CN114496834A - 芯片脱膜组件和芯片脱膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种芯片脱膜组件和芯片脱膜装置，芯片脱膜组件在顶针座内设置一连通各顶针腔的腔体，于腔体内填充液体，并通过顶针装配件密封腔体并连接顶针。芯片脱膜装置包含该芯片脱膜组件，当芯片脱膜装置在工作中某一顶针与其他顶针出现高度差时，该顶针所对应的活塞下方处的液体对其它部分的压力出现变化，密闭腔体内液体流动以保持各处压力均匀，从而调整各活塞的高度，重新使各顶针上端面平齐，在工作过程中能够随时自动调整顶针共面度；并且，在脱膜过程中，通过流动液体和活塞控制的顶针能够实现自然过渡。

Description

芯片脱膜组件和芯片脱膜装置

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，具体地涉及一种芯片脱膜组件和芯片脱膜装置。

背景技术

封装芯片工艺流程中，为了实现芯片脱模，通常采用顶针辅助芯片脱离连接其的支撑膜。随着芯片越来越薄，顶针座上通常会设有多根顶针来分散顶针对芯片的应力，来减小芯片断裂的风险。

然而顶针数量越多，各顶针之间上端面保持水平并且共面的难度就越大，在生产过程中也会因反复的上下动作而使顶针共面性出现偏差，稍有差别就可能造成局部应力过大而造成芯片断裂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种芯片脱膜组件和芯片脱膜装置。

本发明提供一种芯片脱膜组件，包括：顶针座、多根顶针，所述顶针座内设有多个顶针腔，每个所述顶针腔内设有一顶针装配件以及设于所述顶针装配件上的一所述顶针，所述顶针座内设有一填充有液体的腔体，所述腔体位于所述顶针腔下方且连通每个所述顶针腔；

所述顶针装配件下端面延伸至所述液体内，与所述顶针腔内壁面密封接触，并能沿所述顶针腔上下运动；

自然状态下，各所述顶针上端面平齐。

作为本发明的进一步改进，所述顶针装配件包括活塞和抵接于所述活塞上端面的顶针固定件，所述顶针固定设于所述顶针固定件内，所述活塞下端面延伸至所述液体内，且所述活塞与所述顶针腔内壁面密封接触。

作为本发明的进一步改进，所述顶针固定件上端面设有固定槽，所述顶针下端卡接于所述固定槽内，所述顶针固定件下端面与所述活塞固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述芯片脱膜装置还包括覆盖所述顶针座的顶针盖，其上设有供所述顶针伸出的顶针孔。

作为本发明的进一步改进，所述顶针腔于所述顶针座内呈矩阵式分布，或呈中心放射状分布。

本发明还提供一种芯片脱膜装置，所述芯片脱膜装置包括拾取装置，控制模块以及如上述的芯片脱膜组件，所述芯片脱膜组件位于所述拾取装置投影下方，所述控制模块控制所述顶针座上下往复运动。

作为本发明的进一步改进，所述芯片脱膜装置还包括设于所述腔体内的压力传感器，所述压力传感器通信连接于所述控制模块，被配置用于检测所述腔体内的压力。

作为本发明的进一步改进，所述控制模块被配置用于控制所述压力传感器检测脱膜结束后所述腔体内的压力值，并在压力值未遭到释放后输出报警信号。

作为本发明的进一步改进，所述控制模块被配置用于控制所述压力传感器检测每次所述顶针座向上运动时所述腔体内的压力值，并在计算当前压力值与上一次压力值差值超过预设的压力差阈值后输出报警信号。

作为本发明的进一步改进，所述控制模块被配置用于控制所述压力传感器检测每次所述顶针座向上运动时所述腔体内的压力值，并在当前压力值超过预设的最大压力值后输出报警信号。

本发明提供一种芯片脱膜装置，包括：顶针座、多根顶针和控制模块，所述顶针座内设有多个顶针腔，每个所述顶针腔内有一顶针固定件以及设于所述顶针固定件上的一所述顶针，各所述顶针固定件沿同一水平面设置且所述顶针等长，所述控制模块控制所述顶针座上下往复运动；

所述顶针座内设有一完全填充有液体的腔体，所述腔体位于所述顶针腔下方且连通每个所述顶针腔；

每个所述顶针腔内还设有一活塞，所述活塞上端面抵接于所述顶针固定件，下端面延伸至所述液体内，所述活塞与所述顶针腔内壁面密封接触，并能够带动所述顶针固定件沿所述顶针腔上下运动。

