴压片向下运动时，则带动所述第二吸嘴长杆一同向下运动，进而带动第二吸嘴短杆和第二吸嘴头也向下运动，然后通过设置在所述第二吸嘴压片下方的第二吸嘴长杆回复弹簧(40506)来实现第二吸嘴长杆的复位。
5.如权利要求4所述的倒装键合贴装设备，其特征在于，所述大转盘吸嘴压杆(307)配备有手动滑台(306)，并通过手动方式来为大转盘吸嘴压杆提供上下运动行程的调节，进而实现所述大转盘吸嘴组件(305)的上下运动自由度。
6.如权利要求1-3任意一项所述的倒装键合贴装设备，其特征在于，上述倒装键合贴装设备还具有视觉检测单元(700)，该视觉检测单元包括晶圆盘斜视相机(701)、大转盘仰视相机(702)、小转盘侧视相机(703)、大转盘俯视相机(704)、小转盘仰视相机(705)和小转盘俯视相机(706)，其中该晶元盘斜视相机(701)用于观测所述大转盘吸嘴组件与所述晶元盘上芯片之间的转移间距和位置偏差；该大转盘仰视相机(702)用于观测所述晶元盘中下一个待拾取芯片的位置，为晶元盘的运动提供基准；该小转盘侧视相机(703)用于观测所述大转盘吸嘴组件与所述小转盘吸嘴之间的对中精度和间距偏差；该大转盘俯视相机(704)用于观察所述大转盘吸嘴组件所转移芯片的角度和位置偏差，为芯片的纠姿提供基准；该小转盘仰视相机(705)用于检测所述小转盘吸嘴组件上的芯片位置和角度是否符合要求，为芯片接下来向基板的贴装转移提供运动补偿；该小转盘俯视相机(706)则用于观测所述基板上的芯片贴装位置，为芯片贴装提供基准，同时可用于检测已贴装的芯片，判断其在基板上的贴装效果。
7.如权利要求4所述的倒装键合贴装设备，其特征在于，上述倒装键合贴装设备还具有视觉检测单元(700)，该视觉检测单元包括晶圆盘斜视相机(701)、大转盘仰视相机(702)、小转盘侧视相机(703)、大转盘俯视相机(704)、小转盘仰视相机(705)和小转盘俯视相机(706)，其中该晶元盘斜视相机(701)用于观测所述大转盘吸嘴组件与所述晶元盘上芯片之间的转移间距和位置偏差；该大转盘仰视相机(702)用于观测所述晶元盘中下一个待拾取芯片的位置，为晶元盘的运动提供基准；该小转盘侧视相机(703)用于观测所述大转盘吸嘴组件与所述小转盘吸嘴之间的对中精度和间距偏差；该大转盘俯视相机(704)用于观察所述大转盘吸嘴组件所转移芯片的角度和位置偏差，为芯片的纠姿提供基准；该小转盘仰视相机(705)用于检测所述小转盘吸嘴组件上的芯片位置和角度是否符合要求，为芯片接下来向基板的贴装转移提供运动补偿；该小转盘俯视相机(706)则用于观测所述基板上的芯片贴装位置，为芯片贴装提供基准，同时可用于检测已贴装的芯片，判断其在基板上的贴装效果。

说明书全文

一种面向芯片的倒装键合贴装设备

技术领域

[0001] 本发明属于芯片贴装设备相关领域，更具体地，涉及一种面向芯片的倒装键合贴装设备。

背景技术

[0002] 随着信息产业的迅猛发展，电子产品的应用越来越广泛，其需求量也日益增加。如芯片之类的微小电子元器件作为电子产品的最小单位，是电子产品制造和应用的基础。目前，电子设备产品越来越复杂，所采用的电子元器件在种类和数量等方面均呈爆发性增长，为保证芯片的贴装高效率和可靠性，针对芯片高效可靠贴装的研究，尤其是倒装键合贴装的研究就一直未曾停止过，工业生产也对其提出越来越苛刻的要求，贴装效率已经成为制约发展的技术瓶颈所在。

