CN115775757A - 基板封装产品切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了基板封装产品切割方法，包括如下步骤：S1,将待切产品吸附于真空吸附平台上；S2,通过切割机构切除待切产品的两个短边边框；S3,通过切割机构在待切产品的长边上的预定位置进行切割以使待切产品分割得到至少四个分块，四个分块中，任一的宽度在待切产品的长度的20%‑30%之间；S4,通过切割机构切除待切产品的两个长边边框；S5,使切割机构按照预定的顺序完成待切产品的长边上剩余切割位置切割；S6,使切割机构按照预定的顺序完成待切产品的短边上剩余切割位置切割。本发明先将较长的待切产品切割成几个尺寸相当的分块，使得真空吸附平台能够稳定地将每个分块吸附平整，避免切割道发生偏移，提高了切割质量，有效地改善了产品质量和产品一致性。

Description

基板封装产品切割方法

技术领域

本发明涉及半导体切割工艺领域，尤其是基板封装产品切割方法。

背景技术

在基板封装产品加工时，由于自身不同材料的热膨胀系数差异较大，导致最终成型的基板封装产品具有内应力而出现翘曲的情况。

在后续对基板封装产品进行切割得到产品颗粒时，是通过真空吸附平台将基板封装产品吸附固定，然后通过切割机构进行切割。

如果基板封装产品存在翘曲，很容易造成真空吸附平台与基板封装产品之间产生漏真空导致吸附力降低，无法使基板封装产品保持稳定的平铺状态，在这种情况下进行切割时，切割机构的切割道很容易发生偏移，从而造成切割得到的产品颗粒的尺寸不符合要求，且容易出现连筋、毛刺等问题，导致最终的产品质量和产品一致性较差。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种基板封装产品切割方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

基板封装产品切割方法，包括如下步骤：

S1,将待切产品放置于真空吸附平台上，并通过真空吸附将所述待切产品固定；

S2,通过切割机构切除待切产品的两个短边边框；

S3, 通过所述切割机构在所述待切产品的长边上的预定位置进行切割

以使所述待切产品分割得到至少四个分块，所述四个分块中，任一的宽度在所述待切产品的长度的20%-30%之间；

S4,使所述真空吸附平台带动其上的待切产品水平旋转90°或使所述切割机构的切刀的轴线水平旋转90°,通过所述切割机构切除待切产品的两个长边边框；

S5,使所述真空吸附平台带动其上的待切产品水平旋转90°或是所述切割机构的切刀的轴线水平旋转90°,使所述切割机构按照预定的顺序完成所述待切产品的长边上剩余切割位置切割；

S6,所述真空吸附平台带动其上的待切产品水平旋转90°或所述切割机构的切刀的轴线水平旋转90°,使所述切割机构按照预定的顺序完成待切产品的短边上剩余切割位置切割。

优选的，所述S1中，所述真空吸附平台工作时的极限真空为3300Pa。

优选的，所述S1中，所述真空吸附平台包括载具及设置在所述载具中的橡胶面吸附板，所述橡胶面吸附板的顶面开设有与所述待切产品上要切割的位置一一对应的长通槽和短通槽。

优选的，所述长通槽和短通槽划分出的每个网格块处设置有吸附孔。

优选的，所述载具设置在中空旋转组件上，所述载具的底部中心可相对所述载具自转地设置有主接头，所述主接头通过穿过所述中空旋转组件的抽真空管道连接外部的抽真空装置。

优选的，所述主接头的内径在15-25mm之间，所述抽真空装置的抽速在45-50L/S之间。

优选的，所述S3中，所述切割机构先切割第n/2个切割位置，所述n为所述待切产品的短边上要切割的切割位置的数量。

优选的，所述切割机构采用双刀进行切割。

优选的，所述S3中，

当所述n为偶数时，在一个切刀切割所述第n/2个切割位置的同时，另一切刀切割第n-1个切割位置，随后，两个切刀同时进行第（n/2+1）/2个切割位置及第（n/2+n-1）/2个切割位置的切割；

