CN108573892A - 用于切割基本上被不透明材料包覆的晶片的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种晶片切割设备，包括：定位装置，用于保持基本上被诸如模塑料的不透明材料包覆、并且具有暴露的周边区域的晶片，以及相对于包括具有视场的照相机的晶片检查系统移动所述晶片。为了执行切割道部分的可视数据采集，移动所述晶片，使得所述照相机的视场中心能够跟踪沿着所述晶片的暴露的周边区域布置的路径。处理单元用于分析获得的所述可视数据，以检测或计算所述切割道的位置和方向。晶片切割工具用于沿所述处理单元检测或计算出的切割道部分之间的直线切割所述晶片。

Description

用于切割基本上被不透明材料包覆的晶片的方法和设备

技术领域

总体而言，本发明涉及半导体制造领域。

背景技术

伴随着电子元件小型化的发展，半导体技术不断改进，从而使电子元件越来越小。此类元件既可以是诸如二极管的简单元件，也可以是诸如集成电路的复杂元件。除了生产电子元件，此项技术也可用于生产机械元件。

在现有的半导体技术中，众所周知，通过处理晶片半导体材料，可以在晶片的表面区域形成多个元件。通常，晶片半导体材料为硅。晶片肉眼可见，其直径范围为20-300 mm，然而，元件只能显微镜可见。一般地，元件的尺寸在微米范围内。不管简单元件还是复杂元件，都是在一个小的晶片部分里制作的，并且多个晶片部分彼此间隔一小段距离。经过处理后，晶片被切割成彼此分离的多个晶片部分，使生成的元件能够彼此独立。分离后，每个单独的晶片部分简称为芯片，而且所述分离过程被称为切割。具体地，本发明涉及晶片切割领域。

通常，所有晶片部分设置在一个矩阵图案中，而且，通过相互正交道，即“切割道”，晶片部分彼此分隔。所述分离步骤包括在每个切割道上实施切割。显然，为了尽可能地有效地利用晶片的表面积，所述切割道很窄，这使切割加工的精度要求非常苛刻。

通过切割设备执行切割。所述切割设备包括用于保持晶片的保持器和用于切割晶片的切割刀片。操作中，切割刀片沿着切割方向执行直线切割。为了确保切割位置正确，晶片必须与切割刀片和切割方向准确对齐。这就涉及将晶片的切割道与切割设备的参考方向对齐的步骤。通常，这些参考方向为相互正交的方向，被表示为X方向和Y方向，但是，本发明的范围并不局限于这些细节。而且，原则上，可以沿着三个或更多不同的方向切割晶片。

为了对齐晶片的切割道与切割设备的参考方向，常用做法是使用可视成像系统。在所述系统里，设置照相机用于观察保持器上的晶片，并且，在显示屏上显示晶片（或晶片部分）的图像。显示屏上还显示有表示所述参考方向的参考线。在启动模式下，操作工手动操作晶片，使显示屏上显示的切割道与参考线准确对齐。当操作者对对齐效果满意时，拍摄晶片的图像，并将该图像存储在切割设备的数据存储器中。

在操作模式下，切割设备接收新的晶片，并且对其切割。切割过程主要包括三个步骤。

1、对齐步骤：控制装置全自动地控制保持器来移动晶片（使其沿直线运动和/或旋转），使晶片到达瞬时晶片图像能够准确对应于所述存储图像的位置。

2、确定步骤：切割道的精确位置由所述控制装置确定。沿X方向（表示为X道）延伸的切割道互相平行，因此，它们在Y方向（表示为Y间距）相隔一定距离，并且，成对的X道之间的距离相等。同样地，沿Y方向（表示为Y道）延伸的切割道互相平行，因此，它们在X方向（表示为X间距）相隔一定距离，并且，成对的Y道之间的距离相等。对于控制装置而言，X间距和Y间距是已知的，或者，在任何情况下，控制装置具有限定X间距和Y间距近似值的信息，但是，在实际情况中，所述间距会发生轻微的变化。基于所述X间距和Y间距，控制装置控制保持器以移动晶片，然后，通过照相机观察所述晶片，控制装置实现了晶片的精确对齐，因此，所述瞬时晶片图像再次准确对应于所述存储图像，而且，将获得的X道和Y道的精确坐标存储在存储器中。

