氣浮式晶體檢選裝置的製作方法
2023-06-06 18:57:21
專利名稱：氣浮式晶體檢選裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種晶體撿選裝置，尤其涉及一種適用於半導體產業中對於小晶體的撿選、黏晶、及取置工作的氣浮式晶體撿選裝置。
在半導體的集成電路(IC)的製造過程中，當晶片(wafer)完成晶體(die)的切割後，便需通過晶體撿選裝置將晶體一個一個地取出放在置晶盤(die tray)上。而在後續的集成電路的上晶片、封裝、或是測試等製造過程中，這些晶體需經過多次由置晶盤取出、或是放回的動作，這也都依賴晶體撿選裝置來完成。
目前普遍使用的晶體撿選裝置，大部分都是以一機械手臂操作一撿選頭來對晶體進行取放工作。撿選頭中央設有貫穿的導氣孔，導氣孔的一端連結於一真空泵。通過真空泵使導氣孔內產生相對低壓狀態(俗稱真空)，如此，當機械手臂控制撿選頭靠近並接觸一晶體時，晶體將會因導氣孔內的真空而被吸附在撿選頭上。然後，機械手臂帶動撿選頭移動到預定置放晶體的位置後，通過將適量的氣流導入導氣孔內使其內部的壓力上升(俗稱破真空)，於是晶體將因重力而落到該預定位置。
由於撿選頭在移動靠近以撿取晶體的過程中，撿選頭一定會有敲擊到晶體的現象。現有的晶體撿選裝置大多通過裝置一以彈簧等元件所構成的緩衝機構，來吸收撿選頭碰撞到晶體的剎那所產生的衝撞力。然而，此種現有的晶體撿選裝置仍具有若干缺點，包括(1)彈簧的預力使用彈簧的緩衝機構，其彈簧在裝置時一定要有一初始壓縮量，才能確保彈簧的定位。然而此初始壓縮量將導致預力的形成，使得緩衝功能降低，晶體仍有可能因撿選頭敲擊過猛而損壞。
(2)機械性摩擦一般而言，由彈簧等機械元件所構成的緩衝機構，其緩衝過程中所需克服的摩擦力亦相對較高，進一步造成緩衝功能降低。
(3)小晶體不容易撿取對於小晶體(例如小於0.5cm2的晶體)而言，現有使用彈簧的緩動機構仍無法提供足夠的緩衝效果，因此小晶體極容易在撿選頭撿取時，因撿選頭的碰撞而翻轉、站立、甚至造成撿取失敗或是晶體的損壞。
(4)破真空的進氣量控制不精確現有技術在撿選頭放晶體的過程中，並不能十分精確地控制破真空所需的進氣量，所以導致有時晶體掉落的速度過快而翻轉或站立甚至落出置晶盤之外，有時則甚至發生晶體無法掉落的狀態。
因此，本實用新型的目的，即在於提供一種氣浮式晶體撿選裝置，其通過氣壓的設計來提供緩衝效果。可避免彈簧預力的影響、並降低摩擦阻力，以提升緩衝效果，進而大幅提高進行小晶體撿選的成功率與準確度。
本實用新型的另一目的，是在於提供一種氣浮式晶體撿選裝置，通過電磁閥與精密調壓閥的設計，可提供精確定量的氣體來進行「破真空」動作，提高撿選裝置放置晶體的成功率。
為完成上述的目的，本實用新型提出一種氣浮式晶體撿選裝置，其包括有一其上設有一貫穿孔，且該貫穿孔的兩末端分別設為第一端與第二端的本體；一連結在本體，且與該貫穿孔的第一端形成氣流導通狀態的第一氣嘴；一包含有一活塞部及一環形氣墊部的持取軸，在該持取軸上沿軸向貫穿設有一導氣孔，該持取軸的活塞部恰好可以套入本體的貫穿孔中且可沿貫穿孔的軸向方向適量移動，而該環形氣墊部設在該貫穿孔第二端之側；
一覆蓋在本體的第二端之側並且與本體之間形成一中空空間的底蓋，持取軸的環形氣墊部是位於該中空空間內，並使環形氣墊部與本體之間形成一第一氣室，而環形氣墊部與底蓋之間的部份則導通在外界；一連結在本體且與第一氣室導通的第二氣嘴；一連接在第一氣嘴，可使貫穿孔的第一端以及導通孔呈現相對低壓狀態，再通過導氣孔的相對低壓狀態而可供進行撿選晶體動作的真空裝置；以及一其一端連接在第二氣嘴，另一端則連接在一氣壓源，可通過調節環形氣墊部與本體之間的壓力，並使環形氣墊部連同持取軸呈現氣浮狀態的第一調壓閥。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，還包含有一結合在真空裝置與第一氣嘴間的第一電磁閥；一其一端連接在第一電磁閥的第二電磁閥；以及，一連接在第二電磁閥與氣壓源間的第二調壓閥；通過適當控制第一及第二電磁閥進行氣流導通的切換動作，而可使氣壓源提供定量氣體儲存在第一及第二電磁閥之間，並通過第一電磁閥可使第一氣嘴切換導通在真空裝置與第二電磁閥之間，當第一氣嘴導通在真空裝置時，導氣孔將呈現相對低壓狀態以進行撿選晶體的動作，而當第一氣嘴切換導通在第二電磁閥時，該儲存在第一及第二電磁閥之間的定量氣體將流入導氣孔內使其氣壓升高，以進行放下晶體的動作。