CN117059553B - 激光解键合用固定机构、产品剥离装置及产品固定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光解键合领域，尤其涉及一种激光解键合用固定机构、产品剥离装置及产品固定方法，旨在解决相关技术中作业不同类型的产品时需要切换相对应的机械臂以及分离底座的技术问题。该激光解键合用固定机构同时满足于frame级产品和wafer级产品的作业需求，并且传送产品时无需更换机械臂，机械臂类型均为下承载真空吸附方式，从而节省了作业不同产品时需更换机械臂和分离底座的麻烦，提高了作业效率。

Description

激光解键合用固定机构、产品剥离装置及产品固定方法
技术领域
本发明涉及激光解键合领域，尤其涉及一种激光解键合用固定机构、产品剥离装置及产品固定方法。
背景技术
从半导体技术发展的趋势看，随着摩尔定律趋缓，封装技术重要性凸显，成为电子产品小型化、多功能化、降低功耗以及提高带宽的重要手段，先进封装向着系统集成、高速、高频、高密的三维方向发展。
为了满足超高密度布线的扇出型封装和以TSV为代表的垂直互联技术的2.5D与3D封装及其超薄封装，支撑板被广泛需要。具体的，晶圆先通过键合技术临时键合在支撑板上，以提供足够的机械支撑，在完成加工工艺后，再将晶圆与支撑板进行解键合，以分离晶圆与支撑板。
在解键合过程中，需要用到分离底座，分离底座用于固定住待解键合产品，并在晶圆与支撑板剥离过程中固定住晶圆。在这里需要说明的是，待解键合产品分为frame级（带有框架，例如铁环）和wafer级（不带有框架），对应地，分离底座主要分为两种类型，分别对应于frame级和wafer级。在将frame级产品放置于对应分离底座时，机械臂首先对其进行上拉取吸附，即机械臂在上，产品在下，并在传送至分离底座后，松开产品，使产品落在分离底座上；在将wafer级产品放置于对应分离底座时，机械臂首先对其进行下承载吸附，即机械臂在下，产品在上，并在传送至分离底座后，松开产品，使产品落在分离底座上。
由以上可以看出，在作业不同类型的产品时，需要切换相应的机械臂以及分离底座，这无疑增加了工作难度，同时也大大降低了作业效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光解键合用固定机构、产品剥离装置及产品固定方法，以解决相关技术中作业不同类型的产品时需要切换相对应的机械臂以及分离底座的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：
第一方面，本发明提供的激光解键合用固定机构，包括：固定平台、吸嘴、第一直线驱动器和升降组件；
所述固定平台具有固定台面和吸附区，所述固定台面用于承接晶圆，所述吸附区用于吸附固定晶圆；
所述吸嘴设有多个，设置于所述固定平台，并与所述固定平台滑动连接，所述吸嘴用于承接吸附不带框架的产品；
所述第一直线驱动器与所述吸嘴传动连接，以驱动所述吸嘴沿垂直于所述固定台面的方向滑动至凸出于所述固定台面或不高于所述固定台面；
所述升降组件具有输出端，所述输出端与所述固定平台滑动连接，且能够沿垂直于所述固定台面的方向滑动至凸出于所述固定台面或不高于所述固定台面，所述输出端用于承接带框架的产品。
进一步的，所述吸嘴设置于所述吸附区。
进一步的，所述吸附区设有多个吸附孔，多个所述吸附孔间隔分布。
进一步的，所述固定平台还包括支撑区，所述支撑区围绕所述吸附区的周侧设置。
进一步的，所述升降组件包括支撑杆和第二直线驱动器，所述支撑杆构成所述输出端；
其中，所述支撑杆设有多根，多根所述支撑杆绕所述固定台面的轴线间隔开地设置于所述支撑区，并围绕所述吸嘴；
所述第二直线驱动器设置于所述固定平台，并与所述支撑杆传动连接，以驱动所述支撑杆相对于所述固定台面滑动。
