CN105590884B - 半自动芯片裂片机及裂片方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种半自动芯片裂片机及裂片方法，包括设备底座、旋转承片台、活动龙门架、导轨、电机、传动机构和电气控制部；所述旋转承片台包括回转气缸、角度微调滑台和吸盘，所述角度微调滑台设置在回转气缸上，所述吸盘安装在所述角度微调滑台上，所述活动龙门架包括框架、单作用气缸、轧辊、螺旋微测器、轴承及导轨滑块组成，所述导轨滑块装配于导轨上，所述传动机构包括皮带和皮带轮，所述传动机构连接电机和框架，所述传动机构和电机使得活动龙门架在裂片过程中相对旋转承片台运动。本发明所述的半自动化机构可以改善芯片的受力状态，保证滚压方向准直，通过螺旋微测器调整轧辊，稳定下压高度和下压力，避免突变和不一致。
Description
技术领域
本发明属于半导体制造技术领域，尤其是涉及一种半自动芯片裂片机。
背景技术
在半导体芯片的制备工艺中，管芯加工工艺完成后需要将单个芯粒从硅片上分离，再进行后续的焊接封装等工艺，此工序也称为“裂片”，该工序分为两个主要步骤：
1，划片，使用激光划片装置，按照规划好的轨迹和参数，在硅片上划刻出具有一定深度而又未将硅片完全划透的划道，初步分隔开各个芯粒，为下一工步做好准备；
2，裂片，使用某种方式，将已初步分隔开的芯粒完全分离，现有的裂片作业由人工手动完成，作业人员手持压棒，对激光划片后的硅片施以一定的下压力并从两个方向分别前后滑动，即可将单个芯粒从硅片上分离下来。
现有的制备工艺中，因为使用人手工进行裂片作业，裂片过程压棒始终持于作业人员手中，受人为因素影响，无法精确控制运动方向、速度和力度，存在以下缺点：
1，角度误差大：由于无明显基准参照，造成裂片作业过程中压棒方向及角度误差较大；
2，下压力不稳定不平衡：由于手工操作无法精确控制，造成压棒下压力上下起伏，不稳定不平衡；
3，压棒移动速度不稳定：由于手工操作无法精确控制，造成压棒移动速度来回变化。
由于存在以上问题，容易造成裂片后的芯粒出现尖角、缺角、崩边、碎裂、连芯等品质缺陷，进而影响电气性能、品质稳定性以及成品率，导致浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种半自动芯片裂片机，以替代纯手工作业，提高生产效率，减少人员占用时间，提高成品率和稳定芯片品质。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种半自动芯片裂片机，包括设备底座、旋转承片台、活动龙门架、导轨、电机、传动机构和电气控制部；
其中，所述旋转承片台、活动龙门架、导轨、电机、传动机构和电气控制部安装在设备底座上，所述活动龙门架通过传动机构、导轨与电机连接；
所述旋转承片台包括回转气缸、角度微调滑台和吸盘，所述角度微调滑台设置在回转气缸上，所述吸盘安装在所述角度微调滑台上，所述该吸盘用于吸着芯片并保证芯片在裂片过程中轧辊滚压过程中不会发生位移，回转气缸带动旋转承片台旋转90°并确保两次滚压的垂直角度一致和准确，角度微调滑台用于调整芯片放置的水平角度以补偿手工放置导致的误差；
所述活动龙门架包括框架、单作用气缸、轧辊、螺旋微测器、轴承及导轨滑块组成，所述导轨滑块装配于导轨上，单作用气缸配合减压阀用于调整轧辊对芯片施加向下的压力，螺旋微测器安装在单作用气缸两侧，用于调整轧辊下压高度和水平角度；
