CN100466163C - 带扩展设备 - Google Patents
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Abstract
用于使保持带扩展的带扩展设备，该保持带安装在环形框架上，并且具有由多根分割线划分的多个区域的晶片附着到保持带上面，该带扩展设备包括，用于夹持环形框架的框架夹持装置；多个带夹持装置，用于夹住在环形框架的内圆周和保持带的晶片之间的区域，该保持带安装在被夹持在框架夹持装置上的环形框架上；和沿径向方向移动多个带夹持装置的带扩展装置。
Description
技术领域
本发明涉及用于扩展保持带的带扩展设备，它固定在环形框架上并且具有由多个分割线划分的多个区域的晶片粘附在该扩展设备上。
背景技术
在半导体设备的生产过程中，多个区域由被称作“芯片间隔(streets)”的分割线划分，这些分割线在大体上盘状半导体晶片的前表面上呈网格图案布置，并且在每个划分区域中形成电路，例如IC、LSI等。单个的半导体芯片是通过顺着分割线切割该半导体晶片以便将它分成具有形成在其上的电路的区域而形成的。包含被层压在蓝宝石衬底上的氮化镓基化合物半导体的光学设备晶片也沿着分割线切割以便分隔成单个光学设备，例如光发射二极管或激光二极管，这些广泛地应用于电气设备中。
顺着上述半导体晶片或光学设备晶片的分割线切割通常是通过使用被称为“切片机”的切割机来执行的。该切割机包括用于夹持工件例如半导体晶体或光学设备晶体的卡盘台，还包括用于切割夹持在卡盘台上的工件的切割设备，以及用于使卡盘台和切割设备相对于彼此进行移动的切割进给设备。切割设备具有旋转轴、安装在轴上的切割刃以及用于旋转驱动旋转轴的驱动设备。切割刃由盘状底座和环状切削刀口组成，该切削刀口安装在底座的侧壁外周边部分上，并且通过电铸将具有大约3um直径的钻石磨蚀颗粒固定到底座上而形成大约为20um的厚度。
虽然蓝宝石衬底、碳化硅衬底等具有高的莫氏硬度，然而，使用上述切割刃进行切削却并不总是很容易的。此外，因为切割刃具有大约20um的厚度，所以，用于划分设备的分割线必须具有大约50um的宽度。因此，在设备度量为300um×300um的情况下，间隔与晶片的面积之比变为14％，由此降低了生产率。
同时，作为一种分割板状工件例如半导体晶片的装置，现在也尝试了用于施加脉冲激光束的激光处理方法，该激光束能够穿透工件，且其聚焦点设置到将被分割的区域的内部。在使用这种激光处理技术的分割方法中，工件是通过施加红外线范围内的脉冲激光束进行分割的，激光束能够从工件的一侧穿透工件，且其聚焦点设置到工件内部从而沿着工件内部的分割线连续地形成变质层，并且沿着分割线施加外力，分割线的强度已经由于变质层的形成而降低。该方法由编号为3408805的日本专利公开。
作为一种通过沿着具有沿着上述分割线连续形成的变质层的晶片的分割线施加外力而将晶片分割成各个芯片的装置，申请公司提出了将晶片分割成各个芯片的技术，该技术通过使附着了晶片的保持带扩展以便如编号为2003—361471的日本专利申请那样向晶片施加拉力。
然而，在使附着了晶片的保持带扩展以向晶片施加拉力的方法中，会出现拉力不能完全传递到晶片的所有区域以及晶片不能沿着所有分割线进行分割的问题。因此，在可靠性方面，该方法并不尽如人意。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种能够有效地并且稳当地分割强度沿着分割线已经减小的晶片的带扩展设备。
根据本发明，本发明的上述目的可以通过用于使保持带扩展的带扩展设备来实现，保持带安装在环形框架上，并且具有由多根分割线划分的多个区域的晶片附着到保持带上面，该带扩展设备包括：
用于夹持环形框架的框架夹持装置；
多个带夹持装置，用于在夹住环形框架的内圆周和保持带的晶片之间的区域，保持带安装在被夹持在框架夹持装置上的环形框架上的；和
用于沿径向方向移动多个带夹持装置的带扩展装置。