3、实际切割步骤：控制装置控制保持器将晶片移动到步骤2中确定的并从存储器中检索到的位置处，并且执行切割操作。

应该注意的是，高质量的晶片一经制成之后，其切割道就是相互平行的，而且，它们之间的间距非常精准。因此，当所述晶片与切割设备精确对齐后，可以用Y坐标表示X道的位置，也可以用X坐标表示Y道的位置。此外，因为整个晶体表面的间距都是恒定的，而且从任何一个X或Y道到其相邻道的距离和它们在X或Y方向上的间距是相等的，所以，没有必要知道所有X道的Y坐标和所有Y道的X坐标。

上述方法在实际中效果不错。然而，上述方法的一个明显特征是，在确定步骤中，因为在晶片的中心区域的某处确定切割道的位置，所以，这就需要晶片的切割道暴露在可视成像系统的照相机的观察范围内。

半导体芯片的一种特殊类型为所谓的“模制芯片”。一般地，模制芯片应用于半导体封装中，而且，在封装中，两个或更多个芯片彼此重叠。这些芯片设置有包括塑料或环氧树脂的非导电性涂层和接触端子，接触端子沿该涂层延伸以接触芯片。制造过程中，首先，分离各个芯片，可以通过上述现有技术实现芯片分离。然后，施加模塑料，一般地，以液体的形式将所述模塑料施加到芯片上，使模塑料包覆芯片的顶面，并且填充芯片之间被切开的切割道间的缝隙。最后，固化或硬化所述模塑料。

在这个过程中，模制芯片和模塑料的形状为一个圆盘，被称为“模制晶片”。此刻，通过切割填充在切割道里的模塑料，重新分离各个芯片。必须沿着切割道执行切割，如果期望切缝比切割道窄，需要激光执行切割。

此处需要执行的晶片切割似乎与上述所述晶片切割相似。然而，现在晶片的上侧被非透明模塑料包覆，所以，可视成像系统的照相机无法观察晶片的切割道，因此，利用上述技术不能实现此处的晶片切割。

针对上述难题，在一些现有的技术方法中，根据上述模塑料上可见的指示并且假设切割道是按照完美的网格排列的，实现切割。然而，一方面，在可见的指示的基础上，对齐精度非常有限，另一方面，制造时，切割道的确可以按照完美的网格排列，但是执行切割和模塑料施加步骤之后，这种假设无法成立。因此，这些现有技术的方法缺乏准确性。

在上述问题的部分解决方案中，提出了移除模塑料的周缘区域，以暴露切割道的底部的构想。然而，在实践中，这种方案不可行，因为这会破坏晶片相应的周缘区域。

在现有的技术方法中，通过检查晶片找到切割道的位置，实现切割。优选地，在该方法中，可以找到切割道的端部。切割道本身被认为是端部之间延伸的直线。然而，这需要对应端部的精确配对，即使轻微的失配也会导致切割倾斜，损坏晶片。精确的配对需要准确确定各切割道的位置和方向。而且，确定速度要足够快，否则，可能会降低生产率。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够解决上述问题、克服上述挑战的晶片切割设备。具体地说，本发明的目的在于提供一种晶片切割设备，所述晶片切割设备可以花费较少的费用快速、准确地确定基本上被诸如模塑料的不透明材料包覆的晶片上的切割道的排列。本发明的目的还在于，提供一种检查方法，所述方法可以快速、准确地检测晶片上的切割道的位置和方向。

根据本发明，晶片切割设备包括：晶片检查系统，包括具有视场的照相机；定位装置，用于相对地移动晶片和所述晶片检查系统，使所述照相机的视场中心可以跟踪沿着所述晶片的暴露的周边区域布置的路径，以便执行所述切割道部分的可视数据采集；处理单元，用于分析获得的所述可视数据，以检测或计算所述切割道的位置和方向；以及晶片切割工具，用于沿所述处理单元检测或计算出的切割道部分之间的直线切割所述晶片。

在处理速度和生产率高的实施例中，所述处理单元用于计算所述照相机的视场中心预计与切割道交叉处的坐标，并且，仅当所述照相机的视场中心到达所述计算的坐标时，从所述照相机获取用于可视数据采集的图像。

在一个有利实施例中，所述照相机为可触发的照相机，用于在仅当接收到触发信号时，输出获得的可视数据信号，以及，所述处理单元用于在仅当所述照相机的视场中心到达所述计算的坐标时，向所述照相机发送触发信号。

