CN117921874A - 分步式全自动晶棒粘晶加工生产线布局及晶棒加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明旨在提供一种分步式全自动晶棒粘晶加工生产线布局及晶棒加工工艺。本发明布局包括晶托清洗产线（1）、压合固化线（2）、晶棒上料线（3）、储料线（4）和柔性工装（5）；晶棒加工工艺包括以下步骤：a、生产线上电；b、柔性工装携带晶托到达晶托涂胶工位（21）处涂抹胶水；c、树脂板定位固定于晶托上；d、树脂板配重压合在树脂板上；e、树脂板上涂抹胶水；f、晶棒上料并定位压合于树脂板上；g、晶棒配重压合在晶棒上；h、移送至储料线进行储料；i、柔性工装通过工装接驳线（29）回流至压合固化线的起始点处；j、重复上述b～i的步骤，直至完成所有晶棒的粘晶加工。本发明应用于晶棒高精度加工技术领域。

Description

分步式全自动晶棒粘晶加工生产线布局及晶棒加工工艺

技术领域

本发明涉及晶棒高精度加工技术领域，尤其涉及一种分步式全自动晶棒粘晶加工生产线布局及晶棒加工工艺。

背景技术

晶片由晶棒经过切片加工处理而成。目前，晶棒切片加工一般是通过专用的设备进行。对于长方体形的晶棒，需要粘贴晶托、树脂板作为底托，以保证加工精度。现有技术中，一般是通过人工利用涂抹胶水的方式将晶托、树脂板以及晶棒粘合为一体，再进行切片作业。晶托、树脂板和晶棒在粘合时需要调整晶托、树脂板和晶棒之间的位置关系。然而，采用人工的方式很难保证晶托与树脂板之间、树脂板与晶棒之间的粘合精度，容易导致晶棒在后续的切片作业时切割位置出现误差而造成残次品出现，降低了良品率；此外，也增加了工作人员的劳动强度，降低了自动化程度，也无法提高切片加工精度。

为此，亟需设计一种方法以解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种高效、自动化程度高、布局合理且能有效保证后续切片加工精度的分步式全自动晶棒粘晶加工生产线布局。

本发明还提供了利用上述布局的生产线进行晶棒加工的工艺，该工艺效率高，加工精度好，自动化程度高。

本发明所述分步式全自动晶棒粘晶加工生产线布局所采用的技术方案是，本发明所述布局中，包括

用于对晶托进行清洁处理的晶托清洗产线；

用于将晶托、树脂板和晶棒精准对位粘合压紧固化的压合固化线，在所述压合固化线上依次设置有晶托涂胶工位、树脂板上料工位、树脂板配重回流线、树脂板涂胶工位、晶棒配重回流线；

用于对晶棒进行预处理并将晶棒输送至所述压合固化线的晶棒上料线，所述晶棒上料线通过第二移载接驳线连接于所述压合固化线上的所述树脂板涂胶工位之后；

用于储存经过所述压合固化线压紧固化为一体的晶托、树脂板和晶棒的储料线，所述储料线通过第三移载接驳线连接于所述压合固化线上的所述晶棒配重回流线之后；以及

用于在所述压合固化线上运送晶托、树脂板和晶棒的柔性工装；

所述晶托清洗产线、所述压合固化线、所述晶棒上料线及所述储料线上的每个工位和所述柔性工装上均设置有相互对应的识别装置；

经过所述晶托清洗产线清洁后的晶托通过第一移载接驳线移送至所述压合固化线的晶托接入口处并定位固定于所述柔性工装上，在所述第三移载接驳线的后端和所述第一移载接驳线连接于所述压合固化线的连接点的前端之间设置有工装接驳线，所述压合固化线与所述工装接驳线构成工装循环回流线。