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，還包含有一控制單元，以控制第一與第二電磁閥、以及第一與第二調壓閥的動作。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，還包含有一連柄及一接觸頭，連柄的一端是結合在持取軸下側的一延伸部，另一端則延伸出底蓋外側並結合有該接觸頭，連柄同樣鑽設有一沿軸向延伸的導氣孔。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，還包含有一中空套環，其設置在底蓋與本體之間以形成該中空空間，套環的內徑是與環形氣墊部的外徑相同。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，在本體、環形氣墊部、與底蓋相對應的位置處設有一沿軸向延伸的銷孔，通過一拴銷插設在銷孔中，可限制氣墊環部僅能在中空空間中進行適量的直線移動而無法旋轉運動。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，還包含有一頂蓋，其覆蓋在本體的貫穿孔的第一端之側。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，還包含有一光學感應器，其裝置在頂蓋上，該光學感應器具有一感應光路其恰好穿過前述的貫穿孔及導氣孔，通過光學感應器可測知導氣孔的末端是否撿選有晶體。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，還包含有一機械手臂其結合在本體。
所述的氣浮式晶體拾選裝置，還包含有至少一感應元件，用來感應氣浮式晶體撿選裝置的位置。
一種氣浮式晶體撿選裝置，包含有一由至少包含一本體及一底蓋所構成的氣缸單元，該本體設有一貫穿孔，且該貫穿孔的兩末端分別設為第一端與第二端，該底蓋是覆蓋在本體的第二端的一側並且與本體之間形成一中空空間，另在該本體上還設有包含一連通在該貫穿孔第一端的第一氣嘴、以及一連通在該中空空間近本體的一側的第二氣嘴；一由至少包含一持取軸所構成的活塞單元，持取軸具有包括一活塞部、一環形氣墊部、及一延伸部，且在持取軸上設有沿軸向貫穿的一導氣孔，持取軸的活塞部恰好可以套入本體的貫穿孔中，並且可沿貫穿孔且其是容置在中空空間內，並使環形氣墊部與本體之間形成封閉的一第一氣室，延伸部則延伸出底蓋外，且底蓋與延伸部之間有一間隙以連通外界；以及一至少包含有一真空裝置、一氣壓源、以及一第一調壓閥的氣壓單元，該真空裝置是連接在第一氣嘴，可使貫穿孔的第一端以及導氣孔呈現相對低壓狀態，通過導氣孔的相對低壓狀態可供進行撿選晶體的動作，第一調壓閥連接在第二氣嘴與氣壓源之間，可調節該封閉第一氣室的壓力，使環形氣墊部上下兩側的壓力達到平衡，而促使持取軸呈現氣浮狀態。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，氣壓單元還包含有一結合在真空裝置與第一氣嘴間的第一電磁閥；一其一端連接在第一電磁閥的第二電磁閥；以及一連接在第二電磁閥與氣壓源間的第二調壓閥；通過適當控制第一及第二電磁閥進行氣流導通的切換動作，可使氣壓源提供定量氣體儲存在第一及第二電磁閥之間，並通過第一電磁閥可使第一氣嘴切換導通在真空裝置與第二電磁閥之間，當第一氣嘴導通在真空裝置時，導氣孔將呈現相對低壓狀態以進行撿選晶體的動作，而當第一氣嘴切換導通在第二電磁閥時，該儲存在第一及第二電磁閥之間的定量氣體將流入導流孔內使其氣壓升高，以進行放下晶體的動作。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，還包含有一控制單元，以控制氣壓單元的動作。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，該活塞單元還包含有一連柄及一接觸頭，連柄的一端結合在持取軸下側的一延伸部，另一端則延伸出底蓋外側並結合有該接觸頭，連柄同樣鑽設有一沿軸向延伸的導氣孔。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，該氣缸單元包含有一中空套環其設置在底蓋與本體之間以形成該中空空間，套環的內徑與環形氣墊部的外徑相同。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，該氣缸單元在本體、環形氣墊部、與底蓋相對應的位置處設有一沿軸向延伸的銷孔，通過一拴銷插設在銷孔中，可限制環形氣墊環部僅能在中空空間中進行適量的直線移動而無法旋轉運動。