CN115890018A - 一种用于半导体封测的晶圆切割装置 - Google Patents
一种用于半导体封测的晶圆切割装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及半导体封测技术领域，具体为一种用于半导体封测的晶圆切割装置，包括壳体a、壳体b、固定部、安装块、螺杆a、防护罩a、支撑板、防护罩b、安装部、安装杆、液压杆机构a、液压杆机构b、齿条、齿轮、伸缩机构、电机a、主动轮和滑动块；本发明中取出机构包括支撑块和支撑条，支撑块连接伸缩机构的上端，支撑条设有两个，两个支撑条连接支撑块，两个支撑条在支撑块对称分布，支撑条上均设有多个凸起，支撑块上设有定位机构。本发明中，可自主切割多个待切割的基片，装置简单实用，放置板上的凹槽可固定基片的位置，通过激光切割头的移动对基片进行切割。
Description
技术领域
本发明涉及半导体封测技术领域，具体为一种用于半导体封测的晶圆切割装置。
背景技术
半导体封测是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。半导体生产流程由晶圆制造、晶圆测试、芯片封装和封装后测试组成的。半导体芯片的核心部分是DIE，为了加工方便，许多DIE加工在一片圆形基片上，基片上的所有DIE都加工完成后，再用刀片或激光将基片切开。
公告号为CN112643219A的中国专利公开了激光晶圆切割设备,包括支架，所述支架的外壁上安装有控制器，所述支架的外壁上安装有控制面板，所述支架的顶部安装有切割室，所述切割室的内壁上安装有移动室，所述移动室的外壁上活动安装有激光切割头，所述切割室的内壁上安装有电磁滑轨，所述电磁滑轨的顶部安装有夹持室，所述夹持室的内壁上安装有第一电机。本发明，通过夹块的设置，使得被切割的晶圆能够被夹持住，通过电磁滑轨的设置，使得夹持室能够进行滑动，通过移动室的设置，使得激光机能够根据所需进行移动，通过控制器和控制面板的设置，便于使用者能够对其内部的零件进行控制，本装置结构设计简单巧妙，适用于激光切割晶圆上。
但是上述技术方案中存在以下缺陷：上述技术方案中圆晶切割设备通过夹持室带动圆晶移动，移动室带动激光切割头移动进行切割；两个夹块夹住圆形基片的两端，夹持机构在移动的过程中不利于保持圆晶的稳定性，影响基片的切割质量。
发明内容
本发明目的是针对背景技术中存在的问题，提出一种的用于半导体封测的晶圆切割装置。
本发明的技术方案：一种用于半导体封测的晶圆切割装置，包括壳体a、壳体b、固定部、安装块、螺杆a、防护罩a、支撑板、防护罩b、安装部、安装杆、液压杆机构a、液压杆机构b、齿条、齿轮、伸缩机构、电机a、主动轮和滑动块；
壳体a下端设有多个支腿，壳体b连接壳体a，壳体b与壳体a连通，壳体b上转动设有门板，壳体b内设有用于放置基片的放置架，放置架上设有拉手，壳体a上设有透明板，固定部连接壳体a外侧，固定部内设有plc控制单元；
壳体a内设有移动仓和切割仓，螺杆a设有两个，螺杆a转动连接移动仓的内壁，防护罩a连接壳体a，防护罩a内设有驱动机构a,驱动机构a连接两个螺杆a，安装块与两个螺杆a螺纹配合连接，安装块上滑动设有安装座，安装块上设有气缸a，气缸a连接安装座，伸缩机构一端连接安装座，伸缩机构顶端设有取出机构，伸缩机构下端设有从动轮，电机a连接安装座，主动轮连接电机a的转动轴，主动轮与从动轮啮合连接；
切割仓内设有多个滑杆，支撑板下端设有多个滑动套，滑动套与滑杆滑动配合连接，液压杆机构a两端分别连接支撑板和壳体a，支撑板上转动设有放置板，齿轮通过连杆连接放置板，齿条滑动连接支撑板，齿轮与齿条啮合连接，支撑板下端设有挡板，液压杆机构b连接挡板和齿条的端头；
安装部设有两个，两个安装部均连接壳体a的内壁，安装部内均转动设有螺杆b，防护罩b连接壳体a，防护罩b内设有驱动机构b，驱动机构b连接两个螺杆b，安装杆的两端均设有连接部，连接部与两个螺杆b螺纹配合连接，滑动块滑动连接安装杆，安装杆上设有气缸b，气缸b连接滑动块，滑动块的下端设有激光切割头。
优选的，取出机构包括支撑块和支撑条，支撑块连接伸缩机构的上端，支撑条设有两个，两个支撑条连接支撑块，两个支撑条在支撑块对称分布，支撑条上均设有多个凸起，支撑块上设有定位机构。
