CN108133907B - 一种芯片剥离装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种芯片剥离装置，包括：用于吸附蓝膜的吸附平台，吸附平台的吸附面上设有多个吸附孔；用于使芯片预脱模的凸台，凸台设置于所述吸附平台内，且吸附平台能够在垂直于吸附面的方向上进行升降运动，以使所述凸台凸出吸附面或收容于吸附平台内；用于将芯片顶起以剥离蓝膜的顶针，顶针设置于所述凸台内，并能够相对于凸台在垂直于吸附面的方向上进行升降运动，以使顶针伸出凸台或收容于凸台内；用于驱动吸附平台进行升降运动的第一升降机构，第一升降机构与吸附平台连接；以及，用于驱动顶针进行升降运动的第二升降机构，第二升降机构与顶针连接。这样，可以使芯片实现逐步剥离，能够更有效的避免使芯片失效。

Description

一种芯片剥离装置

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种芯片剥离装置。

背景技术

随着集成电路产业的发展，集成电路(Integrated Circuit，简称为IC)芯片变得越来越薄，因此IC封装技术朝着低功耗、小尺寸、高速度、高集成度的方向迅速发展，以满足芯片频率更高、引脚数增多、引脚间距减小、可靠性提高的发展需求。芯片剥离过程作为封装工艺中不可或缺的关键工艺步骤，对后续封装工艺过程和产品性能发挥着重要的作用。目前，针对50～100μm以下的超薄芯片的拾取剥离，通常需要通过芯片剥离装置的顶针的顶起力使芯片从蓝膜上剥离，然而，由于芯片背面受到顶针的顶起力的作用，容易产生局部损伤或者划痕，从而容易导致芯片失效。

由此，目前的芯片在拾取剥离的过程中，其背面由于受到顶针的顶起力的作用，容易产生局部损伤或者划痕，从而容易导致芯片失效。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种芯片剥离装置，解决了超薄芯片在拾取剥离的过程中，其背面由于受到顶针的顶起力的作用，容易产生局部损伤或者划痕，从而容易导致芯片失效的问题。

为达上述目的，本发明实施例提供一种芯片剥离装置，包括：

用于吸附所述蓝膜的吸附平台，所述吸附平台的吸附面上设有多个吸附孔；

用于使所述芯片预脱模的凸台，所述凸台设置于所述吸附平台内，且所述吸附平台能够在垂直于所述吸附面的方向上进行升降运动，以使所述凸台凸出所述吸附面或收容于所述吸附平台内；

用于将所述芯片顶起以剥离所述蓝膜的顶针，所述顶针设置于所述凸台内，并能够相对于所述凸台在垂直于所述吸附面的方向上进行升降运动，以使所述顶针伸出所述凸台或收容于所述凸台内；

用于驱动所述吸附平台进行升降运动的第一升降机构，所述第一升降机构与所述吸附平台连接；

以及，用于驱动所述顶针进行升降运动的第二升降机构，所述第二升降机构与所述顶针连接。

可选的，所述第一升降机构包括：

一固定基板；

轴承部，固定于所述固定基板上；

内部具有容置腔的缸体，所述缸体包括相对的第一端和第二端，所述缸体的第一端固定一端盖，所述端盖上设有所述吸附平台，所述缸体的第二端设于所述轴承部上，并能够在所述轴承部上滑动，以使所述吸附平台在垂直于所述吸附面的方向上进行升降运动；

以及，活塞，所述活塞的一端与所述凸台固定连接，另一端与所述轴承部固定连接，且所述活塞设置于所述缸体的容置腔内，并将所述缸体的容置腔分为靠近所述第一端的第一空腔和靠近所述第二端的第二空腔；

其中，所述第一空腔与所述吸附面上的所述吸附孔连通，所述轴承部上设有用于与真空发生器连接的第一通气管，且所述第一通气管与所述第一空腔相连通，用于对所述第一空腔抽真空；

