CN112356326A - 一种晶圆自动裁切机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆自动裁切机，包含机架，以及设置在机架上的上料机构、搬运机构、裁切机构、下料机构和排废机构；所述上料机构用于晶圆堆叠上料，搬运机构将上料机构上的晶圆送至裁切机构，裁切机构对晶圆进行裁切，裁切后的晶圆由下料机构送出，废料由排废机构送出；本方案提供了一套自动化的晶圆裁切设备，包括自动上料、搬运、裁切、下料以及排废功能；整个机器运行不需要人工干预，提高了加工效率，减少了人力，并避免了人工操作受伤的风险。

Description

一种晶圆自动裁切机

技术领域

本发明涉及一种晶圆自动裁切机，属于半导体加工设备技术领域。

背景技术

晶圆在加工过程中需要进行裁切，现有的常规加工过程为手工上料裁切，手动上料，机器裁剪，手动下料，手工分离废料；而人员通过手工切割、废料清理，动作繁杂并且劳动强度大，这样费时、费力且成本高；而且人员手工操作治具，刀片切割存在安全风险性；整体节奏慢，生产周期长。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种晶圆自动裁切机。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种晶圆自动裁切机，包含机架，以及设置在机架上的上料机构、搬运机构、裁切机构、下料机构和排废机构；所述上料机构用于晶圆堆叠上料，搬运机构将上料机构上的晶圆送至裁切机构，裁切机构对晶圆进行裁切，裁切后的晶圆由下料机构送出，废料由排废机构送出。

优选的，所述上料机构包含上料支架和上料升降台，上料支架上设置有上料驱动组件、侧导料板和后导料板，上料驱动组件带动上料升降台升降，上料升降台用于堆叠晶圆，侧导料板设置在上料升降台的两侧，后导料板位于上料机构的出料侧。

优选的，所述上料驱动组件包含上料驱动电机、电机传动带机构和升降传动带机构，上料驱动电机通过电机传动带机构带动升降传动带机构运动；所述上料支架上设置有竖向滑轨，上料升降台与竖向滑轨滑动配合，上料升降台通过皮带夹板与升降传动带机构配合；所述上料支架的顶部设置有上料感应装置。

优选的，所述搬运机构包含横移驱动组件、横移板、吸盘升降驱动装置和圆盘架；所述横移驱动组件带动横移板横向移动，吸盘升降驱动装置设置在横移板上，吸盘升降驱动装置带动圆盘架升降，圆盘架上设置有环形分布的多个吸盘。

优选的，所述横移驱动组件为电机丝杆组件，横移板为横向的长形结构，吸盘升降驱动装置设置在横移板的一端，横移板的另一端上设置有配重块；所述横移板上还设置有横移位置感应架，横移位置感应架用于配合横移位置传感器；所述圆盘架上设置有加强筋，加强筋由圆盘架与吸盘升降驱动装置的连接部位延伸至圆盘架的另一侧。

优选的，所述裁切机构包含裁切支架、增压缸、裁切导向架、裁切上模具和裁切下模具，增压缸和裁切导向架设置在裁切支架的上部，裁切下模具设置在裁切支架的下部，裁切上模具与裁切导向架配合，增压缸带动裁切上模具运动，使其与裁切下模具配合，对晶圆进行裁切。

优选的，所述裁切支架的底部和裁切下模具均为中空结构，使裁切后的晶圆可以直接落在下方的下料机构上；所述裁切支架上还设置有裁切高度传感支架，裁切高度传感支架与裁切导向架配合。

优选的，所述下料机构包含下料支架、下料升降组件、翻转底座和翻转台，下料升降组件带动翻转底座升降，翻转台的下侧设置有翻转连接臂，翻转连接臂的中部铰接在翻转底座上，下料支架上设置有翻转止挡部件，翻转止挡部件与翻转台或翻转连接臂配合。

优选的，所述翻转底座与翻转台或翻转连接臂通过复位部件配合，翻转止挡部件为滚轮。

优选的，所述排废机构包含排废支架、排废横移组件、夹爪气缸、排废夹爪和排废移动感应支架，排废横移组件设置在排废支架上，排废横移组件带动夹爪气缸和排废移动感应支架同步移动，排废移动感应支架用于安装位置传感部件，夹爪气缸带动排废夹爪开合。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本方案提供了一套自动化的晶圆裁切设备，包括自动上料、搬运、裁切、下料以及排废功能；整个机器运行不需要人工干预，提高了加工效率，减少了人力，并避免了人工操作受伤的风险。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为本发明所述的一种晶圆自动裁切机的立体结构示意图；

