CN116901272A - 一种半导体晶圆裂片机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体晶圆裂片机。包括料盒、取料组件、预定位组件、劈刀组件、旋转工作台组件；所述料盒可升降地设置在机架上，机架的工作台上设置有取料组件、预定位组件、劈刀组件、旋转工作台组件，取料组件可移动地设置在工作台上，预定位组件位于取料组件移动路径上，旋转工作台组件位于取料组件移动路径终点处，劈刀组件位于旋转工作台组件上方；所述旋转工作台组件包括圆形受台，所述预定位组件与圆形受台对齐，通过预定位组件定位半导体晶圆位置，通过圆形受台支撑半导体晶圆。本发明使半导体晶圆切割时受力均匀，不易开裂，提高了半导体晶圆良品率，保证半导体晶圆正常切断，降低了生产成本。

Description

一种半导体晶圆裂片机

技术领域：

本发明属于半导体晶圆加工技术领域，特别涉及一种半导体晶圆裂片机。

背景技术：

半导体晶圆生产工艺中，经过激光器切割后，半导体晶圆切割部位还留有一小部分相连，需要在裂片机上将相连的部分切断，完成半导体晶圆的生产。

裂片机对半导体晶圆切断工艺中，一般是通过人工将半导体晶圆放置在受台上，劳动强度大，生产效率和自动化程度较低。为了解决这个问题人们研发了能够自动上下料的裂片机，但是这种裂片机在实际使用过程中，常常会发生半导体晶圆放置在受台上，半导体晶圆的钢圈与受台定位装置不对齐无法固定的情况发生，影响半导体晶圆的正常切断。

现有的受台结构只对半导体晶圆切割部位周围进行支撑，导致半导体晶圆切割时受力不均，容易造成半导体晶圆开裂，影响产品质量。此外，现有的受台结构是固定的，半导体晶圆切割过程中会随旋转工作台转动，这样受台与半导体晶圆之间会发生摩擦，降低产品的良品率。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种半导体晶圆裂片机，通过对半导体晶圆预定位，采用圆形受台，从而克服上述现有技术中的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种半导体晶圆裂片机，包括料盒、取料组件、预定位组件、劈刀组件、旋转工作台组件；所述料盒可升降地设置在机架上，机架的工作台上设置有取料组件、预定位组件、劈刀组件、旋转工作台组件，取料组件可移动地设置在工作台上，预定位组件位于取料组件移动路径上，旋转工作台组件位于取料组件移动路径终点处，劈刀组件位于旋转工作台组件上方；所述旋转工作台组件包括圆形受台，所述预定位组件与圆形受台对齐，通过预定位组件定位半导体晶圆位置，通过圆形受台支撑半导体晶圆。

优选地，技术方案中，机架上设置有支架，支架上设置有第一伺服电机、第一丝杆滑台，第一伺服电机与第一丝杆滑台连接，第一丝杆滑台沿Z轴方向设置，第一丝杆滑台上设置有料盒；所述料盒一侧开口，所述料盒内两侧壁上对称设置有放料槽，半导体晶圆放置在放料槽中。

优选地，技术方案中，取料组件包括第二伺服电机、第二丝杆滑台、移动座、第三伺服电机、第三丝杆滑台、取料架、真空发生器、吸盘、夹爪气缸，第二伺服电机、第二丝杆滑台设置在工作台上，第二伺服电机与第二丝杆滑台连接，第二丝杆滑台沿X轴方向设置，第二丝杆滑台从料盒开口处延伸至旋转工作台组件处，第二丝杆滑台上设置有移动座，移动座上设置有第三伺服电机、第三丝杆滑台，第三伺服电机与第三丝杆滑台连接，第三丝杆滑台沿Z轴方向设置，第三丝杆滑台上设置有取料架，取料架上设置有真空发生器，取料架两端对称设置有吸盘，真空发生器与吸盘连接，取料架朝向料盒开口的一端设置有夹爪气缸。

优选地，技术方案中，预定位组件包括对称设置在工作台上的定位单元，定位单元包括底板、支撑板、横板、定位板、第一气缸、推块、缓冲器、感应器、第一导轨，底板设置有工作台上，底板上对称设置有支撑板，支撑板之间设置有横板，横板上设置有第一气缸、缓冲器，第一气缸输出端设置有推块，缓冲器位于推块前方，推块与定位板连接，支撑板顶部沿Y轴方向设置有第一导轨，定位板可移动地设置在第一导轨上；两定位单元的定位板与圆形受台对齐，定位板之间的距离与半导体晶圆外围钢圈相配合，定位板上设置有感应器。