所述传动机构包括皮带和皮带轮，所述传动机构连接电机和框架，所述传动机构和电机使得活动龙门架在裂片过程中相对旋转承片台运动，并保证活动龙门架在裂片过程中相对旋转承片台运动的速度和位置的准确性；
所述电气控制部包括龙门架控制部、轧辊控制部和承片台控制部，所述龙门架控制部包括继电器、电机调速器和接近开关，用于控制活动龙门架的运动方向和运动速度，所述轧辊控制部包括减压阀，用于控制轧辊的下压力，所述承片台控制部包括电磁阀、减压阀，用于控制旋转承片台的旋转角度。
进一步的，所述传动机构包括的皮带和皮带轮为齿形皮带和齿形皮带轮。
进一步的，所述吸盘为真空吸盘。
进一步的，所述轴承为线性轴承。
进一步的，所述导轨滑块为线性导轨滑块。
进一步的，所述旋转承片台还设有激光器，所述激光器与角度微调滑台配合用于精确调整芯片的放置角度。
进一步的，所述电气控制部还包括精密减压阀。
半自动芯片裂片机的裂片方法，包括如下步骤：
步骤1，备机，打开设备总开关，调整减压阀、精密减压阀至设定压力；
步骤2，放片，将待裂片的芯片放置在垫片上，将垫片放置在吸盘上，然后盖上薄膜；
步骤3，真空，打开真空阀，排出芯片与垫片之间的气体，确保芯片可靠吸着于垫片上；
步骤4，对准，通过角度微调滑台对正芯片角度；
步骤5，一次裂片，按下启动按钮通过轧辊开始裂片作业；
步骤6，旋转，电机带动轧辊完成一次裂片后到达设备的另一端，触发接近开关后电机停止，接通电磁阀和减压阀，回转气缸带动旋转承片台及芯片旋转90°，同时接通定时器开始延时计时；
步骤7，二次裂片，延时计时结束后启动电机反向转动，带动轧辊再次压过芯片表面，回到工作起始位置，触发接近开关后自动停止，同时关闭电磁阀，回转气缸带动旋转承片台和芯片同时复位；
步骤8，取片，关闭真空阀，取出垫片和芯片，送至下一工序。
进一步的，所述步骤4还包括，打开激光器，根据激光器投射在芯片上的十字亮线和芯片上的沟槽，利用角度微调滑台对正芯片角度。
相对于现有技术，本发明所述的半自动芯片裂片机具有以下优势：
(1)本发明所述的半自动化机构可以改善芯片的受力状态，保证滚压方向准直，通过螺旋微测器调整轧辊，稳定下压高度和下压力，避免突变和不一致；
(2)本发明所述的半自动化机构可明显减少由于芯片厚度表面、表面损伤、内部缺陷、杂质及残余热应力等因素导致的芯片不规则碎裂；
(3)本发明所述的半自动化机构可有效改善由于人员因素导致的作业中的角度方向误差，压力及速度变化造成的碎芯、尖角、缺角等各种芯粒缺陷，提高成品率和成品的稳定性。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的半自动芯片裂片机的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的半自动芯片裂片机的结构示意图；
图3为本发明实施例所述的旋转承片台的结构示意图；
图4为本发明实施例所述的旋转承片台的结构示意图；
图5为本发明实施例所述的活动龙门架的结构示意图；
图6为本发明实施例所述的活动龙门架的结构示意图；
图7为本发明实施例所述的半自动芯片裂片机裂片方法的示意图；
附图标记说明：
1-设备底座；2-旋转承片台；3-活动龙门架；4-电机；5-传动机构；6-回转气缸；7-角度微调滑台；8-吸盘；9-单作用气缸；10-轧辊；11-螺旋微测器；12-轴承；13-导轨滑块。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图1-7并结合实施例来详细说明本发明。
