CN111403322A - 晶圆片剥离装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种晶圆片剥离装置，与外部设备框架固定连接，包括整体可活动地设置于外部设备框架上、用于完成晶圆片剥离操作的剥离执行机构以及整体固定连接于外部设备框架上、用于完成晶圆片输送的传输执行机构；剥离执行机构内包括晶圆片吸取组件以及晶圆片翻转组件；在晶圆片吸取组件及晶圆片翻转组件的配合运作下，外部晶圆片承托机构上所承载的晶圆片被逐一剥离、移动至传输执行机构上。本发明通过机械化、自动化的方式，完成了晶圆片加工过程中的晶圆片剥离下料，在满足操作要求的同时提升了操作的效率、节约了人力资源、减轻了加工企业的负担。

Description

晶圆片剥离装置
技术领域
本发明涉及一种自动化上下料装置，具体而言，涉及一种在晶圆片加工过程中所使用的晶圆片剥离装置，属于工业自动化技术领域。
背景技术
晶圆片又称硅晶片，是一种由硅锭加工而成的产品，在半导体、碳化硅、蓝宝石及太阳能光伏等多个行业中均有所应用。由于晶圆片特殊的结构，通过专门的处理工艺可以在晶圆片上刻蚀出数以百万计的晶体管，因此目前，晶圆片已经被广泛地应用于集成电路的加工制造中。
具体而言，在加工过程中，晶圆棒借助胶水与树脂板粘合在一起，经设备用线切割、形成一片一片的晶圆片。随后，需要在热水中浸泡、使胶水软化，从而实现晶圆片与树脂板的分离。在现阶段的晶圆片加工中，各生产企业在将晶圆片与树脂板分离这一操作步骤中，主要还是依靠人工的方式来完成操作，即在热水浸泡后、靠人工将晶圆片一一取出。
但是在长期的实际操作中，技术人员发现，采用人工的方式进行晶圆片的取出操作，存在着几个显著的缺陷：首先，为了保证胶水的软化效果、加快晶圆片与树脂板的分离，浸泡晶圆片的水温需要保持在70℃以上，因此在进行人工操作时，操作者面临着很高的烫伤风险。其次，同样是由于水温过高，在人工操作时，操作者需要佩戴手套进行来回的晶圆片取放，操作十分不便、影响作业效率。此外，一整根晶圆棒上的晶圆片数量约为400片左右，单次取放过程中的晶圆片数量约为50片左右，取放时需要保证晶圆片间片片分离，显而易见的，晶圆片剥离操作过程的劳动强度很大，严重浪费了加工企业内的人力资源、增加了人力成本。
综上所述，如何在现有技术的基础上提出一种全新的、可应用于晶圆片加工过程中的晶圆片剥离装置，针对现有技术中所存在的上述诸多不足进行相应地提升和改进，也就成为了本领域内技术人员亟待解决的问题。
发明内容
鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明提出了一种在晶圆片加工过程中所使用的晶圆片剥离装置，具体如下。
一种晶圆片剥离装置，与外部设备框架固定连接，其特征在于：包括整体可活动地设置于所述外部设备框架上、用于完成晶圆片剥离操作的剥离执行机构以及整体固定连接于所述外部设备框架上、用于完成晶圆片输送的传输执行机构；所述剥离执行机构内包括晶圆片吸取组件以及晶圆片翻转组件；在所述晶圆片吸取组件及所述晶圆片翻转组件的配合运作下，外部晶圆片承托机构上所承载的晶圆片被逐一剥离、移动至所述传输执行机构上。
优选地，所述剥离执行机构包括一机构支撑架，所述外部设备框架上沿水平方向固定设置有活动限位凸条，所述机构支撑架可活动地嵌设于所述活动限位凸条上；所述外部设备框架上还设置有机构驱动组件，所述机构驱动组件包括设置于所述外部设备框架两端部的主动轮以及套设于所述主动轮上的同步带，所述同步带的运动方向与所述活动限位凸条的设置方向相平行，所述同步带与所述外部设备框架间传动连接；在所述机构驱动组件的运作下，所述外部设备框架沿所述活动限位凸条往复移动。
优选地，所述机构支撑架由相互连接的第一支撑杆及第二支撑杆组成，所述第一支撑杆与所述第二支撑杆二者均沿垂直方向设置。