优选地，技术方案中，劈刀组件包括支座、安装板、第四伺服电机、滚珠丝杆、升降板、劈刀、第二导轨，支座设置在工作台上，支座上设置有安装板，安装板上设置有第四伺服电机、滚珠丝杆、第二导轨，第四伺服电机与滚珠丝杆连接，滚珠丝杆上设置有升降板，第二导轨沿Z轴方向设置，升降板可移动地设置在第二导轨上，升降板下部设置有劈刀，劈刀朝向圆形受台。

优选地，技术方案中，旋转工作台组件包括底座、旋转台、圆形受台、定位机构、第五伺服电机、主动齿轮，底座设置在工作台上，第五伺服电机设置在工作台内，第五伺服电机与主动齿轮连接，底座上设置有旋转台，旋转台外周为轮齿结构，旋转台与主动齿轮啮合，旋转台上设置有圆形受台、定位机构，圆形受台与定位机构相配合固定半导体晶圆。

优选地，技术方案中，圆形受台表面设置有软垫，软垫采用聚氨酯制成。

优选地，技术方案中，定位机构包括第二气缸、夹紧块、基准块、弹性件，夹紧块与两块基准块均匀周布在圆形受台外围的旋转台上，夹紧块、基准块围成的外圆与半导体晶圆外围钢圈相配合；弹性件设置在旋转台内，夹紧块与弹性件连接，第二气缸设置在底座上，第二气缸可分离地与夹紧块接触；夹紧块通过第二气缸、弹性件往复运动，对半导体晶圆外围钢圈进行松紧固定。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

采用具有聚氨酯软垫的圆形受台对半导体晶圆所有部位进行支撑，使半导体晶圆切割时受力均匀，不易开裂，圆形受台在半导体晶圆切割时随旋转台转动，圆形受台与半导体晶圆之间摩擦小，不会对半导体晶圆造成损伤，提高了半导体晶圆良品率。设置与圆形受台相对应的预定位组件，在取料组件取料时预先对半导体晶圆进行定位，保证半导体晶圆与圆形受台中心的一致性，保证半导体晶圆上料至圆形受台时能够精准放置并通过定位机构固定，保证半导体晶圆正常切断。采用圆形受台代替原有受台，适用于不同型号的半导体晶圆切割，降低了生产成本。

附图说明：

图1为本发明半导体晶圆裂片机主视图；

图2为本发明半导体晶圆裂片机左前视立体图；

图3为本发明半导体晶圆裂片机左后视立体图；

图4为本发明取料组件结构示意图；

图5为本发明预定位组件结构示意图；

图6为本发明预定位组件工作状态示意图；

图7为本发明劈刀组件结构示意图；

图8为本发明旋转工作台组件结构示意图。

具体实施方式：

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1-3所示，一种半导体晶圆裂片机，包括料盒1、取料组件2、预定位组件3、劈刀组件4、旋转工作台组件5；所述料盒1可升降地设置在机架6上，机架6的工作台7上设置有取料组件2、预定位组件3、劈刀组件4、旋转工作台组件5，取料组件2可移动地设置在工作台7上，预定位组件3位于取料组件2移动路径上，旋转工作台组件5位于取料组件2移动路径终点处，劈刀组件4位于旋转工作台组件5上方；所述旋转工作台组件5包括圆形受台50，所述预定位组件3与圆形受台50对齐，通过预定位组件3定位半导体晶圆8位置，通过圆形受台50支撑半导体晶圆8。

机架6上设置有支架10，支架10上设置有第一伺服电机11、第一丝杆滑台12，第一伺服电机11与第一丝杆滑台12连接，第一丝杆滑台12沿Z轴方向设置，第一丝杆滑台12上设置有料盒1；所述料盒1一侧开口，所述料盒1内两侧壁上对称设置有放料槽13，半导体晶圆8放置在放料槽13中。

如图1-4所示，取料组件2包括第二伺服电机20、第二丝杆滑台21、移动座22、第三伺服电机23、第三丝杆滑台24、取料架25、真空发生器26、吸盘27、夹爪气缸28，第二伺服电机20、第二丝杆滑台21设置在工作台7上，第二伺服电机20与第二丝杆滑台21连接，第二丝杆滑台21沿X轴方向设置，第二丝杆滑台21从料盒1开口处延伸至旋转工作台组件5处，第二丝杆滑台21上设置有移动座22，移动座22上设置有第三伺服电机23、第三丝杆滑台24，第三伺服电机23与第三丝杆滑台24连接，第三丝杆滑台24沿Z轴方向设置，第三丝杆滑台24上设置有取料架25，取料架25上设置有真空发生器26，取料架25两端对称设置有吸盘27，真空发生器26与吸盘27连接，取料架25朝向料盒1开口的一端设置有夹爪气缸28。

