一种用于吸取芯片的吸嘴和芯片吸取装置的制作方法

1.本实用新型涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种用于吸取芯片的吸嘴和芯片吸取装置。


背景技术：

2.在半导体集成电路芯片封装过程中，通常需要利用工具吸取芯片并将芯片移送至不同工位上。目前常采用吸取装置吸取芯片，吸取装置包括吸气设备和吸嘴，吸嘴与芯片相接触，吸气设备通过吸嘴吸取芯片。
3.采用上述装置时，吸气设备和吸嘴可以利用真空吸附原理吸取芯片；但是，对于表面存在敏感区域的芯片，例如表面设有薄膜的芯片，现有吸嘴的吸气通道直接与芯片的敏感区域相对应，吸嘴内的真空吸力直接作用于芯片的敏感区域，导致芯片吸取时敏感区域容易受压破坏。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种用于吸取芯片的吸嘴和芯片吸取装置，以避免芯片吸取时敏感区域发生损坏，保证芯片吸取时质量良好。
5.为了实现上述目的，第一方面，本实用新型提供一种用于吸取芯片的吸嘴，包括吸嘴本体，吸嘴本体内具有用于吸取芯片的气体通道，吸嘴本体的吸附端具有向内凹陷形成的避空槽以及将避空槽内部与吸嘴本体外部连通的通气孔，芯片包括敏感区和非敏感区；吸取芯片时，避空槽至少覆盖芯片的敏感区，气体通道用于吸取芯片的非敏感区。
6.采用上述技术方案的情况下，吸嘴本体内设有气体通道，吸嘴本体的吸附端设有避空槽，吸取芯片时，避空槽至少覆盖芯片的敏感区，气体通道用于吸取芯片的非敏感区，芯片的敏感区是指芯片上容易受压破坏的区域，例如芯片上设有薄膜的区域；采用这种结构，吸气设备可以与气体通道连通对芯片的非敏感区进行吸附，而芯片的敏感区可以位于避空槽内进行保护，使得吸嘴内的真空吸力不会直接作用于芯片的敏感区，从而避免芯片吸取时敏感区发生损坏，保证芯片吸取时质量良好；另外，吸嘴本体的吸附端具有将避空槽内部与吸嘴本体外部连通的通气孔，通过通气孔可以平衡避空槽内部与吸嘴本体外部的气压，防止芯片吸取时，芯片上的敏感区处于负压的环境下发生损坏，从而进一步避免芯片吸取时敏感区发生损坏，保证芯片吸取时质量良好。
7.在一些可能的实现方式中，通气孔设置有多个，且多个通气孔沿避空槽的周向方向均匀分布。如此设置，能够进一步保证避空槽内气压稳定。
8.在一些可能的实现方式中，避空槽与芯片的敏感区形状相同，且避空槽的横截面面积大于芯片敏感区的横截面面积。如此设置，使得吸取芯片时，避空槽能够将芯片的敏感区充分覆盖。
9.在一些可能的实现方式中，气体通道包括第一气体通道和多个第二气体通道，第一气体通道用于与吸气设备相连，多个第二气体通道设置于避空槽周围且均与第一气体通
道连通。如此设置，通过多个第二气体通道吸取芯片上避空槽的周围部分，能够提高吸嘴的吸附作用，防止芯片吸取时掉落。
10.在一些可能的实现方式中，多个第二气体通道沿避空槽的周向方向均匀分布，且第二气体通道与通气孔错开设置。如此设置，能够使芯片上避空槽的周围部分受到均匀的吸附力，使得芯片吸取时更加稳定。
11.在一些可能的实现方式中，吸嘴本体包括分体组合连接的支承件和吸附件，第一气体通道至少部分位于支承件内，第二气体通道位于吸附件内，吸附件的吸附端向内凹陷形成避空槽。如此设置，支承件和吸附件分体设置，能够使第一气体通道和第二气体通道加工成型更加方便。
12.在一些可能的实现方式中，吸附件为胶木；和/或支承件为刚性件。如此设置，当吸附件为胶木时，能够利用胶木自身强度高、塑形好、耐腐蚀以及绝缘性能好的优点，提高吸附件的吸附效果；当支承件为刚性件时，能够提高支承件的硬度和强度，防止芯片吸取时支承件发生变形影响芯片的吸附效果，同时使支承件与吸气设备连接更加稳定牢固。
