CN109659269B - 一种晶圆覆膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电器元件制作技术领域，具体为一种晶圆覆膜装置，包括底箱，底箱侧壁上设置有送料孔，底箱上设置有用于放置晶圆的放置槽，放置槽外与其同心设置有环形的切割孔，底箱一侧铰接有盖体，还包括包边机构，盖体上竖直滑动设置有圆筒形的切刀，切刀能够驱动包边机构，切刀与盖体之间设置有切割弹簧，盖体内侧设置有圆柱形的压柱。本发明解决了现有技术中切割薄膜时，外围的薄膜会受到旋向的作用力而发生形变和褶皱，且需要人工将外围的薄膜包覆在晶圆上效率不高的问题。

Description

一种晶圆覆膜装置

技术领域

本发明涉及电器元件制作技术领域，具体为一种晶圆覆膜装置。

背景技术

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能的IC产品。

晶圆是由普通硅砂拉制提炼，经过溶解、提纯、蒸馏一系列措施制成单晶硅棒，单晶硅棒经过抛光、切片之后，就成为了晶圆。晶圆制作完成后需要在其表面覆膜，以保护晶圆，避免晶圆磨损。

传统的晶圆切割通常是人工操作，将薄膜覆盖在晶圆上，工人握持切刀沿着晶圆周边转动一圈从而实现薄膜的切割，最后将薄膜压紧在晶圆上即可。此种方式不仅效率低下，且切刀沿着晶圆周边转动，切割的过程中极易对晶圆的边缘造成磨损，影响晶圆的质量。

为了解决上述问题，现有技术中通常采用如图1所示的覆膜机给晶圆覆膜，该覆膜机包括底箱6，底箱6上设置有用于放置晶圆的放置槽4，放置槽4外设置有环形的切割孔5，底箱6一侧铰接有盖体1，盖体1上转动设置有切刀2。通过将晶圆放置在放置孔中，从底箱6上的送料孔3中将薄膜拉出并覆盖在晶圆上，然后盖上盖体1，驱动切刀2沿着切割孔5转动即可实现薄膜的切割。图1中切割孔5的直径大于晶圆的直径，切割时切刀2不会对晶圆的边缘造成磨损。

但是，由于切割时预留了晶圆外围的薄膜，故上述方式切割后需要人工将外围的薄膜包覆在晶圆上，才能完成整个晶圆的覆膜，效率依然不高。此外，上述方式在切割完成后打开盖体1时，外围的薄膜由于没有贴附在晶圆上，极易导致薄膜被掀起，从而影响贴膜的质量。再者，切割时外围的薄膜没有被压紧而处于自由状态，切刀2转动时会给这部分薄膜施加一个旋向的作用力，从而导致薄膜被拉扯发生形变和褶皱，影响晶圆贴膜的质量。

发明内容

本发明意在提供一种晶圆覆膜装置，以解决现有技术中切割薄膜时，外围的薄膜会受到旋向的作用力而发生形变和褶皱，且需要人工将外围的薄膜包覆在晶圆上效率不高的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种晶圆覆膜装置，包括底箱，底箱侧壁上设置有送料孔，底箱上设置有用于放置晶圆的放置槽，放置槽外与其同心设置有环形的切割孔，底箱一侧铰接有盖体，还包括包边机构，盖体上竖直滑动设置有圆筒形的切刀，切刀能够驱动包边机构，切刀与盖体之间设置有切割弹簧，盖体内侧设置有圆柱形的压柱。

本发明的原理和有益效果为：

放置槽用于放置晶圆，送料孔用于供薄膜穿过，盖体用于安装切刀，压柱用于将薄膜压紧在晶圆上。通过将晶圆置于放置孔中，盖上盖体，向下按压切刀使得切刀从切割孔中穿过，即可实现薄膜的切割，切割弹簧用于驱动切刀复位。本发明采用圆筒形的切刀，通过向下按压切刀实现薄膜的切割，一改现有技术中转动切刀切割的方式，避免了薄膜在切割的过程中受到来自切刀旋向的作用力而发生形变和褶皱。切刀切割薄膜的同时能够驱动包边机构运作，包边机构用于将外围薄膜包覆在晶圆上，避免打开盖体时外围薄膜被掀起而影响晶圆覆膜的质量。利用切刀驱动包边机构，与额外使用动力驱动包边机构相比，节约了动力资源。

进一步，包边机构包括设置在放置槽槽底的吸气孔，吸气孔连通有吸气通道，吸气通道设置在底箱内，吸气通道连通有吸气机构。吸气孔用于将吸气通道与放置槽连通，吸气机构用于把晶圆和外围薄膜之间的气体吸附至吸气通道内，从而使得外围薄膜包覆在晶圆的侧壁上。

