CN114512424A - 晶圆裂片移膜、切膜机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆裂片移膜、切膜机构，包括移模机构和切膜机构，移膜机构将复合膜在稳固的状态下，由切膜机构切割。在移膜机构在工作时，能够保证复合膜在移动过程中始终受到上吸附装置或下移动吸盘控制，移动吸附辊压机构能够保证复合膜被下吸附吸盘输送时，能够将复合膜与下吸附吸盘之间的空气排出，保证复合膜在输送过程中，始终处于张紧状态，切割机构中的无杆气缸和导轨气缸能够控制切割刀对复合膜进行精准切割。

Description

晶圆裂片移膜、切膜机构

技术领域

本发明属于碳化硅晶圆裂片技术领域，特别是涉及一种晶圆裂片移膜、切膜机构。

背景技术

碳化硅晶圆经过激光隐切加工，激光束聚焦在晶圆内部，对焦点位置晶圆形成瞬间高温，在晶圆内部形成一系列纵横交错的破坏层，碳化硅晶圆硬度较高无法通过扩膜方式使晶圆裂开，需要适合设备沿晶圆切割道一条一条破开，芯片表面对碎屑敏感，裂片过程中在晶圆表面贴一层PE膜，防止裂片机构的劈刀和晶圆表面直接接触，也防止劈裂过程中产生的碎屑溅污染芯片。

在切膜时，要保证复合膜处于一个张紧的状态，并且要保证切割刀能够准确、稳定的对PE膜进行切割。目前在对膜进行切割时利用手工切割，将PE膜裁出一定的长度，并进行修剪。对人工操作能力要求高，劳动强度大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种能够将复合膜稳固的输送到切料位并进行切割的晶圆裂片移膜、切膜机构。

具体方案如下：

晶圆裂片移膜、切膜机构，包括，移膜机构将复合膜在稳固的状态下，由切膜机构切割。

所述晶圆放膜机构包括设置在放膜固定架上的放膜辊系，放膜辊系包括防静电驱动辊、气涨轴和与气涨轴连接的电磁制动器；气涨轴用于固定PE膜卷，防静电驱动辊驱动PE膜输送，防静电驱动辊与气涨轴连接的电磁制动器相互配合使PE膜拉紧。

述上吸附装置通过可调压力式移动座由垂直伺服模组带动上下移动，下移动吸盘带动PE膜移动到切膜位，上吸附装置下移，使上吸附装置与下移动吸盘同时对PE膜吸附，切膜完成后，上吸附装置上移，下移动吸盘复位，上吸附装置下移，使得上吸附装置与下移动吸盘重新同时对PE膜进行吸附。

所述上吸附装置包括：上负压源、固定位吸盘导轨和固定位吸盘，上负压源设置在可调压力式移动座上，吸附直线轴承包括吸附直线轴承套和吸附直线轴承轴，吸附直线轴承套固定在可调压力式移动座顶部，吸附直线轴承轴穿过吸附直线轴承套，吸附直线轴承轴顶部设置有吸附直线轴承轴限位块，吸附直线轴承的方向和可调压力式移动座的移动方向一致；底部设置有吸盘浮动安装板，吸盘浮动安装板与可调压力式移动座之间设置有弹簧，固定位吸盘连接在吸盘浮动安装板底部，固定位吸盘通过上气道与上负压源连接。

所述下移动吸盘中设有下负压源，下移动吸盘顶部分为放料位与取料位，放料位与取料位顶部均均布有气孔，气孔均通过下吸附气道与下负压源连接，放料位与取料位的气孔与不同下负压源连接。

所述可调压力式移动座端部连接有切膜机构，切膜机构包括无杆气缸、导杆气缸和切割刀，无杆气缸安装在可调压力式移动座端部，无杆气缸的导杆方向与PE膜的运行方向垂直，导杆上滑动连接有导杆气缸，导杆气缸的输出末端连接有切割刀；下移动吸盘沿PE膜移动方向移动到位后，切割刀通过导杆气缸将PE膜切断；上吸附装置上移，完成上吸附装置与下移动吸盘的交接，下移动吸盘复位，回到初始状态。