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，該氣缸單元還包含有一頂蓋，其覆蓋在本體的貫穿孔的第一端的一側。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，還包含有一光學感應器，其裝置在頂蓋上，該光學感應器具有一感應光路其恰好穿過前述的貫穿孔及導氣孔，通過光學感應器可測知導氣孔的末端是否撿選有晶體。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，還包含有一機械手臂其結合在本體。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，還包含有至少一感應元件，用來感應氣浮式晶體撿選裝置的位置。
一種氣浮式晶體撿選裝置，包含有一其上設有一貫穿孔的本體，而該本體又包含有一密閉空間，且該密閉空間是以一開孔與一氣壓源形成氣流導通狀態；及一包含有一活塞部的持取軸，在該持取軸上沿軸向貫穿設有一導氣孔，該持取軸恰好可以套入本體的貫穿孔中並且可沿貫穿孔的軸向方向適量移動，該持取軸導氣孔的第一端是與一真空單元相連結成氣體導通狀態，其第二端則導通在外界，該持取軸適當位置處又設有一第一凸緣與一第二凸緣，該第一凸緣與密閉空間的一邊緣相對應；其中，該持取軸導氣孔可自與其第一端相連結的該真空單元提供相對低壓，由其第二端進行撿選晶體的功能，且該氣壓源可調節密閉空間的氣壓，使該密閉空間連同該持取呈現氣浮狀態。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，該持取軸下方還設有一吸嘴及一吸嘴頭。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，該本體是包含有相互連接的一缸體與一接頭固定座，且其該缸體與該接頭固定座之間形成該密閉空間。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，該本體還包含一旋轉停止塊，其位於該接頭固定座上方，且與該接頭固定座間相隔有一適當距離，並以環繞方式設在該活塞適當處，且其下沿與該持取軸第二凸緣相對應。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，該旋轉停止塊之上還設有一第二接觸螺絲，該第二接觸螺絲是以垂直方式固定在該旋轉停止塊之上，其螺絲帽突出在該旋轉停止塊的上方，其螺絲腳則穿過該旋轉停止塊下方並突出一適當距離，且該接頭固定座上方還設有一第一接觸螺絲，該第一接觸螺絲與該第二接觸螺絲同軸，並以垂直方式固定在接頭固定座，其上方的螺絲帽突出在該接頭固定座上方，其螺絲腳則完全固定在該接頭固定座內部。
所述的氣浮式晶體撿選裝置，該接頭固定座上方是固定有一旋轉停止座，該旋轉停止座可防止該氣浮式晶體撿選裝置的旋轉功能。
為進一步具體說明本實用新型的特徵及內涵，以下通過附圖就本實用新型的具體實施例做出更詳細的說明。
圖1所示是本實用新型的氣浮式晶體撿選裝置第一實施例的立體外觀圖。
圖2所示是本實用新型的氣浮式晶體撿選裝置第一實施例的立體分解圖。
圖3所示是本實用新型的氣浮式晶體撿選裝置第一實施例的剖面示意圖。
圖4所示是本實用新型的氣浮式晶體撿選裝置第二實施例的立體外觀圖。
圖5所示是本實用新型的氣浮式晶體撿選裝置第二實施例的立體分解圖。
圖6所示是本實用新型的氣浮式晶體撿選裝置第二實施例與一氣壓單元連接的立體示意圖。
圖7所示是為本實用新型的氣浮式晶體撿選裝置第二實施例往返二操作位置間移動路徑的立體示意圖。
本實用新型的最主要特徵，是將晶體撿選裝置的撿選頭設計成活塞式設計，並通過在活塞上、下兩側施以精密控制的氣壓，使該活塞(撿選頭)呈現一「氣浮」現象。因此，不僅不需使用彈簧來進行緩衝，也避免了彈簧預力的問題，且本實用新型的「氣浮式」設計可降低摩擦阻力，以獲得更佳的緩衝效果，完全沒有過度撞擊晶體的憂慮，克服了現有技術撿選小晶體時所衍生的種種困擾。此外，本實用新型通過一精密調壓閥及兩組電磁閥的串接使用，可將精確「定量」的氣體封閉在兩電磁閥之間的管路上，在進行破真空過程時，只要將其中的一電磁閥開啟，封閉在兩電磁閥之間的「定量」氣體便可流入撿選頭內，這樣便能精確控制「破真空」的過程。以下僅以一較佳實施例詳細說明。