优选地，所述晶圆片吸取组件包括第一活动气缸、第二活动气缸以及取料吸盘，所述第一活动气缸沿垂直方向设置且整体与所述第一支撑杆固定连接，所述第二活动气缸及所述取料吸盘二者均设置于所述第一活动气缸的活动滑块上并通过所述活动滑块的移动、带动实现二者的整体移动；所述取料吸盘的中段位置与所述第一活动气缸的活动滑块相连接，所述第二活动气缸的气缸轴与所述取料吸盘的末端相抵接。
优选地，所述晶圆片吸取组件还包括用于检测晶圆片到位与否的检片器件以及用于产生气流、实现晶圆片间分离的吹气器件，所述检片器件与所述吹气器件均通过连接臂与所述第一支撑杆相连接。
优选地，所述晶圆片翻转组件包括旋转气缸、第三活动气缸以及下料吸盘，所述旋转气缸整体与所述第二支撑杆固定连接，所述旋转气缸的气缸轴上固定连接有一连接基座，所述第三活动气缸固定设置于所述连接基座上，所述下料吸盘与所述第三活动气缸的气缸轴固定连接；所述旋转气缸的气缸轴转动角度为90°，在所述旋转气缸的运作下，所述第三活动气缸整体的设置方向在垂直与水平间转换。
优选地，所述取料吸盘为双吸盘器件，所述下料吸盘为单吸盘器件。
优选地，所述传输执行机构包括机构支撑板以及固定设置于所述机构支撑板上端面的输送皮带，所述机构支撑板与所述外部设备框架间固定连接，所述输送皮带靠近所述外部晶圆片承托机构的一端为上料端、远离所述外部晶圆片承托机构的一端为下料端。
优选地，所述外部晶圆片承托机构为晶圆片承托架，所述晶圆片承托架的位置与所述剥离执行机构及所述传输执行机构二者的位置相匹配。
与现有技术相比，本发明的优点主要体现在以下几个方面：
本发明的晶圆片剥离装置，通过机械化、自动化的方式，完成了晶圆片加工过程中的晶圆片剥离下料，在满足操作要求的同时提升了操作的效率、节约了人力资源、减轻了加工企业的负担。
具体而言，在本发明中，对于晶圆片的剥离下料主要依靠气缸与吸盘的配合运作来实现，最大限度上地降低了整个操作过程中的人工介入，不仅方便了操作者的使用，而且也避免了操作者与晶圆片及热水的直接接触、规避了烫伤风险。本发明中的纯机械化操作，也有效地节约了加工企业的人力资源、降低了人力成本。
此外，本发明的设备机械关系优异，其所使用的各部分零件也大多为技术较为成熟、市面上常见的机加工零部件，各生产企业可以通过对现有的零部件的改装、组合来获取本发明的技术方案，不仅最大限度地满足了使用者的使用需要，而且进一步降低了设备整体的生产及维护成本、节约了企业的生产资源。
以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
其中：1、外部设备框架；2、机构支撑架；21、第一支撑杆；22、第二支撑杆；3、活动限位凸条；4、主动轮；5、同步带；6、第一活动气缸；7、第二活动气缸；8、取料吸盘；9、检片器件；10、吹气器件；11、旋转气缸；12、第三活动气缸；13、下料吸盘；14、机构支撑板；15、输送皮带。
具体实施方式
本发明揭示了一种在晶圆片加工过程中所使用的晶圆片剥离装置，具体如下。
如图1所示，一种晶圆片剥离装置，与外部设备框架1固定连接，包括整体可活动地设置于所述外部设备框架1上、用于完成晶圆片剥离操作的剥离执行机构以及整体固定连接于所述外部设备框架1上、用于完成晶圆片输送的传输执行机构。所述剥离执行机构内包括晶圆片吸取组件以及晶圆片翻转组件。在所述晶圆片吸取组件及所述晶圆片翻转组件的配合运作下，外部晶圆片承托机构（图中未示出）上所承载的晶圆片被逐一剥离、移动至所述传输执行机构上。
所述剥离执行机构包括一机构支撑架2，所述外部设备框架1上沿水平方向固定设置有活动限位凸条3，所述机构支撑架2可活动地嵌设于所述活动限位凸条3上。所述外部设备框架1上还设置有机构驱动组件，所述机构驱动组件包括设置于所述外部设备框架1两端部的主动轮4以及套设于所述主动轮4上的同步带5，所述同步带5的运动方向与所述活动限位凸条3的设置方向相平行，所述同步带5与所述外部设备框架1间传动连接。在所述机构驱动组件的运作下，所述外部设备框架1沿所述活动限位凸条3往复移动。
所述机构支撑架2由相互连接的第一支撑杆21及第二支撑杆22组成，所述第一支撑杆21与所述第二支撑杆22二者均沿垂直方向设置。
