CN114472129A - 半导体晶圆芯片筛选设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体芯片制备技术，公开一种半导体晶圆芯片筛选设备，包括：螺旋输送槽，其投影呈圆环状，高一端的上方为进料位，低一端用于出料；第一旋转机构，位于螺旋输送槽中心，并设于下座，其输出轴竖向朝上设置；筛选机构，有多个，呈圆周间隔设置，包括筛网篮，筛网篮通过连接件连接到连接板，连接板连接于第一旋转机构输出轴周侧，连接板上设有振动马达，用于对筛网篮进行振动；其中，螺旋输送槽位于筛网篮转动轨迹的下方，且螺旋输送槽宽度大于筛网篮外径。本发明可替代人工筛选方式，实现自动化流水式筛选及流水式接料输送，提高筛选效果和该环节的处理效率。

Description

半导体晶圆芯片筛选设备

技术领域

本发明涉及半导体芯片制造技术领域，尤其涉及一种半导体晶圆芯片筛选设备。

背景技术

半导体晶圆片在裂片形成颗粒状芯片时，由于裂片过程的不易控制，以及裂线槽可能存在差异，则会造成形成的单个颗粒芯片外形缺陷问题，即断片；还可能存在由于裂片过程不充分或不理想，导致多个颗粒还保持着连结，即连片；这就需要对裂片后形成颗粒芯片进行筛选，一般进行两次以上过筛，以将单颗完整的芯片筛出，然后分离获得外形缺陷和连结的小群体。

目前，针对这种情况，多数厂商均是采用人工方式进行筛选，即操作人员通过一个过筛篮将放入其中的芯片进行手动摇晃筛选，并在筛的过程中对篮中的芯片进行手动翻动，这种方式可以实现较为柔和的筛选，但局限于操作人员的操作熟练度和工作时长，且由于需要两级筛选，这种方式就会耗时费力，导致该环节的效率低下。中国专利公开号为CN111215318A的专利文献，提出了一种利用倾斜倒放的滚筒进行晶圆筛选的方案，虽然可以起到替代人工的效果，但是筛选效果并不理想，且对芯片的翻滚冲击碰撞程度较大，会造成对芯片的物理损伤，至使部分芯片会成为废片，反而起到了更坏的效果。

发明内容

针对上述相关现有技术不足，本发明提供一种半导体晶圆芯片筛选设备，替代人工筛选方式，实现自动化流水式筛选及流水式接料输送，提高筛选效果和该环节的处理效率。

为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：

一种半导体晶圆芯片筛选设备，包括：

螺旋输送槽，其投影呈圆环状，高一端的上方为进料位，低一端用于出料；

第一旋转机构，位于螺旋输送槽中心，并设于下座，其输出轴竖向朝上设置；

筛选机构，有多个，呈圆周间隔设置，包括筛网篮，筛网篮通过连接件连接到连接板，连接板连接于第一旋转机构输出轴周侧，连接板上设有振动马达，用于对筛网篮进行振动；

其中，螺旋输送槽位于筛网篮转动轨迹的下方，且螺旋输送槽宽度大于筛网篮外径。

进一步，筛网篮通过连接件滑动连接在连接板上，第一旋转机构上方设有第二旋转机构，第二旋转机构设于上架，其输出轴竖向朝下且与第一旋转机构输出轴同轴设置，第二旋转机构输出轴连接拨动盘，拨动盘用于在转动时间隙性推动连接件以使筛网篮沿连接板长度方向往复移动。拨动盘为周侧边缘呈波纹状的转盘，用于与连接件接触配合以在转动时间歇性推动连接件。

本发明的有益效果在于：

1、实现自动化筛选，且通过设置多个筛网篮沿圆周依次旋转，可同时进行更多芯片颗粒的筛选，在筛选中通过各自对应的振动马达进行高振动，以使筛网篮抖动，实现筛选；并对于筛落的芯片颗粒，可由螺旋输送槽进行接料，并自然向下一个工序输送。操作人员仅需在进料位定期添加待筛选的芯片颗粒，或与自动化投料/上料设备配合使用，自动间隔向进料位处的筛网篮加料即可。相比于原来的一个操作人员操作一个筛网篮的手动方式，提高了筛选自动化程度，该环节的工艺效率得到显著提高；

2、本申请实现的筛选方式，可将筛网篮类比与原来人工方式的筛选工具，一定程度上保留了人工操作方式的柔和筛选效果，相比于一些滚动式筛选芯片的方案，可以避免芯片颗粒在筛选中由于翻动过度造成冲击碰撞，造成物理损伤；