首先，請參閱圖1至圖3所示，為本實用新型的氣浮式晶體撿選裝置10的第一較佳實施例。在本較佳實施例中，該氣浮式晶體撿選裝置1可分為一氣缸單元11、一活塞單元13、及一氣壓單元15等三大部份。
如圖2與圖3所示，氣缸單元11由至少包括一本體111、一頂蓋113、一中空套環115、及一底蓋117所構成。本體111設有一貫穿孔1111，本體111的貫穿孔1111的兩末端分別稱為第一端1112與第二端1113。底蓋117是覆蓋在本體111的第二端1113的一側，且中空套環115其是設置在底蓋117與本體111之間以形成一中空空間(未編號)。在本體111上還設有包括一第一氣嘴1114其連通於貫穿孔1111的第一端1112、以及一第二氣嘴1115其連通在中空空間靠近本體111的一側。頂蓋113是覆蓋在本體111的貫穿孔1111的第一端1112的一側。通過一機械手臂40結合在本體111上，以帶動本體111進行位移運動。
活塞單元13是由至少包括一持取軸131、一連柄133、及一接觸頭135所構成。持取軸131具有包括一活塞部1311、一環形氣墊部1313、及一延伸部1315，且在持取軸21上並設有沿軸向貫穿的一導氣孔1317。持取軸131的活塞部1311恰好可以塞入本體111的貫穿孔1111中且可沿貫穿孔1111的軸向方向適量移動，環形氣墊部1313的尺寸系大於貫穿孔1111且其是容置在中空空間內，套環115的內徑是相同於環形氣墊部1313的外徑，使環形氣墊部1313與本體111之間形成封閉的一第一氣室1116。延伸部1315則延伸出底蓋117外，且底蓋117與延伸部1315之間有一間隙1319以連通外界。連柄133的一端是結合在持取軸131下側的延伸部1315，連柄133的另一端則延伸出底蓋117外側並結合有該接觸頭135，該接觸頭135可用相對較軟的材料(例如橡膠)製造為較佳，以避免因碰撞造成晶體(圖中未示)損壞。連柄133同樣鑽設有一沿軸向延伸的導氣孔1318以連通貫穿孔1111。並且，在本體111、環形氣墊部1313、與底蓋117相對應的位置處分別設有一沿軸向延伸的銷孔，通過一拴銷119插設在各銷孔中，可限制環形氣墊部1313僅能在中空空間(第一氣室1116)中進行適量的直線移動而無法旋轉運動。
如圖3所示，該氣壓單元15，至少包括有一真空裝置151、一氣壓源152、一第一調壓閥153、一第二調壓閥154、一第一電磁閥155、一第二電磁閥156、以及一控制單元157。控制單元157是連接在前述各閥以控制其動作。真空裝置151是連接在第一氣嘴1114，可使貫穿孔1111的第一端1112以及導氣孔1317、1318呈現相對低壓狀態，通過導氣孔1317、1318的相對低壓狀態可供接觸頭135進行撿選晶體的動作。第一調壓閥153連接在第二氣嘴1115與氣壓源152之間，可調節該封閉第一氣室1116的壓力，使環形氣墊部1313上下兩側的壓力達到平衡，而促使持取軸131呈現「氣浮」狀態。
第一電磁閥155是結合在真空裝置151與第一氣嘴1114之間，第二電磁閥156的一端連接在第一電磁閥155，且第二調壓閥154連接在第二電磁閥156與氣壓源152之間。通過適當控制第一及第二電磁閥155、156進行氣流導通的切換動作，可使氣壓源152提供定量氣體儲存在第一及第二電磁閥155、156之間，並通過第一電磁閥155可使第一氣嘴1114切換導通於真空裝置151與第二電磁閥156之間。當第一氣嘴1114導通於真空裝置151時，導氣孔1317、1318將呈現相對低壓狀態(或稱真空狀態)以進行撿選晶體的動作。而當第一氣嘴1114切換導通於第二電磁閥156時，該儲存在第一及第二電磁閥155、156之間的定量氣體將流入導氣孔1317、1318內使其氣壓升高(即，破真空)，以進行放下晶體的動作。
此外，在本體的適當位置上還可安裝包括有一光學感應器52、以及若干感應元件52、53。光學感測器51是裝置在頂蓋113上，其具有一感應光路(未編號)其恰好穿過前述的貫穿孔1111及導氣孔1317、1318。通過光學感應器51可測各導氣孔1318末端的接觸頭135是否撿選有晶體。至於，感應元件52、53則是用來感應氣浮式晶體拾選裝置的位置。