进一步的，所述激光解键合用固定机构还包括固定件，所述固定件设置于所述固定平台的边缘，以对放置于所述固定台面的带框架的产品进行锁定或解锁。
进一步的，所述固定件包括固定夹爪，所述固定夹爪设有多个，并绕所述固定台面的轴线间隔分布。
第二方面，本发明提供的一种产品剥离装置包括机械臂和所述的激光解键合用固定机构；
所述机械臂配置成在传送工况下，带动产品至所述固定台面上方，并从产品与所述固定台面之间离开。
进一步的，所述产品剥离装置还包括检测传感器和控制模块；
所述检测传感器与所述控制模块信号连接，并设置于所述机械臂，以检测产品是否带有框架；
所述控制模块与所述第一直线驱动器和所述升降组件分别电连接，以选择性地控制所述第一直线驱动器和所述升降组件启动。
第三方面，本发明提供的一种产品固定方法基于所述的产品剥离装置，包括以下步骤：
S100：机械臂吸附住产品并将其传送至固定台面上方；
S200：检测传感器检测产品中是否带有框架，并将对应信息传递给控制模块；
S300：控制模块根据框架的有无，对应控制第二直线驱动器或第一直线驱动器启动；
S400：若产品带有框架，则第二直线驱动器启动，驱动支撑杆上升；
S410：机械臂释放真空，并下降，且在支撑杆支撑住产品后退出；
S420：第二直线驱动器驱动支撑杆下降至产品接触固定台面；
S430：吸附区真空吸附产品的蓝膜中心区域，固定夹爪闭合；
S500：若产品无框架，则第一直线驱动器启动，驱动吸嘴上升；
S510：吸嘴真空打开并吸附晶圆；
S520：机械臂释放真空并退出；
S530：第一直线驱动器驱动吸嘴下降至产品接触固定台面，吸附区真空吸附产品。
综合上述技术方案，本发明提供的激光解键合用固定机构所能实现的技术效果在于：
本发明提供的激光解键合用固定机构包括固定平台、吸嘴、第一直线驱动器和升降组件；固定平台具有固定台面和吸附区，固定台面用于承接晶圆，吸附区用于吸附固定晶圆；吸嘴设有多个，设置于固定平台，并与固定平台滑动连接，吸嘴用于承接吸附不带框架的产品；第一直线驱动器与吸嘴传动连接，以驱动吸嘴沿垂直于固定台面的方向滑动至凸出于固定台面或不高于固定台面；升降组件具有输出端，输出端与固定平台滑动连接，且能够沿垂直于固定台面的方向滑动至凸出于固定台面或不高于固定台面，输出端用于承接带框架的产品。
在该激光解键合用固定机构中，吸嘴与固定平台滑动连接，通过第一直线驱动器的驱动，吸嘴可上下移动，以高出固定台面或不高于固定台面，吸嘴高出固定台面时可对wafer级产品进行吸附，此时的机械臂对应于下承载式；升降组件的输出端与固定平台滑动连接，亦可上下移动，以高出固定台面或不高于固定台面，输出端高出固定台面时可实现对frame级产品的支撑，向下移动至不高于固定台面时，即实现对frame级产品的转移，由固定平台和吸附区支撑吸附frame级产品，对应的机械臂亦为下承载式。
由此可见，相较于现有技术，该激光解键合用固定机构同时满足于frame级产品和wafer级产品的作业需求，并且传送产品时无需更换机械臂，机械臂类型均为下承载真空吸附方式，从而避免了作业不同产品时需更换机械臂和分离底座的麻烦，提高了作业效率。
本发明提供的一种产品剥离装置的有益效果为：
本发明提供的产品剥离装置包括激光解键合用固定机构，由此，该产品剥离装置所达到的技术优势及效果同样包括上述激光解键合用固定机构所达到的技术优势及效果，此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的激光解键合用固定机构的俯视图；
图2至图10为本发明实施例提供的激光解键合用固定机构对frame级产品的固定过程图；
图11至图17为本发明实施例提供的激光解键合用固定机构对wafer级产品的固定过程图。