上吸附装置还包括移动吸附辊压机构，移动吸附辊压机构包括：浮动压辊气缸、浮动板、浮动压辊门型固定座、浮动直线轴承和浮动压辊；浮动压辊气缸固定连接在可调压力式移动座上，浮动板固定在浮动压辊气缸的活塞杆末端，移动方向与可调压力式移动座的移动方向一致，在浮动板两侧均设置有浮动直线轴承，浮动直线轴承包括浮动直线轴承套和浮动直线轴承轴，浮动直线轴承套固定在浮动板上，浮动直线轴承轴穿过浮动直线轴承套，浮动直线轴承轴顶部设置有浮动直线轴承轴限位块，底部与浮动压辊门型固定座连接，浮动压辊转动连接在浮动压辊门型固定座上。浮动气缸控制浮动板上下移动，通过浮动直线轴承轴的限位块带动整个浮动压辊门型座与浮动压辊上下移动，浮动压辊对PE膜的压力为浮动压辊门型固定座和浮动压辊的重力。

本发明公开了一种晶圆裂片移膜、切膜机构，包括移模机构和切膜机构，移膜机构将复合膜在稳固的状态下，由切膜机构切割。在移膜机构在工作时，能够保证复合膜在移动过程中始终受到上吸附装置或下移动吸盘控制，移动吸附辊压机构能够保证复合膜被下吸附吸盘输送时，能够将复合膜与下吸附吸盘之间的空气排出，保证复合膜在输送过程中，始终处于张紧状态，切割机构中的无杆气缸和导轨气缸能够控制切割刀对复合膜进行精准切割。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是放卷机构的结构示意图；

图3是放卷机构的俯视图；

图4是驱动下压机构的结构示意图；

图5是驱动下压机构的侧视图；

图6是移膜机构的结构示意图；

图7是移膜机构的侧视图；

图8是上吸附装置的结构示意图；

图9是上吸附装置的侧视图图；

图10是上吸附装置的实施例一的仰视图；

图11是上吸附装置的实施例二的仰视图；

图12是下移动吸盘的实施例一俯视图；

图13是下移动吸盘的实施例二俯视图；

图14是贴膜机构的结构示意图；

100、放膜机构，110、放膜固定架，120、放膜辊系，121、防静电驱动辊，1211、电磁制动器，122、第一从动换向辊，123,、第二从动换向辊，124、气涨轴，130、驱动下压机构，131、下压气缸座，132，驱动下压气缸，133，张紧下压板，134，导轨、135、张紧压辊门型固定座，136、张紧压辊，200、垂直伺服模组，300、水平伺服模组，400、移膜机构，410、上吸附装置，411、可调压力式移动座，412、上负压源，413、吸附直线轴承，414、固定位吸盘，415、吸附直线轴承轴限位块，420、下移动吸盘，421、放料位，422、取料位，430、移动吸附辊压机构，431、浮动压辊气缸，432、浮动板，433、浮动压辊门型固定座，434、浮动直线轴承，435、浮动压辊，500、贴膜机构，510、移动伺服模组，511、移动水平伺服模组，512、移动垂直伺服模组，520、移动吸附底座，530、移动吸附装置，531、移动吸附直线轴承，532、移动吸附固定位吸盘，533、移动吸附限位块，540、辊压机构，541、辊压气缸，542、辊压浮动板，543、辊压直线轴承，544、滚轴门型座，545、滚轴，600、机架，700、切膜机构，710、无杆气缸，720、导杆气缸，730、切割刀，800、气浮载台。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施，而不是全部的实施，基于本发明的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图14所示，公开一种晶圆裂片移膜、切膜机构，包括放膜机构100、移膜机构400、切膜机构700和贴膜机构500。复合膜在放膜机构100、移膜机构400、切膜机构700和贴膜机构500中处于受控状态，保持始终张紧。复合膜卷经放膜机构100开卷后，被移膜机构400输送至切刀位，经切膜机构700进行切割PE膜，PE膜被贴膜机构500贴在晶圆表面。离型膜是指薄膜表面能有区分的薄膜，离型膜与特定的材料在有限的条件下接触后不具有粘性，或轻微的粘性。PE膜带有胶的一侧与离型膜接触，使得离型膜与PE膜之间有粘力，使得复合膜能够在放膜机构和移膜机构上被运输时，不会使离型膜与PE膜分离。PE膜在进行切割后，保证贴膜机构能够将PE膜进行吸附，从而使切割后的PE膜与离型膜分离。离型膜被移膜机构400进入到在机架600上的漏槽中。