半自动芯片裂片机，包括设备底座1、旋转承片台2、活动龙门架3、导轨、电机4、传动机构5和电气控制部；
其中，所述旋转承片台2、活动龙门架3、导轨、电机4、传动机构5和电气控制部安装在设备底座1上，所述活动龙门架3通过传动机构5、导轨与电机4连接；
所述旋转承片台2包括回转气缸6、角度微调滑台7和吸盘8，所述角度微调滑台7设置在回转气缸6上，所述吸盘8安装在所述角度微调滑台7上，所述该吸盘8用于吸着芯片并保证芯片在裂片过程中轧辊10滚压过程中不会发生位移，回转气缸6带动旋转承片台2旋转90°并确保两次滚压的垂直角度一致和准确，角度微调滑台7用于调整芯片放置的水平角度以补偿手工放置导致的误差；
所述活动龙门架3包括框架、单作用气缸9、轧辊10、螺旋微测器11、轴承12及导轨滑块13组成，所述导轨滑块13装配于导轨上，单作用气缸9配合减压阀用于调整轧辊10对芯片施加向下的压力，螺旋微测器11安装在单作用气缸9两侧，用于调整轧辊10下压高度和水平角度；
所述传动机构5包括皮带和皮带轮，所述传动机构5连接电机4和框架，所述传动机构5和电机使得活动龙门架3在裂片过程中相对旋转承片台2运动，并保证活动龙门架3在裂片过程中相对旋转承片台2运动的速度和位置的准确性；
所述电气控制部包括龙门架控制部、轧辊控制部和承片台控制部，所述龙门架控制部包括继电器、电机调速器和接近开关，用于控制活动龙门架3的运动方向和运动速度，所述轧辊控制部包括减压阀，用于控制轧辊10的下压力，所述承片台控制部包括电磁阀、减压阀，用于控制旋转承片台2的旋转角度。
所述传动机构5包括的皮带和皮带轮为齿形皮带和齿形皮带轮。
所述吸盘8为真空吸盘。
所述轴承12为线性轴承。
所述导轨滑块13为线性导轨滑块。
所述旋转承片台2还设有激光器，所述激光器与角度微调滑台7配合用于精确调整芯片的放置角度。
所述电气控制部还包括精密减压阀。
半自动芯片裂片机的裂片方法，包括如下步骤：
步骤1，备机，打开设备总开关，调整减压阀、精密减压阀至设定压力；
步骤2，放片，将待裂片的芯片放置在垫片上，将垫片放置在吸盘8上，然后盖上薄膜；
步骤3，真空，打开真空阀，排出芯片与垫片之间的气体，确保芯片可靠吸着于垫片上；
步骤4，对准，通过角度微调滑台7对正芯片角度；
步骤5，一次裂片，按下启动按钮通过轧辊10开始裂片作业；
步骤6，旋转，电机4带动轧辊10完成一次裂片后到达设备的另一端，触发接近开关后电机停止，接通电磁阀和减压阀，回转气缸6带动旋转承片台2及芯片旋转90°，同时接通定时器开始延时计时；
步骤7，二次裂片，延时计时结束后启动电机4反向转动，带动轧辊10再次压过芯片表面，回到工作起始位置，触发接近开关后自动停止，同时关闭电磁阀，回转气缸6带动旋转承片台2和芯片同时复位；
步骤8，取片，关闭真空阀，取出垫片和芯片，送至下一工序。
所述步骤4还包括，打开激光器，根据激光器投射在芯片上的十字亮线和芯片上的沟槽，利用角度微调滑台7对正芯片角度。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.半自动芯片裂片机，其特征在于：包括设备底座(1)、旋转承片台(2)、活动龙门架(3)、导轨、电机(4)、传动机构(5)和电气控制部；
其中，所述旋转承片台(2)、活动龙门架(3)、导轨、电机(4)、传动机构(5)和电气控制部安装在设备底座(1)上，所述活动龙门架(3)通过传动机构(5)、导轨与电机(4)连接；