进一步，吸气机构包括设置在底箱内的负压腔，负压腔与吸气通道连通，负压腔内滑动设置有活塞，底箱底部设置有可与切刀相抵的底板，底板与底箱之间连接有负压弹簧，底板两端延伸至切割孔下方，底板与活塞连接。切刀穿过切割孔后能够驱动底板向下移动，从而使得活塞在负压腔中向下移动，由此将气体吸附至负压腔中，进而将薄膜吸附至晶圆上，实现晶圆的包边；本发明通过切刀驱动底板实现晶圆的包边，无需引入外部动力，节约了动力资源。

进一步，负压腔连通有圆台状的出气连接管，出气连接管的小径端与负压腔连通，出气连接管的大径端连通有出气管，出气连接管内滑动设置有用于密封出气连接管的密封板，密封板与出气连接管的小径端之间连接有弹力绳；吸气通道与负压腔之间连通有进气连接管，进气连接管的结构与出气连接管的结构相同，进气连接管的大径端和小径端分别与负压腔和吸气通道连通。活塞向下移动时，进气连接管内的密封板在气流的作用下朝向负压腔移动，从而使得密封板与进气连接管之间形成间隙供气流通过；而出气连接管内的密封板在气流的作用下向进气连接管的小径端移动从而堵住出气连接管。活塞复位时，进气连接管内的密封板向其小径端移动从而密封进气连接管，吸气通道被密封，同理，出气管被打开，由此能够防止气体从吸气通道内回流到晶圆上将薄膜从晶圆上吹起。

进一步，压柱外滑动套设有包边筒，包边筒与压柱之间连接有复位弹簧，切刀内侧设置有用于驱动包边筒移动的推板。切刀驱动底板移动后，推板能够推动包边筒向下移动，包边筒用于将外围薄膜压紧在晶圆上；本发明在负压吸附外围薄膜后利用包边筒将外围薄膜压紧在晶圆上，相比直接采用负压吸附的方式实现包边，效果更好；此外，本发明在利用包边筒压紧薄膜之前利用负压将薄膜吸附在晶圆上，便于包边筒将薄膜压紧在晶圆上，包边效果更好；再者，采用负压吸附的方式可能会导致薄膜在晶圆侧壁上发生褶皱，包边筒向下移动时能够对薄膜进行修整，使得薄膜平整的贴附在晶圆上。

进一步，包边筒的底面与侧面之间导有圆角。如此能够减少包边筒与薄膜之间的摩擦力，避免薄膜损坏。

附图说明

图1为现有技术中晶圆覆膜机的结构示意图；

图2为本发明实施例的纵向剖视图；

图3为本发明负压腔和吸气通道、负压腔和出气管的连接结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：盖体1、切刀2、送料孔3、放置槽4、切割孔5、底箱6、薄膜7、底板8、吸气通道9、负压弹簧10、活塞杆11、活塞12、负压腔13、晶圆14、包边筒15、压柱16、推板17、切割弹簧18、吸气孔19、出气管20、出气连接管21、密封板22、弹力绳23、进气连接管24。

如图1所示，现有技术中的覆膜机包括底箱6，底箱6侧壁上开设有送料孔3，底箱6上设置有用于放置晶圆14的放置槽4，放置槽4外与其同心设置有环形的切割孔5，底箱6一侧铰接有盖体1。结合图2可知，本发明一种晶圆覆膜装置，在现有技术的基础上将切刀2设置成圆筒形的切刀2，切刀2竖直滑动连接在盖体1上，切刀2与盖体1之间设连接有切割弹簧18。

本发明还包括在切割的同时将外围薄膜7包覆在晶圆14上的包边机构，包边机构包括设置在放置槽4槽底的吸气孔19，吸气孔19连通有吸气通道9，吸气通道9开设在底箱6内。吸气通道9连通有吸气机构，吸气机构包括设置在底箱6内的负压腔13，负压腔13内密封滑动设置有活塞12，活塞12底部胶接有活塞杆11。底箱6底部横向安装有可与切刀2相抵的底板8，底板8两端延伸至切割孔5下方，底板8与活塞杆11连接，底板8与底箱6之间连接有负压弹簧10，负压弹簧10套设在活塞杆11上。结合图3可知，负压腔13顶部连通有圆台状的出气连接管21，出气连接管21的小径端与负压腔13连通，出气连接管21的大径端连通有出气管20。出气连接管21内滑动连接有用于密封出气连接管21的密封板22，密封板22与出气连接管21的小径端之间连接有弹力绳23。负压腔13和吸气通道9之间连通有进气连接管24，进气连接管24的结构与出气连接管21的结构相同，进气连接管24的小径端与吸气通道9连通，进气连接管24的大径端与负压腔13连通。

盖体1内侧还焊接有圆柱形的压柱16，压柱16的直径与晶圆14的直径相同。压柱16外滑动套设有包边筒15，包边筒15与压柱16之间连接有复位弹簧，切刀2内侧设置有用于驱动包边筒15移动的推板17。