所述轴承部上还设有用于与气源连接的第二通气管，所述第二通气管与所述第二空腔连通，用于向所述第二空腔内输送气体，以驱动所述缸体沿所述轴承部滑动。

可选的，所述缸体的第二端与所述固定基板之间还设有用于对所述缸体进行限位的限位锁母。

可选的，所述端盖与所述活塞之间抵顶有弹性复位弹簧。

可选的，所述端盖与所述缸体之间设有密封垫。

可选的，所述轴承部包括轴承和套设于所述轴承外的轴承套，所述缸体连接于所述轴承套上，所述轴承为直线轴承。

可选的，所述第二升降机构包括：

与所述固定基板固定连接的电机座；

设置于所述电机座上的第一驱动电机；

顶针推杆，所述轴承部、所述活塞、所述凸台及所述固定基板的内部形成供所述顶针推杆穿过的通道，所述顶针推杆的一端设置有所述顶针，所述顶针推杆的另一端穿过所述通道，与所述第一驱动电机的输出端连接，并能够在所述第一驱动电机的驱动下进行轴向往复运动，以使所述顶针在垂直与所述吸附面的方向上进行升降运动。

可选的，所述第一驱动电机为音圈电机。

可选的，所述第二升降机构还包括：

用于检测所述顶针推杆在垂直于所述吸附面的方向上的运动行程的检测部件，所述检测部件包括：

固定于所述电机座上的光栅标尺模块；

斜接板，所述斜接板与所述顶针推杆固定连接，能够在所述顶针推杆带动下移动；

读数头，与所述斜接板固定连接，能够在所述斜接板带动下移动。

可选的，所述检测部件还包括：

设置于所述电机座上的第一导轨，所述第一导轨的延伸方向与所述顶针推杆的运动方向相同；

与所述斜接板连接的第一滑块，所述第一滑块设置于所述第一导轨上，并能够在所述第一导轨上滑动。

可选的，所述装置还包括：

用于控制所述装置主体在垂直于所述吸附面的方向上往复运动的第三升降机构。

可选的，所述第三升降机构包括：

一固定基座；

设置于所述固定基座上的第二驱动电机；

与所述第二驱动电机的输出端连接的丝杠，所述丝杠沿垂直于所述吸附面的方向设置；

与所述装置主体固定连接的第二滑块，所述第二滑块设置于所述丝杠上，并能够在所述丝杠上进行往复运动，以带动所述装置主体进行往复运动。

可选的，所述第二驱动电机为伺服电机。

可选的，所述第三升降机构还包括：

设置于所述固定基座上的第二导轨，所述第二导轨的延伸方向与所述丝杠的设置方向相同；

与所述第二滑块连接的第三滑块，所述第三滑块设置于所述第二导轨上，并能够在所述第二导轨上滑动。

本发明实施例，可以将所述芯片剥离装置应用于装片机、粘片机等IC芯片封装工艺过程中的芯片剥离。所述装置可以先通过吸附平台对芯片进行吸附，并在吸附后驱动凸台下降，实现对芯片边缘的预脱模；之后驱动顶针顶起一定高度，从而实现芯片的完全脱模。这样，可以使芯片逐步剥离，并且通过凸台还可以提供有效的平面支撑，从而使芯片在受到的顶起力的作用时，受力更加均匀，更有效的避免使芯片失效。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种芯片剥离装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种芯片剥离装置另一角度的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种芯片剥离装置的内部结构剖视图；

图4为本发明实施例提供的一种芯片剥离装置另一角度的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种芯片剥离装置的第三升降机构的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1至图3所示，本发明实施例提供一种芯片剥离装置，用于将芯片上的蓝膜剥离；包括：

一装置主体1，所述装置主体1包括：

用于吸附所述蓝膜的吸附平台11，所述吸附平台的吸附面111上设有多个吸附孔112；

用于使所述芯片预脱模的凸台12，所述凸台设置于所述吸附平台11内，且所述吸附平台11能够在垂直于所述吸附面111的方向上进行升降运动，以使所述凸台12凸出所述吸附面111或收容于所述吸附平台11内；

用于将所述芯片顶起以剥离所述蓝膜的顶针13，所述顶针设置于所述凸台12内，并能够相对于所述凸台12在垂直于所述吸附面111的方向上进行升降运动，以使所述顶针13伸出所述凸台12或收容于所述凸台12内；

用于驱动所述吸附平台11进行升降运动的第一升降机构14，所述第一升降机构14与所述吸附平台11连接；

以及，用于驱动所述顶针13进行升降运动的第二升降机构15，所述第二升降机构15与所述顶针13连接。

本发明实施例中，所述蓝膜可以理解为晶圆蓝膜；此外，还需要对所述芯片剥离装置的工作原理进行说明，所述芯片剥离装置在工作状态下，使所述吸附平台11与粘附有芯片的晶圆蓝膜接触，并通过所述吸附平台11的所述吸附面111及所述吸附孔112对芯片进行吸附；在对芯片吸附后，通过所述第一升降机构14驱动所述吸附平台11下降，在所述吸附平台11下降后，将使所述凸台12凸出于所述吸附面111，此时利用第二升降机构15驱动所述顶针13上升，使得所述顶针13顶起芯片，那么在所述顶针13的顶起力作用下的芯片以及晶圆蓝膜的受力变形将会使芯片从晶圆蓝膜上成功剥离。