所述贴膜机构500包括设置在放膜固定架110上的放膜辊系120，放膜辊系120包括防静电驱动辊121、气涨轴124和与气涨轴124连接的电磁制动器1211；气涨轴124用于固定复合膜卷，防静电驱动辊121驱动复合膜输送，防静电驱动辊121与气涨轴124连接的电磁制动器1211相互配合使复合膜拉紧。放膜辊系120将复合膜传送出贴膜机构500，在传送过程中，为了避免复合膜出现褶皱，卷带这种现象，通过防静电驱动辊121和电磁制动器1211控制复合膜始终处于一个张紧的状态。

放膜固定架110上的放膜辊系120按照复合膜移动方向分别为，气涨轴124用于固定复合膜卷，气涨轴124端部连接有电磁制动器1211，第一从动换向辊122将复合膜第一次换向，防静电驱动辊121驱动复合膜移动，张紧压辊135用于张紧复合膜，使得复合膜与防静电驱动辊121接触，以及第二从动换向辊123将复合膜输出到下移动吸盘420。

所述张紧压辊135由驱动下压机构130控制，驱动下压机构130包括下压气缸座131、驱动下压气缸132、张紧下压板133、导轨、张紧压辊135门型固定座和张紧压辊135；下压气缸座131固定在放膜固定架110顶部；驱动下压气缸132固定在下压气缸座131顶部，且驱动下压气缸132的活塞杆贯穿下压气缸座131进入到放膜固定架110内部；导轨134固定在固定架的侧壁上，导轨134的方向和驱动下压气缸132的活塞杆的方向一致；张紧压辊门型固定座135固定在驱动下压气缸132的活塞杆末端，并在导轨134中滑动；张紧压辊136转动连接在张紧压辊门型固定座135。驱动下压机构130能够进一步控制复合膜在放卷机构中的一个状态。

所述晶圆移膜机构400包括上下移动的上吸附装置410和水平移动的下移动吸盘420，下移动吸盘420沿着复合膜的移动方向往复运动，使得下移动吸盘420带着复合膜移动。上吸附装置410和下移动吸盘420不间断地控制复合膜移动。下移动吸盘420接收被贴膜机构500传送出的复合膜，复合膜被下移动吸盘420所吸附，沿复合膜移动方向继续输送。驱动下压机构130能够调整放膜机构100与移膜机构400之间的复合膜，使得复合膜在放膜机构100与移膜机构400之间依然保持一个被控制的状态，使得复合膜始终处于一个张紧的状态。

所述上吸附装置410通过可调压力式移动座411由垂直伺服模组200带动上下移动，下移动吸盘420带动复合膜移动到切膜位，上吸附装置410下移，使上吸附装置410与下移动吸盘420同时对复合膜吸附，切膜完成后，上吸附装置410上移，下移动吸盘420复位，上吸附装置410下移，使得上吸附装置410与下移动吸盘420重新同时对复合膜进行吸附。下移动吸盘420与上吸附装置410之间的相互配合，使得复合膜在被输送过程中始终被控制，使得复合膜始终保持一个张紧的状态。