上述的框架夹持装置包括多个支柱和环形框架夹持构件，该环形框架夹持构件安装在多个支柱的上端并且具有用于放置环形框架的放置表面。优选框架夹持装置允许环形框架夹持构件在多个支柱上可转动并且具有用于转动环形框架夹持构件的转动装置。多个带夹持装置沿周边方向以相等的角度布置。
在根据本发明组成的带扩展设备中，环形框架的内圆周和晶片所附着的保持带中的晶片之间的区域由多个带夹持装置夹住，并且多个带夹持装置在带扩展装置的作用下沿径向方向移动。因此，作用在保持带上的拉力可以完全传递到晶片的所有区域上。因此，通过使用本发明的带扩展设备，强度沿着分割线已经减小的晶片可以沿着分割线有效地并且稳当地进行分割。
附图说明
图1是根据本发明构成的带扩展设备的实施例的透视图；
图2是如图1所示的带扩展设备的组成构件的分解透视图；
图3(a)和图3(b)是简图，分别显示了其中环状框架夹持在组成如图1所示的带扩展设备的框架夹持构件上的状态，以及其中在夹持在框架夹持构件上的环状框架上安装的保持带通过带夹持装置被夹住；
图4是简图，显示了其中组成如图1所示的带扩展设备的扩展装置起作用从而使保持带扩展；
图5是根据本发明另一实施例的带扩展设备的透视图；
图6是组成如图5所示的带扩展设备的框架夹持装置的主要部分的剖视图；
图7是简图，显示了其中组成如图5所示的带扩展设备的扩展装置起作用从而使保持带扩展；
图8是组成本发明的带扩展设备的带夹持装置另一个实例的主要部分的侧视图；
图9是沿着分割线强度降低的晶片被附着到安装在环状框架上的保持带上的透视图；
图10(a)、图10(b)和图10(c)是透视图，显示了沿着分割线强度降低的晶片被附着到安装在环状框架上的保持带上的步骤。
具体实施方式
下文中将参照附图对本发明的优选实施例进行说明。
为了分割其强度沿着分割线降低的晶片，通过使它的上表面10a朝上的方式将晶片10置于安装在环形框架12弹性保持带13的顶部表面上，这样它就被支撑在环形框架12上，如图9所示。将强度沿着分割线降低的晶片10置于安装在环形框架12弹性保持带13的顶部表面上的步骤将参照图10(a)至10(c)进行描述。
如图9和图10(a)所示，所示实施例中的晶片10是半导体晶片，其上有在前表面10a上的网格图案中形成的多个分割线101以及在由多个分割线101划分的多个区域的每个区域中形成的电路102。如图10(a)所示，保护构件11安装在晶片10的前表面10a上，并且通过施加脉冲激光束而使变质层103从后表面10b一侧顺着分割线101形成，其中该脉冲激光束能够穿透晶片并且它的聚焦点沿着分割线101设置在内部。由于变质层103的形成，晶片10的强度沿着分割线101减小。因此强度已经沿着分割线101减小的晶片10通过后表面10b与保持带13的顶面接触的方式放置在保持带13上面，如图10(b)所示。并且，通过从晶片10的前表面10a移走保护构件11，由于形成变质层103而使强度沿着分割线101减小的晶片10通过前表面10a朝上的方式放置在安装在环形框架12上的保持带13的顶面上，如图10(c)所示。
随后将参照图1至4给出用于沿着分割线101分割上述晶片10的带扩展设备的说明。
图1是根据本发明的实施例组成的带扩展设备的透视图，图2是如图1所示的带扩展设备的分解透视图。
如图1和图2所示的在这个实施例中的带扩展设备2包括固定底座20、安装在固定底座20中心部分的顶面上并且夹持环形框架12的框架夹持装置3、多个(在所示实施例中为四个)夹住上述的安装在被框架夹持装置3夹持的环形框架12上的保持带13的带夹持装置4、以及多个(在所示实施例中为四个)用于沿各自的径向方向移动多个带夹持装置4的带扩展装置5。
上述的固定基座20形成的形状像一个盘，并且彼此以直角交叉的并且穿透中心的引导槽21和21形成在固定基座20的顶面上。用于形成上述的固定基座20的引导槽21和21的周边部分向外突出。