这样，所述芯片剥离装置通过吸附平台11对芯片进行吸附，并在吸附后驱动凸台12下降，实现对芯片边缘的分离，即预脱模；之后驱动顶针13顶起一定高度，使芯片中心区域与蓝膜的分离，从而实现芯片的完全脱模，进而可使芯片实现分布剥离；并且通过凸台12还可以提供有效的平面支撑，从而使芯片在受到的顶起力的作用时，受力更加均匀，能够避免使芯片失效。

可选的，如图1至图4所示，所述第一升降机构14包括：

一固定基板141；

轴承部142，固定于所述固定基板141上；

内部具有容置腔的缸体143，所述缸体143包括相对的第一端和第二端，所述缸体的第一端固定一端盖1431，所述端盖上设有所述吸附平台11，所述缸体143的第二端设于所述轴承部142上，并能够在所述轴承部142上滑动，以使所述吸附平台11在垂直于所述吸附面111的方向上进行升降运动；

以及，活塞144，所述活塞144的一端与所述凸台12固定连接，另一端与所述轴承部142固定连接，且所述活塞144设置于所述缸体143的容置腔内，并将所述缸体143的容置腔分为靠近所述第一端的第一空腔1432和靠近所述第二端的第二空腔1433；

其中，所述第一空腔1432与所述吸附面111上的所述吸附孔连通，所述轴承部142上设有用于与真空发生器连接的第一通气管1423，且所述第一通气管与所述第一空腔1432相连通，用于对所述第一空腔1432抽真空；

所述轴承部142上还设有用于与气源连接的第二通气管1424，所述第二通气管与所述第二空腔1433连通，用于向所述第二空腔1433内输送气体，以驱动所述缸体143沿所述轴承部142滑动。

这样，通过对所述第一空腔1432抽真空以使所述吸附平台11对芯片进行吸附，可以使吸附平稳、可靠，不损坏所吸芯片表面；通过将所述活塞144与所述轴承部142相对固定，可以实现固定所述凸台12，从而控制缸体143在轴承部142上滑动，进而实现吸附平台与凸台之间的相对运动；此外，向所述第二空腔1433内输送气体以驱动所述吸附平台11下降，可以使操作更加安全，更便于维护。

当然可以理解的是，在实际应用中，所述第一升降机构14的具体结构并不仅局限于此，只要能够实现将所述吸附平台11相对于所述凸台12在垂直于所述吸附平台11的吸附面111的方向上往复移动即可。

此外，在上述方案中，优选的，所述缸体143的第一端的端盖1431可以为一锁母，并在所述缸体143上与该锁母接触的的外表面设置用于与所述锁母配合锁紧的螺纹，这样，能够将所述吸附平台11的底部插入从所述缸体143的第一端插入后，通过所述锁母与所述螺纹的配合，将所述吸附平台11固定锁紧于所述缸体143上。

可选的，如图2和图3所示，所述缸体143的第二端与所述固定基板141之间还设有用于对所述缸体143进行限位的限位锁母1434。

这样，可以通过对所述限位锁母1434进行微调，以对应的调节所述芯片剥离装置的顶起高度，从而满足不同产品的工艺需求。

可选的，如图3所示，所述端盖1431与所述活塞144之间抵顶有弹性复位弹簧16；这样，在所述缸体143带动所述吸附平台下降后，并且停止向所述第二空腔1433内输送气体时，利用所述弹性复位弹簧16的弹簧力，可以使所述吸附平台11实现复位；此外，通过所述弹性复位弹簧16使所述吸附平台，成本较低，并且便于维护。

可选的，如图3所示，所述端盖1431与所述缸体143之间设有密封垫17；这样可以防止漏气，从而可以保证气体驱动的效率。

可选的，如图3所示，所述轴承部142包括轴承1421和套设于所述轴承外的轴承套1422，所述缸体143连接于所述轴承套1422上，所述轴承1421为直线轴承，这样，可以使所述缸体143在所述轴承套1422上实现直线运动，并且拆卸更加方便，便于维护。

