CN106252472B - 一种辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具及其工作方法 - Google Patents

一种辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具及其工作方法，属于半导体减薄工艺技术领域，装置包括从下到上相连的工装底座、旋转轴承、载盘台，旋转轴承包括设于下端的轴承底座和上端的轴承支架，载盘台中心设有陶瓷盘固定支柱。将轴承底座与工装底座相连，将载盘台与旋转轴承的轴承支架相连；将待去蜡纸的陶瓷盘背面卡孔对准陶瓷盘固定支柱，放置于载盘台上；操作者借助于旋转轴承，转动载盘台，使陶瓷盘顺时针或逆时针旋转，再利用刀片沿晶片边缘去掉多余蜡纸。本发明制作的工装夹具，构造简单，成本低廉，操作简便，可有效提高去蜡纸效率，防止去蜡纸作业时刀片划伤、划裂晶片甚至毁损芯片边缘，降低芯片的损失率。

Description

一种辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具及其工 作方法
技术领域
本发明涉及一种辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具及其工作方法，属于半导体减薄工艺技术领域。
背景技术
随着技术工艺的不断发展，LED芯片不断向高密度、高性能、小型化和轻薄化发展。其中，器件的薄片化是近年来功率器件和光伏器件的重点发展方向之一。一方面，薄片可以降低器件的导通电阻和压降，从而大幅度减少器件的导通损耗，并提升器件在散热方面的性能，防止LED芯片有源区过高的温升对其光输出特性和寿命产生影响；另一方面，为满足LED芯片工艺制程中划片、裂片等后继工艺的要求，同样需要将芯片衬底厚度减薄至一定程度；再一方面，薄片有利于减少器件封装的空间，从而实现整个封装模块的小型化和轻薄化。因此，在LED芯片制备工艺中，芯片厚度减薄是非常重要的一个工艺制程。
半导体行业中GaAs基LED芯片的厚度减薄，主要采用研磨机对芯片进行机械研磨(GRINDING)，目前绝大多数的半导体芯片制造商都拥有比较自动化的设备对芯片进行批量化减薄。研磨减薄时，芯片贴附在陶瓷盘上通过真空吸片吸附在机械摆臂上，机械臂与研磨盘相接触按各自的轨迹自旋，进行研磨减薄。
进一步，芯片贴附在陶瓷盘上，一般为保护芯片正面电极，有两种保护方法，一种是在芯片与陶瓷盘之间通过蜡的粘附性覆盖一张蜡纸，现行还有一种做法是芯片通过蜡棒融化后直接粘附在陶瓷盘上。两种方法相比，第二种方法虽然操作简单，但是从产品质量考虑，芯片通过蜡直接粘附在陶瓷盘上，在后续压片作业过程中，容易发生芯片的滑动造成芯片表面的蹭伤，严重时整片蹭伤报废，而通过蜡纸作为芯片与陶瓷盘之间的介质层，避免了后续压片过程中造成的芯片滑动，有效的解决了芯片蹭伤的发生，保证了产品质量，是芯片减薄前贴片作业改进的一种优选方法。
因此提前涂抹一层光刻胶或覆盖一层蜡纸，可以避免研磨减薄过程中对芯片正面电极造成蹭伤起到保护电极的作用。由于光刻胶成本高，且芯片研磨减薄后去除正面电极上的光刻胶清洗繁琐困难，容易造成不良产品，贴附蜡纸进行电极保护已成为主要的作业趋势。相对应的，研磨减薄前需将芯片覆盖范围之外的陶瓷盘上多余的蜡纸去除干净露出陶瓷盘表面，以将露出的陶瓷盘表面作为芯片减薄时厚度测量的基准零点，同时也避免不去除蜡纸或者去除不干净造成减薄过程中残留的蜡纸被研磨成碎末，混合在研磨液中形成黑色粉末，污染芯片被研磨后的新鲜面，影响芯片背面蒸镀金属的效果。因此，芯片研磨前去蜡也是非常重要关键的一步。现行的一般去蜡做法是将陶瓷盘置于工作台面上，用刀片沿着芯片的轮廓刀刃向外倾斜转动刀片(陶瓷盘固定不动)去掉蜡纸。刀片在转动过程中经常发生侧向滑动造成刀刃角度改变，触碰到芯片导致芯片破裂，造成芯片损失，且去蜡也不彻底。目前，暂无关于GaAs基LED芯片减薄前去蜡纸作业的相关专利、文献报告。
发明内容