在一个可选优选实施例中，所述照相机用于连续输出获得的可视数据信号，并且，所述处理单元用于仅当所述照相机的视场中心到达所述计算的坐标时，选取一个图像。

在生产率和准确性被提高的优选实施例中，所述设备还包括：可控的照明装置，所述照明装置位于所述照相机的视场中心与所述晶片表面相交之处；所述处理单元用于仅当所述照相机的视场中心到达所述计算的坐标时，控制所述照明装置的正常关闭，以产生短暂的亮光。控制LED灯产生用于获得移动物体的清晰图像所需的较短但足够明亮的光线的操作比较容易，且费用较少。

在所述优选实施例中，有利地，如果照相机是一个可触发的照相机，而处理单元用于在照相机的视场中心刚要到达所述计算的坐标之前，向所述照相机发送第一触发信号，以开始接收光并获得可视数据，其中，所述处理单元用于当所述照相机的视场中心到达所述计算的坐标时，向所述照明装置发送第二触发信号，使所述照明装置产生短暂的亮光，并且所述处理单元用于在所述照相机的视场中心刚刚到达所述计算的坐标之后，向所述照相机发送第三触发信号，以停止接收光并且确定和传送获取的可视数据。因此，有效地，虽然所述照相机的灵敏度保持时间较长，但是所述图像是从亮度高、持续时间短的闪光中获得，从而保证了图像的清晰性。为了提高处理速度和生产率，优选地，在第一触发信号和第三触发信号之间，照相机一直沿着其路径运动。虽然照相机在第一触发信号和第三触发信号之间的时间帧内发生了移动，但是由于光照时间短，所以，获得的图像是清晰的。

在一个实施例中，所述晶片切割设备用于执行切割道位置计算步骤和芯片分离步骤。在切割道位置计算步骤中，处理所述可视数据采集过程中确定的端部位置和方向，以获得所有切割道的成对的首部和尾部。在芯片分离步骤中，所述晶片切割设备用于使得所述中央处理单元控制所述定位装置和所述晶片切割工具沿着切割道位置计算步骤中计算的切割道的成对的首部和尾部之间的直线切割所述晶片。

有利地，所述定位装置可以包括一个旋转的对齐保持器，用于在切割道的可视数据采集期间，相对于所述晶片检查系统旋转所述晶片。在一个可替换的实施例中，所述定位装置可以包括一个XY晶片保持台，用于在切割道的可视数据采集期间，根据圆形路径相对于所述晶片检查系统移动所述晶片。

根据本发明，用于检测晶片的切割道的位置和方向的检查方法，所述晶片具有基本上被不透明材料包覆的切割道，还具有只有部分所述切割道可见的暴露的周边区域，所述方法包括如下步骤：当所述晶片和晶片检查系统相对移动时，采集所述切割道部分的可视数据，其中，所述晶片检查系统包括具有视场的照相机，并且所述照相机的视场中心可以跟踪沿着所述周边区域布置的路径；以及分析获取的所述可视数据，以检测或计算所述切割道的位置和方向。

在处理速度和生产率高的实施例中，计算所述照相机的视场中心将要与切割道交叉处的预计坐标，并且，在所述照相机的视场中心到达所述预计坐标时，拍摄图像。

在生产率和准确性被提高的优选实施例中，当所述照相机的视场中心刚要到达所述预计坐标之前，开始可视数据采集过程；当所述照相机的视场中心到达所述预计坐标时，产生短暂的亮光照射所述晶片的表面；以及在所述亮光刚刚产生之后，停止所述可视数据采集过程。因此，有效地，虽然所述照相机的灵敏度保持时间较长，但是所述图像是从亮度高、持续时间短的闪光中获得，从而保证了图像的清晰性。

在获取所述切割道部分的可视数据步骤中，通过使用旋转对齐保持器相对于所述晶片检查系统旋转所述晶片，可以容易实现所述晶片和所述晶片检查系统的相对移动。在一个可替换的实施例中，在所述切割道部分的可视数据采集步骤中，使用快速精确的XY晶片保持台相对地移动所述晶片和所述晶片检查系统。

本发明所提供的方法在处理晶片的中心区域基本上被诸如模塑料的不透明材料包覆过程中优势明显。

附图说明

以下，通过一个或多个优选实施例和附图描述本发明的特征和优点，附图中，相同的标号表示相同或相似的部分。

图1示意性地示出了初始晶片。

图2示意性地示出了切割步骤。

图3示意性地示出了在实施切割步骤之后的所述初始晶片。

图4示意性地示出了模制晶片。

图5示意性地示出了模塑料的除去步骤。

图6示意性地示出了被切割的模制晶片。

图7是根据示例性实施例的清理台的示意图。

图8示意性地示出了根据本发明实施例的晶片切割设备的框图。

图9是根据本发明的示例性实施例的切割台的示意透视图。

图10为图9所示的切割台的细节放大图。

具体实施方式

图1示意性地示出了诸如初始晶片的半导体晶片的俯视图（上半部分）和横截面（下半部分）。所述晶片是晶片制造机器生产的精确高、质量高的产品。为了和随后过程中的晶片区分开来，在这个过程中，将所述晶片表示为“初始晶片”。