可选的，如图1至图4所示，所述第二升降机构15包括：

与所述固定基板141固定连接的电机座151；

设置于所述电机座151上的第一驱动电机152；

顶针推杆153，所述轴承部142、所述活塞144、所述凸台12及所述固定基板141的内部形成供所述顶针推杆153穿过的通道，所述顶针推杆153的一端设置有所述顶针13，所述顶针推杆153的另一端穿过所述通道，与所述第一驱动电机152的输出端连接，并能够在所述第一驱动电机152的驱动下进行轴向往复运动，以使所述顶针13在垂直与所述吸附面111的方向上进行升降运动。

这样，通过驱动电机使所述顶针推杆153进行轴向往复运动，使所述顶针13在垂直与所述吸附面111的方向上进行升降运动，可以更加有效率和精准。

可选的，所述第一驱动电机为音圈电机；这样，可以使驱动电机具有结构简单体积小、高速、高加速响应快等特性，可以更好的控制顶针进行直线运动。需要说明的是，所述第一驱动电机还可以为其他电机，对此并不作具体限定，以能实现控制所述顶针顶起和下降即可。

可选的，如图4所示，所述第二升降机构15还包括：

用于检测所述顶针推杆153在垂直于所述吸附面111的方向上的运动行程的检测部件154，所述检测部件154包括：

固定于所述电机座151上的光栅标尺模块1541；

斜接板1542，所述斜接板1542与所述顶针推杆153固定连接，能够在所述顶针推杆153带动下移动；

读数头1543，与所述斜接板1542固定连接，能够在所述斜接板1542带动下移动。

采用上述方案，所述斜接板1542能够随着所述顶针推杆153进行移动，这样，通过所述斜接板1542所固定连接的读数头1543读取所述光栅标尺模块1541上的读数，即可获取所述顶针推杆153的移动行程，这样，通过检测部件154可以对所述顶针的直线运动的精度进行监测，从而确保使所述顶针的直线运动更加精准，以达到数控系统要求的位置。

可选的，如图4所示，所述检测部件154还包括：

设置于所述电机座上的第一导轨1544，所述第一导轨1544的延伸方向与所述顶针推杆153的运动方向相同；

与所述斜接板1542连接的第一滑块1545，所述第一滑块1545设置于所述第一导轨1544上，并能够在所述第一导轨1544上滑动。

这样，可以对所述斜接板1542的运动进行导向，使得所述斜接板1542的运动更加平稳，检测结果更加精确。

可选的，如图1和图5所示，所述装置还包括：

用于控制所述装置主体1在垂直于所述吸附面111的方向上往复运动的第三升降机构2。

这样，通过所述第三升降机构2可以在所述芯片剥离装置处于非工作状态时，驱动所述芯片剥离装置的装置主体1下降，以便操作人员对装置的各配件进行维护或者更换。

可选的，如图1至图5所示，所述第三升降机构2包括：

一固定基座21；

设置于所述固定基座21上的第二驱动电机22；

与所述第二驱动电机22的输出端连接的丝杠23，所述丝杠23沿垂直于所述吸附面111的方向设置；

与所述装置主体1固定连接的第二滑块24，所述第二滑块24设置于所述丝杠23上，并能够在所述丝杠23上进行往复运动，以带动所述装置主体1进行往复运动。

这样，通过所述丝杠23可以确保所述装置主体1进行直线运动，通过所述第二驱动电机22可以更有效率的使所述装置主体1进行直线运动。

可选的，所述第二驱动电机为伺服电机，这样，可以使所述第二驱动电机响应快、转动平滑、力矩稳定，而且具有更高的运行效率、使用寿命也更长。需要说明的是，所述第二驱动电机还可以为其他电机，对此并不作具体限定。

可选的，如图5所示，所述第三升降机构2还包括：

设置于所述固定基座21上的第二导轨25，所述第二导轨25的延伸方向与所述丝杠23的设置方向相同；

与所述第二滑块24连接的第三滑块26，所述第三滑块26设置于所述第二导轨25上，并能够在所述第二导轨25上滑动。

这样，通过所述第二导轨25以及所述第三滑块26的配合，可以使所述第二滑块24能够更加平稳的进行直线运动。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种芯片剥离装置，用于将芯片上的蓝膜剥离；其特征在于，所述芯片剥离装置包括一装置主体，所述装置主体包括：