所述上吸附装置410包括：上负压源412、吸附直线轴承413和固定位吸盘，上负压源412设置在可调压力式移动座411上，吸附直线轴承413包括吸附直线轴承套和吸附直线轴承轴，吸附直线轴承套固定在可调压力式移动座411顶部，吸附直线轴承轴穿过吸附直线轴承套，吸附直线轴承轴顶部设置有吸附直线轴承轴限位块415，吸附直线轴承413的方向和可调压力式移动座411的移动方向一致；底部设置有吸盘浮动安装板，吸盘浮动安装板与可调压力式移动座411之间设置有弹簧，固定位吸盘414连接在吸盘浮动安装板底部，固定位吸盘414通过上气道与上负压源412连接。

在一个实施例中，固定位吸盘414可以是大于复合膜的宽度的板装结构，使得上吸附装置410在对复合膜进行吸附时，能够保证复合膜的受力均匀。

在另一个实施例中，固定位吸盘414也可以是小的圆形吸盘，可以设置多个固定位吸盘414和吸附直线轴承413，且吸附直线轴承413在可调压力式移动座411的边缘均布，能够使得上吸附装置410在对复合膜进行吸附时，能够保证复合膜的受力均匀。

所述可调压力式移动座411端部连接有切膜机构700，切膜机构700包括无杆气缸710、导杆气缸720和切割刀730，无杆气缸710安装在可调压力式移动座411端部，无杆气缸710的导杆方向与复合膜的运行方向垂直，导杆上滑动连接有导杆气缸720，导杆气缸720的输出末端连接有切割刀730；下移动吸盘420沿复合膜移动方向移动到位后，切割刀730通过导杆气缸720将PE膜切断；上吸附装置410上移，完成上吸附装置410与下移动吸盘420的交接，下移动吸盘420复位，回到初始状态。移膜机构400在将复合膜输送至切膜位时，通过无杆气缸710和导杆气缸720控制的切割刀730，能够做到精准切割PE膜，保留离型膜。离型膜被下移动吸盘420在进行下一周期的移膜时，移出下移动吸盘420。

上吸附装置410还包括移动吸附辊压机构430，移动吸附辊压机构430包括：浮动压辊气缸431、浮动板432、浮动压辊门型固定座433、浮动直线轴承434和浮动压辊435；浮动压辊气缸431固定连接在可调压力式移动座411上，浮动板432固定在浮动压辊气缸431的活塞杆末端，移动方向与可调压力式移动座411的移动方向一致，在浮动板432两侧均设置有浮动直线轴承434，浮动直线轴承434包括浮动直线轴承套和浮动直线轴承轴，浮动直线轴承套固定在浮动板432上，浮动直线轴承轴穿过浮动直线轴承套，浮动直线轴承轴顶部设置有浮动直线轴承轴限位块，底部与浮动压辊门型固定座433连接，浮动压辊435转动连接在浮动压辊门型固定座433上。浮动压辊气缸431控制浮动板432上下移动，通过浮动直线轴承轴的限位块带动整个浮动压辊门型座433与浮动压辊435上下移动，浮动压辊435对复合膜的压力为浮动压辊门型固定座433和浮动压辊435的重力。复合膜的端部在被下移动吸盘420传送时，复合膜与下移动吸盘420之间存在一定的夹角，浮动压辊435依靠自身的重力将复合膜压向下移动吸盘420，使得复合膜与下移动吸盘420之间的空气被排出，使得复合膜被下移动吸盘420所吸附时，不会出现褶皱。

所述下移动吸盘420中设有下负压源，下移动吸盘420顶部分为放料位421与取料位422，放料位421与取料位422顶部均均布有气孔，气孔均通过下吸附气道与下负压源连接，放料位421与取料位422的气孔与不同下负压源连接。

在一个实施例中，下吸盘顶部的气孔均布于收料位，且放料位421与取料位422相邻处也开设有气孔，此时设置一个下负压源。在移膜时，位于放料位421与取料位422上的复合膜始终被吸附。

