CN113035747A - 晶圆片扩膜机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种晶圆片扩膜机，包括机架、设置在机架上的工作台以及水平设置在工作台上方的压板，工作台包括升降台；压板上设置有切割装置；切割装置包括设置在压板周侧的切刀以及用于驱动切刀水平环绕压板做圆周运动的驱动机构；压板一侧还设置有用于控制切刀靠近或远离压板的控制机构。切刀能够对蓝膜进行自动化裁切，因此相较于人工，切刀具有较高的稳定性，便于保证裁切后成品的质量。

Description

晶圆片扩膜机

技术领域

本发明涉及晶圆加工设备的技术领域，尤其是涉及一种晶圆片扩膜机。

背景技术

晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨、抛光、切片后，形成硅晶圆，也就是晶圆。

当晶圆加工完成后，还需要将晶圆粘贴在蓝膜上进行激光切割或划片，使整片晶圆分割成若干粒晶粒，并使用扩膜机对蓝膜进行扩张，将若干粒晶粒相互分开，以便于对晶粒进行取用。

在扩膜工作之前，会在工作台上放置内固定圈，随后将带有晶圆的蓝膜放置于工作台上，随后进行扩膜工作。扩膜完成后，需要使用外固定圈对蓝膜进行固定。内固定圈和外固定圈之间为过盈配合的关系，因此，只需要将外固定圈套在内固定圈上，即可将对带有晶圆的蓝膜进行固定。

常见的扩膜机在扩膜完成后，需要工作人员使用刀具沿外固定圈外侧对蓝膜进行裁剪，使带有晶圆颗粒的蓝膜裁剪下来，并保证带有晶圆的蓝膜始终固定在外固定圈和内固定圈之间。但是由于人工操作的自动化程度较低，并且人工裁剪后的质量依赖于工作人员操作的熟练度，不便于有效保证裁剪后成品的质量。

发明内容

为了提升蓝膜裁剪过程的自动化程度，并且保证裁剪后成品的质量，本申请提供一种晶圆片扩膜机。

本申请提供的一种晶圆片扩膜机采用如下技术方案：

一种晶圆片扩膜机，包括机架、设置在机架上的工作台以及水平设置在工作台上方的压板，所述工作台包括升降台；所述压板上设置有切割装置；所述切割装置包括设置在压板周侧的切刀以及用于驱动切刀水平环绕压板做圆周运动的驱动机构；所述压板一侧还设置有用于控制切刀靠近或远离压板的控制机构。

通过采用上述技术方案，扩膜完成后，控制机构控制切刀与蓝膜接触，随后驱动机构带动切刀环绕压板做圆周运动，切刀即可对蓝膜进行裁切，从而实现裁切过程的自动化，由于切刀在工作时，相较于人工，切刀具有较高的稳定性，便于保证裁切后成品的质量。

优选的，所述驱动机构包括设置在压板上的电机以及与电机输出端连接的连接架；所述切刀设置在连接架上。

通过采用上述技术方案，电机带动连接架转动，即可带动切刀转动。

优选的，所述控制机构包括第一连接杆和第二连接杆；所述第一连接杆的一端与连接架铰接；所述第二连接杆设置为L型杆，所述第一连接杆远离连接架的一端与第二连接杆的折角处连接；

所述第二连接杆的一端位于第一连接杆和压板之间，另一端位于第一连接杆下方并与切刀连接；所述压板上还设置有用于控制第二连接杆远离切刀的一端上下移动的驱动部。

通过采用上述技术方案，当第二连接杆远离切刀的一端向下移动时，切刀会远离压板移动，当第二连接杆远离切刀的一端向上移动时，切刀会靠近压板并且能够与蓝膜接触，以便于裁切工作的顺利进行。

优选的，所述驱动部包括抵接板，所述压板下端设置有用于放置抵接板的放置槽，所述抵接板的形状和放置槽的形状均与外固定圈的外廓形状相匹配；所述抵接板周侧设置有固定杆；所述固定杆沿抵接板径向设置，所述放置槽侧壁开设有供固定杆穿过的通槽，并且所述固定杆延伸至压板水平方向一侧；