3、在振动筛选的同时，可以实现往复移动筛网篮以实现对芯片颗粒更多维度的翻动，提高筛选效率；并在往复移动中配合理料杆，提高翻动搅动效果，更加利于筛选；

4、通过圆周侧为波纹状的拨动盘，配合连接件的具体结构，可以更好的实现对筛网篮沿设备圆周径向的推动，弹簧作用下实现复位，以实现往复移动，为筛选助力。

附图说明

本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本申请的范围。

图1示出了本申请实施例的筛选设备立体视图。

图2示出了本申请实施例的筛选设备正面视图。

图3示出了本申请实施例的筛选设备俯视图。

图4示出了本申请实施例的第一旋转机构与第二旋转机构的正面视图。

图5示出了本申请实施例的拨动盘与承载盘的分解结构示意图。

图6示出了本申请实施例的筛选机构正向立体视图。

图7示出了本申请实施例的筛选机构背向立体视图。

图8示出了本申请实施例的拨动盘作用于连接件的示意图。

附图标记说明：

1-螺旋输送槽；

2-第一旋转机构、21-下座、22-连接套、23-承载盘、24-环形槽；

3-筛选机构、30-筛网篮、31-连接板、310-条形滑槽、311-固定座、32-连接件、321-安装板、322-滑动板、323-滑块、324-导杆、325-接触限位部、326-弹簧、33-振动马达、331-传递杆、332-振动接触件、34-理料杆；

4-第二旋转机构、41-上架、42-拨动盘、43-弧形限位块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本申请实施例提供一种半导体晶圆芯片筛选设备，如图1~图3所示，包括螺旋输送槽1、第一旋转机构2、筛选机构3等。

螺旋输送槽1的投影呈圆环状，第一旋转机构2设于螺旋输送槽1的中心处。螺旋输送槽1高一端的上方为进料位，低一端用于出料。螺旋输送槽1用于从筛选机构3接收过筛的芯片，然后螺旋向下输送至低一端后出料，出料后进行下一级筛选，或进行下一个工艺。螺旋输送槽1从高一端作为起始开始，到低一端末端时，刚好在投影上形成一个完整的圆环，或进一步的，高一端与低一端在投影上有一定交错，以确保筛选接料的轨迹完整性。

第一旋转机构2设于下座21上，其输出轴竖向朝上设置；具体的，在本实例中，第一旋转机构2可以采用旋转电机。

筛选机构3有多个，如图1和图3中所示的实例为6个，沿呈圆周间隔或阵列设置。筛选机构3包括筛网篮30，如图7和图8所示，筛网篮30通过连接件32连接到连接板31，连接板31连接于第一旋转机构2输出轴周侧。从而，在第一旋转机构2的作用下可带动筛选机构3沿圆周转动。连接板31上设有振动马达33，用于对筛网篮30进行振动，以实现对位于筛网篮30内的芯片的筛选。

螺旋输送槽1位于筛网篮30转动轨迹的下方，且螺旋输送槽1宽度大于筛网篮30外径，以便于确保筛选后掉落的芯片都能够被螺旋输送槽1承接。

应用时，在进料位，对随着第一旋转机构2旋转而来的筛网篮30添加待筛选的芯片颗粒；各筛网篮30在随着第一旋转机构2，在螺旋输送槽1上方转动行进时，在振动马达33的作用下，使筛网篮30进行振动，以进行芯片颗粒的筛选，筛落的芯片颗粒由螺旋输送槽1承接，并沿螺旋输送槽1向低一端出料。

若将每个筛网篮30等同于原来人工操作的筛选工具，则上述方式通过设置多个筛网篮30，可同时进行更多芯片颗粒的筛选，在筛选中通过各自对应的振动马达33进行高振动，以使筛网篮30抖动，实现柔和的筛选，即保留了人工筛选方式的柔和性，又实现了自动化作业；并对于筛落的芯片颗粒，可由同一个接料机构，即螺旋输送槽1进行接料，并自然向下一个工序输送。操作人员仅需在进料位定期添加待筛选的芯片颗粒，或与自动化投料/上料设备配合使用，自动间隔向进料位处的筛网篮30加料即可。相比于原来的一个操作人员操作一个筛网篮的手动方式，提高了筛选自动化程度，该环节的工艺效率得到显著提高。