优选的，驱动机构a包括皮带a和电机b；
两个螺杆a的端头均设有带轮a，皮带a与两个带轮a配合连接，皮带a的内周面压紧带轮a的外周面，电机b连接一个带轮a；
驱动机构b包括皮带b和电机c；
两个螺杆b的端头均设有带轮b，皮带b与两个带轮b配合连接，皮带b的内周面压紧带轮b的外周面，电机c连接一个带轮b。
优选的，放置板上设有与基片形状相同的凹槽，凹槽的周围设有多个用于放置基片的限位板。
优选的，放置架的下端设有多个凸块，壳体b内设有多个盲孔，凸块余盲孔配合连接。
优选的，齿条的两端均设有连接块，液压杆机构b的一端连接一个连接块，支撑板下端设有滑槽，连接块的两侧均设有滑轮，滑轮与滑槽配合连接。
优选的，放置架上设有多个放置槽，多个放置槽在放置架的高度方向上均匀分布。
另一方面，本发明还提出一种用于半导体封测的晶圆切割装置的操作方法，操作方法包括以下步骤：
S1、首先将多个基片放置在放置架内，打开门板将放置架放置在壳体b内，关上门板；
S2、通过plc控制系统启动驱动机构a，安装块带动取出机构向基片靠近，取出基片，电机a带动主动轮转动，主动轮带动从动轮转动进一步带动伸缩机构转动，气缸a带动伸缩机构和取出机构向放置板移动；
S3、取出机构将基片放置在放置板上，启动驱动机构b，安装杆带动激光切割头在安装部的长度方向移动，气缸b带动滑动块在按安装杆上滑动，对基片进行切割；
S4、液压杆机构b带动齿条在支撑板上滑动，齿条与齿轮啮合连接，齿轮带动支撑板转动九十度，再次进行切割；
S5、取出机构将切割完成的基片从支撑板上取出；
S6、取出机构将切割完成的基片放置到放置架上；
S7、重复以上步骤对放置架上的多个基片进行切割。
与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本发明中，首先将多个基片放置在放置架内，打开门板将放置架放置在壳体b内，关上门板，通过plc控制系统启动驱动机构a，安装块带动取出机构向基片靠近，取出机构上设有定位机构，定位机构对基片进行扫描定位，取出基片，电机a带动主动轮转动，主动轮带动从动轮转动进一步带动伸缩机构转动，气缸a带动伸缩机构和取出机构向放置板移动，取出机构将基片放置在放置板上，启动驱动机构b，安装杆带动激光切割头在安装部的长度方向移动，气缸b带动滑动块在按安装杆上滑动，对基片进行切割，液压杆机构b带动齿条在支撑板上滑动，齿条与齿轮啮合连接，齿轮带动支撑板转动九十度，再次进行切割，取出机构将切割完成的基片从支撑板上取出，取出机构将切割完成的基片放置到放置架上，重复以上步骤对放置架上的多个基片进行切割；本发明，可自主切割多个待切割的基片，装置简单实用，放置板上的凹槽可固定基片的位置，通过激光切割头的移动对基片进行切割。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于半导体封测的晶圆切割装置的立体图。
图2为本发明提出的一种实施例另一视角的立体图。
图3为本发明提出的一种用于半导体封测的晶圆切割装置的结构示意图。
图4为本发明提出的一种实施例中支撑板下端的结构示意图。
图5为本发明提出的一种实施例中图3中A处的结构示意图。
图6为本发明提出的一种实施例中安装部内的结构示意图。
图7为本发明提出的一种实施例中滑槽与滑轮的结构示意图。
图8为本发明提出的一种实施例中放置板的立体图。
附图标记：1、壳体a；2、支腿；3、壳体b；4、透明板；5、放置架；6、固定部；7、门板；8、基片；9、拉手；10、放置槽；11、安装块；12、螺杆a；13、防护罩a；14、驱动机构a；15、滑杆；16、滑动套；17、支撑板；18、防护罩b；19、驱动机构b；20、安装部；21、安装杆；22、放置板；23、液压杆机构a；24、液压杆机构b；25、齿条；26、齿轮；27、连接块；28、伸缩机构；29、电机a；30、主动轮；31、从动轮；32、安装座；33、滑槽；34、滑轮；35、滑动块；36、螺杆b；37、连接部；38、限位板；39、凹槽；40、凸块；41、盲孔；42、定位机构；43、支撑块；44、支撑条；45、带轮a；46、皮带a；47、电机b；48、电机c；49、皮带b；50、带轮b。
具体实施方式
实施例一