所述压板的周侧设置有第一回转支承轴承；所述第一回转支承轴承内圈与固定杆连接，所述第二连接杆端部与第一回转支承轴承外圈铰接；

通过采用上述技术方案，当扩膜完成后并需要将外固定框套设在内固定框上时，将外固定框放置在内固定框上，升降装置带动压板下降，在压板持续下降的过程中，外固定框进入放置槽内。随后压板对外固定框施加压力，使外固定框套在内固定框上。

在这一过程中，外固定框对抵接板施加反作用力，使抵接板相对于压板上移，从而使抵接板通过第一连接杆和第二连接杆带动切刀与蓝膜接触，以便于后续裁切工作的正常进行。

当压板上升时，抵接板在自身重力作用下相对于压板下降，从而带动切刀远离蓝膜，从而避免切刀对压板的上升过程产生干扰。

优选的，所述抵接板的上端竖直设置有滑杆，所述滑杆穿设在压板上，所述抵接板上端和压板之间还设置有弹簧，所述弹簧套设置在滑杆上上，并且所述弹簧的两端分别与抵接板和压板连接。

通过采用上述技术方案，滑杆能够对抵接板起到导向作用。当压板上升时，弹簧对抵接板施加弹力，保证抵接板能够顺利相对于压板下降，保证设备的正常运转。

优选的，所述压板周侧套设有第二回转支承轴承；所述第二回转支承轴承的内圈与压板连接；所述连接架与第二回转支承轴承的外圈连接。

通过采用上述技术方案，第二回转支承的设置能够保证连接板的正常转动，从而保证切刀的正常转动。

优选的，所述第一第回转支承轴承和第二回转支承轴承之间设置有导向杆，所述导向杆一端与第二回转支承轴承的外圈连接，第一回转支承轴承的外圈上设置有与导向杆滑动配合的滑套。

通过采用上述技术方案，电机带动连接架转动的同时，能够通过第二导向杆带动第二回转支承转动，因此，在切刀工作的过程中，第二连接杆仅仅受到抵接板施加的力，提升控制机构的稳定性和工作寿命。

优选的，所述连接架上设置有防护壳；所述切刀位于防护壳内部，所述防护壳侧壁上开设有供切刀通过的通道。

通过采用上述技术方案，防护壳能够对切刀起到防护作用，同时能够反向对工作人员起到保护作用，防止切刀对工作人员造成安全威胁。

优选的，所述切刀呈直角三角形设置；所述切刀的刀刃位于切刀的斜边上，并且所述刀刃朝向切刀的运行方向设置，所述切刀的一个尖端朝向压板设置。

通过采用上述技术方案，切刀的尖端能够将蓝膜扎破，以便于切刀对蓝膜进行裁切。

优选的，所述升降台上还开设有与切刀配合的切槽，并且所述切刀环绕升降台周侧设置。

通过采用上述技术方案，切刀工作时，刀刃能够嵌入切槽内，从而提升对蓝膜的剪切效果。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1．蓝膜在扩膜完成后，控制机构随即控制切刀与蓝膜接触，随后驱动机构带动切刀环绕压板做圆周运动，切刀即可对蓝膜进行裁切，从而实现裁切过程的自动化；并且由于切刀在工作时，相较于人工，切刀具有较高的稳定性，便于保证裁切后成品的质量；