当所述n为奇数时，先通过单刀切割所述第（n+1）/2个切割位置，随后，两个切刀同时进行第[（n+1）/2+1]/2个切割位置个切割位置及第[（n+1）/2+n）]/2个切割位置的切割。

优选的，切割时，所述切刀的转速在20000-25000 r/min之间。

本发明技术方案的优点主要体现在：

本发明的方法先将较长的待切产品切割成几个尺寸相当的分块，每个分块的内应力和形变大大缩小使得真空吸附平台能够稳定地将每个分块吸附平整，从而能够有效地避免切刀切割时的切割道发生偏移，提高了切割质量，有效地改善了产品质量和产品一致性。同时，在切割成分块后，先切掉长边边框，再切长边上的剩余切割位置，最后再且短边上的剩余切割位置，可以缩短长边上剩余切割位置的切刀移动行程，还能够降低后续去除杂物的难度，有利于提高整体的切割效率。

本发明通过对真空吸附平台和抽真空机构的设计，使得真空平台的极限真空达到3300pa，极大地改善了吸附力，从而能够有效地使切割得到四个相对较小的方块能够被稳定的吸附平整。

本发明的真空吸附平台采用橡胶面吸附板，且橡胶面吸附板设置有与每个切割位置匹配的凹槽，这样能够使得切刀的切割深度更深，同时避免切刀与吸附板发生碰撞导致刀片损坏，提高了安全性。

附图说明

图1是本发明的待切产品经过S2-S4步骤切割的示意图（图中，长边的切割位置的数量n为偶数）；

图2是本发明的真空吸附平台、驱动其转动及真空吸附平台连接的抽真空管路的立体剖视图；

图3是本发明的吸附板的局部立体图。

具体实施方式

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合附图对本发明揭示的基板封装产品切割方法进行阐述，其包括如下步骤：

S1,将待切产品100放置于真空吸附平台300上，并通过真空吸附将所述待切产品100固定；

S2,通过切割机构的切除待切产品100的两个短边边框，如附图1所示；

S3, 通过所述切割机构在所述待切产品的长边上的预定位置进行切割

以使所述待切产品分割得到至少四个分块，所述四个分块中，任一的宽度在所述待切产品的长度的20%-30%之间；

S4,使所述真空吸附平台300带动其上的待切产品100水平旋转90°或使所述切割机构的切刀的轴线水平旋转90°,通过所述切割机构切除待切产品100的两个长边边框；

S5,使所述真空吸附平台300带动其上的待切产品100水平旋转90°或是所述切割机构的切刀的轴线水平旋转90°,使所述切割机构按照预定的顺序完成所述待切产品100的长边110上剩余切割位置切割；

S6,所述真空吸附平台300带动其上的待切产品100水平旋转90°或所述切割机构的切刀的轴线水平旋转90°,使所述切割机构按照预定的顺序完成待切产品100的短边120上剩余切割位置切割。

本方法主要用于方形的基板封装产品（待切产品100）切割，当然，也可用于其他形状的基板封装产品的切割，通常一个待切产品100包括若干个网格化分布的封装单体，通过切割使所述待切产品100分隔成若干个封装单体的颗粒。

如附图1所示，每个所述待切产品100的长边上要切割的切割位置的数量为n，n个所述切割位置由长边的一端向另一端按照1、2、3、4、……、n的顺序依次编号；所述短边上要切割的切割位置的数量为m，m个切割位置由短边的一端向另一端按照1、2、3、4、……、m的顺序依次编号，每一边上相邻的切割位置之间的间距相等或相当。