13.在一些可能的实现方式中，支承件包括连接部和壳体部，壳体部包括底板和环形侧板，底板两侧分别与连接部和环形侧板相连，吸附件套设在环形侧板内且与底板之间存在间隙，第一气体通道贯穿连接部和底板设置，吸附件和底板之间的间隙与第二气体通道连通。如此设置，能够使吸附件稳定地安装至支承件的壳体部内，且保证第一气体通道和第二气体通道能够连通。
14.在一些可能的实现方式中，连接部与底板的中心位置相连。如此设置，能够使多个第二气体通道与连接部之间的距离相等，保证芯片吸取时多个第二气体通道内的气压相等或相近，进一步提高吸嘴的吸附效果。
15.第二方面，本实用新型还提供一种芯片吸取装置，包括吸气设备和如上述方案任一项提供的用于吸取芯片的吸嘴，吸气设备与吸嘴的气体通道连通。
16.采用上述技术方案的情况下，由于芯片吸取装置包括了本技术中的用于吸取芯片的吸嘴，因此能够避免芯片吸取时敏感区域发生损坏，保证芯片吸取时质量良好。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
18.图1为本实用新型中芯片的剖视图；
19.图2为本实用新型中芯片的俯视图；
20.图3为本实用新型中吸嘴的示意图；
21.图4为本实用新型中吸嘴的剖视图一；
22.图5为本实用新型中吸嘴的剖视图二。
23.附图标记：
24.1-芯片，11-底座，12-阵列单元，13-薄膜，14-密封腔体，15-非敏感区，2-吸嘴本体，21-支承件，211-连接部，212-壳体部，213-第一气体通道，22-吸附件，221-避空槽，222-第二气体通道，223-通气孔。
具体实施方式
25.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
26.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
27.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
28.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.在半导体集成电路芯片封装过程中，通常需要利用工具吸取芯片并将芯片移送至不同工位上。目前常采用吸取装置吸取芯片，吸取装置包括吸气设备和吸嘴，吸嘴与芯片相接触，吸气设备通过吸嘴吸取芯片。
31.采用上述装置时，吸气设备和吸嘴可以利用真空吸附原理吸取芯片；但是，对于表面存在敏感区域的芯片，例如表面设有薄膜的芯片，现有吸嘴的吸气通道直接与芯片的敏感区域相对应，吸嘴内的真空吸力直接作用于芯片的敏感区域，导致芯片吸取时敏感区域容易受压破坏。
32.如图1和图2所示，通常芯片1包括底座11、设置在底座11上呈阵列分布的多个阵列单元12以及设置在阵列单元12上部的薄膜13，多个阵列单元12之间存在间隙，薄膜13覆盖在多个阵列单元12上部且与底座11配合将多个阵列单元12之间的空间封闭为密封腔体14；由于薄膜13容易破损导致芯片1的薄膜13区域为其敏感区，采用现有的吸嘴吸附芯片1时，芯片1的敏感区域和吸嘴之间的空间会在真空吸力的作用下产生负压，当芯片1敏感区域上方产生负压时，其下方密封腔体14内的空气会对薄膜13产生向上的压力，在该压力的作用下，薄膜13容易发生损坏、密封腔体14容易发生变形，进而导致芯片1发生损坏。