初始晶片1具有顶面2和与其相对的底面3。在顶面2上，初始晶片1具有元件部分4，所述元件部分包括将被表示为芯片的电子元件。芯片4根据矩形矩阵图案排列。芯片4之间的区域表示为切割道5。不管在切割前的初始情况下，还是切割后切割道被切开或者填充有模塑料的情况下，这些区域都被表示为“切割道”。

为了能够控制初始晶片1，晶片的底面3粘贴有胶布10。晶片环20绕晶片1设置，并且晶片环的底面21粘贴有胶布10。在任何情况下，胶布10都包覆初始晶片1的整个底面，所述胶布可以是胶带。

如图2所示，为了分离单独的芯片4，通过具有机械切割刀片31的切割设备30切割初始晶片1。切割刀片31从上方接近初始晶片1，面对初始晶片的顶面2，确定地切段整个初始晶片1的厚度。切割刀片31可能切到胶布10，但不会完全切断胶布。切口为沿着切割道5的相互垂直的线。应该注意的是，切割道5切口的宽度大约为40微米，所有芯片4的尺寸在0.2-20毫米之间，一般地，芯片尺寸大约为4毫米。

图3是图1的对比图，示意性地示出了切割后的所述初始晶片。此处，将晶片表示为“被切割的晶片”41。在图中，切割道5已经被切开，因此，各个芯片4彼此分离。然而，由于胶布10包覆整个晶片的底面3，所以，相对于彼此和晶片环20，各个芯片4的初始位置和方向基本上保持不变。所述晶片环20和胶布10是初始晶片1和各个芯片4的载体和保持器。

分离后，从切割机30上移除所述载体（10、20）和被切割的晶片41的组合。紧接其后，或者，等几天或更长时间后，将被切割的晶片41和载体（10、20）放置在模塑设备中，在所述设备中，连接垫52位于对应的芯片4上，而且，将诸如模塑料53的不透明材料施加到芯片4上，使其完全包覆芯片。例如，所述模塑料53可以包括塑料、树脂或环氧树脂，并且以液体形态将模塑料施加到芯片上，使模塑料完全填充切割道5。随后，硬化或固化所述模塑料53。所述连接垫52沿着顶面2的模塑料53层延伸，为了与芯片4元件实现电连接。

图4是图1的对比图，示意性地示出了模制过程完成之后的晶片。此处，将晶片表示为“模制晶片”51。从顶视图只能清楚看到连接垫52，看不到切割道5。

接下来，必须执行的步骤为分离被模塑料包覆的芯片4。原始晶片1为具有高精确度的产品，在其表面上，X和Y方向的间距精确不变。与原始晶片相反，芯片4的模制晶片51位置精度不高。这是晶片被处理之后的结果。在切割步骤中，芯片可能发生位移和/或稍微转动，而且，模制过程也会产生类似的结果。另外，切割过程的精度没有晶片的光刻制造工艺精度高。在切割过程中，监测切割进度，而且，有时需要略微调整切割刀片，这会导致切割断级，并且使切割的芯片的大小不完全相同。分离步骤所需的精度要求高，因此，不能依赖从初始晶片1测量的任何位置数据。也不可能从可视的连接垫52获取精度高的填充有模塑料的切割道5的位置。

图5是图4的对比图，示意性地示出将对模制晶片51执行的预处理步骤。所述预处理步骤为模塑料除去步骤。在所述步骤中，通过标准的旋转铣床去除模制晶片51的周边区域54内的包覆被切割的晶片41的模塑料53，此处不再描述所述旋转铣床。此处，除去该周边区域54内的所有模塑料53，为了确保保留的顶面是晶片材料，甚至需要除去晶片材料的顶部。应该注意的是，切开的切割道5从晶片的一个边缘延伸到晶片的另一个边缘。因此，如图5明确所示，移除模塑料之后，填充有模塑料的切割道5的端部（下文中，将被表示为“首部”和“尾部”，成对的端部里面的任何一个部分都可以表示“首部”或“尾部”）此刻暴露出来，并且可以被看见。而且，相对于相邻的暴露的晶片材料，切割道5内的模塑料53的视觉对比度较好。举例来说，对于一个单独的切割道5A，其首部用5A.1表示，尾部用5A.2表示。