图标：100-固定平台；110-固定台面；120-吸附区；130-支撑区；
200-吸嘴；300-支撑杆；
400-固定件；410-固定夹爪；
500-机械臂；600-检测传感器；700-frame级产品；800-wafer级产品。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在解键合过程中，需要用到分离底座，分离底座用于固定住待解键合产品，并在晶圆与支撑板剥离过程中固定住晶圆。在这里需要说明的是，待解键合产品分为frame级和wafer级，对应地，分离底座主要分为两种类型，分别对应于frame级和wafer级。在将frame级产品放置于对应分离底座时，机械臂首先对其进行上拉取吸附，即机械臂在上，产品在下，并在传送至分离底座后，松开产品，使产品落在分离底座上；在将wafer级产品放置于对应分离底座时，机械臂首先对其进行下承载吸附，即机械臂在下，产品在上，并在传送至分离底座后，松开产品，使产品落在分离底座上。
由以上可以看出，在作业不同类型的产品时，需要切换相应的机械臂以及分离底座，这无疑增加了工作难度，同时也大大降低了作业效率。
有鉴于此，本发明提供了一种激光解键合用固定机构，该激光解键合用固定机构包括固定平台100、吸嘴200、第一直线驱动器和升降组件；固定平台100具有固定台面110和吸附区120，固定台面110用于承接晶圆，吸附区120用于吸附固定晶圆；吸嘴200设有多个，设置于固定平台100，并与固定平台100滑动连接，吸嘴200用于承接吸附不带框架的产品；第一直线驱动器与吸嘴200传动连接，以驱动吸嘴200沿垂直于固定台面110的方向滑动至凸出于固定台面110或不高于固定台面110；升降组件具有输出端，输出端与固定平台100滑动连接，且能够沿垂直于固定台面110的方向滑动至凸出于固定台面110或不高于固定台面110，输出端用于承接带框架的产品。
在该激光解键合用固定机构中，吸嘴200与固定平台100滑动连接，第一直线驱动器可采用气缸，通过第一直线驱动器的驱动，吸嘴200可上下移动，以高出固定台面110或不高于固定台面110，吸嘴200高出固定台面110时可对wafer级产品800进行吸附，此时的机械臂500对应于下承载式；升降组件的输出端与固定平台100滑动连接，亦可上下移动，以高出固定台面110或不高于固定台面110，输出端高出固定台面110时可实现对frame级产品700的支撑，向下移动至不高于固定台面110时，即实现对frame级产品700的转移，由固定平台100和吸附区120支撑吸附frame级产品700，对应的机械臂500亦为下承载式。
由此可见，相较于现有技术，该激光解键合用固定机构同时满足于frame级产品700和wafer级产品800的作业需求，并且传送产品时无需更换机械臂500，机械臂500类型均为下承载真空吸附式，从而避免了作业不同产品时需更换机械臂500和分离底座的麻烦，提高了作业效率。
以下结合图1至图17对本实施例提供的激光解键合用固定机构的结构和形状进行详细说明：
关于固定平台100，具体而言：
参考图1和图2，吸嘴200设置于吸附区120。wafer级产品800传送至固定台面110正上方时，吸嘴200在第一直线驱动器的驱动下向上移动，吸附于晶圆的底面，即实现对wafer级产品800的吸附固定。
进一步的，参考图2，固定平台100还包括支撑区130，支撑区130围绕吸附区120的周侧设置。在升降组件的输出端复位时，frame级产品700落在固定平台100上，支撑区130对其外围框架进行支撑。
为使frame级产品700的晶圆与固定平台100在解键合时保持位置固定，进一步的，吸附区120设有多个吸附孔，多个吸附孔间隔分布，并自固定台面110向远离固定台面110的方向延伸，通过吸附孔，固定平台100可实现对frame级产品700的吸附固定。