如图1-8所示，本发明提出的一种用于半导体封测的晶圆切割装置，包括壳体a1、壳体b3、固定部6、安装块11、螺杆a12、防护罩a13、支撑板17、防护罩b18、安装部20、安装杆21、液压杆机构a23、液压杆机构b24、齿条25、齿轮26、伸缩机构28、电机a29、主动轮30和滑动块35；
壳体a1下端设有多个支腿2，多个支腿2在壳体a1下端均匀分布，壳体b3连接壳体a1，壳体b3与壳体a1连通，壳体b3上转动设有门板7，壳体b3内设有用于放置基片8的放置架5，放置架5上设有拉手9，壳体a1上设有透明板4，固定部6连接壳体a1外侧，固定部6内设有plc控制单元，通过plc控制系统连接壳体a1内部的各机构；
进一步的，放置架5上设有多个用于发昂子基片8的放置槽10，多个放置槽10在放置架5的高度方向上均匀分布；
进一步的，放置架5的下端设有多个凸块40，壳体b3内设有多个盲孔41，凸块40余盲孔41配合连接，固定放置架5在壳体b3的位置；
壳体a1内设有移动仓和切割仓，螺杆a12设有两个，螺杆a12转动连接移动仓的内壁，防护罩a13连接壳体a1，防护罩a13内设有驱动机构a14,驱动机构a14连接两个螺杆a12，安装块11与两个螺杆a12螺纹配合连接，安装块11上滑动设有安装座32，安装块11上设有气缸a，气缸a连接安装座32，伸缩机构28一端连接安装座32，伸缩机构28顶端设有取出机构，伸缩机构28下端设有从动轮31，电机a29连接安装座32，主动轮30连接电机a29的转动轴，主动轮30与从动轮31啮合连接；
切割仓内设有多个滑杆15，多个滑杆15均匀分布，支撑板17下端设有多个滑动套16，滑动套16与滑杆15滑动配合连接，滑动套16与滑杆15一一对应，液压杆机构a23两端分别连接支撑板17和壳体a1的内壁，支撑板17上转动设有放置板22，齿轮26通过连杆连接放置板22，齿轮26与放置板22同轴分布，齿条25滑动连接支撑板17的下端，齿轮26与齿条25啮合连接，支撑板17下端设有挡板，液压杆机构b24的一端连接挡板，另一端连接齿条25的端头；
进一步的，齿条25的两端均设有连接块27，液压杆机构b24的一端连接一个连接块27，支撑板17下端设有滑槽33，连接块27的两侧均设有滑轮34，滑轮34与滑槽33配合连接；
进一步的，放置板22上设有与基片8形状相同的凹槽39，凹槽39的周围设有多个用于放置基片8的限位板38；
安装部20设有两个，两个安装部20均连接壳体a1的内壁，安装部20内均转动设有螺杆b36，防护罩b18连接壳体a1，防护罩b18内设有驱动机构b19，驱动机构b19连接两个螺杆b36，安装杆21的两端均设有连接部37，连接部37与两个螺杆b36螺纹配合连接，滑动块35滑动连接安装杆21，安装杆21上设有气缸b，气缸b连接滑动块35，滑动块35的下端设有激光切割头。
本发明中，首先将多个基片8放置在放置架5内，打开门板7将放置架5放置在壳体b3内，关上门板7，通过plc控制系统启动驱动机构a14，安装块11带动取出机构向基片8靠近，取出机构上设有定位机构42，定位机构42对基片8进行扫描定位，取出基片8，电机a29带动主动轮30转动，主动轮30带动从动轮31转动进一步带动伸缩机构28转动，气缸a带动伸缩机构28和取出机构向放置板22移动，取出机构将基片8放置在放置板22上，启动驱动机构b19，安装杆21带动激光切割头在安装部20的长度方向移动，气缸b带动滑动块35在按安装杆21上滑动，对基片8进行切割，液压杆机构b24带动齿条在支撑板17上滑动，齿条25与齿轮26啮合连接，齿轮带动支撑板17转动九十度，再次进行切割，取出机构将切割完成的基片8从支撑板17上取出，取出机构将切割完成的基片8放置到放置架5上，重复以上步骤对放置架5上的多个基片8进行切割；本发明，可自主切割多个待切割的基片8，装置简单实用，放置板22上的凹槽39可固定基片8的位置，通过激光切割头的移动对基片8进行切割。
实施例二
如图1-3所示，本发明提出的一种用于半导体封测的晶圆切割装置，相较于实施例一，本实施例中取出机构包括支撑块43和支撑条44，支撑块43连接伸缩机构28的上端，支撑条44设有两个，两个支撑条44连接支撑块43，两个支撑条44在支撑块43对称分布，支撑条44上均设有多个凸起，支撑块43上设有定位机构42。