上述方案中，通过晶托清洗产线、压合固化线、晶棒上料线、储料线和柔性工装的相互配合形成合理布局，组成全自动化的生产线，极大地提高了加工效率，也降低了工作人员的劳动强度；利用晶托清洗产线对准备上线的晶托进行清洗、铲胶、抛光打磨、平整度检测等，确保上线的晶托的精度；利用压合固化线上的多个工位及设备的配合，分步骤地实现晶托定位及上胶，晶托与树脂板的粘合，树脂板的上胶和晶棒的粘合，每一步都确保配合精度，进而保证晶托、树脂板与晶棒的压合体最终的粘晶加工精度；晶棒上料线能够对准备上线的晶棒进行外观检测、加热处理、及拼缝作业，加热处理以便于后续的粘合加工，确保上线的晶棒的质量，为后续切片加工的高精度要求提供保证；利用柔性工装作为承托，全程无需调整晶托、树脂板和晶棒的结合体与生产线之间的精度，大大地降低了中间环节的设备复杂程度，也降低了成本，还保证了加工精度；此外，树脂板配重回流线实现树脂板配重在树脂板配重回流线范围内实现自动回流，晶棒配重回流线实现晶棒配重在晶棒配重回流线内实现自动回流，工装循环回流线则实现了柔性工装的自动回流，形成三层自动回流线，解决了树脂板配重、晶棒配重和柔性工装实现回收再利用的问题。

进一步地，所述晶棒配重回流线设置为两条，每条所述晶棒配重回流线上均设置有晶棒配重。由此可见，通过将晶棒配重回流线设置为两条，能够将压合固化线上的来料同时分配，提高效率，能够使得晶棒配重与压合固化线的流速相匹配的程度更好。

再进一步地，所述晶托清洗产线上依次设置有对晶托进行加热的高频加热器、对晶托表面上残留的残留物进行去除的抛光打磨机、对晶托进行超声波清洗的超声波清洗机、对晶托进行烘干的烘干机以及对晶托表面进行检查的表面检测机，当所述表面检测机检测为合格时，则检测合格的晶托通过所述第一移载接驳线定位固定到所述柔性工装上。由此可见，通过晶托清洗产线上的各个设备的配合，保证了晶托的平整度和清洁程度，为后续的树脂板及晶棒的定位提供保证。

此外，所述树脂板上料工位的一侧配合设置有树脂板上料架。通过树脂板上料架，能够储存足够数量的树脂板，以满足晶棒粘晶的作业。

再进一步地，所述晶棒上料线依次设置有对晶棒上料位置进行定位的摄像头、对晶棒外观进行检测的晶棒外观检测装置、对晶棒进行低温加热的微波加热机以及将长度未达标的若干晶棒拼接成设定长度晶棒的拼缝台。由此可见，摄像头能够精准定位晶棒的位置，以便于机械手快速地抓取到晶棒以实现上料；外观检测装置则进一步地确保晶棒的质量；微波加热机则能够将晶棒加热到便于粘胶加工的温度，为后续粘晶加工提供方便；拼缝台则是针对未达长度标准的晶棒进行拼接，以确保后续切片加工是以标准长度进行的，无需频繁更换晶托，提高加工效率。

具体地，所述储料线上设置有两个储料库。由此可见，两个储料库能够满足大批量粘晶加工的要求。

进一步地，所述柔性工装上设置有对中装置，该对中装置为由齿轮齿条配合而成的双向对中装置。通过对中装置能够保证晶托、树脂板或者是晶棒在置入到所述柔性工装时始终是居中定位压合的，进而保证了整个压合体的粘合精度。

所述晶棒外观检测装置为工业CCD。通过CCD能够确保晶棒表面的缺陷均能被检测到，且能被快速地检测到，保证了检测质量和效率。

所述识别装置为RFID识别器。通过RFID识别器及设置在柔性工装上的RFID码相匹配识别，后台能够准确地控制产线的进程。

利用上述分步式全自动晶棒粘晶加工生产线布局进行晶棒粘晶加工的工艺包括以下步骤：

a、生产线上电，检测整个生产线设备正常运行，检测生产线上无残留工装阻碍，将树脂板和晶棒备料；

b、所述柔性工装携带晶托在所述压合固化线上移动，到达所述晶托涂胶工位处涂抹胶水；

c、所述柔性工装到达所述树脂板上料工位时树脂板定位固定于晶托的涂抹有胶水的一面上；

d、所述柔性工装到达所述树脂板配重回流线时树脂板配重压合在树脂板上，在所述柔性工装移送出所述树脂板配重回流线的范围后，所述树脂板配重回流线上的树脂板配重循环回流至所述树脂板配重回流线的起止点；