所述旋转承片台(2)包括回转气缸(6)、角度微调滑台(7)和吸盘(8)，所述角度微调滑台(7)设置在回转气缸(6)上，所述吸盘(8)安装在所述角度微调滑台(7)上，所述吸盘(8)用于吸着芯片并保证芯片在裂片过程中轧辊(10)滚压过程中不会发生位移，回转气缸(6)带动旋转承片台(2)旋转90°并确保两次滚压的垂直角度一致和准确，角度微调滑台(7)用于调整芯片放置的水平角度以补偿手工放置导致的误差；
所述活动龙门架(3)包括框架、单作用气缸(9)、轧辊(10)、螺旋微测器(11)、轴承(12)及导轨滑块(13)组成，所述导轨滑块(13)装配于导轨上，单作用气缸(9)配合减压阀用于调整轧辊(10)对芯片施加向下的压力，螺旋微测器(11)安装在单作用气缸(9)两侧，用于调整轧辊(10)下压高度和水平角度；
所述传动机构(5)包括皮带和皮带轮，所述传动机构(5)连接电机(4)和框架，所述传动机构(5)和电机使得活动龙门架(3)在裂片过程中相对旋转承片台(2)运动，并保证活动龙门架(3)在裂片过程中相对旋转承片台(2)运动的速度和位置的准确性；
所述电气控制部包括龙门架控制部、轧辊控制部和承片台控制部，所述龙门架控制部包括继电器、电机调速器和接近开关，用于控制活动龙门架(3)的运动方向和运动速度，所述轧辊控制部包括减压阀，用于控制轧辊(10)的下压力，所述承片台控制部包括电磁阀、减压阀，用于控制旋转承片台(2)的旋转角度。
2.根据权利要求1所述的半自动芯片裂片机，其特征在于：所述传动机构(5)包括的皮带和皮带轮为齿形皮带和齿形皮带轮。
3.根据权利要求1所述的半自动芯片裂片机，其特征在于：所述吸盘(8)为真空吸盘。
4.根据权利要求1所述的半自动芯片裂片机，其特征在于：所述轴承(12)为线性轴承。
5.根据权利要求1所述的半自动芯片裂片机，其特征在于：所述导轨滑块(13)为线性导轨滑块。
6.根据权利要求1所述的半自动芯片裂片机，其特征在于：所述旋转承片台(2)还设有激光器，所述激光器与角度微调滑台(7)配合用于精确调整芯片的放置角度。
7.根据权利要求1所述的半自动芯片裂片机，其特征在于：所述电气控制部还包括精密减压阀。
8.半自动芯片裂片机的裂片方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1，备机，打开设备总开关，调整减压阀、精密减压阀至设定压力；
步骤2，放片，将待裂片的芯片放置在垫片上，将垫片放置在吸盘(8)上，然后盖上薄膜；
步骤3，真空，打开真空阀，排出芯片与垫片之间的气体，确保芯片可靠吸着于垫片上；
步骤4，对准，通过角度微调滑台(7)对正芯片角度；
步骤5，一次裂片，按下启动按钮通过轧辊(10)开始裂片作业；
步骤6，旋转，电机(4)带动轧辊(10)完成一次裂片后到达设备的另一端，触发接近开关后电机停止，接通电磁阀和减压阀，回转气缸(6)带动旋转承片台(2)及芯片旋转90°，同时接通定时器开始延时计时；
步骤7，二次裂片，延时计时结束后启动电机(4)反向转动，带动轧辊(10)再次压过芯片表面，回到工作起始位置，触发接近开关后自动停止，同时关闭电磁阀，回转气缸(6)带动旋转承片台(2)和芯片同时复位；
步骤8，取片，关闭真空阀，取出垫片和芯片，送至下一工序。
9.根据权利要求8所述的半自动芯片裂片机的裂片方法，其特征在于：所述步骤4还包括，打开激光器，根据激光器投射在芯片上的十字亮线和芯片上的沟槽，利用角度微调滑台(7)对正芯片角度。
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