针对现行去蜡做法容易造成芯片破裂且不易操作的问题，本发明提供了一种辅助用于减薄前去蜡的工装夹具，以解决造成的芯片破裂以及去蜡不彻底的问题。
本发明还提供利用该夹具的工作方法。
本发明的技术方案如下：
一种辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具，从下到上包括相连的工装底座、旋转轴承、载盘台，旋转轴承包括设于下端的轴承底座和上端的轴承支架，载盘台中心设有陶瓷盘固定支柱。
根据本发明优选的，所述工装底座上设有至少一个螺栓孔。
进一步优选的，轴承底座上设有至少一个螺栓孔，轴承底座通过螺栓孔与工装底座相连。
进一步优选的，轴承支架上设有至少一个螺栓孔。
进一步优选的，载盘台上设有至少一个螺栓孔，载盘台通过螺栓孔与轴承支架相连。
进一步优选的，工装底座上、轴承底座上、轴承支架上、载盘台上设有的螺栓孔的数量均为2‐5个，使螺栓孔的固定和受力较为均匀。
进一步优选的，螺栓孔的孔径为5‐8mm。
根据本发明优选的，工装底座为圆盘状底座，直径为16‐20cm，厚度为0.5‐2.5cm；轴承底座直径为5‐8cm，厚度为0.5‐1.5cm；轴承支架直径为5‐10cm，厚度为0.5‐1.0cm；旋转轴承高度为1.0‐2.0cm；载盘台直径为15.0‐16.5cm，厚度为0.4‐1.1cm；陶瓷盘固定支柱高度(以载盘台为基准面)为3‐6mm，直径为6.5‐9.5mm。本发明的工装尺寸设定留有一定的尺寸范围，一是提前预留出现有的芯片产品改变尺寸后的适用性，二是其它尺寸的工装设计都包含在本发明之内。
根据本发明优选的，载盘台周围边缘处设有凸台。在将陶瓷盘放在载盘台上后，对载盘台起进一步作用。
进一步优选的，载盘台上径向设有定位槽，定位槽内设有定位挡板。使载盘台可以适应不同尺寸大小的陶瓷盘，通过定位槽和定位挡板，便于进一步固定尺寸小于载盘台的陶瓷盘，便于操作陶瓷盘旋转。
根据本发明优选的，陶瓷盘固定支柱为圆台体，陶瓷盘固定支柱表面注塑设有弹性层。这样，随着陶瓷盘落下，陶瓷盘背面卡孔与固定支柱逐渐进行过盈配合，以达到将陶瓷盘固定于载盘台上的效果，避免相对滑动。
根据本发明优选的，载盘台底部径向设有至少一个凸筋。方便操作者把持、旋转载盘台。
一种利用上述工装夹具的工作方法，包括步骤如下：
(1)将旋转轴承的轴承底座与工装底座相连，将载盘台与旋转轴承的轴承支架相连；
(2)将待去蜡纸的陶瓷盘正面朝上、背面朝下、背面卡孔对准陶瓷盘固定支柱，放置于载盘台上；
(3)操作者借助于旋转轴承，转动载盘台，使陶瓷盘顺时针或逆时针旋转，一手操作陶盘旋转，一手持刀片沿晶片边缘去掉多余蜡纸。去除完多余蜡纸后，再将陶瓷盘置于研磨机中进行下一步工序：对芯片减薄研磨。
本发明的有益效果如下
本发明制作的工装夹具，构造简单，易于实现，成本低廉，操作简便，可有效提高去蜡纸效率，更重要的是可防止去蜡纸作业时刀片划伤、划裂晶片甚至毁损芯片边缘，降低芯片的损失率，在一定程度上降低经济损失。
附图说明
图1是本发明工装夹具的结构示意图。
图2是本发明工装夹具与陶瓷盘背面接触的结构示意图。
图3是本发明工装夹具承载陶瓷盘工作时的结构示意图。
其中1、陶瓷盘固定支柱，2、载盘台，3、旋转轴承，4、工装底座，5、陶瓷盘背面卡孔，6、陶瓷盘背面，7、蜡纸，8、待减薄芯片，9、工装夹具的旋转方向(双向)。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明做进一步描述，但不限于此。
如图1‐3所示。
实施例1
一种辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具，从下到上包括相连的工装底座、旋转轴承、载盘台，旋转轴承包括设于下端的轴承底座和上端的轴承支架，载盘台中心设有陶瓷盘固定支柱。
工装底座为圆盘状底座，直径为18cm，厚度为2cm，同时在工装底座上设置4个螺栓孔，工装底座上螺栓孔的孔径为6mm；
轴承底座直径为7cm，厚度为1cm，轴承底座上设置4个螺栓固定孔，孔径为6mm；轴承支架直径为6cm，厚度为0.8cm，轴承支架上设置4个螺栓固定孔，孔径为6mm；
