CN111128841B - 裸片顶出设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种裸片顶出设备。所述裸片顶出设备包括上面板，其设置成被带到与切割带的下表面接触并且具有用于真空吸引所述切割带的至少一个真空孔，和用于将压缩空气注入到所述切割带的所述下表面的一部分上使得附接到所述切割带的上表面的裸片与所述切割带的所述上表面局部分离的空气注入孔；以及空气供应单元，其与所述空气注入孔连接以根据所述裸片的尺寸将所述压缩空气选择性地供应到所述空气注入孔。

Description

裸片顶出设备

技术领域

本发明涉及一种裸片顶出设备。更具体地说，本发明涉及一种裸片顶出设备，其用于在裸片接合过程中使裸片与框架晶圆的切割带分离，其中裸片接合到衬底，诸如引线框架和印刷电路板上。

背景技术

通常，通过重复执行一系列制造工艺，可以在用作半导体衬底的硅晶圆上形成半导体装置。如上所述形成的半导体装置可以通过切割工艺成为单片且可以通过裸片接合工艺接合到衬底。

用于执行裸片接合过程的设备可以包括拾取模块和接合模块，拾取模块用于从包括经由切割过程成为单片的裸片的框架晶圆中拾取裸片，接合模块用于将裸片接合至衬底。拾取模块可以包括用于支撑框架晶圆的台架单元、用于使裸片与框架晶圆的切割带相分离的裸片顶出设备以及用于从切割带拾取裸片的拾取单元。

裸片顶出设备可以包括具有圆柱帽形状的罩盖、与罩盖联接的圆柱形本体、以及通过在罩盖中形成的通孔在竖直方向上可移动设置的顶出销。罩盖的通孔可以按多行和多列进行布置的，并且顶出销可以插入与要拾取的裸片的尺寸相对应的一部分的通孔中。此外，支撑构件可以设置在罩盖中以支撑顶出销。

特别地，裸片的尺寸和形状可以根据半导体装置的种类进行各种改变，并且顶出销可以插入与裸片的尺寸和形状相对应的一部分的通孔中。近年来，随着裸片的厚度逐渐变薄，使用越来越多的顶出销以防止在裸片顶出步骤中对裸片的损坏。然而，当改变裸片的尺寸和形状时，必须改变顶出销的位置，并且可能花费相当多的时间来改变顶出销的位置。

发明内容

本发明提供了一种裸片顶出设备，其不需要改变顶出销的位置并且可以防止对裸片的损坏。

根据本发明的一些实施例，一种裸片顶出设备可以包括上面板，其设置成被带到与切割带的下表面接触并且具有用于真空吸引切割带的至少一个真空孔和用于将压缩空气注入到切割带的下表面的一部分上使得附接到切割带的上表面的裸片与切割带的上表面局部分离的空气注入孔；以及空气供应单元，其与空气注入孔连接以根据裸片的尺寸将压缩空气选择性地供应到空气注入孔。

根据本发明的一些实施例，上面板可以具有外部真空通道，其与至少一个真空孔连接并且是沿上面板的上表面的边缘部分形成的；第一内部真空通道，其在X轴方向上延伸并且与外部真空通道连接；以及第二内部真空通道，其在垂直于X轴方向的Y轴方向上延伸以与第一内部真空通道相交并且与外部真空通道连接。

根据本发明的一些实施例，空气注入孔可以分别设置在第一内部真空通道和第二内部真空通道之间。

根据本发明的一些实施例，空气注入孔可以被布置成具有矩形网格形状并且可以包括第一组，其包括设置在上面板的中央部分的至少一个空气注入孔；以及至少一个第二组，其被布置成围绕第一组，以及空气供应单元可以包括阀，其与第一和第二组中的每一个连接并且用于控制供应和切断压缩空气至第一和第二组中的每一个。