e、所述柔性工装到达所述树脂板涂胶工位处涂抹胶水；

f、所述柔性工装到达所述晶棒上料线时晶棒上料并定位压合于树脂板上；

g、所述柔性工装到达所述晶棒配重回流线时晶棒配重压合在晶棒上，在所述柔性工装移送出所述晶棒配重回流线的范围后，所述晶棒配重回流线上的晶棒配重循环回流至所述晶棒配重回流线的起止点；

h、所述柔性工装到达所述储料线时，晶托、树脂板和晶棒压合后的整体通过所述第三移载接驳线移送至所述储料线进行储料；

i、所述柔性工装通过所述工装接驳线回流至所述压合固化线的起始点处；

j、重复上述b～i的步骤，直至完成所有晶棒的粘晶加工。

上述方案可见，通过分步式全自动晶棒粘晶加工生产线的布局，实现了全自动加工，大大地提高了作业效率；通过布局合理的晶托清洗产线、压合固化线、晶棒上料线和储料线的配合，结合全线移送的柔性工装，保证了具有极好的加工精度；利用树脂板配重回流线、晶棒配重回流线和工装循环回流线分别实现树脂板配重、晶棒配重和柔性工装的自动回流，无需另外设置工位或者采用人工的方式进行移送，实现了全自动化，也降低了工作人员的劳动强度。

附图说明

图1是本发明的简易布局图；

图2是本发明所述分步式全自动晶棒粘晶加工生产线的平面结构图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明应用在晶棒粘晶加工领域，是为了将晶托、树脂板和晶棒压合为一体，为后续晶棒切片作业提供质量保障。在本发明所述分步式全自动晶棒粘晶加工生产线布局中包括

用于对晶托进行清洁处理的晶托清洗产线1；

用于将晶托、树脂板和晶棒精准对位粘合压紧固化的压合固化线2，在所述压合固化线2上依次设置有晶托涂胶工位21、树脂板上料工位22、树脂板配重回流线23、树脂板涂胶工位24、晶棒配重回流线25；

用于对晶棒进行预处理并将晶棒输送至所述压合固化线2的晶棒上料线3，所述晶棒上料线3通过第二移载接驳线26连接于所述压合固化线2上的所述树脂板涂胶工位24之后；

用于储存经过所述压合固化线2压紧固化为一体的晶托、树脂板和晶棒的储料线4，所述储料线4通过第三移载接驳线27连接于所述压合固化线2上的所述晶棒配重回流线25之后；以及

用于在所述压合固化线2上运送晶托、树脂板和晶棒的柔性工装5；

所述晶托清洗产线1、所述压合固化线2、所述晶棒上料线3及所述储料线4上的每个工位和所述柔性工装5上均设置有相互对应的识别装置；

经过所述晶托清洗产线1清洁后的晶托通过第一移载接驳线28移送至所述压合固化线2的晶托接入口处并定位固定于所述柔性工装5上，在所述第三移载接驳线27的后端和所述第一移载接驳线28连接于所述压合固化线2的连接点的前端之间设置有工装接驳线29，所述压合固化线2与所述工装接驳线29构成工装循环回流线。

在不发明布局中，利用树脂板配重回流线、晶棒配重回流线和工装循环回流线分别实现树脂板配重、晶棒配重和柔性工装的自动回流，无需另外设置工位或者采用人工的方式进行移送。

更加具体地，所述晶棒配重回流线25设置为两条，每条所述晶棒配重回流线25上均设置有晶棒配重。所述树脂板上料工位22的一侧配合设置有树脂板上料架221。所述储料线4上设置有两个储料库41。

所述柔性工装5上设置有对中装置，该对中装置为由齿轮齿条配合而成的双向对中装置。所述晶棒外观检测装置32为工业CCD。所述识别装置为RFID识别器。通过RFID识别器及设置在柔性工装上的RFID码相匹配识别，后台能够准确地控制产线的进程。

所述晶托清洗产线1上依次设置有对晶托进行加热的高频加热器11、对晶托表面上残留的残留物进行去除的抛光打磨机12、对晶托进行超声波清洗的超声波清洗机13、对晶托进行烘干的烘干机14以及对晶托表面进行检查的表面检测机15，当所述表面检测机15检测为合格时，则检测合格的晶托通过所述第一移载接驳线28定位固定到所述柔性工装5上。