对于每个单独的填充有模塑料的切割道5而言，现在可以可视地测量各个切割道的首部和尾部的精确位置。只要切割道的首部和尾部的位置和方向精准度高，而且这些首部和尾部可以正确配对，就可以计算沿着配对的首部和尾部之间的直线的中间切割道部分的精确位置，然后沿着计算出的直线执行切割处理。原则上，可以使用已知的任何满足作业需求的切割设备执行切割。所述切割装置可以包括机械刀片。然而，为了分离模制芯片，切割工具只能切割模塑料，不能接触所述晶片材料。考虑到填充有模塑料的切割道的切口很窄，一般地，所述切口的宽度为40微米，所以，优选地，所述切割工具应该包括激光束。图6是图5的对比图，示意性地示出最终结果，其中，切割道5内的模塑料53的切口的附图标记为6。

在下文中，将模塑料移除的预处理步骤表示为“清理晶片”。清理后，将晶片表示为“被清理的模制晶片”61。在用于分离模制芯片的切割过程完成之后，将晶片表示为“被切割的模制晶片”71。

图7是根据示例性实施例的清理台100的示意图。所述清理台100包括可以沿着三个正交方向调节位置的XYZ台110。附图标记20表示所述XYZ台110的调节驱动器。所述清理台100还包括安装在XYZ台110上的旋转座130，用于保持模制晶片51，并且相对于所述XYZ台110旋转所述晶片。附图标记140表示旋转座130的旋转驱动器。所述清理台100进一步包括旋转铣削工具150和旋转铣削工具150的铣削驱动器160。所述铣削工具150可以是一个标准的铣削工具，此处不再详述。

控制装置170控制调整驱动器120、旋转驱动器140和铣削驱动器160，使模制晶片51和旋转铣削工具150相对于彼此能处于合适的位置。具体地，在所述位置上，旋转铣削工具150与模制晶片51的顶面的周缘区域54啮合。此外，通过旋转旋转座130，旋转铣削工具150可以沿模制晶片51的外周运动。应该预先设置或者在操作过程中确定与旋转铣削工具150啮合的区域54的宽度和将要除去的模塑料53的厚度，或者可选地，应该保留的晶片材料的高度。例如，可以通过检测照相机观测铣削后晶片顶面的状况以确定应该保留的晶片材料的高度。

应该注意的是，所述铣削工具150也可以安装在XYZ台上，而不是将旋转座130安装在XYZ台110，并且固定铣削工具。此外，其它变化也是可行的。

还应该注意，通过结合XYZ台的X方向和Y方向的运动，也可以使所述旋转铣削工具150沿模制晶片51的外周运动。在这种情况下，可以省去旋转座130。

图8示意性地示出了根据本发明实施例的晶片切割设备2000的框图。所述的晶片切割设备2000用于接收已经被清理的模制晶片61，包括用于将被清理的模制晶片61制成被切割的模制晶片71的切割台200。

图9是根据本发明的示例性实施例的切割台200的透视结构示意图。所述切割台包括所述晶片切割设备200。附图标记210表示设备框架。附图标记220表示XY晶片保持台，可以沿着两个正交方向调节XY晶片保持台的位置。附图标记221表示用于XY晶片保持台220第一方向的调整驱动器，附图标记222表示用于XY晶片保持台220第二方向的调整驱动器，第一方向与第二方向垂直。附图标记270表示旋转对齐保持器。被清理的模制晶片61安装在旋转对齐保持器上，并且相对于旋转对齐保持器，通过合适的安装方法（简单起见，并未示出）紧固所述被清理的模制晶片。所述旋转对齐保持器也可以安装在XY晶片保持台220上。

一般地，附图标记230表示晶片检查系统。该系统包括照相机240。附图标记231表示安装架，用于将照相机240安装在被清理的模制晶片61的上方。附图标记250表示中央处理单元。所述中央处理单元250可以位于任何合适的位置，此处，如图所示，它安装在安装架231上。附图标记254表示中央处理单元250和照相机240之间的通信电缆，用于给照相机240供电和/或交换中央处理单元250和照相机240之间的通信数据。所述中央处理单元250还用于控制旋转对齐保持器270和XY保持台220的调整驱动器（221、222）。