贴膜机构500包括：安装在机架600上的移动伺服模组510、移动吸附底座520和移动吸附装置530，移动吸附底座520安装在移动伺服模组510上下移动的组件中，移动吸附装置530安装在移动吸附底座520上，移动吸附装置530包括移动吸附直线轴承531、移动吸附负压源和移动吸附固定位吸盘532，移动吸附直线轴承531包括移动吸附直线轴承套和移动吸附直线轴承轴，移动吸附直线轴承套固定在移动吸附底座520上，移动吸附直线轴承轴穿过移动吸附直线轴承套，移动吸附直线轴承轴顶部设置有移动吸附限位块533，底部连接有移动吸附固定位吸盘532，移动吸附负压源通过移动吸附气道与移动吸附固定位吸盘532连接。移动吸附固定位吸盘532在对取料位422的PE膜进行吸附时，能够将PE膜完整的脱离下移动机构，随着将移动伺服模组510移动至气浮载台800上，随后进行贴膜。整个过程，PE膜被完整的吸附在移动吸附固定位吸盘532下方，不会出现褶皱、卷边这种现象。

移动伺服模组510包括移动垂直伺服模组512和移动水平伺服模组511，移动水平伺服模组511安装在机架600上，移动垂直伺服模组512滑动连接在移动水平伺服模组511上，移动吸附底座520滑动连接在移动垂直伺服模组512上。

移动吸附底座520上设有辊压机构540，辊压机构540包括辊压气缸541、辊压浮动板542、辊压直线轴承543、滚轴门型座544和滚轴545，辊压气缸541固定在移动吸附底座520上，辊压浮动板542连接在辊压气缸541活塞杆的末端；辊压直线轴承543包括辊压直线轴承套和辊压直线轴承轴，辊压直线轴承套固定在辊压浮动板542顶部，辊压直线轴承轴穿过辊压直线轴承套，辊压直线轴承轴顶部设有辊压限位块，底部与滚轴座连接，滚轴转动连接在滚轴门型座544内；辊压气缸541控制辊压浮动板542上下移动，通过辊压直线轴承轴的辊压限位块带动整个滚轴门型座544与滚轴545上下移动，滚轴545对PE膜的压力为滚轴门型座544和滚轴545的重力。贴膜机构500在复位时，滚轴545能够依靠自身的重力，对贴在晶圆表面PE膜施加压力，能够使PE膜粘贴的更加牢固。防止脱离。

工作过程：将整卷的复合膜安装在气涨轴124上，将复合膜的端部从第一从动换向辊122下方穿过进入到防静电驱动辊121上方，接着穿过张紧压辊135下方，从第二从动换向辊123上方穿出，进入到移膜机构400，下移动吸盘420将吸附复合膜移动，在移动过程中，移动吸附辊压机构430能够将复合膜紧紧与下移动吸盘420接触，下移动吸盘420将吸附复合膜移动至切膜位，切膜机构700通过无杆气缸710和导杆气缸720控制的切割刀730，能够做到精准切割PE膜，保留离型膜。离型膜被下移动吸盘420在进行下一周期的移膜时，移出下移动吸盘420，进入到漏槽中。贴膜机构500将切割后的PE膜移走后，上吸附装置410将复合膜上移，下移动吸盘420复位，然后上吸附装置410带动复合膜向下移动吸盘420靠近，下移动吸盘420重新对复合膜进行吸附。贴膜机构500将方形的PE膜贴至晶圆表面，在贴膜机构复位时，辊压机构540将方形的PE膜紧贴在晶圆表面。

公开了一种晶圆裂片移膜、切膜机构，在防静电驱动辊121和与气涨轴124连接的电磁制动器1211的共同作用下，使得复合膜在放膜机构100中始终处于一个张紧的状态，移膜机构400在工作时，保证复合膜在移动过程中始终受到上吸附装置410或下移动吸盘420控制，放膜机构100中的驱动下压机构130，能够调节贴膜机构500和移膜机构400之间的复合膜始终处于张紧的状态。移膜机构400保证复合膜在输送过程中，始终处于张紧状态，切割机构中的无杆气缸710和导轨气缸能够控制切割刀730对复合膜进行精准切割。贴膜机构500将切割完成后的PE膜贴在晶圆上，并且贴膜机构500中的辊压机构540能够将PE膜贴的更加牢固。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.晶圆裂片移膜、切膜机构，包括，移膜机构和切膜机构，其特征在于，移膜机构将复合膜在稳固的状态下，由切膜机构切割。