在切割时，为了使待切产品100尽可能的保持平铺状态，需要使所述真空吸附平台300具有足够的吸附力，同时，需要控制抽真空设备的运行能耗，实现吸附力与能耗的兼容是需要的，发明人通过对不同翘曲情况的待切产品100进行实际研究后确定，当所述真空吸附平台300的极限真空达到3300Pa（帕）时，所述真空吸附平台300能够在能耗符合预期的情况下，有效使翘曲达到5mm的待切产品100尽可能被吸附保持平整。

如附图2所示，所述真空吸附平台300包括载具310及固定设置在所述载具310中的吸附板320，所述吸附板320上设置有若干的吸附孔321，所述吸附孔321可以保证所述待切产品100放置在所述吸附板320上时，其上的每个封装产品能够覆盖至少一个吸附孔321。

如附图2所示，所述载具310包括凹设的安装槽311，所述吸附板320设置在所述安装槽311内的下台阶面上且所述吸附板320的底部与所述安装槽311的槽底312保持一定的间隙以便抽真空。切割时，在所述载具310上放置定位治具400，所述定位治具400包括定位孔410，所述待切产品100放置在所述定位孔410中实现定位，所述待切产品100定位后即可通过所述吸附板320吸附，所述待切产品100被吸附后即可将所述定位治具400取走进行切割。

在一些实施例中，可以使真空吸附平台300能够水平转动，使切割机构的刀具无需水平旋转。当然，在另外的实施例中，也可以使所述真空吸附平台300不可水平旋转，使所述切割机构的刀具能够进行水平旋转，从而实现短边、长边两个方向的切割。

为了方便实现双刀同时切割，且避免双刀旋转时产生干涉，较优的，使切割机构的两个切刀无需转动，同时，如附图2所示，使所述载具310设置在驱动其水平转动的中空旋转组件500上，所述载具310与所述中空旋转组件的中心孔510同心设置，所述中空旋转组件500例如可以是中空伺服转台。所述载具310设置在所述中空旋转组件500上且所述载具310的底部中心可相对所述载具310自转地设置有主接头700，所述主接头700的上端与所述安装槽311连通，所述主接头700与所述中空旋转组件500的中心孔，所述主接头700通过穿过所述中空旋转组件500的抽真空管道900连接外部的抽真空装置，所述抽真空装置可以是真空泵。

如附图2所示，所述中空旋转组件500设置在一底座200上，所述抽真空管道900包括位于所述中空旋转组件500的中心孔510内的竖管910，所述竖管910的上端密封且共轴连接所述主接头700，所述竖管910的下端与弯管接头920的上端共轴且密封连接，所述弯管接头920为90°弯管且设置在所述底座200上，所述弯管接头920的另一端与一位于所述底座200内的横管930的一端密封连接，所述横管930的另一端与一固定在所述底座200上且延伸到所述底座200外的外接头940连接，所述外接头940连接一调节器（图中未示出），所述调节器连接多条可独立控制通断的抽气管路（图中未示出），多条抽气管路连接所述抽真空装置，工作时，所述中心旋转组件带动所述真空吸附平台300转动，此时，所述主接头700可以保持不动，从而保证抽真空的稳定性。

为了达到上述的极限真空，所述主接头700的内径在15-25mm之间，更优在20mm左右，所述抽真空装置的抽速在45-50L/S之间，更优在46L/S左右。

如附图3所示，所述吸附板320为橡胶面吸附板，所述橡胶面吸附板的顶面开设有与所述待切产品100要切割的位置一一对应的长通槽322（沿所述吸附板的长度方向延伸）和短通槽323（沿所述吸附板的宽度方向延伸），进一步，所述长通槽和短通槽的槽底高于所述载具的顶面。这样在切割时，切刀的切割深度可以略大于待切产品100的厚度，保证有效的切断，同时能够有效避免切刀与吸附板320发生碰撞导致损坏。并且，所述长通槽322和短通槽323划分出的每个网格块324处设置有吸附孔321，每个所述网格块324的横截面形状为正方形，所述吸附孔321为方形沉孔，这样的结构能够有效地保证每个网格块324处具有足够的吸附力，从而在切割时，能够有效地对每个封装单体提供充分支撑。