請參閱圖4及圖5所示，為本實用新型氣浮式晶體撿選裝置20第二較佳實施例的立體示意圖及分解圖。本較佳實施例的氣浮式晶體撿選裝置20包括至少兩部分，其第一部分是氣缸單元21，第二部分為活塞單元23。該氣缸單元21包含有一缸體211；一接頭固定座212，其與該缸體211相連接，且在二者之間形成一密閉空間(圖中未標示)；一氣壓接頭213，該氣壓接頭213可提供該密閉空間大於一個大氣壓的壓力為本較佳實施例的氣浮式晶體撿選裝置20的操作壓力；一旋轉停止塊215，其設在該接頭固定座212上方，且該接頭固定座212與該旋轉停止塊215之間相隔有一距離；一第二接觸螺絲216，其以垂直方式固定在該旋轉停止塊215之上，且其螺絲帽突出在該旋轉停止塊215的上方，其螺絲腳則穿過該旋轉停止塊215下方，並突出一距離；一第一接觸螺絲217，其設在該第二接觸螺絲216正下方，與該第二接觸螺絲216同軸，並以垂直方式固定在接頭固定座212，其上方的螺絲帽突出在該接頭固定座212上方，其螺絲腳則完全固定在該接頭固定座212內部；一旋轉停止座214，其固定在該接頭固定座212上方，故與該旋轉停止塊215分別固定在接頭固定座212上方，該旋轉停止座214與該旋轉停止塊215之間是以磨擦方式相接觸，而該旋轉停止座214可提供防止氣浮式晶體撿選裝置20旋轉的功能，且該旋轉停止座214固定在接頭固定座212上，不會上下移動；一固定夾218，其在缸體211下方直徑較小的圓柱體部分將該缸體211固定；一固定座219，其將該固定夾218進一步固定。
其次，本較佳實施例的氣浮式晶體撿選裝置20的第二部分為活塞單元23，該活塞單元23包含一吸嘴頭231，其為用於吸住晶體的吸頭；一吸嘴232，其連接在該吸嘴頭231的上方；一活塞233，其連接在該吸嘴232的上方，該活塞233以垂直方式設置，由下而上，依次穿過缸體211、上述缸體211與接頭固定座212之間的密閉空間、接頭固定座212、前述接頭固定座212與旋轉停止塊215之間的相隔空間及旋轉停止塊215後，突出在該旋轉停止塊215上方，該活塞233適合處分別設有一第一凸緣236與第二凸緣237，上述活塞233為內部設有前述導氣管的一圓柱體，該第一凸緣236以環繞方式設在該圓柱體適當位置處，且該活塞233以該凸緣236與密閉空間的一邊緣相對應，該第二凸緣237以環繞方式設在該圓柱體適當位置處，並與前述旋轉停止塊215的下沿相對應；一真空接頭235；一垂直貫穿吸嘴頭231、吸嘴232、活塞233三元件內部的導氣管(圖中未標示)。該氣浮式晶體撿選裝置20操作使用時，由氣壓接頭213導入氣壓，以精密調壓法作壓力控制，並用精密控制的壓力，借該凸緣236驅動相連接的活塞233、吸嘴232、吸嘴頭231三元件，從而完成氣浮式晶體撿選裝置20的從事晶體撿選時的氣浮功能。
請參閱圖6所示，其為本實用新型的氣浮式晶體撿選裝置第二較佳實施例與一氣壓單元25連接的立體示意圖，該氣壓單元25，至少包括有一真空裝置251、一氣壓源252、一第一調壓閥253、一第二調壓閥254、一第一電磁閥255、一第二電磁場閥256、以及一控制單元257。控制單元257連接在前述各閥以控制其動作。該真空裝置251，其經過相連接的真空接頭235，可使前述垂直貫穿吸嘴頭231、吸嘴232、活塞233三元件內部的導氣管(圖中未標示)呈現相對低壓狀態，通過該導氣管的相對低壓狀態可供吸嘴頭231進行撿選晶體的動作。第一調壓閥253連接在氣壓接頭213與氣壓源252之間，可調節前述接頭固定座212與缸體211二者之間密閉空間(圖中未標示)的壓力，促使該活塞單元23呈現「氣浮」狀態。
第一電磁閥255結合在真空裝置251與真空接頭235之間，第二電磁閥256的一端連接於第一電磁閥255，且第二調壓閥254連接在第二電磁閥256與氣壓源252之間。通過適當控制第一及第二電磁閥255、256進行氣流導通的切換動作，可使氣壓源252提供定量氣體儲存在第一及第二電磁閥255、256之間，並通過第一電磁閥255可使真空接頭235切換導通在真空裝置251與第二電磁閥256之間。當真空接頭235導通在真空裝置251時，垂直貫穿吸嘴頭231、吸嘴232、活塞233三元件內部的導氣管(圖中未標示)將呈現相對低壓狀態(或稱真空狀態)以進行撿選晶體的動作。而當真空接頭235切換導通在第二電磁閥256時，該儲存在第一及第二電磁閥255、256之間的定量氣體將流入該導氣管(圖中未標示)內使其氣壓升高(即，破真空)，以進行放下晶體的動作。