上述的框架夹持装置3包括安装在固定基座20的顶面上的四个支柱31和安装在四个支柱31上端的环形框架夹持构件32。四个支柱31布置在形成在固定基座20中的引导槽21和21之间。环形框架夹持构件32形成得基本上与上述的环形框架12一样大，并且它的顶面充当用于放置环形框架12的放置表面321。这种框架夹持构件32的断面呈如图2所示的反转的L字母的形状，并且具有平行于上述的放置表面321的被支承表面322和从它的外周悬吊下来的限制部分323。框架夹持构件32配设有四个沿外围方向彼此等角度地布置的夹具33。通过如上方式构成的框架夹持构件32的被支承表面322置于四个支柱31的上端面上并且通过未示出的固定装置固定。
上述的四个带夹持装置4布置在形成在固定基座20中的各自的引导槽21和21之间。即，四个带夹持装置4沿外围方向彼此等角度地布置。这样布置的每个带夹持装置4具有L形的活动底座41，和均以可以沿竖直方向移动的方式安装到活动底座41上的第一夹住装置42和第二夹住装置43，以及分别用于沿竖直方向移动第一夹住装置42和第二夹住装置43的第一移动装置44和第二移动装置45。活动底座41包括移动部分411和从移动部分411顶部向上突出的支承部分412。将装配到引导槽21上的被引导导轨411a在移动部分411的底面形成。通过将被引导导轨411a装配到引导槽21上，活动底座41就被允许沿着盘状固定基座20的引导槽21在径向方向上移动。内螺纹411b以穿透移动部分411的方式在移动部分411中形成。沿竖直方向延伸的导轨412a形成在内表面上(彼此面对的表面)，并且沿竖直方向延伸的伸长槽412b形成在支承部分412的外表面中。从内表面沿竖直方向延伸的并到达伸长槽412b的伸长孔412c形成在导轨412a中。
上述的第一夹住装置42包括可以沿着在上述的活动底座41的支承部分412上形成的导轨412a移动的支承臂421和连接到支承臂421上的夹住构件422。将装配到上述的导轨412a上的被引导槽421a在支承臂421的近端处形成，并且通过将引导槽421a装配到导轨412a上，支承臂421可以允许顺着活动底座41的支承部分412的导轨412a沿竖直方向移动。支承臂421的近部配设有具有内螺纹421b的内螺纹块421c，它插入上述的伸长孔412c中。上述的夹住构件422具有比上述的晶片10略大的曲率半径，并且摩擦构件423具有较大的摩擦系数，例如橡胶安装在它的上端面上(与后面描述的第二夹住装置43的夹住构件相对的面)。连接构件424固定到夹住构件422的后表面上并且通过螺钉425可拆卸地连接到支承臂421的远端。
上述的第二夹住装置43包括可以沿着在上述的活动底座41的支承部分412上形成的导轨412a移动的支承臂431和连接到支承臂431上的夹住构件432。将装配到上述的导轨412a上的被引导槽431a在支承臂431的近端处形成，并且通过将引导槽431a装配到导轨412a上，支承臂431可以允许顺着活动底座41的支承部分412的导轨412a沿竖直方向移动。支承臂431的近部配设有具有内螺纹431b的内螺纹块431c，它插入上述的伸长孔412c中。上述的夹住构件432具有比上述的晶片10略微更大的曲率半径，并且由聚四氟乙烯形成的塑性构件433安装在它的下端面上(与上述的第一夹住装置42的夹住构件422相对的面)，从而防止作用在保持带13的表面上的粘合剂的粘附作用。连接构件434固定到夹住构件432的后表面上并且通过螺钉435可拆卸地安装在到支承臂431的远端。
用于沿竖直方向移动上述的第一夹住装置42的第一移动装置44包括外螺纹杆441、支座442和脉冲马达443，其中，外螺纹杆441拧入内螺纹块421c的内螺纹421b中，该内螺纹块421c配备在上述的支承臂421的近部处并且在上述的活动底座41的支承部分412中形成的伸长槽412b中布置成平行于导轨412a，支座442安装在活动底座41的支承部分412上并且可旋转地支承外螺纹杆441的一端，并且连接到外螺纹杆441的另一端的脉冲马达443用于旋转驱动外螺纹杆441。启动这样组成的第一移动装置44的脉冲马达443从而转动外螺纹杆441，由此顺着导轨412a沿竖直方向移动第一夹住装置42。