作为本发明的进一步改进，所述芯片脱膜·装置还包括设于所述腔体内的压力传感器，所述压力传感器通信连接于所述控制模块，被设计用于检测所述腔体内的压力。

作为本发明的进一步改进，所述芯片脱膜·装置还包括覆盖所述顶针座的顶针盖，其上设有供所述顶针伸出的顶针孔。

作为本发明的进一步改进，所述顶针腔于所述顶针座内呈矩阵式分布。

作为本发明的进一步改进，所述顶针腔于所述顶针座内呈中心放射状分布。

本发明还提供一种芯片脱膜方法，所述芯片脱膜方法基于上述的芯片脱膜装置，包括以下步骤：

所述液体流动平衡各所述活塞下方的压力，使各所述顶针上端面平齐；

所述控制模块控制所述顶针座向上运动，所述顶针顶起贴附于支撑膜上的芯片，所述芯片开始与所述支撑膜分离；

所述控制模块继续控制所述顶针座向上运动，位于所述顶针座外侧的所述顶针受脱落的所述支撑膜限制向下运动，所述液体将压力传导至位于所述顶针座中间区域的所述顶针，使其向上运动；

所述芯片与所述支撑膜完全分离，吸嘴装置转移芯片，所述腔体内压力释放。

作为本发明的进一步改进，在脱膜过程中还包括步骤：

所述压力传感器检测所述腔体内压力，所述控制模块判断压力数值出现异常后，输出运行异常信号。

作为本发明的进一步改进，所述压力传感器在脱膜结束后，检测到所述腔体内压力未遭到释放，所述控制模块判断所述芯片脱膜失败并停机报警。

作为本发明的进一步改进，所述压力传感器记录每次所述顶针座向上运动时所述腔体内的压力值，检测到当前压力值与上一次压力值差值超过一预设的阈值后，所述控制模块判断所述芯片脱膜困难并停机报警。

作为本发明的进一步改进，预设一最大压力值，所述压力传感器检测到所述顶针座向上运动时所述腔体内的压力值超过所述最大压力值后，所述控制模块判断所述芯片脱膜困难并停机报警。

本发明的有益效果是：本发明在顶针座内设置一连通各顶针腔的腔体，于腔体内完全填充液体，并通过活塞密封腔体与连接顶针，当芯片脱膜装置在工作中某一顶针与其他顶针出现高度差时，该顶针所对应的活塞下方处的液体对其它部分的压力出现变化，密闭腔体内液体流动以保持各处压力均匀，从而调整各活塞的高度，重新使各顶针上端面平齐，在工作过程中能够随时自动调整顶针共面度；并且，在脱膜过程中，通过流动液体和活塞控制的顶针能够实现自然过渡。另外，由于液体的缓冲作用，也可减小顶针与芯片接触时产生的瞬间冲击力，以减小芯片碎裂的可能性。进一步的，在持续匀速顶起芯片的稳态过程中，两侧的顶针受到脱落的支撑膜作用，可以将压力逐渐传递至中间处的顶针，从而逐步形成自然过渡的脱膜过程。

附图说明

图1是本发明一实施方式中的芯片脱膜装置示意图。

图2是本发明一实施方式中的顶针座俯视图。

图3是本发明另一实施方式中的顶针座俯视图。

图4是本发明另一实施方式中的芯片脱膜装置示意图，其还包括压力传感器。

图5是本发明一实施方式中的芯片脱膜装置实施芯片脱膜的流程示意图。

图6至图9是本发明一实施方式中芯片脱膜装置实施芯片脱膜的各步骤示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施方式及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

为方便说明，本文使用表示空间相对位置的术语来进行描述，例如“上”、“下”、“后”、“前”等，用来描述附图中所示的一个单元或者特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的装置翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“上方”的单元将位于其他单元或特征“下方”或“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括下方和上方这两种空间方位。

如图1所示，本发明提供一种芯片脱膜装置，包括：拾取装置7，控制模块(未示出)以及芯片脱膜组件，芯片脱膜组件包括顶针座1、多根顶针2。

进一步的，顶针座1内设有多个顶针腔11，每个顶针腔11沿竖直方向互相平行分布。每个顶针腔11内设有一顶针装配件12以及设于顶针装配件12上的一顶针2，各顶针2上端面平齐。

芯片脱模组件位于拾取装置的投影下方，控制模块控制顶针座1上下往复运动。在工作中，顶针座1向上运动，顶针2将贴附于支撑膜6上的芯片5顶起，在接触瞬间对芯片5施加一瞬时冲击的力，随后顶针座1继续匀速向上运动，在一长时稳态的运动过程中，逐渐将芯片5从支撑膜6上剥离。拾取装置7在芯片5被剥离脱膜后，吸取芯片5，将其转移至下一工序。