所述切割机构的具体结构为已知技术，其通常包括主轴、安装在主轴上的并由其驱动自转的切刀以及驱动所述主轴进行XYZ三轴移动的移动机构。所述切割机构可以采用一个切刀进行切割，更优的，所述切割机构采用双刀进行切割，即所述主轴为两个，每个主轴上安装一个切刀，每个主轴连接一个驱动其移动的移动机构。同时，为了避免切割时所述切刀与待切产品100之间的阻力导致吸附不稳定，同时，保证能够高效、顺利地进行切割，在切割时，所述切刀的转速在20000-25000 r/min（转/分）之间。

所述S2中，如附图1所示，所述切割结构的一个切刀进行长边上的第1刀的切割，另一个切刀进行长边上的第n个切割位置的切割，从而将所述待切产品100的两个短边边框切除。

当所述n为偶数时，例如，所述n为58，在所述S3中，如附图1所示，所述切割机构的一个切刀进行第n/2个切割位置（第29个切割位置）的切割，同时，另一切刀进行第n-1个切割位置（第57个切割位置）的切割，此时，所述待切产品100由其大致中间的位置切割成两个宽度较大且宽度相当的第一分块130及一个宽度较小的边分块140，此时，两个第一分块的翘起情况极大改善，从而能够有效地保证两个第一分块的稳定吸附。

随后，如附图1所示，两个切刀同时进行第（n/2+1）/2个切割位置（第15个切割位置）及第（n/2+n-1）/2个切割位置（第43个切割位置）的切割，此时，两个所述第一分块130由中间分隔成两个宽度相当的第二分块150，这样，两个第二分块的翘曲变形进一步变小，从而使得四个第二分块能够被更稳定地吸附。同时，这样可以使在长边上的切割次数尽可能地减少，从而减小切割异常的情况。

当所述n为奇数时，例如，所述n为57，在所述S3中，先通过单刀切割所述第（n+1）/2个切割位置（第29个切割位置），随后，两个切刀同时进行第[（n+1）/2+1]/2个切割位置（第15个切割位置）及第[（n+1）/2+n）]/2个切割位置（第43个切割位置）的切割。

在通过所述S3使得较长的待切产品100被切割多个短块后以消除产品翘曲造成的吸附不稳定的问题，从而可以保证沿长度方向切割时的切割精度。

所述S4中，所述中空旋转组件500驱动所述真空吸附平台300转动90°使所述待切产品100的长边与所述切刀的轴线垂直，然后所述切割机构的两个切刀同时进行短边上的第1刀和第m刀的切割，此时，一次性切除待切产品100的两个长边边框，这样可以避免完成长边上的n个切割位置切割后再进行长边边框切割时容易产生多个小碎块不便于清理的问题。同时先进行长边框的切除，再进行短边上的剩余切割位置的切割，可以使得每次切割时，切刀的切割行程适量缩短，有利于提高切割效率。

所述S5中，所述中空旋转组件500驱动所述真空吸附平台300转动90°使所述待切产品100的短边与所述切刀的轴线垂直，采用双刀同时切割时，所述双刀按照如下顺序切割：第2个切割位置和第n/2+1个切割位置、第3个切割位置和第n/2+2个切割位置、第4个切割位置和n/2+3个切割位置、……、第n/2-1个切割位置和第n-2个切割位置。

所述S6中，完成长边的所有切割位置切割后，所述中空旋转组件500驱动所述真空吸附平台300转动90°，此时，所述待切产品100的长边与所述切刀的轴线垂直。当所述m为偶数时，所述双刀按照如下顺序切割：第2个切割位置和第m/2个切割位置、第3个切割位置和第m/2+1个切割位置、第4个切割位置和第m/2+2个切割位置、……、第m/2-1个切割位置和第m-1个切割位置。