用于沿竖直方向移动第二夹住装置43的第二移动装置45在构造上与上述的第一移动装置44相同并且布置在第一移动装置44上方。第二移动装置45包括外螺纹杆451、支座452和脉冲马达453，其中，外螺纹杆451拧入内螺纹块421c的内螺纹421b中，该内螺纹块421c配备在上述的支承臂421的近部处并且在上述的活动底座41的支承部分412中形成的伸长槽412b中布置成平行于导轨412a，支座452安装在活动底座41的支承部分412上并且可旋转地支承外螺纹杆451的一端，并且连接到外螺纹杆451的另一端的脉冲马达453用于旋转驱动外螺纹杆451。启动这样组成的第二移动装置45的脉冲马达453从而转动外螺纹杆451，由此顺着导轨412a沿竖直方向移动第二夹住装置43。
用于沿每个径向方向移动上述的四个带夹持装置4的四个带扩展装置5顺着上述的固定基座20的引导槽21和21布置。每个带扩展装置5包括布置成平行于引导槽21并且拧入在上述的活动底座41的移动部分411中形成的内螺纹411b中的外螺纹杆51，安装在固定基座20上并且可旋转地支承外螺纹杆51的一端的支座52，和用于旋转驱动外螺纹杆51的连接到外螺纹杆51另一端的脉冲马达53。启动这样组成的带扩展装置5的脉冲马达53从而转动外螺纹杆51，由此沿各自的径向方向移动带夹持装置4。
如图1和2所示的实施例中的带扩展设备2以如上所述的方式构成，下面将描述它的功能。
如图9所示经由保持带13支撑强度沿着分割线101已经减小的半导体晶片10的环形框架12置于组成上述的如图3(a)所示的框架夹持装置3的环形框架保持构件32的放置表面321上，并且通过夹具33固定到框架夹持构件32上。在这个时候，组成带夹持装置4的第一夹住装置42和第二夹住装置43位于如图3(a)所示的备用位置。
在经由保持带13夹持半导体晶片10的环形框架12夹持在框架夹持构件32上之后，用于沿竖直方向移动组成带夹持装置4的第一夹住装置42和第二夹住装置43的第一移动装置44和第二移动装置45被启动分别来向上移动第一夹住装置42并且向下移动第二夹住装置43。结果，如图3(b)所示，环形框架12的内圆周和半导体晶片10之间的区域由连接到组成第一夹住装置42的夹住构件422上的摩擦构件423和连接到组成第二夹住装置43的夹住构件432上的摩擦构件433夹住。
在保持带13由四个带夹持装置4以如上所述的方式夹住之后，启动上述的带扩展装置5沿径向向外移动四个带夹持装置4。因此，安装在环形框架12上的保持带13通过四个带夹持装置4沿径向扩展，如图4所示。这时，在所示实施例中，由于保持带13由连接到夹住构件422和432上的摩擦构件423和433夹住，所以作用在带夹持装置4上的力可以稳当地传递给保持带13。结果，拉力沿径向施加到附着到保持带13上的半导体晶片10上。当拉力沿径向作用在半导体晶片10上时，由于沿着分割线101形成的变质层103具有已经减小的强度，所以半导体晶片10顺着变质层103被分成各个半导体芯片100。根据本发明的发明人所进行的实验可知，当保持带13大约延长5毫米时，就可以沿着变质层103分割半导体晶片10。因为有这样少量的延长，半导体晶片就可以进行分割，所以可以抑制保持带13的松弛。之后，半导体芯片100通过拾取装置(未显示)的拾取收集来拾取，并且运到未显示的盘或者模粘结台阶中。
随后将参照图5和图6给出根据本发明的另一个实施例的带扩展设备。在如图5和6所示的带扩展设备中，对与如图1至4所示的组成部件相同的构件给出了相同的参考数字并且省略对它们的详细说明。
在如图5和6所示的实施例中的带扩展设备2a包括两个带夹持装置4，并且组成框架夹持装置3的环形框架夹持构件32被构成为可以转动。即，两个带夹持装置4彼此相对。此外，如图6所示，滚珠311安装在组成框架夹持装置3的各个四个支柱31的上端，并且环形框架夹持构件32的被支承表面322置于滚珠311上，这样框架夹持构件32可转动地支承在四个支柱31上。因为置于四个支柱31上的框架夹持构件32的限制部分323位于四个支柱31的外侧上，所以限制了框架夹持构件32向水平方向的运动。