本較佳實施例的氣浮式晶體撿選裝置20的操作實施方式，經前述氣壓接頭213，自氣壓單元25導入氣壓，再由氣壓單元25以精密調壓法作壓力控制，並以此精密控制的壓力，使該凸緣235驅動相連接的活塞233、吸嘴232、吸嘴頭231三元件，使該三元件處於向下的受力狀態，亦即該氣浮式晶體撿選裝置20處於氣浮狀態。當活塞233向下移動時，帶動旋轉停止塊215及第二接觸螺線216同時下移，當突出旋轉停止塊215下方的第二接觸螺絲216繼續向下移動至與第一接觸螺絲217相接觸後停止，此時該密閉空間即維持其內部氣壓。
請參閱圖7所示，為本實用新型的氣浮式晶體撿選裝置20第二較佳實施例往返二操作位置(A位置31、B位置32)間移動路徑33的立體示意圖。此時，一系統控制軟體驅動本實用新型的氣浮式晶體撿選裝置20至預先選定的A位置31撿持晶體，當到達A位置31上方後，該氣浮式晶體撿選裝置20即向下移動，進入A位置31，當吸嘴頭231碰觸位於A位置31晶體的瞬間，該吸嘴頭231即感受一反作用力形成一向上壓力，該向上壓力經過與吸嘴頭231相連接的吸嘴232、活塞233，帶動旋轉停止塊215與固定在旋轉停止塊215的第二接觸螺絲216螺絲腳繼續向上移動，造成第二接觸螺絲216與第一接觸螺絲217分離。
此時，一感應單元由於感知第二接觸絲216與第一接觸螺絲217分離，感知該吸嘴頭231已接觸晶體後，立即發出指令，停止氣浮式晶體撿選裝置20向下移動。同時，該系統控制軟體發出另一指令，啟動前述相連在真空接頭235的氣壓單元25(請參閱圖6)，使垂直貫穿吸嘴頭231、吸嘴232、活塞233三元件內部的導氣管(圖中未標示)處於真空狀態，由吸嘴頭231吸住晶體。
當吸嘴頭231吸住晶體後，氣浮式晶體撿選裝置20既向上移動，上述吸嘴頭231所受的向上壓力即解除，活塞233不再感受向上壓力而回落，帶動第二接觸螺絲216亦同時回落，而再度與第一接觸螺絲217相接觸。與此同時，吸住晶體的氣浮式晶體撿選裝置20亦由系統控制軟體驅動，沿圖7所示的路徑33，自A位置31垂直向上移動至預定高度，再由該預定高度水平移動至B位置32上方，再由該B位置32上方垂直向下移動至B位置32。
當吸嘴頭231持續向下移動至B位置時，上述第二接觸螺絲216仍與第一接觸螺絲217相接觸，而缸體211與接頭固定座212間的密閉空間亦保持前述校正後的壓力，當吸住晶體的吸嘴頭231與B位置32的匣盤或工作平臺碰觸的瞬間，與前述狀況相同，活塞233感受壓力而向上移動，帶動固定在旋轉停止塊215的第二接觸螺絲216垂直向上移動，與第一接觸螺絲217分離。此時，感應單元由分離現象感知該吸嘴頭231已接觸B位置的匣盤或工作平臺，故即刻發出指令，停止氣浮式晶體撿選裝置20向下移動，同時如前述切換真空接頭235，使其導通在第二電磁閥256，令該儲存在第一及第二電磁閥255、256之間的定量氣體流入該導氣管(圖中未標示)內使其氣壓升高(即，破真空)，以進行放晶體的動作。
如上所述，本實用新型第二較佳實施例的氣浮式晶體撿選裝置20可如圖7的路徑33所示，往返移動在A位置31與B位置32二操作位置之間，完成氣浮式晶體撿選裝置20的晶體撿選功能。特別是本實用新型通過精密調壓法作壓力控制，在活塞233上、下側施以精密控制的氣壓，使該活塞(撿選頭)呈現一避震的「氣浮」現象，可免除使用彈簧進行緩衝，避免了彈簧預力的問題，且本實用新型的「氣浮式」設計可降低摩擦阻力，且有更佳的緩衝效果，無過度撞擊晶體的憂慮，克服了現有技術撿選小晶體時所衍生的種種困擾。
本實用新型如上述的結構，確能達到預期的作用及效果，但是，上述本實用新型較佳實施例的說明，是用來揭示本實用新型的技術特徵，而不是用來限制本實用新型的權益，因此，凡結構上數目的變更及等效的變換，仍應包含在本實用新型的權利要求的範圍內。
權利要求1.一種氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於，包括有一其上設有一貫穿孔，且該貫穿孔的兩末端分別設為第一端與第二端的本體；一連結在本體，且與該貫穿孔的第一端形成氣流導通狀態的第一氣嘴；一包含有一活塞部及一環形氣墊部的持取軸，在該持取軸上沿軸向貫穿設有一導氣孔，該持取軸的活塞部恰好可以套入本體的貫穿孔中且可沿貫穿孔的軸向方向適量移動，而該環形氣墊部設在該貫穿孔第二端之側；一覆蓋在本體的第二端之側並且與本體之間形成一中空空間的底蓋，持取軸的環形氣墊部是位於該中空空間內，並使環形氣墊部與本體之間形成一第一氣室，而環形氣墊部與底蓋之間的部份則導通在外界；一連結在本體且與第一氣室導通的第二氣嘴；一連接在第一氣嘴，可使貫穿孔的第一端以及導通孔呈現相對低壓狀態，再通過導氣孔的相對低壓狀態而可供進行撿選晶體動作的真空裝置；以及一其一端連接在第二氣嘴，另一端則連接在一氣壓源，可通過調節環形氣墊部與本體之間的壓力，並使環形氣墊部連同持取軸呈現氣浮狀態的第一調壓閥。