2.当压板带动抵接板，从而将外圈套在内圈上时，抵接板会带动切刀与蓝膜接触，因此切刀对蓝膜进行裁切的过程具有较高的自动化程度，便于工作人员操作。

附图说明

图1是本实施例中晶圆片扩膜机的结构示意图；

图2是压板和切割装置的结构示意图；

图3是压板和切割装置的结构剖视图；

图4是图3中A部分的局部放大示意图；

图5是切刀和防护壳的结构示意图。

附图中标记：1、机架；2、工作台；21、固定架；211、夹板；212、固定夹；22、升降台；221、环形槽；222、切槽；3、升降装置；31、导轨；32、支撑板；33、气缸；34、滑板；4、压板；41、放置槽；42、通槽；5、切割装置；51、驱动机构；511、电机；512、齿轮；513、第二回转支承轴承；514、齿圈；515、连接架；516、防护壳；517、导向杆；52、控制机构；521、抵接板；522、滑杆；523、弹簧；524、第一回转支承轴承；525、固定杆；526、滑套；527、第一连接杆；528、第二连接杆；53、切刀。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本发明作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种晶圆片扩膜机。参照图1，晶圆片扩膜机包括包括机架1以及设置在机架1上的工作台2，蓝膜能够固定在工作台2上，并且工作台2能够使蓝膜进行扩张。工作台2上方设置有压板4和用于带动压板4升降的升降装置3。而压板4能够对外固定框施加压力，使外固定框套在内固定框上，保证外固定框和内固定框能够对扩张后的蓝膜进行固定，保证蓝膜不会在自身弹性的作用下收缩。

参照图1，工作台2包括固定架21，固定架21包括两个夹板211。其中一个夹板211位于另一个夹板211的正上方，两个夹板211均水平设置。位于下侧的夹板211固定在工作台2上，并且两个夹板211铰接。将蓝膜放置在两个夹板211之间，两个夹板211即可对蓝膜进行夹紧。位于下侧的夹板211上还安装有固定夹212，固定夹212能够对上侧夹板211进行夹紧，从而将两个夹板211相互固定，保证夹板211对蓝膜夹持的稳固性。

参照图1，两个夹板211的中心位置均开设有扩张孔。蓝膜上带有晶圆的部分放置在扩张孔内部。机架1上还安装有升降台22，升降台22位于扩张孔内侧。升降台22能够在竖直方向上做升降运动。升降台22侧周侧还开设有环形槽221，因此环形槽221内侧形成一个圆形平台，内固定框能够套在圆形平台上。当升降台22上升时，升降台22的上端面与扩张孔内侧的蓝膜相抵接，即可将蓝膜顶起并使蓝膜进行扩张，从而完成扩膜的工作。

参照图1，升降装置3包括两个竖直设置的导轨31，导轨31的下端固定在机架1上，导轨31的上端延伸至工作台2的上方并且固定有支撑板32。支撑板32上固定有气缸33，气缸33的活塞杆朝向下方设置并固定有滑板34，两个导轨31均穿设在滑板34上并与滑板34滑动配合，因此气缸33能够推动滑板34升降运动。压板4固定在滑板34下端，以便于气缸33带动压板4升降。

参照图1和图2，压板4上设置有切割装置5。切割装置5包括驱动机构51，驱动机构51包括固定在压板4上的电机511、与电机511输出端连接的齿轮512、以及套设在压板4上的第二回转支承轴承513。第二回转支承轴承513的内圈固定在压板4上，第二回转支承轴承513的外圈上固定有齿圈514，齿圈514与齿轮512啮合，因此电机511可以带动齿圈514和第二回转支承轴承513的外圈同步转动。

参照图3和图4，第二回转支承轴承513外圈的周侧还固定有连接架515。连接架515上设置有切刀53，因此，电机511能够直接带动切刀53环绕压板4周侧进行旋转。

参照图3和图4，切割装置5还包括控制机构52，控制机构52包括设置在压板4上的驱动部，压板4下端开设有圆柱形的放置槽41，放置槽41的直径与外固定框的外径相同。驱动部包括设置在放置槽41内的圆形抵接板521。抵接板521能够在放置槽41内上下移动。抵接板521上端竖直固定有滑杆522，滑杆522穿设在压板4上，从而对抵接板521的升降起到导向作用。

参照图3，抵接板521和压板4之间还设置有弹簧523，弹簧523套设在滑杆522上，并且滑杆522的两端分别与抵接板521和压板4连接，以便于使抵接板521自动下降，从而实现压板4完成工作后抵接板521自动复位。