本实施例中，定位机构42可确定基片8的位置，便于取出基片8，支撑条44撑起基片8的下端面，支撑条44上设有多个凸起增大与基片8之间的摩擦力，便于取出。
实施例三
如图3所示，本发明提出的一种用于半导体封测的晶圆切割装置，相较于实施例一，本实施例中驱动机构a14包括皮带a46和电机b47；
两个螺杆a12的端头均设有带轮a45，皮带a46与两个带轮a45配合连接，皮带a46的内周面压紧带轮a45的外周面，电机b47连接一个带轮a45；
驱动机构b19包括皮带b49和电机c48；
两个螺杆b36的端头均设有带轮b50，皮带b49与两个带轮b50配合连接，皮带b49的内周面压紧带轮b50的外周面，电机c48连接一个带轮b50；
进一步的，带轮a45和带轮b50的外周面均设有用于安装皮带a46和皮带b49的安装槽。
本实施例中，启动电机b47，电机b47带动一个带轮a45转动，两个带轮a45通过皮带a46配合连接，两个带轮a45带动两个螺杆a12转动，进一步的安装块11在螺杆a12上移动，驱动机构b19也是相同的原理。
本发明还提出一种用于半导体封测的晶圆切割装置的操作方法，操作方法包括以下步骤：
S1、首先将多个基片8放置在放置架5内，打开门板7将放置架5放置在壳体b3内，关上门板7；
S2、通过plc控制系统启动驱动机构a14，安装块11带动取出机构向基片8靠近，取出机构上设有定位机构42，定位机构42对基片8进行扫描定位，取出基片8，电机a29带动主动轮30转动，主动轮30带动从动轮31转动进一步带动伸缩机构28转动，气缸a带动伸缩机构28和取出机构向放置板22移动；
S3、取出机构将基片8放置在放置板22上，启动驱动机构b19，安装杆21带动激光切割头在安装部20的长度方向移动，气缸b带动滑动块35在按安装杆21上滑动，对基片8进行切割；
S4、液压杆机构b24带动齿条在支撑板17上滑动，齿条25与齿轮26啮合连接，齿轮带动支撑板17转动九十度，再次进行切割；
S5、取出机构将切割完成的基片8从支撑板17上取出；
S6、取出机构将切割完成的基片8放置到放置架5上；
S7、重复以上步骤对放置架5上的多个基片8进行切割。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。
Claims (8)
1.一种用于半导体封测的晶圆切割装置，其特征在于，包括壳体a(1)、壳体b(3)、固定部(6)、安装块(11)、螺杆a(12)、防护罩a(13)、支撑板(17)、防护罩b(18)、安装部(20)、安装杆(21)、液压杆机构a(23)、液压杆机构b(24)、齿条(25)、齿轮(26)、伸缩机构(28)、电机a(29)、主动轮(30)和滑动块(35)；
壳体a(1)下端设有支腿(2)，壳体b(3)连接壳体a(1)，壳体b(3)上转动设有门板(7)，壳体b(3)内设有用于放置基片(8)的放置架(5)，放置架(5)上设有拉手(9)，壳体a(1)上设有透明板(4)，固定部(6)连接壳体a(1)外侧，固定部(6)内设有plc控制单元；
壳体a(1)内设有移动仓和切割仓，螺杆a(12)设有两个，螺杆a(12)转动连接移动仓的内壁，防护罩a(13)连接壳体a(1)，防护罩a(13)内设有驱动机构a(14),驱动机构a(14)连接两个螺杆a(12)，安装块(11)与两个螺杆a(12)螺纹配合连接，安装块(11)上滑动设有安装座(32)，安装块(11)上设有气缸a，气缸a连接安装座(32)，伸缩机构(28)连接安装座(32)，伸缩机构(28)顶端设有取出机构，伸缩机构(28)下端设有从动轮(31)，电机a(29)连接安装座(32)，主动轮(30)连接电机a(29)的转动轴，主动轮(30)与从动轮(31)啮合连接；
切割仓内设有多个滑杆(15)，支撑板(17)下端设有多个滑动套(16)，滑动套(16)与滑杆(15)滑动配合连接，液压杆机构a(23)两端分别连接支撑板(17)和壳体a(1)，支撑板(17)上转动设有放置板(22)，齿轮(26)通过连杆连接放置板(22)，齿条(25)滑动连接支撑板(17)，齿轮(26)与齿条(25)啮合连接，支撑板(17)下端设有挡板，液压杆机构b(24)连接挡板和齿条(25)的端头；
