CN218004786U - 一种晶圆翘曲整平装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种晶圆翘曲整平装置，用于对发生翘曲问题的晶圆片进行整平；包括相对设置的上压件与下压件，所述上压件与下压件能够相对靠近以及远离；所述上压件与下压件的相对面为平面；在所述上压件和下压件的相对面上，阵列式的设置有第一压力传感器；所述第一压力传感器用于与晶圆片的翘曲处接触时传递压力信息；在所述第一压力传感器旁设置有加热模块；当所述第一压力传感器与晶圆片的翘曲处接触时，所述加热模块启动，开始加热；在所述上压件或下压件的相对面上设置有限位柱。

Description

一种晶圆翘曲整平装置

技术领域

本实用新型涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种晶圆翘曲整平装置。

背景技术

在晶圆封装工艺中，由于绝大多数工序步骤都是直接在晶圆上开展，因此对晶圆的平整度要求很高，如果晶圆存在翘曲，则会导致后续工艺失准或无法展开，最终导致产品的废(坏)品率上升；

由于晶圆级封装工艺流程中大多数工艺都伴随高温加工环境，不可避免地会发生翘曲情况，因此对产生翘曲后的晶圆进行整平十分重要。且一般情况下，由于翘曲应力的累积，晶圆片越到后续工艺流程，翘曲越严重，应在前期就予以重视。

实用新型内容

针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供一种晶圆翘曲整平装置用于对发生翘曲问题的晶圆片进行整平。

根据本实用新型的实施例，一种晶圆翘曲整平装置，包括：

相对设置的上压件与下压件，所述上压件与下压件能够相对靠近以及远离；所述上压件与下压件的相对面为平面；

在所述上压件和下压件的相对面上，阵列式的设置有第一压力传感器；所述第一压力传感器用于与晶圆片的翘曲处接触时传递压力信息；

在所述第一压力传感器旁设置有加热模块；当所述第一压力传感器与晶圆片的翘曲处接触时，所述加热模块启动，开始加热。

进一步的，上压件与下压件之间设置有用于驱动上压件与下压件相对靠近以及远离的驱动装置。

进一步的，在上压件与下压件之间还设置有第二压力传感器；所述第二压力传感器与驱动装置信号连接；当所述第二压力传感器与晶圆片接触时，通过第二压力传感器与晶圆片之间的压力值，控制驱动装置驱动上压件与下压件相对靠近以及远离。

进一步的，在所述上压件或下压件的相对面上设置有限位柱。

进一步的，上压件或/和下压件上贯穿开设有导气孔。

进一步的，第一压力传感器为柱式压敏传感器或薄膜式压力传感器。

进一步的，加热模块为环形加热片或加热管；所述环形加热片或加热管套设于第一压力传感器上。

进一步的，第二压力传感器为柱式压敏传感器或薄膜式压力传感器。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

上压件与下压件的相对面上设置有第一压力传感器，当第一压力传感器接触到晶圆片的翘曲端部时，位于该第一压力传感器旁的加热模块就会启动，对晶圆片进行预热，使环境温度快速达到晶圆片整平时需要的工作温度，并且通过加热逐渐改善翘曲；

第二压力传感器与驱动装置耦合为一组高度调节系统，第二压力传感器设定有压力阈值，当上压件与下压件相对靠近时，第二压力传感器与晶圆片接触。接触时的压力大于设定阈值的时候，驱动装置停止工作，等待加热模块加热，并且驱动装置给予晶圆片压力足以改善晶圆片的翘曲时，晶圆片变平整，翘曲度降低，第二压力传感器接收的压力值逐渐减少，直至压力值小于压力阈值，驱动装置控制上压件与下压件继续相对靠近，第二压力传感器继续与晶圆片接触，压力值又会上升至大于压力阈值，通过加热与整平，晶圆片变平整，翘曲度降低，第二压力传感器的压力值逐渐减少，如此循环，直至第一压力传感器感受不到压力，第二压力传感器感受到的最大压力值始终小于压力阈值，表示晶圆片已经在既定标准内整平，晶圆片的整平工作结束。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种晶圆翘曲整平装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种晶圆翘曲整平装置的俯视图。