2.如權利要求1所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於，還包含有一結合在真空裝置與第一氣嘴間的第一電磁閥；一其一端連接在第一電磁閥的第二電磁閥；以及，一連接在第二電磁閥與氣壓源間的第二調壓閥。
3.如權利要求2所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於還包含有一控制單元，以控制第一與第二電磁閥、以及第一與第二調壓閥的動作。
4.如權利要求1所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於還包含有一連柄及一接觸頭，連柄的一端是結合在持取軸下側的一延伸部，另一端則延伸出底蓋外側並結合有該接觸頭，連柄同樣鑽設有一沿軸向延伸的導氣孔。
5.如權利要求1所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於還包含有一中空套環，其設置在底蓋與本體之間以形成該中空空間，套環的內徑是與環形氣墊部的外徑相同。
6.如權利要求1所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於在本體、環形氣墊部、與底蓋相對應的位置處設有一沿軸向延伸的銷孔，通過一拴銷插設在銷孔中，限制氣墊環部僅能在中空空間中進行適量的直線移動而無法旋轉運動。
7.如權利要求1所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於還包含有一頂蓋，其覆蓋在本體的貫穿孔的第一端之側。
8.如權利要求7所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於還包含有一光學感應器，其裝置在頂蓋上，該光學感應器具有一感應光路其恰好穿過前述的貫穿孔及導氣孔，通過光學感應器可測知導氣孔的末端是否撿選有晶體。
9.如權利要求1所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於還包含有一機械手臂其結合在本體。
10.如權利要求9所述的氣浮式晶體拾選裝置，其特徵在於還包含有至少一感應元件，用來感應氣浮式晶體撿選裝置的位置。
11.一種氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於包含有一由至少包含一本體及一底蓋所構成的氣缸單元，該本體設有一貫穿孔，且該貫穿孔的兩末端分別設為第一端與第二端，該底蓋是覆蓋在本體的第二端的一側並且與本體之間形成一中空空間，另在該本體上還設有包含一連通在該貫穿孔第一端的第一氣嘴、以及一連通在該中空空間近本體的一側的第二氣嘴；一由至少包含一持取軸所構成的活塞單元，持取軸具有包括一活塞部、一環形氣墊部、及一延伸部，且在持取軸上設有沿軸向貫穿的一導氣孔，持取軸的活塞部恰好可以套入本體的貫穿孔中，並且可沿貫穿孔且其是容置在中空空間內，並使環形氣墊部與本體之間形成封閉的一第一氣室，延伸部則延伸出底蓋外，且底蓋與延伸部之間有一間隙以連通外界；以及一至少包含有一真空裝置、一氣壓源、以及一第一調壓閥的氣壓單元，該真空裝置是連接在第一氣嘴，可使貫穿孔的第一端以及導氣孔呈現相對低壓狀態，通過導氣孔的相對低壓狀態可供進行撿選晶體的動作，第一調壓閥連接在第二氣嘴與氣壓源之間，可調節該封閉第一氣室的壓力，使環形氣墊部上下兩側的壓力達到平衡，而促使持取軸呈現氣浮狀態。
12.如權利要求11所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於氣壓單元還包含有一結合在真空裝置與第一氣嘴間的第一電磁閥；一其一端連接在第一電磁閥的第二電磁閥；以及一連接在第二電磁閥與氣壓源間的第二調壓閥。
13.如權利要求11所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於還包含有一控制單元，以控制氣壓單元的動作。
14.如權利要求11所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於該活塞單元還包含有一連柄及一接觸頭，連柄的一端結合在持取軸下側的一延伸部，另一端則延伸出底蓋外側並結合有該接觸頭，連柄同樣鑽設有一沿軸向延伸的導氣孔。