33.如图3至图5所示，本实用新型提供一种用于吸取芯片的吸嘴，包括吸嘴本体2，吸嘴本体2内具有用于吸取芯片1的气体通道，吸嘴本体2的吸附端具有向内凹陷形成的避空槽221以及将避空槽221内部与吸嘴本体2外部连通的通气孔223，芯片1包括敏感区和非敏感区15；吸取芯片1时，避空槽221至少覆盖芯片1的敏感区，气体通道用于吸取芯片1的非敏
感区15。其中，气体通道一端与吸气设备连通，另一端开口朝向芯片1的非敏感区15；吸嘴本体2的吸附端是指吸嘴本体2上吸附芯片1的一端；芯片1的敏感区是指芯片1上容易受压变形损坏的区域，例如芯片1的薄膜13区域；本实施例中的芯片1可以为mems芯片。
34.采用上述技术方案的情况下，吸气设备可以与气体通道连通对芯片1的非敏感区15进行吸附，而芯片1的敏感区可以位于避空槽221内进行保护，使得吸嘴内的真空吸力不会直接作用于芯片1的敏感区，从而避免芯片1吸取时敏感区发生损坏，保证芯片1吸取时质量良好；另外，吸嘴本体2的吸附端具有将避空槽221内部与吸嘴本体2外部连通的通气孔223，通过通气孔223可以平衡避空槽221内部与吸嘴本体2外部的气压，防止芯片1吸取时，芯片1上的敏感区处于负压的环境下发生损坏，从而进一步避免芯片1吸取时敏感区发生损坏，保证芯片1吸取时质量良好。
35.基于上述结构，通过通气孔223平衡避空槽221内部与吸嘴本体2外部的气压，可以防止避空槽221内部处于负压环境下时，芯片1下方密封腔体14内的空气对薄膜13产生向上的压力导致薄膜13发生损坏、密封腔体14发生变形，从而能够保护薄膜13的性能以及保护密封腔体14的完整，使得芯片1吸取时仍具有良好的质量。
36.示例性的，本实施例中吸嘴本体2吸附端的端面内凹形成避空槽221，避空槽221开口朝向芯片1的敏感区，避空槽221包括底面和环形侧面，通气孔223可以设置在避空槽221的环形侧面上，吸取芯片1时，芯片1的敏感区位于环形侧面内；避空槽221的形状不定，可以为方形、矩形、圆形等；优选避空槽221位于吸嘴本体2吸附端的中心位置。
37.如图3和图5所示，进一步地，通气孔223设置有多个，且多个通气孔223沿避空槽221的周向方向均匀分布。其中，通气孔223可以为贯穿避空槽221环形侧面设置的直孔，示例性的，避空槽221为方形槽，通气孔223设置有四个且分别位于方形槽的四边；采用这种结构，通过均匀分布的多个通气孔223同时通气，能够使避空槽221内的气压均匀快速地释放出去，进一步保证避空槽221内气压稳定。
38.在一些实施例中，避空槽221与芯片1的敏感区形状相同，且避空槽221的横截面面积大于芯片1敏感区的横截面面积。示例性的，避空槽221和芯片1的敏感区均为方形；采用这种结构，吸取芯片1时，避空槽221可以完全覆盖芯片1的敏感区，保证吸取芯片1时，芯片1的敏感区能够位于避空槽221内。
39.如图4和图5所示，进一步地，气体通道包括第一气体通道213和多个第二气体通道222，第一气体通道213用于与吸气设备相连，多个第二气体通道222设置于避空槽221周围且均与第一气体通道213连通。其中，第二气体通道222直接吸取芯片1敏感区的周围部分，第一气体通道213起到汇流作用；采用这种结构，通过多个第二气体通道222吸取芯片1上避空槽221的周围部分，能够使芯片1周向的多个位置均能够被吸附，从而提高吸嘴的吸附作用，防止芯片1吸取时掉落。
40.在一种可选方式中，多个第二气体通道222沿避空槽221的周向方向均匀分布，且第二气体通道222与通气孔223错开设置。示例性的，避空槽221为方形槽，第二气体通道222设置有十六个，十六个第二气体通道222中，方形槽的四个顶角和四个边的中心分别设置有一个第二气体通道222，且顶角和相邻边的中心之间设置有一个第二气体通道222，通气孔223偏离方形槽一边的中心设置；采用这种结构，通过避空槽221的周围均匀分布的多个第二气体通道222，能够使芯片1上避空槽221的周围部分受到均匀的吸附力，使得芯片1吸取