根据本发明的一些实施例，至少一个第二组可以具有矩形环形状。

根据本发明的一些实施例，空气注入孔可以包括第二组，其被布置为围绕第一组并且具有尺寸分别逐渐增加的矩形环形状。

根据本发明的一些实施例，裸片顶出设备还可以包括联接到上面板的顶出器本体。顶出器本体可以连接到真空泵。

根据本发明的一些实施例，裸片顶出设备还可以包括照明单元，其设置在上面板的下方并且被配置为透过上面板向上提供照明光。上面板可以由透光材料制成以透射照明光。

上面对本发明的概述不旨在描述本发明的每个所阐明的实施例或每个实施方案。下面的具体实施方式和权利要求更特别地例示了这些实施例。

附图说明

根据以下结合附图的描述，能够更加详细地理解本发明的实施例，其中：

图1为示出根据本发明的一个实施例的包括裸片顶出设备的裸片接合设备的示意图；

图2为示出如在图1中所示的裸片顶出设备的示意性横截面视图；

图3为示出如在图2中所示的裸片顶出设备的示意性平面图；

图4为示出如在图2中所示的空气注入孔和空气供应单元的示意图；以及

图5至7为示出如在图2中所示的裸片顶出设备的操作的示意性横截面视图。

虽然各种实施例适合于各种修改和替代形式，但其具体细节已通过示例的方式在附图中示出且将更详细地进行描述。然而，应理解的是其意图不是将所要求保护的本发明限制于所述的特定实施例。相反地，其意图是涵盖落在如通过权利要求所限定的主题的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。

具体实施方式

在下文中，参考附图更详细地描述本发明的实施例。然而，本发明不限于下面描述的实施例且以各种其他形式来进行实施。下面的实施例并不是用于完全完成本发明的，而是用于将本发明的范围完全传达给本领域的技术人员。

在说明书中，当一个组件被称为在......上或被连接至另一个组件或层时，其能够直接位于另一个组件或层上，被直接连接至其，或还可以存在中间组件或层。与此不同的是，将理解的是当一个组件被称为直接在另一个组件或层上或被直接连接至其时，其表示不存在中间组件。此外，尽管像第一、第二和第三的术语用于在本发明的各种实施例中描述各种区域和层，但区域和层并不限于这些术语。

以下使用的术语仅用于描述具体实施例，而不用于限制本发明。额外地，除非在此另有限定外，包括技术或科学术语的所有术语可以具有与本领域的技术人员通常所理解的相同的意义。

参考理想实施例的示意图来描述本发明的实施例。相应地，可以根据附图的形式来预期制造方法中的变化和/或容许误差。相应地，本发明的实施例不被描述为限于附图中的具体形式或区域且包括形式的偏差。该区域可以完全是示意性的，且其形式可以不描述或描绘在任何给定区域中的准确形式或结构，且不旨在限制本发明的范围。

图1为示出根据本发明的一个实施例的裸片顶出设备的裸片接合设备的示意图，并且图2为示出如在图1中所示的裸片顶出设备的示意性横截面视图。

参考图1和2，根据本发明的一个实施例的一种裸片顶出设备100可以用于在裸片接合过程中从切割带14拾取半导体裸片12以用于制造半导体装置。

一种用于执行裸片接合过程的设备可以包括用于支撑包括通过切割工艺个体化的多个裸片12的晶圆10的台架单元20、用于使裸片12与晶圆10分离的裸片顶出设备100、用于拾取由裸片顶出设备100分离的裸片12的拾取器30以及用于移动拾取器30的拾取器驱动部分40。

晶圆10可以被附接至切割带14上，且切割带14可以被安装至具有圆环形状的安装框架16。台架单元20可以包括晶圆台架22，其被配置为可在水平方向上移动；扩张环24，其设置在晶圆台架22上以用于支撑切割带14的边缘部分；以及夹具26，其用于通过降低安装框架16来扩张切割带14。

拾取器30可以设置在由台架单元20支撑的晶圆10的上方且可以安装到拾取器驱动部分40。拾取器驱动部分40可以水平和竖直地移动拾取器30，以拾取由裸片顶出设备100从切割带14分离出的裸片12。

此外，用于检测裸片12的位置的视觉单元50可以设置在由台架单元20支撑的晶圆10上。视觉单元50可以获取要拾取的裸片12的图像并且可以从图像检测裸片12的位置坐标。

裸片顶出设备100可以设置在由台架单元20支撑的晶圆10的下方。例如，裸片顶出设备100可以被布置成在竖直方向上对应于视觉单元50，并且台架单元20可以被配置为可由位于裸片顶出设备100和视觉单元50之间的台架驱动单元(未示出)在水平方向上移动。