安装部(20)设有两个，两个安装部(20)均连接壳体a(1)的内壁，安装部(20)内均转动设有螺杆b(36)，防护罩b(18)连接壳体a(1)，防护罩b(18)内设有驱动机构b(19)，驱动机构b(19)连接两个螺杆b(36)，安装杆(21)的两端均设有连接部(37)，连接部(37)与两个螺杆b(36)螺纹配合连接，滑动块(35)滑动连接安装杆(21)，安装杆(21)上设有气缸b，气缸b连接滑动块(35)，滑动块(35)的下端设有激光切割头。
2.根据权利要求1所述的一种用于半导体封测的晶圆切割装置，其特征在于，取出机构包括支撑块(43)和支撑条(44)，支撑块(43)连接伸缩机构(28)的上端，支撑条(44)设有两个，两个支撑条(44)连接支撑块(43)，两个支撑条(44)在支撑块(43)对称分布，支撑条(44)上均设有多个凸起，支撑块(43)上设有定位机构(42)。
3.根据权利要求1所述的一种用于半导体封测的晶圆切割装置，其特征在于，驱动机构a(14)包括皮带a(46)和电机b(47)；
两个螺杆a(12)的端头均设有带轮a(45)，皮带a(46)与两个带轮a(45)配合连接，皮带a(46)的内周面压紧带轮a(45)的外周面，电机b(47)连接一个带轮a(45)；
驱动机构b(19)包括皮带b(49)和电机c(48)；
两个螺杆b(36)的端头均设有带轮b(50)，皮带b(49)与两个带轮b(50)配合连接，皮带b(49)的内周面压紧带轮b(50)的外周面，电机c(48)连接一个带轮b(50)。
4.根据权利要求1所述的一种用于半导体封测的晶圆切割装置，其特征在于，放置板(22)上设有与基片(8)形状相同的凹槽(39)，凹槽(39)的周围设有多个用于放置基片(8)的限位板(38)。
5.根据权利要求1所述的一种用于半导体封测的晶圆切割装置，其特征在于，放置架(5)的下端设有多个凸块(40)，壳体b(3)内设有多个盲孔(41)，凸块(40)余盲孔(41)配合连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于半导体封测的晶圆切割装置，其特征在于，齿条(25)的两端均设有连接块(27)，液压杆机构b(24)的一端连接一个连接块(27)，支撑板(17)下端设有滑槽(33)，连接块(27)的两侧均设有滑轮(34)，滑轮(34)与滑槽(33)配合连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于半导体封测的晶圆切割装置，其特征在于，放置架(5)上设有多个放置槽(10)，多个放置槽(10)在放置架(5)的高度方向上均匀分布。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种用于半导体封测的晶圆切割装置，还提出一种用于半导体封测的晶圆切割装置的操作方法，其特征在于，操作方法包括以下步骤：
S1、首先将多个基片(8)放置在放置架(5)内，打开门板(7)将放置架(5)放置在壳体b(3)内，关上门板(7)；
S2、通过plc控制系统启动驱动机构a(14)，安装块(11)带动取出机构向基片(8)靠近，取出基片(8)，电机a(29)带动主动轮(30)转动，主动轮(30)带动从动轮(31)转动进一步带动伸缩机构(28)转动，气缸a带动伸缩机构(28)和取出机构向放置板(22)移动；
S3、取出机构将基片(8)放置在放置板(22)上，启动驱动机构b(19)，安装杆(21)带动激光切割头在安装部(20)的长度方向移动，气缸b带动滑动块(35)在按安装杆(21)上滑动，对基片(8)进行切割；
S4、液压杆机构b(24)带动齿条在支撑板(17)上滑动，齿条(25)与齿轮(26)啮合连接，齿轮带动支撑板(17)转动九十度，再次进行切割；
S5、取出机构将切割完成的基片(8)从支撑板(17)上取出；
S6、取出机构将切割完成的基片(8)放置到放置架(5)上；
S7、重复以上步骤对放置架(5)上的多个基片(8)进行切割。
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