附图2为本发明所述的上料机构的立体结构示意图；

附图3为图2的A处放大图；

附图4为本发明所述的搬运机构的立体结构示意图；

附图5为本发明所述的裁切机构的立体结构示意图；

附图6为本发明所述的下料机构的立体结构示意图；

附图7为本发明所述的排废机构的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1-7所示，本发明所述的一种晶圆自动裁切机，包含机架10，以及设置在机架10上的上料机构1、搬运机构2、裁切机构3、下料机构4、排废机构5、上料侧开口6、产品出料口7和废料排放口8；所述上料侧开口6位于上料机构1的一侧，用于晶圆工件批量堆叠上料，上料机构1将晶圆向上送出，搬运机构2将上料机构1上的晶圆送至裁切机构3，裁切机构3对晶圆进行裁切，产品出料口7位于下料机构4的一侧，裁切后的晶圆由下料机构4从产品出料口7送出，废料排放口8位于排废机构5处，废料由排废机构5从废料排放口8送至机架10内的废料堆叠空间。

如图2-3所示，所述上料机构1包含上料支架11和上料升降台12，上料支架11上设置有上料驱动组件、侧导料板13和后导料板14，上料驱动组件带动上料升降台12升降，上料升降台12用于堆叠晶圆，侧导料板13设置在上料升降台12的两侧，后导料板14位于上料机构的出料侧。

所述上料驱动组件包含上料驱动电机15、电机传动带机构16和升降传动带机构17，上料驱动电机15通过电机传动带机构16带动升降传动带机构17运动；所述上料支架11上设置有竖向滑轨，上料升降台12的底部具有支撑型材，支撑型材具有与竖向滑轨滑动配合的结构；所述上料升降台12通过皮带夹板18与升降传动带机构17的皮带配合，皮带在传动过程中会通过皮带夹板18带动上料升降台12升降；所述上料支架11的顶部设置有上料感应装置19，上料感应装置19为光电传感器。

晶圆工件被堆叠放置在上料升降台12上，上料驱动电机15为步进电机，控制上料升降台12每次上升一个晶圆工件厚度的高度，当最顶上的晶圆工件上升到上料支架11的顶部，会被上料感应装置19感应到，此时上料驱动电机15停止步进，晶圆工件由于具有四周平边，在上升过程中，两个侧导料板13和后导料板14对工件起到升降防护和导向作用，避免晶圆歪斜以及划边。

如图4所示，所述搬运机构2包含横移驱动组件21、横移板22、吸盘升降驱动装置23和圆盘架24；所述横移驱动组件21为电机丝杆组件，横移驱动组件21带动横移板22横向移动，横移板22为横向的长形结构，吸盘升降驱动装置23为气缸，吸盘升降驱动装置23设置在横移板22的一端，横移板22的另一端上设置有配重块26，以保持横移板22的平衡性；所述横移板22上还设置有横移位置感应架27，横移位置感应架27用于配合横移位置传感器，以避免横移不到位或者超行程；所述吸盘升降驱动装置23带动圆盘架24升降，圆盘架24上设置有环形均匀分布的多个吸盘25，圆盘架24上还设置有加强筋28，加强筋28由圆盘架24与吸盘升降驱动装置23的连接部位延伸至圆盘架24的另一侧，以保证圆盘架24的刚性。

横移驱动组件21带动圆盘架24移动至上料机构1处，吸盘升降驱动装置23带动圆盘架24升降取料，随后横移驱动组件21再带动圆盘架24移动至裁切机构3放料裁切。

如图5所示，所述裁切机构3包含裁切支架31、增压缸32、裁切导向架33、裁切上模具34和裁切下模具35，裁切支架31为矩形框架，增压缸32和裁切导向架33设置在裁切支架31的上部，裁切下模具35设置在裁切支架31的下部，裁切上模具34与裁切导向架33配合，裁切导向架33为四导柱支架，裁切支架31上还设置有裁切高度传感支架36，裁切高度传感支架36与裁切导向架33配合；所述增压缸32带动裁切上模具34运动，使其与裁切下模具35配合，对晶圆进行冲裁环切，去除晶圆外围废料；所述裁切支架31的底部和裁切下模具35均为中空结构，使裁切后的晶圆可以直接落在下方的下料机构4上。

如图6所示，所述下料机构4包含下料支架41、下料升降组件42、翻转底座43和翻转台44，下料升降组件42为气缸导柱结构，下料升降组件42带动翻转底座43升降，翻转台44的下侧设置有翻转连接臂45，翻转连接臂45的中部铰接在翻转底座43上，下料支架41上设置有翻转止挡部件46，翻转止挡部件46与翻转连接臂45配合。

冲裁后的晶圆落在翻转台44上，随后下料升降组件42带动翻转台44下降，翻转台44在下降过程中，翻转连接臂45的后端部与翻转止挡部件46接触，在翻转连接臂45的连接处形成杠杆作用，导致翻转台44的前侧下翻，使翻转台44上的晶圆从出料口出料；翻转止挡部件46优选滚轮，可以防止接触卡死；所述翻转底座43与翻转台44或翻转连接臂45可以通过复位部件配合，如复位弹簧等，使翻转台44下料之后，在上升回位的过程中，可以翻转回水平位置；或者也可以直接在翻转台44或翻转连接臂45的后侧设置配重块，使后侧重量大于前侧翻转侧，并设计后侧的反向翻转限位结构。