如图1-3、5-6所示，预定位组件3包括对称设置在工作台7上的定位单元，定位单元包括底板30、支撑板31、横板32、定位板33、第一气缸34、推块35、缓冲器36、感应器37、第一导轨38，底板30设置有工作台7上，底板30上对称设置有支撑板31，支撑板31之间设置有横板32，横板32上设置有第一气缸34、缓冲器36，第一气缸34输出端设置有推块35，缓冲器36位于推块35前方，推块35与定位板33连接，支撑板31顶部沿Y轴方向设置有第一导轨38，定位板33可移动地设置在第一导轨38上；两定位单元的定位板33与圆形受台50对齐，定位板33之间的距离与半导体晶圆8外围钢圈9相配合，定位板33上设置有感应器37。

如图1-3、7所示，劈刀组件4包括支座40、安装板41、第四伺服电机42、滚珠丝杆43、升降板44、劈刀45、第二导轨46，支座40设置在工作台7上，支座40上设置有安装板41，安装板41上设置有第四伺服电机42、滚珠丝杆43、第二导轨46，第四伺服电机42与滚珠丝杆43连接，滚珠丝杆43上设置有升降板44，第二导轨46沿Z轴方向设置，升降板44可移动地设置在第二导轨46上，升降板44下部设置有劈刀45，劈刀45朝向圆形受台50。

如图1-3、8所示，旋转工作台组件5包括底座51、旋转台52、圆形受台50、定位机构53、第五伺服电机、主动齿轮54，底座51设置在工作台7上，第五伺服电机设置在工作台7内，第五伺服电机与主动齿轮54连接，底座51上设置有旋转台52，旋转台52外周为轮齿结构，旋转台52与主动齿轮54啮合，旋转台52上设置有圆形受台50、定位机构53，圆形受台50设置在旋转台52上，圆形受台50内设置有气动升降装置，圆形受台50表面设置有软垫55，软垫55采用聚氨酯制成。定位机构53包括第二气缸530、夹紧块531、基准块532、弹性件，夹紧块531与两块基准块532均匀周布在圆形受台50外围的旋转台52上，夹紧块531、基准块532围成的外圆与半导体晶圆8外围钢圈9相配合；弹性件设置在旋转台52内，夹紧块531与弹性件连接，第二气缸530设置在底座51上，第二气缸530可分离地与夹紧块531接触；夹紧块531通过第二气缸530、弹性件往复运动，对半导体晶圆8外围钢圈9进行松紧固定。

工作时，根据半导体晶圆8的型号尺寸，第一气缸34启动，调节定位板33之间的距离，第三伺服电机23启动，带动取料架25升降至合适高度，夹爪气缸28与料盒1中第一层放料槽13对齐，第二伺服电机20启动，带动取料架25沿着X轴方向向料盒1处移动，当取料架25移动到位后，夹爪气缸28启动夹取第一层放料槽13中的半导体晶圆8外围钢圈9，将半导体晶圆8从料盒1中取出后，放置在预定位组件3处。外围钢圈9两侧搭靠在定位板33上，当感应器37接触外围钢圈9时，半导体晶圆8预定位完成。取料架25上升合适高度后，吸盘27位于半导体晶圆8上方，真空发生器26启动，吸盘27吸附半导体晶圆8，取料架25复位带动半导体晶圆8移动至圆形受台50上方，取料架25下降至圆形受台50处，吸盘27将半导体晶圆8放置在圆形受台50上，外围钢圈9的两个侧边分别抵在两个基准块532处，第二气缸530前伸，松开夹紧块531，夹紧块531在弹性件带动下向外围钢圈9处移动，夹紧块531与两个基准块532配合将外围钢圈9夹紧，气动升降装置带动圆形受台50上升将半导体晶圆8上与外围钢圈9连接的膜绷紧，固定住半导体晶圆8，劈刀45下降对半导体晶圆8上待切断部位进行劈断，劈刀45复位，旋转台52旋转带动圆形受台50转动，劈刀45下降对半导体晶圆8上下一个待切断部位进行劈断，如此重复直至半导体晶圆8完成全部切断。