此外，尽管未在图中示出，但是由拾取器30拾取的裸片12可以转移到裸片台架(未示出)上并且随后可以通过接合单元(未示出)接合到衬底(未示出)上。

参考图2，裸片顶出设备100可以包括上面板102，其设置成与切割带14的下表面接触；以及顶出器本体106，其联接到上面板102并且用于在上面板102的下方形成真空室104。上面板102可以具有用于真空吸引切割带14的至少一个真空孔110和用于将压缩空气注入到切割带14的下表面的一部分上使得附接到切割带14的上表面的裸片12与切割带14的上表面局部地分离的空气注入孔120。

图3为示出如在图2中所示的裸片顶出设备的示意性平面图；以及图4为示出如在图2中所示的空气注入孔和空气供应单元的示意图。

参考图3和4，上面板102可以具有圆盘形，并且顶出器本体106可以具有圆柱形，其下部是闭合的。顶出器本体106可以连接至真空泵108，并且可以通过上面板102的真空孔110向切割带14的下表面施加真空压力。如在图3中所示，尽管在上面板102中设置有两个真空孔110，但真空孔110的数量也可以有不同的变化。因此，本发明的范围可以不受真空孔110数量的限制。

根据本发明的一个实施例，上面板102可以具有形成在上面板102的上表面部分中的外部真空通道112，以与真空孔110连接。外部真空通道112可以沿上面板102的上表面的边缘部分形成。例如，外部真空通道112可以具有圆环形状。

此外，上面板114可以具有形成在上面板102的上表面部分中的第一内部真空通道114和第二内部真空通道116，以与外部真空通道112连接。例如，第一和第二内部真空通道114和116可以形成为矩形网格形状。第一内部真空通道114可以在X轴方向上延伸并且可以与外部真空通道112连接，并且第二内部真空通道116可以在垂直于X轴方向的Y轴方向上延伸以与第一真空通道114相交且可以与外部真空通道112连接。

切割带14可以通过真空孔110、外部真空通道112、第一内部真空通道114和第二内部真空通道116被真空吸附在上面板102的上表面上。

空气注入孔120可以与用于供应压缩空气的空气供应单元130连接。空气供应单元130可以根据裸片12的尺寸将压缩空气选择性地供应到空气注入孔120。特别地，空气供应单元130可以通过与裸片12对应的一部分空气注入孔120将压缩空气供应到切割带14的下表面的一部分上，以使裸片12与切割带14至少局部分离。

空气注入孔120可以分别设置在第一内部真空通道114和第二内部真空通道116之间。例如，空气注入孔120可以布置成具有矩形网格形状。此外，空气注入孔120可以被分成包括设置在上面板102的中央部分的至少一个空气注入孔120的第一组122，以及被布置成围绕第一组122的至少一个第二组。例如，如在图4中所示，空气注入孔120可以被分成包括四个空气注入孔120的第一组122和被布置成围绕第一组122并且具有尺寸分别逐渐增加的矩形环形状的三个第二组124、126和128。作为另一个示例，第一组122可以包括一个空气注入孔或两个空气注入孔，并且第二组124、126和128的数量可以有不同的变化。此外，尽管第二组124、126和128被配置为矩形环形状，但是第二组124、126和128也可以被分别配置为圆形环形状。

特别地，空气供应单元130可以包括分别与第一和第二组122、124、126和128连接的阀132、134、136和138。阀132、134、136和138可以分别控制至第一和第二组122、124、126和128的压缩空气的供应和切断。即，空气供应单元130可以根据裸片12的尺寸来控制阀122、124、126和128的操作，以使得通过空气注入孔120来选择性地供应压缩空气。替代地，空气供应单元130可以包括分别与空气注入孔120连接的多个阀，并且可以分别根据裸片12的尺寸来控制多个阀的操作。

再次参考图2，裸片顶出设备100可以包括照明单元140，其设置在上面板102的下方并且被配置为通过上面板102向上提供照明光。在这种情况下，上面板102可以由透光材料制成以透射照明光。照明单元140可以用作背光照明单元，以促进视觉单元50对裸片12的检测，并且作为一个示例可以包括多个发光二极管。