参照图3和图4，放置槽41的侧壁上开设有多个通槽42，多个通槽42环绕分布在压板4的周侧。抵接板521的侧壁上固定有多个固定杆525，多个固定杆525与多个通槽42一一对应，并且固定杆525穿过通槽42延伸至压板4水平方向一侧。固定杆525能够在通槽42内跟随抵接板521上下移动。

参照图3和图4，压板4的周侧套设有第一回转支承轴承524；第一回转支承轴承524位于第二回转支承轴承513的下方。第一回转支承轴承524内圈与固定杆连接。因此第一回转支承轴承524能够跟随固定杆上下移动。

参照图3，第二回转支承轴承513一侧竖直设置有导向杆517，导向杆517的上端固定在第二回转支承轴承513的外圈上。第一回转支承轴承524的外圈上固定有与导向杆517滑动配合的滑套526，因此，第一回转支承轴承524的外圈和第一回转支承轴承524的外圈能够同步转动。

参照图3和图4，控制机构52还包括设置在第一回转支承轴承524一侧的第一连接杆527，第一连接杆527的一侧与连接架515铰接，另一端向下设置并且向第一回转支承轴承524倾斜。第一连接杆527和第一回转支承轴承524的外圈之间设置有第二连接杆528。第二连接杆528呈L型设置并包括横杆和竖杆。横杆的一端与第一回转支承轴承524的外圈铰接，另一端与第一连接杆527的下端铰接。竖杆的一端与横杆靠近第一连接杆527的一端连接。切刀53与竖杆的下端连接。

因此，当抵接板521上升时，固定杆525和第一回转支承轴承524同步上移，在第一连接杆527和横杆的作用下，竖杆的下端向靠近压板4的一侧移动，从而使切刀53移动至压板4的下方，以便于切刀53对蓝膜进行裁切。

参照图5，切刀53呈直角三角形设置，切刀53的刀刃位于切刀53的斜边上，另外两个直角边为刀背，并且其中一个刀背向上，另一个刀背背向切刀53的运行方向设置，由此切刀53的刀刃朝向切刀53的运行方向，以便于切刀53进行裁切工作。切刀53的一个尖端指向切刀53的运行方向，另一个尖端指向压板4，因此，当切刀53移动至压板4下方时，切刀53的尖端会直接刺穿蓝膜，以便于进行裁切工作。

参照图4，连接架515上还固定有防护壳516，防护壳516位于压板4水平方向一侧。第一连接杆527、第二连接杆528和切刀53均位于防护壳516与压板4之间。防护壳516的下端与压板4之间还留有供切刀53通过的通道。因此，防护壳516在保证切刀53正常工作的同时，能够对切刀53提供一定的保护作用。

参照图1和图4，升降台22的周侧还开设有环形切槽222。当切刀53移动至压板4下方时，切刀53的尖端会移动至切槽222内，以便于切刀53刺穿蓝膜进行裁切工作。

本申请实施例中晶圆片扩膜机的实施原理为：首先将内固定框套设在升降台22上的圆形平台上。将蓝膜放置与两个夹板211之间，并保证蓝膜上带有晶圆的部分位于扩张孔内侧。使用固定夹212对两个夹板211进行固定，从而对蓝膜进行固定。

控制升降台22上升，升降台22与蓝膜底面接触，升降台22持续上升，即可使蓝膜扩张。

随后将外固定框初步放置在内固定框的外侧。启动气缸33，气缸33带动压板4下降。外固定框进入放置槽41内部并与抵接板521接触。压板4持续下降，抵接板521相对于压板4上升。因此抵接板521带动切刀53移动至压板4下侧并与切槽222配合，使切刀53刺穿蓝膜。随后电机511带动切刀53环绕压板4移动，即可完成对蓝膜的裁切。