所述晶圆片吸取组件包括第一活动气缸6、第二活动气缸7以及取料吸盘8，所述第一活动气缸6沿垂直方向设置且整体与所述第一支撑杆21固定连接，所述第二活动气缸7及所述取料吸盘8二者均设置于所述第一活动气缸6的活动滑块上并通过所述活动滑块的移动、带动实现二者的整体移动。所述取料吸盘8的中段位置与所述第一活动气缸6的活动滑块相连接，所述第二活动气缸7的气缸轴与所述取料吸盘8的末端相抵接。
所述晶圆片吸取组件还包括用于检测晶圆片到位与否的检片器件9以及用于产生气流、实现晶圆片间分离的吹气器件10，所述检片器件9与所述吹气器件10均通过连接臂与所述第一支撑杆21相连接。
所述晶圆片翻转组件包括旋转气缸11、第三活动气缸12以及下料吸盘13，所述旋转气缸11整体与所述第二支撑杆22固定连接，所述旋转气缸11的气缸轴上固定连接有一连接基座，所述第三活动气缸12固定设置于所述连接基座上，所述下料吸盘13与所述第三活动气缸12的气缸轴固定连接。所述旋转气缸11为一个翻转气缸、其气缸轴转动角度为90°，在所述旋转气缸11的运作下，所述第三活动气缸12整体的设置方向在垂直与水平间转换。
考虑到取料和下料过程中对于吸取力度的要求不同，在本实施例中，所述取料吸盘8为双吸盘器件，所述下料吸盘13为单吸盘器件。
所述传输执行机构包括机构支撑板14以及固定设置于所述机构支撑板14上端面的输送皮带15，所述机构支撑板14与所述外部设备框架1间固定连接，所述输送皮带15靠近所述外部晶圆片承托机构的一端为上料端、远离所述外部晶圆片承托机构的一端为下料端。
所述外部晶圆片承托机构可以有多种实现方式，能实现晶圆片承载功能即可，在本实施例中，所述外部晶圆片承托机构为晶圆片承托架，所述晶圆片承托架的位置与所述剥离执行机构及所述传输执行机构二者的位置相匹配。
以下简述本发明的使用过程：装置整体在所述主动轮4及所述同步带5的牵引带动下、移动至所述外部晶圆片承托机构处，当所述检片器件9检测到晶圆片到位后，装置整体停止移动。随后，所述吹气器件10产生气流吹向晶圆片，所述第一活动气缸6带动所述取料吸盘8下降，所述取料吸盘8的吸盘移动至晶圆片侧向位置。所述第二活动气缸7运作，在杠杆作用下，所述取料吸盘8与晶圆片触接、吸盘真空吸取。
当所述取料吸盘8对晶圆片的吸取完成后，所述第一活动气缸6带动所述取料吸盘8上升，到达转接工位。随后所述旋转气缸11运作，带动所述第三活动气缸12及所述下料吸盘13旋转90°，所述下料吸盘13到达转接工位。所述第二活动气缸7再次运作，在杠杆作用下，所述取料吸盘8向所述下料吸盘13方向倾斜，所述下料吸盘13与晶圆片触接、吸盘真空吸取。所述下料吸盘13吸取完成后，所述取料吸盘8释放真空、解除对晶圆片的吸附。
所述旋转气缸11再次运作，带动所述第三活动气缸12及所述下料吸盘13复位，所述第三活动气缸12运作，将晶圆片推送至距离所述输送皮带15相近的位置。随后所述下料吸盘13释放真空、解除对晶圆片的吸附，晶圆片掉落至所述输送皮带15上，由所述输送皮带15完成后续输送。重复以上步骤，直至完成全部晶圆片的剥离操作。
本发明的晶圆片剥离装置，通过机械化、自动化的方式，完成了晶圆片加工过程中的晶圆片剥离下料，在满足操作要求的同时提升了操作的效率、节约了人力资源、减轻了加工企业的负担。
具体而言，在本发明中，对于晶圆片的剥离下料主要依靠气缸与吸盘的配合运作来实现，最大限度上地降低了整个操作过程中的人工介入，不仅方便了操作者的使用，而且也避免了操作者与晶圆片及热水的直接接触、规避了烫伤风险。本发明中的纯机械化操作，也有效地节约了加工企业的人力资源、降低了人力成本。