优选的，如图6所示，振动马达33有一对，对称设置，其振动端均连接有传递杆331，传递杆331布置于筛网篮30两侧，且端头均连接有振动接触件332。振动接触件332用于在与筛网篮30外壁接触时向筛网篮30传递振动。通过一对振动马达33提高振动筛选效果，同时利用传递杆331实现振动传递到振动接触件332以作用于筛网篮30。

作为一种优选的实施例，如图1~图5所示，上述实例的半导体晶圆芯片筛选设备还包括第二旋转机构4，第二旋转机构4连接在上架41上，可以采用旋转电机，其输出轴竖向朝下且与第一旋转机构2输出轴同轴设置，第二旋转机构4输出轴连接有拨动盘42。筛网篮30通过连接件32滑动连接在连接板31上，拨动盘42用于在转动时间隙性推动连接件32以使筛网篮30沿连接板31长度方向往复移动，也即在整个设备的圆周径向方向往复移动，从而可实现另一个维度的筛选效果，即是对筛网篮30的往复移动，可对其内的芯片颗粒进行翻动，提高筛选效果；而这种往复移动是由第二旋转机构4控制可以单独控制，方便控制为与第一旋转机构2一起运作，或者还可以根据实际振动需求进行旋转方向和转动速度的控制。

在本优选实施例实施时，可以同时有振动马达33对筛网篮30的作用，又有拨动盘42、连接件32对筛网篮30的作用，进一步提高筛选效率。

具体的，为了避免振动筛网篮30的往复移动与振动接触件332的接触出现干涉，如图6~图8所示，两侧的振动接触件332之间的间距与筛网篮30外径匹配，从而在筛网篮30移动的过程中，有部分时间筛网篮30不受到振动作用，实现间隙振动，以配合往复移动翻动的芯片颗粒，也可以实现较好的筛选效果。

为了提高振动接触件332与筛网篮30的接触时间，传递杆331选择具有一定弹性的材质制成，且传递杆331具有振动接触件332的一端均向中间倾斜设置，在传递杆331处于初始状态时，两侧的振动接触件332之间的间距小于等于筛网篮30外径，从而可以提高对筛网篮30的接触振动时间。

如图3、图5所示，拨动盘42为周侧边缘呈波纹状的转盘，用于与连接件32接触配合以在转动时间歇性推动连接件32。在波纹状的凸起顶推连接件32实现筛网篮30向外侧的移动，在波纹状的凹槽容纳连接件32时，筛网篮30向内侧移动。

作为更加具体的实施手段之一，如图6~图8所示，连接件32包括滑动板322、导杆324、弹簧326等。

滑动板322一端连接于筛网篮30，具体的，可以直接连接筛网篮30，连接方式可采用可拆卸的方式，便于在筛选到一定实际后，取下筛网篮30以对其中未过筛的芯片颗粒进行转移；也可以采用间接连接方式，如图6和图7中所示，滑动板322固定连接一安装板321，安装板321呈弧形，筛网篮30与安装板321可拆卸连接，从而方便筛网篮30的拆卸。

滑动板322另一端滑动设于连接板31表面并穿过连接板31上设置的固定座311，用于对固定座311的移动进行导向限定，进一步的，连接板31上设有条形滑槽310，滑动板322底面设有滑块323，滑块323配合于条形滑槽310内，进一步对滑动板322的移动进行导向约束及限位，确保往复移动时候的准直平稳性。

导杆324穿过固定座311设置，一端连接筛网篮30，若是有安装板321的情况，则连接安装板321；另一端具有接触限位部325，接触限位部325位于固定座311朝向设备中心的一侧，导杆324进一步提供导向及限定作用；弹簧326套设在导杆324上，且位于固定座311与筛网篮30之间，如图6中所示。当然也可以将弹簧326设置在固定座311与接触限位部325之间，原理类似，是利用弹簧326收缩力或舒张力。接触限位部325与拨动盘42接触配合，从而在拨动盘42的间隙推动作用下，实现筛网盘30的往复移动，以实现通过往复移动对芯片颗粒进行一定程度的翻滚，以提高筛选效果。

作为进一步优选，在连接板31上设有至少一个理料杆34，如图6所示，为2个，理料杆34呈U型，U型的一个竖段连接于连接板31，另一个竖段伸入于筛网篮30内且与筛网篮30内底面具有预定间距。在筛网篮30往复移动时候，理料杆34会对其内的芯片颗粒进行作用，以使得在往复移动翻动时，提高对颗粒的搅动效果，提高筛选效率。