旋转轴承高度为1.8cm；载盘台直径为16.5cm，厚度为1.1cm，载盘台上设有4个螺栓固定孔，孔径6mm；陶瓷盘固定支柱高度(以载盘台为基准面)为4mm，直径为7mm。轴承底座通过螺栓孔与工装底座相连，载盘台通过螺栓孔与轴承支架相连。
实施例2
一种辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具，其结构如实施例1所述，区别在于，工装底座直径为16cm，厚度1.5cm，同时在工装底座设置4个螺栓孔，孔径5mm。
轴承底座直径5.5cm，厚度0.6cm，同时在轴承底座上设置4个螺栓孔，孔径5mm；轴承支架直径5cm，厚度0.6cm，在轴承支架上设置4个螺栓孔，孔径5mm，旋转轴承整体高度为1.2cm。
载盘台直径设置为15.5cm，厚度0.6cm，在载盘台上设置4个螺栓孔，孔径5mm。
载盘台中心设置的陶瓷盘固定支柱高度(以载盘台为基准面)为3mm，直径6.5mm。
实施例3
一种辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具，其结构如实施例1所述，区别在于，工装底座为圆盘状底座，直径为16cm，厚度为0.5cm；轴承底座直径为5cm，厚度为0.5cm；轴承支架直径为5cm，厚度为0.5cm；旋转轴承高度为1.0cm；载盘台直径为15.0cm，厚度为0.4cm；陶瓷盘固定支柱高度(以载盘台为基准面)为3mm，直径为6.5mm。
实施例4
一种辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具，其结构如实施例1所述，区别在于，工装底座为圆盘状底座，直径为20cm，厚度为2.5cm；轴承底座直径为8cm，厚度为1.5cm；轴承支架直径为10cm，厚度为0.5cm；旋转轴承高度为2.0cm；载盘台直径为16.5cm，厚度为1.1cm；陶瓷盘固定支柱高度(以载盘台为基准面)为6mm，直径为9.5mm。
实施例5
一种辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具，其结构如实施例4所述，区别在于，工装底座为圆盘状底座，直径为20cm，厚度为2.5cm；轴承底座直径为8cm，厚度为1.0cm；轴承支架直径为10cm，厚度为1.0cm；旋转轴承高度为2.0cm；载盘台直径为16.5cm，厚度为1.1cm；陶瓷盘固定支柱高度(以载盘台为基准面)为6mm，直径为9.5mm。
实施例6
一种辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具，其结构如实施例1所述，区别在于，工装底座上、轴承底座上、轴承支架上、载盘台上均设有3个螺栓孔，螺栓孔孔径为7mm，轴承底座通过螺栓孔与工装底座相连，载盘台通过螺栓孔与轴承支架相连，3个螺栓孔均匀分布在圆周面上，受力均匀，有助于固定。
实施例7
一种辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具，其结构如实施例1所述，区别在于，工装底座上、轴承底座上、轴承支架上、载盘台上均设有2个螺栓孔，螺栓孔孔径为8mm，轴承底座通过螺栓孔与工装底座相连，载盘台通过螺栓孔与轴承支架相连，2个螺栓孔均匀分布在圆周面上，受力均匀，有助于固定。
实施例8
一种辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具，其结构如实施例1所述，区别在于，工装底座上、轴承底座上、轴承支架上、载盘台上均设有5个螺栓孔，螺栓孔孔径均为5mm。
实施例9
一种辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具，其结构如实施例1所述，区别在于，载盘台周围边缘处设有凸台。在将陶瓷盘放在载盘台上后，对载盘台起进一步作用。
实施例10