支撑膜6为UV膜或蓝膜等不同材质的膜。

顶针座1内设有一填充有液体3的腔体13，腔体13位于顶针腔11下方且连通每个顶针腔11。

所述顶针装配件12下端面延伸至所述液体3内，与所述顶针腔11内壁面密封接触，并能沿所述顶针腔11上下运动。

进一步的，在本实施方式中，所述顶针装配件12包括活塞121和抵接于活塞上端面的顶针固定件122，顶针固定设于顶针固定件122内，活塞121下端面延伸至液体3内，且活塞121与顶针腔11内壁面密封接触。

具体的，在本实施方式中每个顶针固定件122内部设有一等深的固定槽1211，顶针2下端固定卡接于固定槽1211内，由于各顶针2等长，且各顶针固定件122沿同一水平面设置，所以设于顶针座1内各顶针2上端面平齐，从而提高顶针2的共面度，减小顶针2在顶起芯片5时造成芯片5断裂的风险。

这里，活塞121与腔体13共同构成填充有液体3的密闭空间，当芯片脱膜装置在工作中顶针2共面度出现偏差，某一顶针2与其他顶针2出现高度差时，该顶针2所对应的活塞121下方处的液体3对其他部分的压力出现变化，密闭腔体13内液体3流动以保持各处压力均匀，从而调整各活塞121的高度，重新使各顶针2上端面平齐，从而能在工作过程中自动调整顶针2共面度。另外，由于液体3的缓冲作用，也可减小顶针2与芯片5接触时产生的瞬间冲击力，以减小芯片5碎裂的可能性。进一步的，在持续匀速顶起芯片5的稳态过程中，两侧的顶针2受到脱落的支撑膜作用，可以将压力逐渐传递至中间处的顶针2，从而逐步形成自然过渡的脱膜过程。

顶针固定件122下端面与活塞121固定连接，以保证顶针2在高度上的偏差能够准确传递到活塞121处。

腔体13内所填充的液体3为抗磨液压油等可利用液体3能传递系统压力的液压介质。

进一步的，如图2所示，在本实施方式中，顶针腔11于顶针座1内呈矩阵式分布，即顶针2于顶针座上呈矩阵式分布，相邻顶针2之间间距相等，当顶针2与支撑膜6接触时，多根密集排布的顶针2同时对芯片5施加作用力，从而能够分散芯片5所受到的应力，降低了芯片5的应力集中现象。

当然，顶针腔11及顶针2的排布方式并不限于此，可依据芯片5类型及尺寸调整顶针2的排布方式，如图3所示，如在本发明的一其他实施方式中，顶针腔11及顶针2于顶针座1内呈中心放射状分布。

芯片脱膜装置还包括覆盖顶针座1的顶针盖4，其上设有供顶针2伸出的顶针孔。

如图4所示，在本发明的一些实施方式中，芯片脱膜装置还包括设于腔体13内的压力传感器8，压力传感器8通信连接于控制模块，被设计用于检测腔体13内的压力。通过检测腔体13内液体3压强的实时变化，压力传感器8可实时检测顶针2与芯片5之间的压力水平，从而可通过控制模块及时发现芯片5脱膜过程中出现的问题并发出报警。

具体的，控制模块被配置用于控制压力传感器8检测脱膜结束后腔体13内的压力值，并在压力值未遭到释放后输出报警信号，表明出现脱膜失败。

控制模块被配置用于控制压力传感器8检测每次顶针座向上运动时腔体13内的压力值，并在计算当前压力值与上一次压力值差值超过预设的压力差阈值后输出报警信号，表明出现脱膜困难。

在对超薄芯片5或表面设有空气桥的芯片5等具有特殊设计的芯片5进行脱膜时，预设一最大压力值，超过该最大压力值的情况下，可能对芯片5造成破坏。控制模块被配置用于控制压力传感器8检测每次顶针座向上运动时腔体13内的压力值，并在当前压力值超过预设的最大压力值后输出报警信号，表明脱膜过程可能对芯片造成损坏。

如图5所示，为采用本发明芯片脱膜装置脱膜的具体过程，下面进行具体说明，包括以下步骤：

S1：如图6所示，液体3流动平衡各活塞121下方的压力，使各顶针2上端面平齐。

S2：如图7所示，控制模块控制顶针座1向上运动，顶针2顶起贴附于支撑膜6上的芯片5，芯片5逐渐开始与支撑膜6分离。

S3：如图8和图9所示，控制模块继续控制顶针座1向上运动，位于顶针座1外侧的顶针2受脱落的支撑膜6限制向下运动，液体3将压力传导至位于顶针座1中间区域的顶针2，使其向上运动。

随顶针座1逐渐升高，支撑膜6逐步脱离，两侧已脱离的支撑膜6对顶针2的拉扯力逐步增大，下降脱膜的区域逐渐向中心延伸，顶针2的上端面由平齐逐步转变为倒“V”型，形成自然过渡的脱膜过程。在完整的脱膜过程中，顶针2与芯片5接触区域始终能够通过腔体13内液体3实现压力的缓冲，从而减少芯片5在脱膜过程中受到损坏而出现芯片5碎裂、剥离失败、芯片5侧歪等问题的可能性。