2.根据权利要求1所述的晶圆裂片移膜、切膜机构，其特征在于，所述晶圆移膜机构包括上下移动的上吸附装置和水平移动的下移动吸盘，下移动吸盘沿着复合膜的移动方向往复运动，使得下移动吸盘带着PE膜移动，上吸附装置和下移动吸盘不间断地控制复合膜移动。

3.根据权利要求2所述的晶圆裂片移膜、切膜机构，其特征在于，所述上吸附装置通过可调压力式移动座由垂直伺服模组带动上下移动，下移动吸盘带动PE膜移动到切膜位，上吸附装置下移，使上吸附装置与下移动吸盘同时对PE膜吸附，切膜完成后，上吸附装置上移，下移动吸盘复位，上吸附装置下移，使得上吸附装置与下移动吸盘重新同时对PE膜进行吸附。

4.根据权利要求3所述的晶圆裂片移膜、切膜机构，其特征在于，所述上吸附装置包括：上负压源、固定位吸盘导轨和固定位吸盘，上负压源设置在可调压力式移动座上，吸附直线轴承包括吸附直线轴承套和吸附直线轴承轴，吸附直线轴承套固定在可调压力式移动座顶部，吸附直线轴承轴穿过吸附直线轴承套，吸附直线轴承轴顶部设置有吸附直线轴承轴限位块，吸附直线轴承的方向和可调压力式移动座的移动方向一致；底部设置有吸盘浮动安装板，吸盘浮动安装板与可调压力式移动座之间设置有弹簧，固定位吸盘连接在吸盘浮动安装板底部，固定位吸盘通过上气道与上负压源连接。

5.根据权利要求4所述的晶圆裂片移膜、切膜机构，其特征在于，所述下移动吸盘中设有下负压源，下移动吸盘顶部分为放料位与取料位，放料位与取料位顶部均均布有气孔，气孔均通过下吸附气道与下负压源连接，放料位与取料位的气孔与不同下负压源连接。

6.根据权利要求3所述的晶圆裂片移膜、切膜机构，其特征在于，所述可调压力式移动座端部连接有切膜机构，切膜机构包括无杆气缸、导杆气缸和切割刀，无杆气缸安装在可调压力式移动座端部，无杆气缸的导杆方向与PE膜的运行方向垂直，导杆上滑动连接有导杆气缸，导杆气缸的输出末端连接有切割刀；下移动吸盘沿PE膜移动方向移动到位后，切割刀通过导杆气缸将PE膜切断；上吸附装置上移，完成上吸附装置与下移动吸盘的交接，下移动吸盘复位，回到初始状态。

7.根据权利要求3所述的晶圆裂片移膜、切膜机构，其特征在于，上吸附装置还包括移动吸附辊压机构，移动吸附辊压机构包括：浮动压辊气缸、浮动板、浮动压辊门型固定座、浮动直线轴承和浮动压辊；浮动压辊气缸固定连接在可调压力式移动座上，浮动板固定在浮动压辊气缸的活塞杆末端，移动方向与可调压力式移动座的移动方向一致，在浮动板两侧均设置有浮动直线轴承，浮动直线轴承包括浮动直线轴承套和浮动直线轴承轴，浮动直线轴承套固定在浮动板上，浮动直线轴承轴穿过浮动直线轴承套，浮动直线轴承轴顶部设置有浮动直线轴承轴限位块，底部与浮动压辊门型固定座连接，浮动压辊转动连接在浮动压辊门型固定座上，浮动气缸控制浮动板上下移动，通过浮动直线轴承轴的限位块带动整个浮动压辊门型座与浮动压辊上下移动，浮动压辊对PE膜的压力为浮动压辊门型固定座和浮动压辊的重力。

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