一种辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具，其结构如实施例1所述，区别在于，载盘台上径向设有定位槽，定位槽内设有定位挡板。使载盘台可以适应不同尺寸大小的陶瓷盘，通过定位槽和定位挡板，便于进一步固定尺寸小于载盘台的陶瓷盘，便于操作陶瓷盘旋转。
实施例11
一种辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具，其结构如实施例1所述，区别在于，陶瓷盘固定支柱为圆台体，陶瓷盘固定支柱表面注塑设有弹性层。这样，随着陶瓷盘落下，陶瓷盘背面卡孔与固定支柱逐渐进行过盈配合，以达到将陶瓷盘固定于载盘台上的效果，避免相对滑动。
实施例12
一种辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具，其结构如实施例1所述，区别在于，载盘台底部径向设有两个凸筋。方便操作者把持、旋转载盘台。
实施例13
一种利用实施例1所述辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具的工作方法，包括步骤如下：
(1)将旋转轴承的轴承底座与工装底座相连，将载盘台与旋转轴承的轴承支架相连；
(2)将待去蜡纸的陶瓷盘正面朝上、背面卡孔对准陶瓷盘固定支柱，放置于载盘台上；
(3)操作者借助于旋转轴承，转动载盘台，使陶瓷盘顺时针或逆时针旋转，一手操作陶盘旋转，一手持刀片沿晶片边缘去掉多余蜡纸。去除完多余蜡纸后，再将陶瓷盘置于研磨机中进行下一步工序：对芯片减薄研磨。

Claims (6)

1.一种辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具，其特征在于，从下到上包括相连的工装底座、旋转轴承、载盘台，旋转轴承包括设于下端的轴承底座和上端的轴承支架，载盘台中心设有陶瓷盘固定支柱；
载盘台周围边缘处设有凸台；载盘台上径向设有定位槽，定位槽内设有定位挡板；
陶瓷盘固定支柱为圆台体，陶瓷盘固定支柱表面注塑设有弹性层；
工装底座为圆盘状底座，直径为16-20cm，厚度为0.5-2.5cm；轴承底座直径为5-8cm，厚度为0.5-1.5cm；轴承支架直径为5-10cm，厚度为0.5-1.0cm；旋转轴承高度为1.0-2.0cm；载盘台直径为15.0-16.5cm，厚度为0.4-1.1cm；陶瓷盘固定支柱高度为3-6mm，直径为6.5-9.5mm。
2.根据权利要求1所述的辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具，其特征在于，所述工装底座上设有至少一个螺栓孔；轴承底座上设有至少一个螺栓孔，轴承底座通过螺栓孔与工装底座相连。
3.根据权利要求1所述的辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具，其特征在于，轴承支架上设有至少一个螺栓孔；载盘台上设有至少一个螺栓孔，载盘台通过螺栓孔与轴承支架相连。
4.根据权利要求1所述的辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具，其特征在于，工装底座上、轴承底座上、轴承支架上、载盘台上设有的螺栓孔的数量均为2-5个；螺栓孔的孔径为5-8mm。
5.根据权利要求1所述的辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具，其特征在于，载盘台底部径向设有至少一个凸筋。
6.一种利用权利要求1所述辅助用于GaAs基LED芯片减薄前去蜡的工装夹具的工作方法，包括步骤如下：
(1)将旋转轴承的轴承底座与工装底座相连，将载盘台与旋转轴承的轴承支架相连；
(2)将待去蜡纸的陶瓷盘正面朝上、背面朝下、背面卡孔对准陶瓷盘固定支柱，放置于载盘台上；
(3)操作者借助于旋转轴承，转动载盘台，使陶瓷盘顺时针或逆时针旋转，一手操作陶盘旋转，一手持刀片沿晶片边缘去掉多余蜡纸。
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