控制压板4上升，弹簧523对抵接板521施加弹力，抵接板521相对压板4下移，并带动切刀53收回防护壳516内。将内固定框和外固定框以及带有晶圆的蓝膜从升降台22上取下即可。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶圆片扩膜机，其特征在于：包括机架(1)、设置在机架(1)上的工作台(2)以及水平设置在工作台(2)上方的压板(4)；所述机架(1)上还设置有用于驱动压板(4)上下移动的升降装置(3)；所述工作台(2)包括升降台(22)；所述压板(4)上设置有切割装置(5)；所述切割装置(5)包括设置在压板(4)周侧的切刀(53)以及用于驱动切刀(53)水平环绕压板(4)做圆周运动的驱动机构(51)；所述压板(4)一侧还设置有用于控制切刀(53)靠近或远离压板(4)的控制机构(52)。

2.根据权利要求1所述的晶圆片扩膜机，其特征在于：所述驱动机构(51)包括设置在压板(4)上的电机(511)以及与电机(511)输出端连接的连接架(515)；所述切刀(53)设置在连接架(515)上。

3.根据权利要求2所述的晶圆片扩膜机，其特征在于：所述控制机构(52)包括第一连接杆(527)和第二连接杆(528)；所述第一连接杆(527)的一端与连接架(515)铰接；所述第二连接杆(528)设置为L型杆，所述第一连接杆(527)远离连接架(515)的一端与第二连接杆(528)的折角处连接；

所述第二连接杆(528)的一端位于第一连接杆(527)和压板(4)之间，另一端位于第一连接杆(527)下方并与切刀(53)连接；所述压板(4)上还设置有用于控制第二连接杆(528)远离切刀(53)的一端上下移动的驱动部。

4.根据权利要求3所述的晶圆片扩膜机，其特征在于：所述驱动部包括抵接板(521)，所述压板(4)下端设置有用于放置抵接板(521)的放置槽(41)，所述抵接板(521)的形状和放置槽(41)的形状均与外固定圈的外廓形状相匹配；所述抵接板(521)周侧设置有固定杆(525)；所述固定杆(525)沿抵接板(521)径向设置，所述放置槽(41)侧壁开设有供固定杆(525)穿过的通槽(42)，并且所述固定杆(525)延伸至压板(4)水平方向一侧；

所述压板(4)的周侧设置有第一回转支承轴承(524)；所述第一回转支承轴承(524)内圈与固定杆(525)连接，所述第二连接杆(528)端部与第一回转支承轴承(524)外圈铰接。

5.根据权利要求4所述的晶圆片扩膜机，其特征在于：所述抵接板(521)的上端竖直设置有滑杆(517)，所述滑杆(517)穿设在压板(4)上，所述抵接板(521)上端和压板(4)之间还设置有弹簧(523)，所述弹簧(523)套设置在滑杆(517)上，并且所述弹簧(523)的两端分别与抵接板(521)和压板(4)连接。

6.根据权利要求3所述的晶圆片扩膜机，其特征在于：所述压板(4)周侧套设有第二回转支承轴承(513)；所述第二回转支承轴承(513)的内圈与压板(4)连接；所述连接架(515)与第二回转支承轴承(513)的外圈连接。

7.根据权利要求6所述的晶圆片扩膜机，其特征在于：所述第一第回转支承轴承(524)和第二回转支承轴承(513)之间设置有导向杆(517)，所述导向杆(517)一端与第二回转支承轴承(513)的外圈连接，第一回转支承轴承(524)的外圈上设置有与导向杆(517)滑动配合的滑套(526)。

8.根据权利要求6所述的晶圆片扩膜机，其特征在于：所述连接架(515)上设置有防护壳(516)；所述切刀(53)位于防护壳(516)内部，所述防护壳(516)侧壁上开设有供切刀(53)通过的通道。

9.根据权利要求1所述的晶圆片扩膜机，其特征在于：所述切刀(53)呈直角三角形设置；所述切刀(53)的刀刃位于切刀(53)的斜边上，并且所述刀刃朝向切刀(53)的运行方向设置，所述切刀(53)的一个尖端朝向压板(4)设置。

10.根据权利要求1所述的晶圆片扩膜机，其特征在于：所述升降台(22)上还开设有与切刀(53)配合的切槽(222)，并且所述切槽(222)环绕升降台(22)周侧设置。

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