所述晶棒上料线3依次设置有对晶棒上料位置进行定位的摄像头31、对晶棒外观进行检测的晶棒外观检测装置32、对晶棒进行低温加热的微波加热机33以及将长度未达标的若干晶棒拼接成设定长度晶棒的拼缝台34，在本实施例中，第二移载接驳线26为机械手，检测合格的晶棒通过机械手被抓取到压合固化线上的柔性工装的树脂板上。

利用上述分步式全自动晶棒粘晶加工生产线布局进行晶棒粘晶加工的工艺包括以下步骤：

a、生产线上电，检测整个生产线设备正常运行，检测生产线上无残留工装阻碍，将树脂板和晶棒备料；

b、所述柔性工装5携带晶托在所述压合固化线2上移动，到达所述晶托涂胶工位21处涂抹胶水；

c、所述柔性工装5到达所述树脂板上料工位22时树脂板定位固定于晶托的涂抹有胶水的一面上；

d、所述柔性工装5到达所述树脂板配重回流线23时树脂板配重压合在树脂板上，在所述柔性工装5移送出所述树脂板配重回流线23的范围后，所述树脂板配重回流线23上的树脂板配重循环回流至所述树脂板配重回流线23的起止点；在这里，树脂板配重压在树脂板上，使得晶托和树脂板紧密的粘合；树脂板配重压合的持续时间大约为15～20min；

e、所述柔性工装5到达所述树脂板涂胶工位24处涂抹胶水；

f、所述柔性工装5到达所述晶棒上料线3时晶棒上料并定位压合于树脂板上；

g、所述柔性工装5到达所述晶棒配重回流线25时晶棒配重压合在晶棒上，在所述柔性工装5移送出所述晶棒配重回流线25的范围后，所述晶棒配重回流线25上的晶棒配重循环回流至所述晶棒配重回流线25的起止点；在这里，设置了两条晶棒配重回流线，利用两条配重回流线与压合固化线的流速进行匹配，以使两者的效率相互配合，保证效率，晶棒配重压合的时间也设置为15～20min；

h、所述柔性工装5到达所述储料线4时，晶托、树脂板和晶棒压合后的整体通过所述第三移载接驳线27移送至所述储料线4进行储料；

i、所述柔性工装5通过所述工装接驳线29回流至所述压合固化线2的起始点处；

j、重复上述b～i的步骤，直至完成所有晶棒的粘晶加工。

在本发明中，在储料库中，晶托、树脂板和晶棒压合后的整体依然进行约2个小时的继续压合，以保证三者的粘合度，为后续的切片加工提供保障。进行晶棒切片操作时，从储料库41中获取压合好的晶托、树脂板和晶棒的整体，经过切片加工后，剩下的晶托残留有树脂板及其他需要清洁的残留物回流到所述晶托清洗产线1上进行晶托清洁。在这里，需要对晶托的每个面都进行清洁，以免影响后续的粘晶加工精度。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分步式全自动晶棒粘晶加工生产线布局，其特征在于，该布局中包括

用于对晶托进行清洁处理的晶托清洗产线（1）；

用于将晶托、树脂板和晶棒精准对位粘合压紧固化的压合固化线（2），在所述压合固化线（2）上依次设置有晶托涂胶工位（21）、树脂板上料工位（22）、树脂板配重回流线（23）、树脂板涂胶工位（24）、晶棒配重回流线（25）；

用于对晶棒进行预处理并将晶棒输送至所述压合固化线（2）的晶棒上料线（3），所述晶棒上料线（3）通过第二移载接驳线（26）连接于所述压合固化线（2）上的所述树脂板涂胶工位（24）之后；

用于储存经过所述压合固化线（2）压紧固化为一体的晶托、树脂板和晶棒的储料线（4），所述储料线（4）通过第三移载接驳线（27）连接于所述压合固化线（2）上的所述晶棒配重回流线（25）之后；以及