作为拨动盘42的具体实施形式，如图5所示，拨动盘42底面具有若干呈圆周阵列设置的弧形限位块43，第一旋转机构2的输出轴上连接有承载盘23，承载盘23顶面设有环形槽24，弧形限位块43配合于环形槽24内，拨动盘42底面与承载盘23顶面具有预设间隙，从而拨动盘42的转动不会与承载盘23干涉，反而可以通过弧形限位块43和环形槽24对旋转进行限定，提高运行的稳定性。

在此基础上，作为连接板31与第一旋转机构2的连接方式，第一旋转机构2的输出轴周侧固定连接有连接套22，承载盘23设置在连接套22顶端，连接板31连接于连接套22周侧。

以上仅为本发明的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种半导体晶圆芯片筛选设备，其特征在于，包括：

螺旋输送槽（1）；

第一旋转机构（2），位于螺旋输送槽（1）中心，并设于下座（21），其输出轴竖向朝上设置；

筛选机构（3），有多个，呈圆周间隔设置，包括筛网篮（30），筛网篮（30）通过连接件（32）连接到连接板（31），连接板（31）连接于第一旋转机构（2）输出轴周侧，连接板（31）上设有振动马达（33），用于对筛网篮（30）进行振动；

其中，螺旋输送槽（1）位于筛网篮（30）转动轨迹的下方，且螺旋输送槽（1）宽度大于筛网篮（30）外径。

2.根据权利要求1所述的半导体晶圆芯片筛选设备，其特征在于，筛网篮（30）通过连接件（32）滑动连接在连接板（31）上，第一旋转机构（2）上方设有第二旋转机构（4），第二旋转机构（4）设于上架（41），其输出轴竖向朝下且与第一旋转机构（2）输出轴同轴设置，第二旋转机构（4）输出轴连接拨动盘（42），拨动盘（42）用于在转动时间隙性推动连接件（32）以使筛网篮（30）沿连接板（31）长度方向往复移动。

3.根据权利要求2所述的半导体晶圆芯片筛选设备，其特征在于，拨动盘（42）为周侧边缘呈波纹状的转盘，用于与连接件（32）接触配合以在转动时间歇性推动连接件（32）。

4.根据权利要求2所述的半导体晶圆芯片筛选设备，其特征在于，连接件（32）包括：

滑动板（322），一端连接于筛网篮（30），另一端滑动设于连接板（31）表面并穿过连接板（31）上设置的固定座（311）；

导杆（324），穿过固定座（311）设置，一端连接筛网篮（30），另一端具有接触限位部（325）；

弹簧（326），套设在导杆（324）上，且位于固定座（311）与筛网篮（30）之间，或位于固定座（311）与接触限位部（325）之间；

其中，接触限位部（325）与拨动盘（42）接触配合。

5.根据权利要求4所述的半导体晶圆芯片筛选设备，其特征在于，连接板（31）上设有条形滑槽（310），滑动板（322）底面设有滑块（323），滑块（323）配合于条形滑槽（310）内。

6.根据权利要求1所述的半导体晶圆芯片筛选设备，其特征在于，振动马达（33）有一对，对称设置，其振动端均连接有传递杆（331），传递杆（331）布置于筛网篮（30）两侧，且端头均连接有振动接触件（332），两侧的振动接触件（332）之间的间距与筛网篮（30）外径匹配，振动接触件（332）用于在与筛网篮（30）外壁接触时向筛网篮（30）传递振动。

7.根据权利要求1所述的半导体晶圆芯片筛选设备，其特征在于，连接板（31）上设有至少一个理料杆（34），理料杆（34）呈U型，U型的一个竖段连接于连接板（31），另一个竖段伸入于筛网篮（30）内且与筛网篮（30）内底面具有预定间距。

8.根据权利要求2所述的半导体晶圆芯片筛选设备，其特征在于，拨动盘（42）底面具有若干呈圆周阵列设置的弧形限位块（43），第一旋转机构（2）的输出轴上连接有承载盘（23），承载盘（23）顶面设有环形槽（24），弧形限位块（43）配合于环形槽（24）内，拨动盘（42）底面与承载盘（23）顶面具有预设间隙。

9.根据权利要求8所述的半导体晶圆芯片筛选设备，其特征在于，第一旋转机构（2）的输出轴周侧固定连接有连接套（22），承载盘（23）设置在连接套（22）顶端，连接板（31）连接连接套（22）周侧。

10.根据权利要求1所述的半导体晶圆芯片筛选设备，其特征在于，螺旋输送槽（1）的投影呈圆环状，螺旋输送槽（1）高一端的上方为进料位，低一端用于出料。

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