[0003] 现有技术中已经提出了一些用于芯片倒装键合的贴装设备，如CN200910190790.3、CN201310275947.9和CN201180047735.4等。然而，进一步的研究表明，这类现有的贴装设备在贴装效率和精度方面仍难于满足现有工况的需求，并存在结构组成复杂、成本高昂，操作不便等缺陷。相应地，本领域亟需针对上述技术问题寻求更为完善的解决方案，以满足目前日益提高的工艺要求。

发明内容

[0004] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种面向芯片的倒装键合贴装设备，其中通过结合芯片贴装的工艺特点进行针对性设计，对倒装键合贴装设备的整体构造重新进行布局设计，同时对其关键组件如晶元移动单元、大/小转盘组件、吸嘴头等的具体结构及其设置方式进行研究和改进，相应与现有设备相比能够显著提高贴装的效率，同时具备结构紧凑、便于操控、精度和自动化程度高等特点，因而尤其适用于芯片倒装键合贴装的大批量工业化规模生产场合。

[0005] 为实现上述目的，按照本发明，提供了一种面向芯片的倒装键合贴装设备，其特征在于，该倒装键合贴装设备包括晶元移动单元、顶针单元、大转盘单元、小转盘单元、基板进给单元、贴装运动单元，以及作为以上各单元安装基础的支架，其中：

[0006] 所述晶元移动单元包括以倒置悬挂方式进行结构布置的晶元盘、以及配套的X向平动模块、Y向平动模块和Z向旋转模块，这三个模块分别用于执行所述晶元盘在X轴和Y轴方向的直线移动以及Z轴方向上的旋转，由此实现晶元盘及承载其上的芯片的三自由度运动；

[0007] 所述顶针单元同样倒置设立，并通过所包含的顶针沿着Z轴方向直线运动，用于将承载在所述晶元盘上的芯片向下戳出；

[0008] 所述大转盘单元相对设置在所述晶元移动单元的下方，并包括大转盘和整体装载其上的大转盘吸嘴组件，其中该大转盘联接有直驱电机，由此实现其沿着Z轴方向的旋转运动；该大转盘吸嘴组件由沿着所述大转盘周向方向间隔设置的多个吸嘴共同组成，这些吸嘴通过与之相连的第一气路旋转接头获得气路传输与分配，进而将从所述晶元盘戳出的芯片予以吸附转移；此外，该大转盘吸嘴组件还分别联接有大转盘吸嘴压杆和第一旋转电机，由此独立实现其相对于所述晶元移动单元的上下运动自由度、以及绕着Z轴方向的旋转自由度；

[0009] 所述小转盘单元相对设置在所述大转盘单元的上方，并包括小转盘和整体装载其上的小转盘吸嘴组件，其中该小转盘的直径小于所述大转盘，并联接有第二旋转电机来实现其沿着Z轴方向的旋转运动；该小转盘吸嘴组件同样由沿着所述小转盘周向方向间隔设置的多个吸嘴共同组成，这些吸嘴通过与之相连的第二气路旋转接头获得气路传输与分配，进而将从所述大转盘吸嘴组件上已吸附转移的各个芯片逐一拾取；此外，该小转盘吸嘴组件还依次联接有小转盘吸嘴压杆和音圈电机，由此独立实现其相对于所述大转盘单元的上下运动自由度；

[0010] 所述晶元移动单元的晶元盘所在平面、所述大转盘单元的大转盘吸嘴单元中各个吸嘴顶部所在的平面，以及所述小转盘单元的小转盘吸嘴单元中各个吸嘴顶部所在的平面，这三者均为水平布置并且相互平行；

[0011] 所述基板进给单元用于将待贴装基板相对于所述小转盘单元执行进给操作；所述贴装运动单元包括安装板以及配套的X向直线电机和Y向直线电机，其中该安装板用于固定安装所述小转盘单元，该X向、Y向直线电机则驱动该安装板及固定其上的小转盘单元运动至基板贴装位置，进而实现芯片的贴装操作。

