[发明专利]一种芯片与安装衬底的对位装置和对位安装方法

权利要求书

1.一种倒装芯片对位装置，其特征在于，包括：底板，其中所述底板上具有凹槽，用于容置芯片，并且所述凹槽的形状与所述芯片的形状相同，并且所述芯片容置在所述凹槽中时，所述芯片的周缘与所述凹槽之间具有间隙；

在所述凹槽的内部具有多个第一通孔，多个第一升降顶针穿过所述多个第一通孔，用于支撑芯片；

驱动第一升降顶针升降的第一驱动装置；

设置在底板外围的框体，用于容置所述芯片的安装衬底，所述框体内部的容置槽的形状与所述安装衬底的形状相同，在所述底板的边缘设置多个第二升降顶针，用于支撑所述框体；其中，每个第二升降顶针的顶部具有多个气嘴，所述多个气嘴通过所述第二升降顶针内部的气路与气源组件和真空组件相连；

所述安装衬底上具有多个第二通孔，芯片的安装面上具有多个对位标记，其中所述对位标记的数量与安装衬底上的第二通孔的数量相同，且所述对位标记与所述第二通孔的截面具有相同的形状；所述第二升降顶针在移动平台上，所述移动平台带动多个第二升降顶针实现二维运动；

设置在框体上方的视觉相机，所述视觉相机用于倒装芯片与安装衬底的对位；

设置在框体上方的吸嘴，所述吸嘴通过气路与真空组件连接，并且该吸嘴设置在机械臂上用于吸取倒装芯片，并通过视觉相机辅助将所述芯片容置在所述凹槽的内部。

2.根据权利要求1所述的倒装芯片对位装置，其中，所述气嘴包括：半球形凹槽，所述凹槽的底部中心具有连接气路的开口；以及设置在半球形凹槽中的圆球，其中半球形凹槽具有第一直径d1，圆球具有第二直径d2，所述连接气路的开口具有第三直径d3，其中d1d23d3，并且d20.6×d1。

3.根据权利要求1所述的倒装芯片对位装置，还包括控制组件，所述控制组件包括：吸嘴控制模块，用于控制机械臂的位置移动以及控制吸嘴的吸取和停止吸取；升降顶针驱动组件控制模块，分别控制第一和第二升降顶针的升降；气路控制模块，分别控制吸嘴的吸取以及控制第二升降顶针的顶部气嘴的吸气和吹气。

4.根据权利要求1所述的倒装芯片对位装置，还包括测量组件，所述测量组件包括：所述视觉相机；以及气压传感器，用于测量所述吸嘴的压强和第二升降顶针气嘴处的压强。

5.一种倒装芯片与安装衬底的对位安装方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在芯片相对安装衬底的安装面上设置多个对位标记，所述安装衬底包括在其底板外围的框体；2)在安装衬底上设置与芯片上的多个对位标记数量相同的多个通孔，并且所述通孔的截面与所述对位标记具有相同的形状；3)通过安装在机械臂上的吸嘴吸取芯片，并通过视觉相机定位将所述芯片容置在底板的凹槽中，其中，所述凹槽的形状与所述芯片的形状相同，并且所述芯片容置在所述凹槽中时，所述芯片的周缘与所述凹槽之间具有间隙；4)通过安装在机械臂上的吸嘴吸取所述安装衬底，并通过视觉相机定位将所述安装衬底容置在所述框体的容置槽内；5)控制装置控制第二升降顶针的顶部的多个气嘴中的一部分进行吸气操作，通过移动平台调整安装衬底的位置；6)视觉相机通过设置在安装衬底的多个通孔观测多个对位标记是否与所述多个通孔的截面重合；7)反复执行步骤5)和6)，直到多个对位标记是否与所述多个通孔的截面重合。

6.根据权利要求5所述的倒装芯片与安装衬底的对位安装方法，还包括：步骤8)在所述芯片与安装衬底对准后，将芯片与安装衬底进行固定；控制装置通过驱动第二升降顶针使所述框体下降与安装衬底分离，通过驱动第一升降顶针使所述芯片上升离开所述凹槽，控制装置通过吸嘴将固定在一起的芯片和安装衬底吸取进行下一步工序。

7.根据权利要求5或6所述的倒装芯片与安装衬底的对位安装方法，所述控制装置通过控制多个安装在气路上的电磁阀控制气嘴的吹气以及吸嘴的吸气。

8.根据权利要求6所述的倒装芯片与安装衬底的对位安装方法，测量模块通过多个气嘴和吸嘴的气压测量装置进行气压控制。