此外，本发明的设备机械关系优异，其所使用的各部分零件也大多为技术较为成熟、市面上常见的机加工零部件，各生产企业可以通过对现有的零部件的改装、组合来获取本发明的技术方案，不仅最大限度地满足了使用者的使用需要，而且进一步降低了设备整体的生产及维护成本、节约了企业的生产资源。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种晶圆片剥离装置，与外部设备框架（1）固定连接，其特征在于：包括整体可活动地设置于所述外部设备框架（1）上、用于完成晶圆片剥离操作的剥离执行机构以及整体固定连接于所述外部设备框架（1）上、用于完成晶圆片输送的传输执行机构；所述剥离执行机构内包括晶圆片吸取组件以及晶圆片翻转组件；在所述晶圆片吸取组件及所述晶圆片翻转组件的配合运作下，外部晶圆片承托机构上所承载的晶圆片被逐一剥离、移动至所述传输执行机构上。
2.根据权利要求1所述的晶圆片剥离装置，其特征在于：所述剥离执行机构包括一机构支撑架（2），所述外部设备框架（1）上沿水平方向固定设置有活动限位凸条（3），所述机构支撑架（2）可活动地嵌设于所述活动限位凸条（3）上；所述外部设备框架（1）上还设置有机构驱动组件，所述机构驱动组件包括设置于所述外部设备框架（1）两端部的主动轮（4）以及套设于所述主动轮（4）上的同步带（5），所述同步带（5）的运动方向与所述活动限位凸条（3）的设置方向相平行，所述同步带（5）与所述外部设备框架（1）间传动连接；在所述机构驱动组件的运作下，所述外部设备框架（1）沿所述活动限位凸条（3）往复移动。
3.根据权利要求2所述的晶圆片剥离装置，其特征在于：所述机构支撑架（2）由相互连接的第一支撑杆（21）及第二支撑杆（22）组成，所述第一支撑杆（21）与所述第二支撑杆（22）二者均沿垂直方向设置。
4.根据权利要求3所述的晶圆片剥离装置，其特征在于：所述晶圆片吸取组件包括第一活动气缸（6）、第二活动气缸（7）以及取料吸盘（8），所述第一活动气缸（6）沿垂直方向设置且整体与所述第一支撑杆（21）固定连接，所述第二活动气缸（7）及所述取料吸盘（8）二者均设置于所述第一活动气缸（6）的活动滑块上并通过所述活动滑块的移动、带动实现二者的整体移动；所述取料吸盘（8）的中段位置与所述第一活动气缸（6）的活动滑块相连接，所述第二活动气缸（7）的气缸轴与所述取料吸盘（8）的末端相抵接。
5.根据权利要求3所述的晶圆片剥离装置，其特征在于：所述晶圆片吸取组件还包括用于检测晶圆片到位与否的检片器件（9）以及用于产生气流、实现晶圆片间分离的吹气器件（10），所述检片器件（9）与所述吹气器件（10）均通过连接臂与所述第一支撑杆（21）相连接。
6.根据权利要求4所述的晶圆片剥离装置，其特征在于：所述晶圆片翻转组件包括旋转气缸（11）、第三活动气缸（12）以及下料吸盘（13），所述旋转气缸（11）整体与所述第二支撑杆（22）固定连接，所述旋转气缸（11）的气缸轴上固定连接有一连接基座，所述第三活动气缸（12）固定设置于所述连接基座上，所述下料吸盘（13）与所述第三活动气缸（12）的气缸轴固定连接；所述旋转气缸（11）的气缸轴转动角度为90°，在所述旋转气缸（11）的运作下，所述第三活动气缸（12）整体的设置方向在垂直与水平间转换。
7.根据权利要求6所述的晶圆片剥离装置，其特征在于：所述取料吸盘（8）为双吸盘器件，所述下料吸盘（13）为单吸盘器件。
8.根据权利要求1所述的晶圆片剥离装置，其特征在于：所述传输执行机构包括机构支撑板（14）以及固定设置于所述机构支撑板（14）上端面的输送皮带（15），所述机构支撑板（14）与所述外部设备框架（1）间固定连接，所述输送皮带（15）靠近所述外部晶圆片承托机构的一端为上料端、远离所述外部晶圆片承托机构的一端为下料端。
9.根据权利要求1所述的晶圆片剥离装置，其特征在于：所述外部晶圆片承托机构为晶圆片承托架，所述晶圆片承托架的位置与所述剥离执行机构及所述传输执行机构二者的位置相匹配。
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GR01 Patent grant
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