[0012] 作为进一步优选地，对于所述大转盘吸嘴组件中的各个吸嘴而言，其优选包括第一吸嘴头、第一吸嘴短杆、第一吸嘴长杆和吸嘴长杆套筒，其中该第一吸嘴头固定安装在所述第一吸嘴短杆上，并用于执行芯片的真空吸附转移；该第一吸嘴短杆呈中空导气结构，并整体嵌合安装在所述第一吸嘴长杆内部；该第一吸嘴长杆同样呈中空导气结构，它以贯穿嵌合的方式安装在所述吸嘴长杆套筒内部，并且其上端经由导气接头与所述第一气路旋转接头通过气管相连通以获得气源；此外，所述吸嘴长杆套筒的外部还固定设置有同步带轮，该同步带轮由所述第一旋转电机带动以产生旋转运动，进而带动吸嘴长杆套筒、第一吸嘴长杆、第一吸嘴短杆以及第一吸嘴头的旋转运动；所述第一吸嘴长杆上还固定设置有第一吸嘴压片，当所述大转盘吸嘴压杆压住该第一吸嘴压片向下运动时，则带动所述第一吸嘴长杆一同向下运动，进而带动第一吸嘴短杆和第一吸嘴头也向下运动，然后通过设置在所述第一吸嘴压片下方的第一吸嘴长杆回复弹簧来实现第一吸嘴长杆的复位。

[0013] 作为进一步优选地，所述第一吸嘴短杆与所述第一吸嘴长杆之间构成滚珠花键式嵌合，并使得两者之间仅存在滑动运动而不存在旋转运动；此外，所述第一吸嘴长杆与所述吸嘴长杆套筒之间同样构成滚珠花键式嵌合，并使得两者之间仅存在滑动运动而不存在旋转运动。

[0014] 作为进一步优选地，对于所述小转盘吸嘴组件中的各个吸嘴而言，其优选包括第二吸嘴头、第二吸嘴短杆和第二吸嘴长杆，其中该第二吸嘴头固定安装在所述第二吸嘴短杆上，并用于执行芯片的真空吸附转移；该第二吸嘴短杆呈中空导气结构，并整体嵌合安装在所述第二吸嘴长杆内部；该第二吸嘴长杆同样呈中空导气结构，并且其上端经由导气接头与所述第二气路旋转接头相连通以获得气源；此外，所述第二吸嘴长杆上还固定设置有第二吸嘴压片，当所述小转盘吸嘴压杆压住该第二吸嘴压片向下运动时，则带动所述第二吸嘴长杆一同向下运动，进而带动第二吸嘴短杆和第二吸嘴头也向下运动，然后通过设置在所述第二吸嘴压片下方的第二吸嘴长杆回复弹簧来实现第二吸嘴长杆的复位。

[0015] 作为进一步优选地，所述大转盘吸嘴压杆优选配备有手动滑台，并通过手动方式来为大转盘吸嘴压杆提供上下运动行程的调节，进而实现所述大转盘吸嘴组件的上下运动自由度。

[0016] 作为进一步优选地，上述倒装键合贴装设备优选还具有视觉检测单元，该视觉检测单元包括晶圆盘斜视相机、大转盘仰视相机、小转盘侧视相机、大转盘俯视相机、小转盘仰视相机和小转盘俯视相机，其中该晶元盘斜视相机用于观测所述大转盘吸嘴组件与所述晶元盘上芯片之间的转移间距和位置偏差；该大转盘仰视相机用于观测所述晶元盘中下一个待拾取芯片的位置，为晶元盘的运动提供基准；该小转盘侧视相机用于观测所述大转盘吸嘴组件与所述小转盘吸嘴之间的对中精度和间距偏差；该大转盘俯视相机用于观察所述大转盘吸嘴组件所转移芯片的角度和位置偏差，为芯片的纠姿提供基准；该小转盘仰视相机用于检测所述小转盘吸嘴组件上的芯片位置和角度是否符合要求，为芯片接下来向基板的贴装转移提供运动补偿；该小转盘俯视相机则用于观测所述基板上的芯片贴装位置，为芯片贴装提供基准，同时可用于检测已贴装的芯片，判断其在基板上的贴装效果。