用于在所述压合固化线（2）上运送晶托、树脂板和晶棒的柔性工装（5）；

所述晶托清洗产线（1）、所述压合固化线（2）、所述晶棒上料线（3）及所述储料线（4）上的每个工位和所述柔性工装（5）上均设置有相互对应的识别装置；

经过所述晶托清洗产线（1）清洁后的晶托通过第一移载接驳线（28）移送至所述压合固化线（2）的晶托接入口处并定位固定于所述柔性工装（5）上，在所述第三移载接驳线（27）的后端和所述第一移载接驳线（28）连接于所述压合固化线（2）的连接点的前端之间设置有工装接驳线（29），所述压合固化线（2）与所述工装接驳线（29）构成工装循环回流线。

2.根据权利要求1所述的分步式全自动晶棒粘晶加工生产线布局，其特征在于，所述晶棒配重回流线（25）设置为两条，每条所述晶棒配重回流线（25）上均设置有晶棒配重。

3.根据权利要求1所述的分步式全自动晶棒粘晶加工生产线布局，其特征在于，所述晶托清洗产线（1）上依次设置有对晶托进行加热的高频加热器（11）、对晶托表面上残留的残留物进行去除的抛光打磨机（12）、对晶托进行超声波清洗的超声波清洗机（13）、对晶托进行烘干的烘干机（14）以及对晶托表面进行检查的表面检测机（15），当所述表面检测机（15）检测为合格时，则检测合格的晶托通过所述第一移载接驳线（28）定位固定到所述柔性工装（5）上。

4.根据权利要求1所述的分步式全自动晶棒粘晶加工生产线布局，其特征在于，所述树脂板上料工位（22）的一侧配合设置有树脂板上料架（221）。

5.根据权利要求1所述的分步式全自动晶棒粘晶加工生产线布局，其特征在于，所述晶棒上料线（3）依次设置有对晶棒上料位置进行定位的摄像头（31）、对晶棒外观进行检测的晶棒外观检测装置（32）、对晶棒进行低温加热的微波加热机（33）以及将长度未达标的若干晶棒拼接成设定长度晶棒的拼缝台（34）。

6.根据权利要求1所述的分步式全自动晶棒粘晶加工生产线布局，其特征在于，所述储料线（4）上设置有两个储料库（41）。

7.根据权利要求1所述的分步式全自动晶棒粘晶加工生产线布局，其特征在于，所述柔性工装（5）上设置有对中装置，该对中装置为由齿轮齿条配合而成的双向对中装置。

8.根据权利要求5所述的分步式全自动晶棒粘晶加工生产线布局，其特征在于，所述晶棒外观检测装置（32）为工业CCD。

9.根据权利要求1所述的分步式全自动晶棒粘晶加工生产线布局，其特征在于，所述识别装置为RFID识别器。

10.一种利用如权利要求1所述的分步式全自动晶棒粘晶加工生产线布局进行晶棒粘晶加工的工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：

a、生产线上电，检测整个生产线设备正常运行，检测生产线上无残留工装阻碍，将树脂板和晶棒备料；

b、所述柔性工装（5）携带晶托在所述压合固化线（2）上移动，到达所述晶托涂胶工位（21）处涂抹胶水；

c、所述柔性工装（5）到达所述树脂板上料工位（22）时树脂板定位固定于晶托的涂抹有胶水的一面上；

d、所述柔性工装（5）到达所述树脂板配重回流线（23）时树脂板配重压合在树脂板上，在所述柔性工装（5）移送出所述树脂板配重回流线（23）的范围后，所述树脂板配重回流线（23）上的树脂板配重循环回流至所述树脂板配重回流线（23）的起止点；

e、所述柔性工装（5）到达所述树脂板涂胶工位（24）处涂抹胶水；

f、所述柔性工装（5）到达所述晶棒上料线（3）时晶棒上料并定位压合于树脂板上；

g、所述柔性工装（5）到达所述晶棒配重回流线（25）时晶棒配重压合在晶棒上，在所述柔性工装（5）移送出所述晶棒配重回流线（25）的范围后，所述晶棒配重回流线（25）上的晶棒配重循环回流至所述晶棒配重回流线（25）的起止点；

h、所述柔性工装（5）到达所述储料线（4）时，晶托、树脂板和晶棒压合后的整体通过所述第三移载接驳线（27）移送至所述储料线（4）进行储料；

i、所述柔性工装（5）通过所述工装接驳线（29）回流至所述压合固化线（2）的起始点处；

j、重复上述b～i的步骤，直至完成所有晶棒的粘晶加工。