用于吸附所述蓝膜的吸附平台，所述吸附平台的吸附面上设有多个吸附孔；

用于使所述芯片预脱模的凸台，所述凸台设置于所述吸附平台内，且所述吸附平台能够在垂直于所述吸附面的方向上进行升降运动，以使所述凸台凸出所述吸附面或收容于所述吸附平台内；

用于将所述芯片顶起以剥离所述蓝膜的顶针，所述顶针设置于所述凸台内，并能够相对于所述凸台在垂直于所述吸附面的方向上进行升降运动，以使所述顶针伸出所述凸台或收容于所述凸台内；

用于驱动所述吸附平台进行升降运动的第一升降机构，所述第一升降机构与所述吸附平台连接；

以及，用于驱动所述顶针进行升降运动的第二升降机构，所述第二升降机构与所述顶针连接；

其中，所述第一升降机构包括：

一固定基板；

轴承部，固定于所述固定基板上；

内部具有容置腔的缸体，所述缸体包括相对的第一端和第二端，所述缸体的第一端固定一端盖，所述端盖上设有所述吸附平台，所述缸体的第二端设于所述轴承部上，并能够在所述轴承部上滑动，以使所述吸附平台在垂直于所述吸附面的方向上进行升降运动；其中，所述端盖为锁母，在所述缸体上与所述锁母接触的外表面设置有用于与所述锁母配合锁紧的螺纹；

以及，活塞，所述活塞的一端与所述凸台固定连接，另一端与所述轴承部固定连接，且所述活塞设置于所述缸体的容置腔内，并将所述缸体的容置腔分为靠近所述第一端的第一空腔和靠近所述第二端的第二空腔；

其中，所述第一空腔与所述吸附面上的所述吸附孔连通，所述轴承部上设有用于与真空发生器连接的第一通气管，且所述第一通气管与所述第一空腔相连通，用于对所述第一空腔抽真空；

所述轴承部上还设有用于与气源连接的第二通气管，所述第二通气管与所述第二空腔连通，用于向所述第二空腔内输送气体，以驱动所述缸体沿所述轴承部滑动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述缸体的第二端与所述固定基板之间还设有用于对所述缸体进行限位的限位锁母。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述端盖与所述活塞之间抵顶有弹性复位弹簧。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述端盖与所述缸体之间设有密封垫。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述轴承部包括轴承和套设于所述轴承外的轴承套，所述缸体连接于所述轴承套上，所述轴承为直线轴承。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二升降机构包括：

与所述固定基板固定连接的电机座；

设置于所述电机座上的第一驱动电机；

顶针推杆，所述轴承部、所述活塞、所述凸台及所述固定基板的内部形成供所述顶针推杆穿过的通道，所述顶针推杆的一端设置有所述顶针，所述顶针推杆的另一端穿过所述通道，与所述第一驱动电机的输出端连接，并能够在所述第一驱动电机的驱动下进行轴向往复运动，以使所述顶针在垂直与所述吸附面的方向上进行升降运动。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一驱动电机为音圈电机。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二升降机构还包括：

用于检测所述顶针推杆在垂直于所述吸附面的方向上的运动行程的检测部件，所述检测部件包括：

固定于所述电机座上的光栅标尺模块；

斜接板，所述斜接板与所述顶针推杆固定连接，能够在所述顶针推杆带动下移动；

读数头，与所述斜接板固定连接，能够在所述斜接板带动下移动。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述检测部件还包括：

设置于所述电机座上的第一导轨，所述第一导轨的延伸方向与所述顶针推杆的运动方向相同；

与所述斜接板连接的第一滑块，所述第一滑块设置于所述第一导轨上，并能够在所述第一导轨上滑动。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

用于控制所述装置主体在垂直于所述吸附面的方向上往复运动的第三升降机构。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第三升降机构包括：

一固定基座；

设置于所述固定基座上的第二驱动电机；

与所述第二驱动电机的输出端连接的丝杠，所述丝杠沿垂直于所述吸附面的方向设置；

与所述装置主体固定连接的第二滑块，所述第二滑块设置于所述丝杠上，并能够在所述丝杠上进行往复运动，以带动所述装置主体进行往复运动。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二驱动电机为伺服电机。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第三升降机构还包括：

设置于所述固定基座上的第二导轨，所述第二导轨的延伸方向与所述丝杠的设置方向相同；

与所述第二滑块连接的第三滑块，所述第三滑块设置于所述第二导轨上，并能够在所述第二导轨上滑动。

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