[0017] 总体而言，按照本发明的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

[0018] 1、通过结合芯片倒装键合的工艺特征进行针对性设计，相应对本发明中的贴装设备的整体构造重新进行布局设计，并可实现多吸嘴高精度同步贴装，与现有设备相比显著提高了生产效率；

[0019] 2、通过对其关键组件的特定组成结构及其设置方式进行研究改进，尤其是采用倒置晶元转移单元、大/小转盘单元之间的水平旋转对接等手段，能够在实现高效率芯片转移的同时，还确保高定位精度和操作便利性；此外，还对各个吸嘴组件的具体组成结构进行了相应设计；

[0020] 3、按照本发明的贴装设备整体结构紧凑、布局巧妙且操作简单，而且各个模块单元之间相互联系，共同协作，因而尤其适用于芯片倒装键合贴装的大批量规模化生产场合。附图说明

[0021] 图1是按照本发明优选实施方式所构建的面向芯片的倒装键合贴装设备的立体结构示意图；

[0022] 图2是图1中所示倒装键合贴装设备的主体结构侧视图；

[0023] 图3是图1中所示晶元移动单元和顶针单元的结构示意图；

[0024] 图4是图1中所示大转盘单元的结构侧视图；

[0025] 图5是图1中所示大转盘单元的结构俯视图；

[0026] 图6是按照本发明的优选实施例，用于显示图4中所示大转盘吸嘴组件的结构剖视图；

[0027] 图7是图1中所示小转盘单元的结构示意图；

[0028] 图8是按照本发明的优选实施例，用于显示图7中所示小转盘吸嘴组件的结构剖视图；

[0029] 图9是图1中所示贴装运动单元的结构示意图；

[0030] 图10是图1中所示基板进给单元的结构示意图；

[0031] 图11是用于显示图1中所示视觉单元的一部分组件的布置示意图；

[0032] 图12是用于显示图1中所示视觉单元的另外一部分组件的布置示意图。

具体实施方式

[0033] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

[0034] 图1是按照本发明优选实施方式所构建的面向芯片的倒装键合贴装设备的立体结构示意图，图2是图1中所示倒装键合贴装设备的主体结构侧视图。如图1和图2中所示，该倒装键合设备主要包括晶元移动单元100、顶针单元200、大转盘单元300、小转盘单元400、基板进给单元600、贴装运动单元500，以及作为以上各单元安装基础的支架800等，下面将对这些主要组成单元逐一进行具体说明。

[0035] 参见图3，晶元移动单元100包括专门设计为以倒置悬挂方式进行结构布置的晶元盘106、以及配套的X向平动模块101、Y向平动模块102和Z向旋转模块103，这三个模块分别用于执行晶元盘在X轴和Y轴方向的直线移动以及Z轴方向上的旋转，由此实现晶元盘及承载其上的芯片的三自由度运动。

[0036] 顶针单元200同样倒置设立，并通过所包含的顶针沿着Z轴方向直线运动，用于将承载在晶元盘106上的芯片向下戳出。

[0037] 参见图4和图5，作为本发明的另一关键改进，大转盘单元300相对设置在所述晶元移动单元100的下方，并包括大转盘304和整体装载其上的大转盘吸嘴组件305，其中该大转盘304联接有直驱电机302，由此实现其沿着Z轴方向的旋转运动；该大转盘吸嘴组件305优选由沿着所述大转盘周向方向间隔设置的多个吸嘴共同组成，这些吸嘴通过与之相连的第一气路旋转接头303获得气路传输与分配，进而将从所述晶元盘戳出的芯片予以吸附转移；此外，该大转盘吸嘴组件305还分别联接有大转盘吸嘴压杆307和第一旋转电机308，由此独立实现其相对于晶元移动单元100的上下运动自由度、以及沿着Z轴方向的旋转自由度。