进一步的，继续参考图2，固定平台100的边缘设有固定件400，固定件400对放置于固定台面110的带有框架的产品进行锁定或解锁。
具体的，固定件400可采用固定夹爪410，结合图1和图2所示，固定夹爪410设有多个，并绕固定台面110的轴线间隔分布。固定夹爪410在闭合时，与固定台面110配合夹持frame级产品700的框架，实现对晶圆的固定；固定夹爪410打开时，可转移走晶圆。另外，固定件400还可采用快速压紧夹具，快速压紧夹具可达到同固定夹爪410一样的效果，此处不再赘述。
进一步的，以图1和图2为例，升降组件包括支撑杆300和第二直线驱动器；其中，支撑杆300设有多根，多根支撑杆300绕固定台面110的轴线间隔分布，并围绕吸嘴200；第二直线驱动器设置于固定平台100，并与支撑杆300传动连接。
具体的，第二直线驱动器可采用气缸，气缸启动时，即可对应驱动支撑杆300向上移动至凸出固定台面110，以支撑frame级产品700的框架，或向下移动，以带动frame级产品700落至固定台面110。另外，升降组件可直接采用电动伸缩杆。
本实施例还提供一种产品剥离装置，该产品剥离装置包括机械臂500和激光解键合用固定机构，机械臂500配置成在传送工况下，带动产品至固定台面110上方，并从产品与固定台面110之间离开。在这里，机械臂500采用下承载真空吸附式，通过该机械臂500与激光解键合用固定机构配合，可同时满足对frame级产品700和wafer级产品800的传送、吸附固定，提高了作业效率。
进一步的，产品剥离装置还包括检测传感器600和控制模块；检测传感器600与控制模块信号连接，并设置于机械臂500，以检测产品是否带有框架；控制模块与第一直线驱动器和升降组件分别电连接，以选择性地控制第一直线驱动器和升降组件启动。
通过检测传感器600，可检测出产品的类别，具体的，检测传感器600检测到框架时，即辨出产品为frame级，反之则为wafer级；控制模块根据接收到的不同信息，对应控制升降组件启动或第一直线驱动器驱动，以适配对应产品。
在这里，由于产品剥离装置包括激光解键合用固定机构，则该产品剥离装置所达到的技术优势及效果同样包括上述激光解键合用固定机构所达到的技术优势及效果，此处不再赘述。
本实施例还提供一种产品固定方法，该产品固定方法基于上述的产品剥离装置，参考图2至图17，包括以下步骤：
S100：机械臂500吸附住产品并将其传送至固定台面110上方；S200：检测传感器600检测产品中是否带有框架，并将对应信息传递给控制模块；S300：控制模块根据框架的有无，对应控制第二直线驱动器或第一直线驱动器启动；S400：若产品带有框架，则第二直线驱动器启动，驱动支撑杆300上升；S410：机械臂500释放真空，并下降，且在支撑杆300支撑住产品后退出；S420：第二直线驱动器驱动支撑杆300下降至产品接触固定台面110；S430：吸附区120真空吸附产品的蓝膜中心区域，固定夹爪410闭合；S500：若产品无框架，则第一直线驱动器启动，驱动吸嘴200上升；S510：吸嘴200真空打开并吸附晶圆；S520：机械臂500释放真空并退出；S530：第一直线驱动器驱动吸嘴200下降至产品接触固定台面110，吸附区120真空吸附产品。通过该产品固定方法，可实现对frame级产品700的传送、吸附固定，以及wafer级产品800的吸附固定。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种激光解键合用固定机构，其特征在于，包括：
固定平台(100)、吸嘴(200)、第一直线驱动器和升降组件；
所述固定平台(100)具有固定台面(110)和吸附区(120)，所述固定台面(110)用于承接晶圆，所述吸附区(120)用于吸附固定晶圆；