所示实施例中的带扩展设备2a具有用于转动上述的框架夹持构件32的转动装置6，如图5所示。这种转动装置6包括安装在上述的固定基座20上的脉冲马达61、安装到脉冲马达61的驱动轴611上的滑轮62、缠绕滑轮62的环形带63和框架夹持构件32的外周壁。
如图5和6所示的实施例中的带扩展设备2a以如上所述的方式构成，下面将描述它的功能。
夹持用于支撑框架夹持装置3上的强度已经沿着划分线101减小的半导体晶片10的环形框架12的操作，以及通过使用带夹持装置4夹住保持带13的操作与图1至4所示的实施例中的相同。启动带扩展装置5沿由图7中的箭头表示的径向方向向外移动两个带夹持装置4。因此，安装在环形框架12上的保持带13沿由图7中的箭头表示的方向扩展(第一扩展阶段)。结果，拉力就沿由图7中的箭头表示的方向施加在附着到保持带13上的半导体晶片10上，从而沿着一些分割线101来分割半导体晶片10。然后，启动上述的带夹持装置4来释放保持带13，并且启动转动装置6将框架夹持装置32转动90°。然后保持带13又由两个带夹持装置4夹住。之后，启动带扩展装置5使保持带13沿垂直于上述的第一扩展阶段的扩展方向发生扩展(第二扩展阶段)。结果，附着到保持带13上的半导体晶片10沿着分割线101被分成各个半导体芯片，其中在第一扩展阶段半导体晶片10并不沿着这里所沿着的分割线进行分割。
随后将参照图8给出连接到组成第一夹住装置42的夹住构件422的上端面上的构件和连接到组成上述的带夹持装置4的第二夹住装置43的夹住构件432的下端面上的构件的另一个实施例。
在图8所示的实施例中，由聚四氟乙烯等形成的第一塑性构件424安装到组成第一装置42的夹住构件422的上端面上，并且由聚四氟乙烯等形成的第二塑性构件434安装到组成第二夹住装置432的夹住构件432的下端面上。AV形凹槽部分424a形成在第一塑性构件424的顶面中，并且将装配到凹槽部分424a上的凸出部434a形成在第二塑性构件434的下端。因此，在如图8所示的带夹持装置4中，保持带13被夹在第一塑性构件424的凹槽部分424a和第二塑性构件434的凸出部434a之间。
已经描述了与附图中的实施例相关的本发明，但是应当理解本发明并不限于这些实施例并且可以在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行多种改变。例如，在上述的实施例中，外螺纹杆和脉冲马达用作移动装置和带扩展装置。也可以使用例如为汽缸机构的驱动机构。在上述的实施例中，强度已经沿着分割线减小的晶片由本发明的带扩展设备沿着分割线进行分割。本发明的带扩展设备可以充当在晶片沿着分割线由切块机或者划线器分割之后在各个芯片被拾取的时候用于使芯片之间的间隔(间隙)扩展的扩展装置。
Claims (3)
1.一种用于使保持带扩展的带扩展设备，保持带安装在环形框架上，并且具有由多根分割线划分的多个区域的晶片附着到保持带上面，所述带扩展设备包括：
用于夹持环形框架的框架夹持装置；
多个带夹持装置，用于夹住在环形框架的内圆周和保持带上的晶片之间的区域，所述保持带安装在被夹持在框架夹持装置上的环形框架上；和
用于沿径向方向移动多个带夹持装置的带扩展装置，
其中，框架夹持装置包括多个支柱和环形框架夹持构件，该环形框架夹持构件安装在多个支柱的上端并且具有用于放置环形框架的放置表面。
2.如权利要求1所述的带扩展设备，其特征在于，框架夹持装置被构造成允许环形框架夹持构件在多个支柱上可转动并且具有用于转动环形框架夹持构件的转动装置。
3.如权利要求1所述的带扩展设备，其特征在于，多个带夹持装置沿周边方向彼此以相等的角度布置。
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