采用具有聚氨酯软垫的圆形受台50对半导体晶圆8所有部位进行支撑，使半导体晶圆8切割时受力均匀，不易开裂，圆形受台50在半导体晶圆8切割时随旋转台52转动，圆形受台50与半导体晶圆8之间摩擦小，不会对半导体晶圆8造成损伤，提高了半导体晶圆8良品率。设置与圆形受台50相对应的预定位组件3，在取料组件2取料时预先对半导体晶圆8进行定位，保证半导体晶圆8与圆形受台50中心的一致性，保证半导体晶圆8上料至圆形受台50时能够精准放置并通过定位机构53固定，保证半导体晶圆8正常切断。采用可升降的圆形受台50代替原有受台，圆形受台50与定位机构53配合固定半导体晶圆8，同时将外围钢圈9始终保持在切割区域外，适用于对于不同型号的半导体晶圆8进行切割，无需像原有受台需要根据不同型号进行相应更换，降低了生产成本。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种半导体晶圆裂片机，其特征在于：包括料盒、取料组件、预定位组件、劈刀组件、旋转工作台组件；所述料盒可升降地设置在机架上，机架的工作台上设置有取料组件、预定位组件、劈刀组件、旋转工作台组件，取料组件可移动地设置在工作台上，预定位组件位于取料组件移动路径上，旋转工作台组件位于取料组件移动路径终点处，劈刀组件位于旋转工作台组件上方；所述旋转工作台组件包括圆形受台，所述预定位组件与圆形受台对齐，通过预定位组件定位半导体晶圆位置，通过圆形受台支撑半导体晶圆。

2.根据权利要求1所述的半导体晶圆裂片机，其特征在于：机架上设置有支架，支架上设置有第一伺服电机、第一丝杆滑台，第一伺服电机与第一丝杆滑台连接，第一丝杆滑台沿Z轴方向设置，第一丝杆滑台上设置有料盒；所述料盒一侧开口，所述料盒内两侧壁上对称设置有放料槽，半导体晶圆放置在放料槽中。

3.根据权利要求2所述的半导体晶圆裂片机，其特征在于：取料组件包括第二伺服电机、第二丝杆滑台、移动座、第三伺服电机、第三丝杆滑台、取料架、真空发生器、吸盘、夹爪气缸，第二伺服电机、第二丝杆滑台设置在工作台上，第二伺服电机与第二丝杆滑台连接，第二丝杆滑台沿X轴方向设置，第二丝杆滑台从料盒开口处延伸至旋转工作台组件处，第二丝杆滑台上设置有移动座，移动座上设置有第三伺服电机、第三丝杆滑台，第三伺服电机与第三丝杆滑台连接，第三丝杆滑台沿Z轴方向设置，第三丝杆滑台上设置有取料架，取料架上设置有真空发生器，取料架两端对称设置有吸盘，真空发生器与吸盘连接，取料架朝向料盒开口的一端设置有夹爪气缸。

4.根据权利要求3所述的半导体晶圆裂片机，其特征在于：预定位组件包括对称设置在工作台上的定位单元，定位单元包括底板、支撑板、横板、定位板、第一气缸、推块、缓冲器、感应器、第一导轨，底板设置有工作台上，底板上对称设置有支撑板，支撑板之间设置有横板，横板上设置有第一气缸、缓冲器，第一气缸输出端设置有推块，缓冲器位于推块前方，推块与定位板连接，支撑板顶部沿Y轴方向设置有第一导轨，定位板可移动地设置在第一导轨上；两定位单元的定位板与圆形受台对齐，定位板之间的距离与半导体晶圆外围钢圈相配合，定位板上设置有感应器。

5.根据权利要求4所述的半导体晶圆裂片机，其特征在于：劈刀组件包括支座、安装板、第四伺服电机、滚珠丝杆、升降板、劈刀、第二导轨，支座设置在工作台上，支座上设置有安装板，安装板上设置有第四伺服电机、滚珠丝杆、第二导轨，第四伺服电机与滚珠丝杆连接，滚珠丝杆上设置有升降板，第二导轨沿Z轴方向设置，升降板可移动地设置在第二导轨上，升降板下部设置有劈刀，劈刀朝向圆形受台。

6.根据权利要求5所述的半导体晶圆裂片机，其特征在于：旋转工作台组件包括底座、旋转台、圆形受台、定位机构、第五伺服电机、主动齿轮，底座设置在工作台上，第五伺服电机设置在工作台内，第五伺服电机与主动齿轮连接，底座上设置有旋转台，旋转台外周为轮齿结构，旋转台与主动齿轮啮合，旋转台上设置有圆形受台、定位机构，圆形受台与定位机构相配合固定半导体晶圆。

7.根据权利要求6所述的半导体晶圆裂片机，其特征在于：圆形受台表面设置有软垫，软垫采用聚氨酯制成。

8.根据权利要求6所述的半导体晶圆裂片机，其特征在于：定位机构包括第二气缸、夹紧块、基准块、弹性件，夹紧块与两块基准块均匀周布在圆形受台外围的旋转台上，夹紧块、基准块围成的外圆与半导体晶圆外围钢圈相配合；弹性件设置在旋转台内，夹紧块与弹性件连接，第二气缸设置在底座上，第二气缸可分离地与夹紧块接触；夹紧块通过第二气缸、弹性件往复运动，对半导体晶圆外围钢圈进行松紧固定。