图10示出照相机240和被清理的模制晶片61的放大图。在图中，照相机240朝下，虚线241表示照相机的视场中心。可以看出，该照相机的视场中心与晶片的周边区域54重合，其中，所述周边区域的模塑料53已被移除，并且可以看见填充有模塑料的切割道5。诸如LED灯的照明装置260照射照相机240下方的部分晶片周边区域54。照相机获得晶片周边区域54的图像，在该图像中，相对于周边的晶片材料，填充有模塑料的切割道5对比鲜明，因此，切割道和晶片材料之间的边界很容易辨认。

操作中，所述中央处理单元250首先执行可视数据采集步骤。所述中央处理单元250控制XY保持台220的调整驱动器（221、222），使XY保持台220总体上沿圆形运动。因此，相对于晶片61，照相机视场241中心的晶片61的投影沿着晶片的圆周（箭头242所指）在晶片周边区域54上运动，而且，整个运动的角距离至少为360度。在下文中，将所述运动路径表示为相机路径242。与此同时，照相机240产生图像信号，中央处理单元250接收并且分析这些信号。中央处理单元250设置有图像处理软件，用于分析照相机拍摄的具有填充有模塑料的切割道5的图像。不论何时，所述中央处理单元250都清楚晶片61的准确的XY位置，换言之，它清楚照相机240和照相机的视场241中心的角位置。所述中央处理单元250用于将照相机的瞬时图像与晶片61的瞬时XY位置关联起来，并且计算检测到的切割道5部分的确切位置和方向，和/或至少计算相邻的切割道之间的间距。

可视数据采集步骤完成后，当照相机240已经扫描的整个晶片的周边区域54的角距离至少超过360度时，中央处理单元250执行切割道位置计算步骤。在所述步骤中，处理测得的切割道5的首部和尾部的位置和方向，以找到匹配的首部和尾部，然后计算切割道的方向和相邻切割道之间的距离。

照相机240可以连续地拍摄图像，中央处理单元250可以连续地分析所述图像。此处，“连续地”是指一个相对高的频率。这涉及扫描可以表示切割道的数据模式的每个图像的必要性，另一方面，鉴于中央处理单元250的计算能力，这会减慢中央处理单元250的速度，进而，降低生产率。本发明将进一步阐述涉及提高生产率的技术。

根据上述进一步的阐述，智能应用按照预期定义的辅助信息和切割道的第一近似预测位置。所述辅助信息可以包括定义晶片类型的信息，此类信息和芯片的图案有关，因此也和切割道的图案有关。

在瞄准阶段，操作者手动对齐晶片与XY保持台220的X方向和Y方向。当操作者对对齐结果满意时，照相机240从晶片61的选取的合适部分拍摄一张代表性的图像，图像中，示出了连接垫52。此外，操作者输入X方向和Y方向的间距值以及这种类型的晶片的标识符。这些数据被输入到与中央处理单元250相关联的存储器中。在操作阶段，所述晶片切割设备2000接收具有已知标识符的新晶片61。基于该标识符，中央处理单元250从存储器中检索代表性图像，同时，用照相机240观察晶片，而且，中央处理单元控制旋转对齐保持器270旋转所述晶片61，使瞬时图像能和代表性图像对应。大致对齐了晶片以后，就可以大概知道切割道的已知的位置/间距。

中央处理单元250计算或者提前计算照相机视场241将要与切割道交叉处预计的照相机的位置。中央处理单元250控制所述XY保持台220的调整驱动器（221、222），使照相机在其路径242上的运动速度较快。运动过程中，相机240通常不会拍摄任何图像，因此，中央处理单元250不需要处理任何图像。或者，照相机240不停地拍摄图像，但是，中央处理单元250会忽略输入的数据。基于上述估算，只有当照相机视场241中心将与切割道在中央处理单元250计算位置大体交叉时，中央处理单元250才会处理照相机拍摄的图像。

可以通过中央处理单元250触发照相机以发送图像，或通过中央处理单元250从照相机的连续的图像流中获取一个图像，实现这个目的。

原则上，当照相机拍摄图像时，照相机依然可以相对于晶片移动。然而，具有成本效益的CCD照相机快门时间相对较长，这会降低精确度。可选地，可以使用高速照相机，但是它价格昂贵。克服这种问题的一种解决方案是拍摄照片时，固定照相机使其保持在一个固定的位置，但是，这样会降低扫描速度，并且降低生产率。