所述吸嘴(200)设有多个，设置于所述固定平台(100)，并与所述固定平台(100)滑动连接，所述吸嘴(200)用于承接吸附不带框架的产品；
所述第一直线驱动器与所述吸嘴(200)传动连接，以驱动所述吸嘴(200)沿垂直于所述固定台面(110)的方向滑动至凸出于所述固定台面(110)或不高于所述固定台面(110)；
所述升降组件具有输出端，所述输出端与所述固定平台(100)滑动连接，且能够沿垂直于所述固定台面(110)的方向滑动至凸出于所述固定台面(110)或不高于所述固定台面(110)，所述输出端用于承接带框架的产品；
所述吸嘴(200)设置于所述吸附区(120)；
所述固定平台(100)包括支撑区(130)，所述支撑区(130)围绕所述吸附区(120)的周侧设置；
所述升降组件包括支撑杆(300)和第二直线驱动器，所述支撑杆(300)构成所述输出端；
其中，所述支撑杆(300)设有多根，多根所述支撑杆(300)绕所述固定台面(110)的轴线间隔开地设置于所述支撑区(130)，并围绕所述吸嘴(200)；
所述第二直线驱动器设置于所述固定平台(100)，并与所述支撑杆(300)传动连接，以驱动所述支撑杆(300)相对于所述固定台面(110)滑动。
2.根据权利要求1所述的激光解键合用固定机构，其特征在于，
所述吸附区(120)设有多个吸附孔，多个所述吸附孔间隔分布。
3.根据权利要求1至2任一项所述的激光解键合用固定机构，其特征在于，
所述激光解键合用固定机构还包括固定件(400)，所述固定件(400)设置于所述固定平台(100)的边缘，以对放置于所述固定台面(110)的带框架的产品进行锁定或解锁。
4.根据权利要求3所述的激光解键合用固定机构，其特征在于，
所述固定件(400)包括固定夹爪(410)，所述固定夹爪(410)设有多个，并绕所述固定台面(110)的轴线间隔分布。
5.一种产品剥离装置，其特征在于，包括机械臂(500)和如权利要求1至4任一项所述的激光解键合用固定机构；
所述机械臂(500)配置成在传送工况下，带动产品至所述固定台面(110)上方，并从产品与所述固定台面(110)之间离开。
6.根据权利要求5所述的产品剥离装置，其特征在于，
所述产品剥离装置还包括检测传感器(600)和控制模块；
所述检测传感器(600)与所述控制模块信号连接，并设置于所述机械臂(500)，以检测产品是否带有框架；
所述控制模块与所述第一直线驱动器和所述升降组件分别电连接，以选择性地控制所述第一直线驱动器和所述升降组件启动。
7.一种产品固定方法，其特征在于，基于如权利要求5至6任一项所述的产品剥离装置，包括以下步骤：
S100：机械臂(500)吸附住产品并将其传送至固定台面(110)上方；
S200：检测传感器(600)检测产品中是否带有框架，并将对应信息传递给控制模块；
S300：控制模块根据框架的有无，对应控制第二直线驱动器或第一直线驱动器启动；
S400：若产品带有框架，则第二直线驱动器启动，驱动支撑杆(300)上升；
S410：机械臂(500)释放真空，并下降，且在支撑杆(300)支撑住产品后退出；
S420：第二直线驱动器驱动支撑杆(300)下降至产品接触固定台面(110)；
S430：吸附区(120)真空吸附产品的蓝膜中心区域，固定夹爪(410)闭合；
S500：若产品无框架，则第一直线驱动器启动，驱动吸嘴(200)上升；
S510：吸嘴(200)真空打开并吸附晶圆；
S520：机械臂(500)释放真空并退出；
S530：第一直线驱动器驱动吸嘴(200)下降至产品接触固定台面(110)，吸附区(120)真空吸附产品。
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