15.如權利要求11所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於該氣缸單元包含有一中空套環其設置在底蓋與本體之間以形成該中空空間，套環的內徑與環形氣墊部的外徑相同。
16.如權利要求11所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於該氣缸單元在本體、環形氣墊部、與底蓋相對應的位置處設有一沿軸向延伸的銷孔，通過一拴銷插設在銷孔中，限制環形氣墊環部僅能在中空空間中進行適量的直線移動而無法旋轉運動。
17.如權利要求11所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於該氣缸單元還包含有一頂蓋，其覆蓋在本體的貫穿孔的第一端的一側。
18.如權利要求17所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於還包含有一光學感應器，其裝置在頂蓋上，該光學感應器具有一感應光路其恰好穿過前述的貫穿孔及導氣孔，通過光學感應器可測知導氣孔的末端是否撿選有晶體。
19.如權利要求11所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於還包含有一機械手臂其結合在本體。
20.如權利要求19所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於還包含有至少一感應元件，用來感應氣浮式晶體撿選裝置的位置。
21.一種氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於包含有一其上設有一貫穿孔的本體，而該本體又包含有一密閉空間，且該密閉空間是以一開孔與一氣壓源形成氣流導通狀態；及一包含有一活塞部的持取軸，在該持取軸上沿軸向貫穿設有一導氣孔，該持取軸恰好可以套入本體的貫穿孔中並且可沿貫穿孔的軸向方向適量移動，該持取軸導氣孔的第一端是與一真空單元相連結成氣體導通狀態，其第二端則導通在外界，該持取軸適當位置處又設有一第一凸緣與一第二凸緣，該第一凸緣與密閉空間的一邊緣相對應。
22.如權利要求21所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於該持取軸下方還設有一吸嘴及一吸嘴頭。
23.如權利要求21所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於該本體是包含有相互連接的一缸體與一接頭固定座，且其該缸體與該接頭固定座之間形成該密閉空間。
24.如權利要求23所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於該本體還包含一旋轉停止塊，其位於該接頭固定座上方，且與該接頭固定座間相隔有一適當距離，並以環繞方式設在該活塞適當處，且其下沿與該持取軸第二凸緣相對應。
25.如權利要求24所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於該旋轉停止塊之上還設有一第二接觸螺絲，該第二接觸螺絲是以垂直方式固定在該旋轉停止塊之上，其螺絲帽突出在該旋轉停止塊的上方，其螺絲腳則穿過該旋轉停止塊下方並突出一適當距離，且該接頭固定座上方還設有一第一接觸螺絲，該第一接觸螺絲與該第二接觸螺絲同軸，並以垂直方式固定在接頭固定座，其上方的螺絲帽突出在該接頭固定座上方，其螺絲腳則完全固定在該接頭固定座內部。
26.如權利要求23所述的氣浮式晶體撿選裝置，其特徵在於該接頭固定座上方是固定有一旋轉停止座，該旋轉停止座可防止該氣浮式晶體撿選裝置的旋轉功能。
專利摘要一種氣浮式晶體撿選裝置包括一氣缸單元、一活塞單元及一氣壓單元;主要是將晶體撿選頭設計成活塞式,並通過氣壓單元在活塞上、下側施以精密控制的氣壓,使該撿選頭呈現一氣浮現象,因此,不需使用彈簧就可獲得較佳的緩衝效果;氣壓單元通過一精密調壓閥及兩組電磁閥的串接使用,可將精確「定量」的氣壓封閉在兩電磁閥之間的管路上,當進行「破真空」過程時,只要將其中的一電磁閥開啟,便能精確控制「破真空」的定量氣體。
文檔編號H01L21/66GK2470955SQ0121916
公開日2002年1月9日 申請日期2001年4月10日 優先權日2001年4月10日
發明者呂文鎔, 劉錦源, 鄭賢豪, 賴俊魁, 黃朝顯, 林知明 申請人:財團法人工業技術研究院