时更加稳定，进一步防止芯片1吸取时掉落。
41.在一些实施例中，如图3所示，进一步地，吸嘴本体2包括分体组合连接的支承件21和吸附件22，第一气体通道213至少部分位于支承件21内，第二气体通道222位于吸附件22内，吸附件22的吸附端向内凹陷形成避空槽221。采用这种结构，支承件21和吸附件22分体设置，当加工第一气体通道213时可以在支承件21上进行加工，当加工第二通道时可以在吸附件22上进行加工，最后将支承件21和吸附件22组装成型，使第一气体通道213和第二气体通道222连通，从而能够使第一气体通道213和第二气体通道222加工成型更加方便；支承件21和吸附件22之间可以采用粘接、焊接、过盈配合等固定方式实现相连。
42.在一种可选方式中，吸附件22为胶木；和/或支承件21为刚性件。当吸附件22为胶木时，当吸附件22为胶木时，能够利用胶木自身强度高、塑形好、耐腐蚀以及绝缘性能好的优点，使得吸附件22吸附时效果更好；当支承件21为刚性件时，支承件21具有较高的硬度和强度，能够稳定支撑吸附件22，防止芯片1吸取时支承件21发生变形影响芯片1的吸附效果，同时支承件21能够与吸气设备连接更加稳定牢固。
43.如图3、图4和图5所示，进一步地，支承件21包括连接部211和壳体部212，壳体部212包括底板和环形侧板，底板两侧分别与连接部211和环形侧板相连，吸附件22套设在环形侧板内且与底板之间存在间隙，第一气体通道213贯穿连接部211和底板设置，吸附件22和底板之间的间隙与第二气体通道222连通。其中，连接部211可以与壳体部212焊接，亦可以一体成型，吸附件22嵌套在壳体部212内，连接部211内设置有贯穿孔，壳体部212与底板之间的间隙和贯穿孔共同形成第一气体通道213；采用这种结构，通过壳体部212支撑吸附件22，能够使吸附件22更加稳定地安装至支承件21内，吸附件22与底板之间存在间隙，保证第一气体通道213和第二气体通道222能够连通。
44.在一些实施例中，接部与底板的中心位置相连。采用这种结构，能够使多个第二气体通道222与连接部211之间的距离相等，多个第二气体通道222内的气体能够同时汇聚在第一气体通道213内，保证芯片1吸取时多个第二气体通道222内的气压相等或相近，进一步提高吸嘴的吸附效果。
45.本实用新型还提供一种芯片1吸取装置，包括吸气设备和如上述实施例任一项提供的用于吸取芯片的吸嘴，吸气设备与吸嘴的气体通道连通；吸气设备可以为抽真空设备。
46.采用上述技术方案的情况下，吸气设备可以与气体通道连通对芯片1的非敏感区15进行吸附，而芯片1的敏感区可以位于避空槽221内进行保护，使得吸嘴内的真空吸力不会直接作用于芯片1的敏感区，从而避免芯片1吸取时敏感区发生损坏，保证芯片1吸取时质量良好；另外，吸嘴本体2的吸附端具有将避空槽221内部与吸嘴本体2外部连通的通气孔223，通过通气孔223可以平衡避空槽221内部与吸嘴本体2外部的气压，防止芯片1吸取时，芯片1上的敏感区处于负压的环境下发生损坏，从而进一步避免芯片1吸取时敏感区发生损坏，保证芯片1吸取时质量良好。
47.在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
48.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权
利要求的保护范围为准。