如图7所示，所述排废机构5包含排废支架51、排废横移组件52、夹爪气缸53、排废夹爪54和排废移动感应支架55，排废横移组件52可以为电机丝杆或电缸等结构，排废横移组件52设置在排废支架51上，排废横移组件52带动夹爪气缸53和排废移动感应支架55同步移动，排废移动感应支架55用于安装位置传感部件，夹爪气缸53带动排废夹爪54开合，夹取冲裁后的晶圆外圈废料，由排废横移组件52带动将废料移动至废料放置区。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种晶圆自动裁切机，其特征在于：包含机架（10），以及设置在机架（10）上的上料机构（1）、搬运机构（2）、裁切机构（3）、下料机构（4）和排废机构（5）；所述上料机构（1）用于晶圆堆叠上料，搬运机构（2）将上料机构（1）上的晶圆送至裁切机构（3），裁切机构（3）对晶圆进行裁切，裁切后的晶圆由下料机构（4）送出，废料由排废机构（5）送出。

2.根据权利要求1所述的晶圆自动裁切机，其特征在于：所述上料机构（1）包含上料支架（11）和上料升降台（12），上料支架（11）上设置有上料驱动组件、侧导料板（13）和后导料板（14），上料驱动组件带动上料升降台（12）升降，上料升降台（12）用于堆叠晶圆，侧导料板（13）设置在上料升降台（12）的两侧，后导料板（14）位于上料机构的出料侧。

3.根据权利要求2所述的晶圆自动裁切机，其特征在于：所述上料驱动组件包含上料驱动电机（15）、电机传动带机构（16）和升降传动带机构（17），上料驱动电机（15）通过电机传动带机构（16）带动升降传动带机构（17）运动；所述上料支架（11）上设置有竖向滑轨，上料升降台（12）与竖向滑轨滑动配合，上料升降台（12）通过皮带夹板（18）与升降传动带机构（17）配合；所述上料支架（11）的顶部设置有上料感应装置（19）。

4.根据权利要求1所述的晶圆自动裁切机，其特征在于：所述搬运机构（2）包含横移驱动组件（21）、横移板（22）、吸盘升降驱动装置（23）和圆盘架（24）；所述横移驱动组件（21）带动横移板（22）横向移动，吸盘升降驱动装置（23）设置在横移板（22）上，吸盘升降驱动装置（23）带动圆盘架（24）升降，圆盘架（24）上设置有环形分布的多个吸盘（25）。

5.根据权利要求4所述的晶圆自动裁切机，其特征在于：所述横移驱动组件（21）为电机丝杆组件，横移板（22）为横向的长形结构，吸盘升降驱动装置（23）设置在横移板（22）的一端，横移板（22）的另一端上设置有配重块（26）；所述横移板（22）上还设置有横移位置感应架（27），横移位置感应架（27）用于配合横移位置传感器；所述圆盘架（24）上设置有加强筋（28），加强筋（28）由圆盘架（24）与吸盘升降驱动装置（23）的连接部位延伸至圆盘架（24）的另一侧。

6.根据权利要求1所述的晶圆自动裁切机，其特征在于：所述裁切机构（3）包含裁切支架（31）、增压缸（32）、裁切导向架（33）、裁切上模具（34）和裁切下模具（35），增压缸（32）和裁切导向架（33）设置在裁切支架（31）的上部，裁切下模具（35）设置在裁切支架（31）的下部，裁切上模具（34）与裁切导向架（33）配合，增压缸（32）带动裁切上模具（34）运动，使其与裁切下模具（35）配合，对晶圆进行裁切。

7.根据权利要求6所述的晶圆自动裁切机，其特征在于：所述裁切支架（31）的底部和裁切下模具（35）均为中空结构，使裁切后的晶圆可以直接落在下方的下料机构（4）上；所述裁切支架（31）上还设置有裁切高度传感支架（36），裁切高度传感支架（36）与裁切导向架（33）配合。

8.根据权利要求1所述的晶圆自动裁切机，其特征在于：所述下料机构（4）包含下料支架（41）、下料升降组件（42）、翻转底座（43）和翻转台（44），下料升降组件（42）带动翻转底座（43）升降，翻转台（44）的下侧设置有翻转连接臂（45），翻转连接臂（45）的中部铰接在翻转底座（43）上，下料支架（41）上设置有翻转止挡部件（46），翻转止挡部件（46）与翻转台（44）或翻转连接臂（45）配合。

9.根据权利要求8所述的晶圆自动裁切机，其特征在于：所述翻转底座（43）与翻转台（44）或翻转连接臂（45）通过复位部件配合，翻转止挡部件（46）为滚轮。

10.根据权利要求1所述的晶圆自动裁切机，其特征在于：所述排废机构（5）包含排废支架（51）、排废横移组件（52）、夹爪气缸（53）、排废夹爪（54）和排废移动感应支架（55），排废横移组件（52）设置在排废支架（51）上，排废横移组件（52）带动夹爪气缸（53）和排废移动感应支架（55）同步移动，排废移动感应支架（55）用于安装位置传感部件，夹爪气缸（53）带动排废夹爪（54）开合。

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