图5至7为示出如在图2中所示的裸片顶出设备的操作的示意性横截面视图。

参考图5至7，当切割带14上的裸片12A具有相对较小的尺寸时，可以通过第一组122的空气注入孔120来供应压缩空气。因此，如图5中所示，切割带14上附接有裸片12的部分可以向上充胀，使得裸片12与切割带14局部分离，如图5中所示。

此时，切割带14可以由通过真空孔110提供的真空压力而被真空吸引在上面板102的上表面上。可以通过外部真空通道112以及第一和第二内部真空通道114和116将真空压力施加到切割带14的下表面。压缩空气可以在切割带14被真空吸引在上面板102上的状态中通过第一组122的空气注入孔120提供，并且因此切割带14上未附接有裸片的部分可以选择性地向上充胀，如图5中所示。

在具有相对较大的裸片12B和12C的情况下，可以通过第一组122和第二组124和126的空气注入孔120选择性地供应压缩空气，并且因此裸片12可以与切割带14局部分离，如图6和7中所示。

根据本发明的实施例，上面板102可以具有用于真空吸引切割带14的真空孔110、外部真空通道122以及第一和第二内部真空通道114和116，以及用于将压缩空气注入到切割带14的下表面的一部分上以使裸片12与切割带14分离的空气注入孔120。空气供应单元130可以根据裸片12的尺寸将压缩空气选择性地供应到空气注入孔120。

因此，即使当改变裸片12的尺寸时，也不需要改变顶出销的位置或如现有技术中那样更换顶出销，从而减少了裸片接合过程所需的时间。此外，裸片12可以通过供应压缩空气并且使切割带14部分扩张而从切割带14分离，从而防止在裸片顶出步骤中对裸片12的损坏。

尽管已参考特定实施例描述了裸片顶出设备100，但其不限于此。因此，本领域的技术人员将容易理解的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，能够对其进行各种修改和变化。

Claims (7)

1.一种裸片顶出设备，其包括：

上面板，所述上面板设置成被带到与切割带的下表面接触并且具有用于真空吸引所述切割带的至少一个真空孔，和用于将压缩空气注入到所述切割带的所述下表面的一部分上使得附接到所述切割带的上表面的裸片与所述切割带的所述上表面局部分离的空气注入孔；以及

空气供应单元，所述空气供应单元与所述空气注入孔连接以根据所述裸片的尺寸将所述压缩空气选择性地供应到所述空气注入孔，

其中所述上面板具有：

外部真空通道，其与所述至少一个真空孔连接并且是沿所述上面板的上表面的边缘部分形成的；

第一内部真空通道，其在X轴方向上延伸并且与所述外部真空通道连接；以及

第二内部真空通道，其在垂直于所述X轴方向的Y轴方向上延伸以与所述第一内部真空通道相交并且与所述外部真空通道连接。

2.根据权利要求1所述的裸片顶出设备，其中所述空气注入孔分别设置在所述第一内部真空通道和所述第二内部真空通道之间。

3.根据权利要求1所述的裸片顶出设备，其中所述空气注入孔被布置成具有矩形网格形状并且包括第一组，其包括设置在所述上面板的中央部分的至少一个空气注入孔；以及至少一个第二组，其被布置成围绕所述第一组，以及

所述空气供应单元包括阀，其与所述第一和第二组中的每一个连接并且用于控制供应和切断所述压缩空气至所述第一和第二组中的每一个。

4.根据权利要求3所述的裸片顶出设备，其中所述至少一个第二组具有矩形环形状。

5.根据权利要求3所述的裸片顶出设备，其中所述空气注入孔包括第二组，其被布置为围绕所述第一组并且具有尺寸分别逐渐增加的矩形环形状。

6.根据权利要求1所述的裸片顶出设备，其还包括联接到所述上面板的顶出器本体，

其中所述顶出器本体连接到真空泵。

7.根据权利要求1所述的裸片顶出设备，其还包括照明单元，所述照明单元设置在所述上面板的下方并且被配置为透过所述上面板向上提供照明光，

其中所述上面板由透光材料制成以透射所述照明光。