S4：芯片5与支撑膜6完全分离，拾取装置7转移芯片5，腔体13内压力释放。

顶针座1向下运动，回复为初始状态，液体3流动使腔体13内各处压力平衡，顶针2上端面重新处于平齐状态，芯片脱膜装置继续重复进行上述步骤。

进一步的，于本发明的一些实施方式中，在脱膜过程中还包括步骤：

压力传感器8检测腔体13内压力，控制模块判断压力数值出现异常后，输出运行异常信号。

具体的，在脱膜结束后，控制模块控制压力传感器8检测腔体13内压力水平，若检测到腔体13内压力未遭到释放，则控制模块判断芯片5脱膜失败并停机报警。

具体的，控制模块控制压力传感器8检测每次顶针座1向上运动时腔体13内的压力值，并计算当前压力值与上一次脱膜流程中压力值的差异，若检测到当前压力值与上一次压力值差值超过一预设的压力差阈值后，控制模块判断芯片5脱膜困难并停机报警。

具体的，控制模块控制压力传感器8检测顶针座1向上运动时腔体13内的压力值，若当前压力值超过所述最大压力值后，控制模块判断芯片5脱膜困难并停机报警。

综上所述，本发明在顶针座内设置一连通各顶针腔的腔体，于腔体内完全填充液体，并通过活塞密封腔体与连接顶针，当芯片脱膜装置在工作中某一顶针与其他顶针出现高度差时，该顶针所对应的活塞下方处的液体对其它部分的压力出现变化，密闭腔体内液体流动以保持各处压力均匀，从而调整各活塞的高度，重新使各顶针上端面平齐，在工作过程中能够随时自动调整顶针共面度；并且，在脱膜过程中，通过流动液体和活塞控制的顶针能够实现自然过渡。另外，由于液体的缓冲作用，也可减小顶针与芯片接触时产生的瞬间冲击力，以减小芯片碎裂的可能性。

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，各实施方式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。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种芯片脱膜组件，包括：顶针座、多根顶针，所述顶针座内设有多个顶针腔，每个所述顶针腔内设有一顶针装配件以及设于所述顶针装配件上的一所述顶针，其特征在于，

所述顶针座内设有一填充有液体的腔体，所述腔体位于所述顶针腔下方且连通每个所述顶针腔；

所述顶针装配件下端面延伸至所述液体内，与所述顶针腔内壁面密封接触，并能沿所述顶针腔上下运动；

自然状态下，各所述顶针上端面平齐。

2.根据权利要求1所述的芯片脱膜组件，其特征在于，所述顶针装配件包括活塞和抵接于所述活塞上端面的顶针固定件，所述顶针固定设于所述顶针固定件内，所述活塞下端面延伸至所述液体内，且所述活塞与所述顶针腔内壁面密封接触。

3.根据权利要求2所述的芯片脱膜组件，其特征在于，所述顶针固定件上端面设有固定槽，所述顶针下端卡接于所述固定槽内，所述顶针固定件下端面与所述活塞固定连接。

4.根据权利要求1所述的芯片脱膜组件，其特征在于，所述芯片脱膜装置还包括覆盖所述顶针座的顶针盖，其上设有供所述顶针伸出的顶针孔。

5.根据权利要求1所述的芯片脱膜组件，其特征在于，所述顶针腔于所述顶针座内呈矩阵式分布，或呈中心放射状分布。

6.一种芯片脱膜装置，其特征在于，所述芯片脱膜装置包括拾取装置，控制模块以及如权利要求1-5任一项所述的芯片脱膜组件，所述芯片脱膜组件位于所述拾取装置投影下方，所述控制模块控制所述顶针座上下往复运动。

7.根据权利要求6所述的芯片脱膜装置，其特征在于，所述芯片脱膜装置还包括设于所述腔体内的压力传感器，所述压力传感器通信连接于所述控制模块，被配置用于检测所述腔体内的压力。

8.根据权利要求7所述的芯片脱膜装置，其特征在于，所述控制模块被配置用于控制所述压力传感器检测脱膜结束后所述腔体内的压力值，并在压力值未遭到释放后输出报警信号。

9.根据权利要求7所述的芯片脱膜装置，其特征在于，所述控制模块被配置用于控制所述压力传感器检测每次所述顶针座向上运动时所述腔体内的压力值，并在计算当前压力值与上一次压力值差值超过预设的压力差阈值后输出报警信号。

10.根据权利要求7所述的芯片脱膜装置，其特征在于，所述控制模块被配置用于控制所述压力传感器检测每次所述顶针座向上运动时所述腔体内的压力值，并在当前压力值超过预设的最大压力值后输出报警信号。

Images