在一个优选的实施例中，当照相机视场241中心与切割道大体交叉时，中央处理单元250控制照明装置260使其正常关闭，以产生短暂的亮光。控制LED灯产生用于获得移动物体的清晰图像所需的较短但足够明亮的光线的操作比较容易，且费用较少。这和照相机中使用的技术类似，因此，这里不再赘述。

在进一步优选的实施例中，中央处理单元250触发照相机240，以捕获单个图像。首先，中央处理单元250触发照相机240开始接收光并产生图像；然后，中央处理单元触发照明装置260产生闪光；最后，中央处理单元触发相机240停止接收光，并且确定和传送图像。在该图像捕获过程中，照相机一直沿着照相机路径242移动，同时，拍摄相应切割道的清晰的照片。

在本发明所提出的方案中，如果一个切割道恰好位于中央处理单元250预计（计算）的位置处，那么，该切割道就会正好位于发送给中央处理单元250的由照相机拍摄的图像的中心，这会缩短中央处理单元250的处理时间，因为中央处理单元250可以快速确定有关切割道的标识符。即使切割道和估算位置之间有一定的偏移，切割道的确切位置也不会和估算位置相距较远，因此，不管在任何情况下，中央处理单元250都无需扫描照相机拍摄的整个图像。应该注意的是，在晶片表面，相机视场的直径大约为1毫米，因此，扫描整个图像需要花费大量的时间。

切割道位置计算步骤完成后，切割台200执行芯片分离的实际切割过程。为了实现这个目的，切割台200包括由中央处理单元250控制的晶片切割工具300。图9示意性地示出了晶片切割工具300。此外，图9中示出的晶片切割工具300也安装在安装架231上。在优选实施例中，晶片切割工具300是一个激光束切割工具。中央处理单元250控制XY保持台220和晶片切割工具300，以根据切割道位置计算步骤中计算的切割道的位置和方向和/或切割道的间距实现晶片61的直线切割。

应该注意的是，通过激光束切割实现芯片分离的过程是已知的技术，因此，此处不再赘述。上述过程中通常都会涉及的一点是：只要确定了首部和尾部，设备就可以在首部和尾部之间执行线性切割。本发明的特点在于：通过适中的成本，可以准确、快速地确定各个首部和尾部。

本领域技术人员应该清楚，上述示例性实施例并不用于限制本发明，凡在本公开的附权利要求限定范围之内所作的任何修改、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。例如，通过使用旋转保持器270旋转晶片，照相机可以扫描晶片的边缘区域。

根据描述，本发明用于诸如模制晶片的晶片。因为所述晶片的中心区域被模塑料包覆，所以，所述晶片不可见。然而，本发明的应用不限于这种类型的晶片。本发明的核心是一种确定切割道位置的方法，在所述方法中，通过确定晶片周边区域的切割道的端部位置，可以确定切割道的位置。一旦已知这些切割道的端部位置，可以假定，切割道为端部之间延伸的直线。当不管由于任何原因，晶片中心区域不可见时，为了确定切割道的位置，所述方法非常有用。当晶片中心区域可见时，所述方法也可以作为备选的确定方法，用于确定切割道的位置。

即使在不同的从属权利要求中引用了某些特征，本发明还涉及包括所有这些特征的实施例。虽然，已经以组合的方式描述了某些特征，但是，本发明还涉及这些特征中一个或多个的实施例。也可以省略没有作为必要特征明确描述的特征。权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制该权利要求的范围。

Claims (17)

1.一种用于切割晶片的晶片切割设备，所述晶片具有基本上被不透明材料包覆的切割道，其特征在于，还具有只有部分所述切割道可见的暴露的周边区域，所述的晶片切割设备包括：

晶片检查系统，包括具有视场的照相机；

定位装置，用于相对地移动晶片和所述晶片检查系统，使所述照相机的视场中心能够跟踪沿着所述晶片的暴露的周边区域布置的路径，以便执行所述切割道部分的可视数据采集；

处理单元，用于分析获得的所述可视数据，以检测或计算所述切割道的位置和方向；以及

晶片切割工具，用于沿所述处理单元检测或计算出的切割道部分之间的直线切割所述晶片。

2.如权利要求1的晶片切割设备，其特征在于，所述处理单元用于计算所述照相机的视场中心预计与切割道交叉处的坐标，并且，仅当所述照相机的视场中心到达所述计算的坐标时，从所述照相机获取用于可视数据采集的图像。

3.如权利要求2所述的晶片切割设备，其特征在于，所述照相机为可触发的照相机，用于在仅当接收到触发信号时，输出获得的可视数据信号，以及，所述处理单元用于在仅当所述照相机的视场中心到达所述计算的坐标时，向所述照相机发送触发信号。