当所述m为奇数时，所述切割机构同样是按照上述m为偶数时的双刀切割顺序完成第m/2+2个切割位置、……、第m/2-1个切割位置和第m-1个切割位置，最后再通过一个切刀将剩余的一个切割位置（第(m+1）/2个切割位置）进行切割。当然，也可以先通过一个切刀在中间的切割位置进行切割后，再按照上述m为偶数时的双刀切割顺序进行切割。

这样的切割顺序和切割位置能够使切割机构之间具有足够的安全距离，避免干涉，从而稳定的实现双轴同时切割，同时在S5、S6的切割过程中，在由一个切割位置移动到下一个切割位置时，使双刀仅需单向移动即可，控制简单，这样的设计也能够减少主轴加工的待机时间，可显著提高切割效率。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基板封装产品切割方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1,将待切产品放置于真空吸附平台上，并通过真空吸附将所述待切产品固定；

S2,通过切割机构切除待切产品的两个短边边框；

S3,通过所述切割机构在所述待切产品的长边上的预定位置进行切割以使所述待切产品分割得到至少四个分块，所述四个分块中，任一的宽度在所述待切产品的长度的20%-30%之间；

S4,使所述真空吸附平台带动其上的待切产品水平旋转90°或使所述切割机构的切刀的轴线水平旋转90°,通过所述切割机构切除待切产品的两个长边边框；

S5, 使所述真空吸附平台带动其上的待切产品水平旋转90°或是所述切割机构的切刀的轴线水平旋转90°,使所述切割机构按照预定的顺序完成所述待切产品的长边上剩余切割位置切割；

S6, 所述真空吸附平台带动其上的待切产品水平旋转90°或所述切割机构的切刀的轴线水平旋转90°,使所述切割机构按照预定的顺序完成待切产品的短边上剩余切割位置切割。

2.根据权利要求1所述的基板封装产品切割方法，其特征在于：所述S1中，所述真空吸附平台工作时的极限真空为3300Pa。

3.根据权利要求1所述的基板封装产品切割方法，其特征在于：所述S1中，所述真空吸附平台包括载具及设置在所述载具中的橡胶面吸附板，所述橡胶面吸附板的顶面开设有与所述待切产品上要切割的位置一一对应的长通槽和短通槽。

4.根据权利要求3所述的基板封装产品切割方法，其特征在于：所述长通槽和短通槽划分出的网格块处设置有吸附孔。

5.根据权利要求3所述的基板封装产品切割方法，其特征在于：所述载具设置在中空旋转组件上，所述载具的底部中心可相对所述载具自转地设置有主接头，所述主接头通过穿过所述中空旋转组件的抽真空管道连接外部的抽真空装置。

6.根据权利要求5所述的基板封装产品切割方法，其特征在于：所述主接头的内径在15-25mm之间，所述抽真空装置的抽速在45-50L/S之间。

7.根据权利要求1所述的基板封装产品切割方法，其特征在于：所述S3中，所述切割机构先进行第n/2个或第(n+1)/2切割位置的切割，所述n为所述待切产品的长边上要切割的切割位置的数量。

8.根据权利要求7所述的基板封装产品切割方法，其特征在于：所述切割机构采用双刀进行切割。

9.根据权利要求8所述的基板封装产品切割方法，其特征在于：所述S3中，

当所述n为偶数时，在一个切刀切割所述第n/2个切割位置的同时，另一切刀切割第n-1个切割位置，随后，两个切刀同时进行第（n/2+1）/2个切割位置及第（n/2+n-1）/2个切割位置的切割；

当所述n为奇数时，先通过单刀切割所述第（n+1）/2个切割位置，随后，两个切刀同时进行第[（n+1）/2+1]/2个切割位置及第[（n+1）/2+n）]/2个切割位置的切割。

10.根据权利要求1-9任一所述的基板封装产品切割方法，其特征在于：切割时，所述切刀的转速在20000-25000 r/min之间。

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