[0038] 按照本发明的优选实施例，所述大转盘单元300可以更为具体地包括底座301、直驱电机302、第一气路旋转接头303、大转盘304、大转盘吸嘴组件305、滑台306、大转盘吸嘴压杆307、第一旋转电机308、同步带309等。大转盘单元300可将脱离晶元盘的芯片转移至吸嘴上，通过旋转和角度调整，将芯片转移至对角位置，其中，底座301是用来固定大转盘单元中的各类组件，直驱电机302提供大转盘304的旋转自由度，第一气路旋转接头303可实现旋转运动中，多套不同吸嘴的气路传输与分配；大转盘304用于固定大转盘吸嘴组件304，并能将吸嘴进行旋转转移；大转盘吸嘴组件305可实现吸取和释放芯片的功能，同时还具备旋转和上下两自由度的运动。具体而言，滑台306(譬如可选用手动滑台)为大转盘吸嘴压杆307提供上下运动的自由度，大转盘吸嘴压杆307用于压紧吸嘴组件304，实现其上下运动；第一旋转电机308及其配套的同步带309则可共同实现吸嘴组件的旋转运动。

[0039] 按照本发明的优选实施例，参见图6，对于所述大转盘吸嘴组件305中的各个吸嘴而言，其优选包括第一吸嘴头30501、第一吸嘴短杆30502、第一吸嘴长杆30505和吸嘴长杆套筒30506等，其中该第一吸嘴头譬如为橡胶材质，其固定安装在所述第一吸嘴短杆30502上，并用于执行芯片的真空吸附转移；该第一吸嘴短杆30502呈中空导气结构，并整体嵌合安装在所述第一吸嘴长杆30505内部，并与第一吸嘴长杆内壁实现精密配合以确保气流密封；该第一吸嘴长杆30505同样呈中空导气结构，它以贯穿嵌合的方式安装在所述吸嘴长杆套筒30506内部，并且其上端经由导气接头30511与所述第一气路旋转接头303相连通以获得气源；此外，所述吸嘴长杆套筒30506的外部还固定设置有同步带轮30508，该同步带轮30508由所述第一旋转电机308带动以产生旋转运动，进而带动吸嘴长杆套筒、第一吸嘴长杆、第一吸嘴短杆以及第一吸嘴头的旋转运动；所述第一吸嘴长杆30505上还固定设置有第一吸嘴压片30510，当所述大转盘吸嘴压杆307压住该第一吸嘴压片30510向下运动时，则带动所述第一吸嘴长杆一同向下运动，进而带动第一吸嘴短杆和第一吸嘴头也向下运动，然后通过设置在所述第一吸嘴压片30510下方的第一吸嘴长杆回复弹簧30509来实现第一吸嘴长杆的复位。

[0040] 更为具体地，第一吸嘴短杆可以设有一个凸台，内有球形凹槽，可放置球形滚珠，与第一吸嘴长杆30505内部滑槽构成滚珠花键式配合，实现第一吸嘴短杆30502与第一吸嘴长杆30505只存在滑动运动而不存在旋转运动；还可以配置吸嘴短杆回复弹簧30504来实现第一吸嘴短杆30502受到冲击时的缓冲作用，可以将吸嘴短杆螺帽30503旋紧在第一吸嘴长杆30505上，由此对第一吸嘴短杆30502起到固定和限位作用。第一吸嘴长杆30505内部为中空结构，外周表面譬如有球形凹槽，可放置球形滚珠，与吸嘴长杆套筒30506内部滑槽构成滚珠花键式配合，实现第一吸嘴长杆30505与吸嘴长杆套筒30506只存在滑动运动而不存在旋转运动；此外，吸嘴长杆套筒30506外部可以固定有同步带轮30508和轴承30507，其中轴承30507与大转盘的内孔连接，同步带轮30508由第一旋转电机308带动产生旋转运动。以此方式，吸嘴的上下与旋转运动相互独立，互不干扰，相应提高了转移的精度。