使用本发明对晶圆14进行覆膜时，将需要覆膜的晶圆14置于放置槽中，然后将薄膜7从送料孔3中穿过并拉动至晶圆14上覆盖晶圆14。然后盖上盖体1，盖体1上的压柱16压紧在晶圆14上，由此将薄膜7压紧在晶圆14上。然后向下按压切刀2，圆筒形的切刀2从切割孔5中穿过将薄膜7割破，由此实现薄膜7的切割，与现有技术中通过驱动切刀2转动来切割薄膜7相比，解决了外围薄膜7受到来自切刀2旋向的作用力而发生形变的问题。

切刀2穿过切割孔5后继续按压切刀2，切刀2推动切割孔5下方的底板8向下移动，底板8带动活塞12在负压腔13中向下移动，负压腔13中产生负压，空气从吸气通道9中流动至进气连接管24中，进气连接管24中的密封板22在气流的作用下向进气连接管24的大径端移动，从而使得密封板22与进气连接管24的内壁之间形成间隙，气流能够从该间隙流动至负压腔13中。由此将放置槽4中的气体从吸气孔19中吸附至吸气通道9内，外围薄膜7在气流的作用下被吸附至晶圆14的侧壁上，由此实现了晶圆14的初步包边。同理，出气连接管21中的密封板22朝出气连接管21的小径端移动，由此密封出气连接管21，气体不会从出气连接管21中流入负压腔13中。

单独使用吸气的方式将外围薄膜7吸附在晶圆14上，难免会导致薄膜7粘附不紧且不平整。因此，底板8向下移动后继续驱动切刀2向下移动，使得切刀2上的推板17与包边筒15相抵，推板17推动包边筒15向下移动，包边筒15挤压吸附在晶圆14侧壁上的薄膜7并将薄膜7向下推动，使得薄膜7紧密的贴合在晶圆14的侧壁上。同时也能够对晶圆14侧壁上的薄膜7产生的褶皱进行整平，使得薄膜7平整的包覆在晶圆14的侧壁上，由此则实现了晶圆14的包边。包边筒15的底面与侧面之间导有圆角，能够减少包边筒15对薄膜7的摩擦力，避免薄膜7损坏。

薄膜包覆在晶圆14上后，释放切刀2，切刀2在切割弹簧18的作用下向上移动，同时，底板8也在负压弹簧10的作用下复位带动活塞12向上移动，由此将负压腔13中的气体挤压至出气连接管21和进气连接管24处。进气连接管24内的密封板22在气流的作用下向进气连接管24的小径端移动，从而密封进气连接管24。同理，出气连接管21中的密封板22朝出气连接管21的大径端移动，出气连接管21打开，气体从出气连接管21流动至出气管20中，最终排出装置外。由于气体无法从进气连接管24中回流到放置槽中，故能够避免气体回流到晶圆14处将包覆在晶圆14上的薄膜掀起。

本发明通过按压圆筒形的切刀2切割薄膜7，能够避免薄膜7受旋向作用力发生形变；此外，本发明在切割薄膜7的同时能够将外围薄膜7包覆在晶圆14上，实现晶圆14的包边，提高了晶圆14覆膜的效率，也避免了打开盖体1时薄膜7被掀起的情况。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (4)

1.一种晶圆覆膜装置，包括底箱，底箱侧壁上设置有送料孔，底箱上设置有用于放置晶圆的放置槽，放置槽外与其同心设置有环形的切割孔，底箱一侧铰接有盖体，其特征在于：还包括包边机构，所述盖体上竖直滑动设置有圆筒形的切刀，切刀能够驱动包边机构，切刀与盖体之间设置有切割弹簧，盖体内侧设置有圆柱形的压柱；所述包边机构包括设置在所述放置槽槽底的吸气孔，吸气孔连通有吸气通道，吸气通道设置在所述底箱内，吸气通道连通有吸气机构；所述吸气机构包括设置在底箱内的负压腔，负压腔与所述吸气通道连通，负压腔内滑动设置有活塞，底箱底部设置有可与切刀相抵的底板，底板与底箱之间连接有负压弹簧，底板两端延伸至切割孔下方，底板与所述活塞连接。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆覆膜装置，其特征在于：所述负压腔连通有圆台状的出气连接管，出气连接管的小径端与负压腔连通，出气连接管的大径端连通有出气管，出气连接管内滑动设置有用于密封出气连接管的密封板，密封板与出气连接管的小径端之间连接有弹力绳；吸气通道与负压腔之间连通有进气连接管，进气连接管的结构与出气连接管的结构相同，进气连接管的大径端和小径端分别与负压腔和吸气通道连通。

3.根据权利要求2所述的一种晶圆覆膜装置，其特征在于：所述压柱外滑动套设有包边筒，包边筒与所述压柱之间连接有复位弹簧，所述切刀内侧设置有用于驱动包边筒移动的推板。

4.根据权利要求3所述的一种晶圆覆膜装置，其特征在于：所述包边筒的底面与侧面之间导有圆角。

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