4.如权利要求2所述的晶片切割设备，其特征在于，所述照相机用于连续输出获得的可视数据信号，并且，所述处理单元用于仅当所述照相机的视场中心到达所述计算的坐标时，选取一个图像。

5.如权利要求2所述的晶片切割设备，其特征在于，还包括：可控的照明装置，所述照明装置位于所述照相机的视场中心与所述晶片表面相交之处；其中,

所述处理单元用于仅当所述照相机的视场中心到达所述计算的坐标时，控制所述照明装置的正常关闭，以产生短暂的亮光。

6.如权利要求5所述的晶片切割设备，其特征在于，所述照相机是可触发的照相机；

所述处理单元用于在照相机的视场中心刚要到达所述计算的坐标之前，向所述照相机发送第一触发信号，以开始接收光并获得可视数据；

所述处理单元用于当所述照相机的视场中心到达所述计算的坐标时，向所述照明装置发送第二触发信号，使所述照明装置产生短暂的亮光；以及

所述处理单元还用于在所述照相机的视场中心刚刚到达所述计算的坐标之后，向所述照相机发送第三触发信号，以停止接收光并且确定和传送所述获取的可视数据。

7.如权利要求6所述的晶片切割设备，其特征在于，在所述第一触发信号和第三触发信号之间，所述定位装置用于继续所述晶片和所述晶片检查系统之间的相对运动。

8.如权利要求1所述的晶片切割设备，所述晶片切割设备用于执行切割道位置计算步骤和芯片分离步骤，其特征在于，在切割道位置计算步骤中，处理所述可视数据采集过程中确定的端部位置和方向，以获得所有切割道的成对的首部和尾部；

在芯片分离步骤中，所述晶片切割设备用于使得所述处理单元控制所述定位装置和所述晶片切割工具沿着切割道位置计算过程中计算的成对的首部和尾部之间的直线切割所述晶片。

9.如权利要求1所述的晶片切割设备，其特征在于，所述定位装置包括旋转对齐保持器，用于在切割道的可视数据采集期间相对于所述晶片检查系统旋转所述晶片。

10.如权利要求1所述的晶片切割设备，其特征在于，所述定位装置包括XY晶片保持台，用于在切割道的可视数据采集期间沿着圆形路径相对于所述晶片检查系统移动所述晶片。

11.一种用于检测晶片的切割道的位置和方向的检查方法，所述晶片具有基本上被不透明材料包覆的切割道，其特征在于，还具有只有部分所述切割道可见的暴露的周边区域，所述方法包括如下步骤：

当所述晶片和晶片检查系统相对移动时，采集所述切割道部分的可视数据，其中，所述晶片检查系统包括具有视场的照相机，并且所述照相机的视场中心跟踪沿着所述周边区域布置的路径；以及

分析获取的所述可视数据，以检测或计算所述切割道的位置和方向。

12.如权利要求11所述的检查方法，其特征在于，计算所述照相机的视场中心将要与切割道交叉处的预计坐标，并且，仅当所述照相机的视场中心到达所述预计坐标时，拍摄图像。

13.如权利要求12所述的检查方法，其特征在于，当所述照相机的视场中心刚要到达所述预计坐标之前，开始可视数据采集过程；

当所述照相机的视场中心到达所述估计的坐标时，产生短暂的亮光照射所述晶片的表面；以及

在所述亮光刚刚产生之后，停止所述可视数据采集过程。

14.如权利要求11所述的检查方法，其特征在于，在所述切割道部分的可视数据采集的步骤中，相对移动所述晶片和所述晶片检查系统的步骤包括：使用旋转对齐保持器相对于所述晶片检查系统移动所述晶片。

15.如权利要求11所述的检查方法，其特征在于，在所述切割道部分的可视数据采集的步骤中，相对移动所述晶片和所述晶片检查系统的步骤包括：使用XY晶片保持台相对于所述晶片检查系统移动所述晶片。

16.如权利要求11所述的检查方法，其特征在于，所述晶片的中心区域基本上被模塑料包覆。

17.一种晶片切割方法，所述晶片具有基本上被不透明材料包覆的切割道，还具有只有部分所述切割道可见的暴露的周边区域，所述方法包括：如权利要求11所述的检查方法；以及芯片分离步骤，在所述分离步骤中，沿着检测出来或计算出来的切割道部分之间的直线切割所述晶片。