[0041] 作为本发明的另一关键改进，小转盘单元400相对设置在大转盘单元300的上方，并包括小转盘404和整体装载其上的小转盘吸嘴组件405，其中该小转盘404的直径小于所述大转盘，并联接有第二旋转电机401来实现其沿着Z轴方向的旋转运动；该小转盘吸嘴组件405同样譬如由沿着所述小转盘周向方向间隔设置的多个吸嘴共同组成，这些吸嘴通过与之相连的第二气路旋转接头403获得气路传输与分配，进而将从所述大转盘吸嘴组件上已吸附转移的各个芯片逐一拾取；此外，该小转盘吸嘴组件405还依次联接有小转盘吸嘴压杆406和音圈电机407，由此独立实现其相对于所述大转盘单元的上下运动自由度。相应地，上述小转盘单元不仅具有实现芯片吸取和释放，而且具备旋转和上下两自由度运动，且这些自由度运动相互独立，以及吸嘴头缓冲防撞功能。

[0042] 如图1中所示，晶元移动单元的晶元盘106所在平面、所述大转盘单元的大转盘吸嘴单元中各个吸嘴顶部所在的平面，以及所述小转盘单元的小转盘吸嘴单元中各个吸嘴顶部所在的平面，这三者优选均为水平布置并且相互平行。

[0043] 按照本发明的优选实施例，如图8中所示，对于所述小转盘吸嘴组件中的各个吸嘴而言，其优选包括第二吸嘴头40501、第二吸嘴短杆40502和第二吸嘴长杆40505，其中该第二吸嘴头40501固定安装在所述第二吸嘴短杆40502上，并用于执行芯片的真空吸附转移；该第二吸嘴短杆40502呈中空导气结构，并整体嵌合安装在所述第二吸嘴长杆40505内部；
该第二吸嘴长杆40505同样呈中空导气结构，并且其上端经由导气接头与所述第二气路旋转接头403相连通以获得气源；此外，所述第二吸嘴长杆40505上还固定设置有第二吸嘴压片40507，当所述小转盘吸嘴压杆压住该第二吸嘴压片向下运动时，则带动所述第二吸嘴长杆一同向下运动，进而带动第二吸嘴短杆和第二吸嘴头也向下运动，然后通过设置在所述第二吸嘴压片下方的第二吸嘴长杆回复弹簧40506来实现第二吸嘴长杆的复位。

[0044] 以此方式，小转盘单元可将大转盘上已转移好的芯片进行逐一拾取，直到转盘拾取头全部拾取完芯片，譬如可实现一次性拾取12颗芯片。此外，小转盘吸嘴组件405不仅可实现吸取和释放芯片的功能，同时还具备上下两自由度的独立运动。

[0045] 基板进给单元600用于将待贴装基板相对于所述小转盘单元执行进给操作，参见图10，其譬如包括有基板601、贴片区602、固定座603、进给电机604等，并实现贴装基板的进给运动。

[0046] 参见图9，所述贴装运动单元500优选包括安装板503以及配套的X向直线电机501和Y向直线电机502，其中该安装板503用于固定安装所述小转盘单元，该X向、Y向直线电机则驱动该安装板及固定其上的小转盘单元运动至基板贴装位置，进而实现芯片的贴装操作。

[0047] 按照本发明的另一优选实施例，上述贴装设备还可以具有视觉单元600。如图11和图12所示，该视觉单元优选包括6个视觉相机，分别为晶元盘斜视相机701、大转盘仰视相机702、小转盘侧视相机703、大转盘俯视相机704、小转盘仰视相机705和小转盘俯视相机706。
视觉单元700利用这多个视觉相机，实现芯片在转移，拾取过程中精准对位，保障芯片转移的精度。

[0048] 综上所述，本发明提供了一种面向芯片高效转移的装置与工艺，其中通过结合目前许多贴装设备的结构及制造工艺特点，相应设计整套关于芯片倒桩键合忒装的新的设备及工艺，对其关键组件进行重新设计，并对设备结构及其相互设置方式进行改进，与现有设备相比能够显著提高贴装效率、同时具备结构紧凑、便于操控、使用方便和自动化程度高等特点，因而尤其适用于芯片倒装键合贴装的大批量规模化生产场合。

[0049] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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