上述附图中：

1、上压件；2、下压件；3、第一压力传感器；4、加热模块；5、第二压力传感器；6、限位柱；7、驱动装置；8、导气孔；9、晶圆片。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型中的技术方案进一步说明。

一种晶圆翘曲整平装置，包括：

相对设置的上压件1与下压件2，所述上压件1与下压件2能够相对靠近以及远离，当上压件1与下压件2相互靠近时，能给予发生翘曲的晶圆片9一定的压力，配合后文提到的加热模块4，实现对晶圆片9的整平；所述上压件1与下压件2的相对面为平面，在本实施例中，上压件1与下压件2均为圆柱体结构，其材料可选用高硬度，耐高温的工业塑料；

在所述上压件1和下压件2的相对面上，阵列式的设置有第一压力传感器3，在本实施例中，第一传感器的设置数量为9组，呈圆周阵列的设置于上压件1与下压件2的相对面上，主要是用于与晶圆片9的翘曲点接触；所述第一压力传感器3用于与晶圆片9的翘曲处接触时传递压力信息，第一压力传感器3为柱式压敏传感器或薄膜式压力传感器，在本实施例中，第一压力传感器3选用的是柱式压敏传感器，在装配时，柱式压敏传感器的感应端与上压件1以及下压件2的相对面表面平齐，只有平齐时，才能准确的感受到晶圆片9的翘曲点(如图1所示，此工况下是下压件2位于最中间的第一压力传感器3能感受到晶圆片9的压力，随着晶圆片9逐渐被整平，越来越多的第一压力传感器3则会陆续与晶圆片9接触)；

在所述第一压力传感器3旁设置有加热模块4；当所述第一压力传感器3与晶圆片9的翘曲处接触时，所述加热模块4启动，开始加热，在本实施例中所述加热模块可以选择环形加热片或加热管(但选择加热管时需要注意，加热输出位置应当设置于加热管的端部而不是内壁)所述环形加热片或加热管套设于第一压力传感器3上，在本实用新型中，加热模块选择的是环形加热片；下面来介绍在本实用新型中第一压力传感器3与环形加热片的固定方式；在上压件1与下压件2的相对面上阵列式的开设有安装槽，安装槽的槽壁可以设置橡胶条，让第一压力传感器3与安装槽过盈配合在安装槽的槽口，以第一压力传感器3为圆心开设固定槽，环形加热片通过塑料箍，箍在固定槽的槽底，装配要求是，第一压力传感器3的感应端与上压件1以及下压件2的相对面表面平齐，而环形加热片不能超出上压件1以及下压件2的相对面表面。

在所述上压件1或下压件2的相对面上设置有限位柱6，限位柱6的作用有两个，其一是负责限定上压件1与下压件2之间的相对距离，防止二者行程过量，压碎或压伤晶圆片9，其二是可以在放置晶圆片9时起到划定放置范围的作用；

关于限位柱6的设置高度，其可以略高于晶圆片9的厚度(例如5-10mm)，这样可以防止上压件1与下压件2相互靠近时没有限位而压碎晶圆片9；当上压件1与限位柱6 接触时，默认晶圆片9的整平工作已经结束，此时晶圆片9的相对厚度被整平在限位柱6 的高度范围内(晶圆片9的翘曲问题是始终存在的，因此只能相对整平)；

所述上压件1与下压件2之间设置有用于驱动上压件1与下压件2相对靠近以及远离的驱动装置7，在本实施例中，驱动装置7选用的是小型的电动往复推杆，分别连接上压件1与下压件2，并带动上压件1与下压件2往复运动。

在所述上压件1与下压件2之间还设置有第二压力传感器5，在实际使用时，第二压力传感器5可以设置于上压件1或下压件2的相对面上，也可以二者均设置，本实施例中只展示在上压件1上设置的形式；第二压力传感器5的设置方式与第一压力传感器3类似，也是呈圆周阵列，但是需要设置于第一压力传感器3的外环，因为第二压力传感器5主要是用于接触晶圆片9的边缘处，因此需要设置于靠外的位置；所述第二压力传感器5与驱动装置7信号连接；当所述第二压力传感器5与晶圆片9接触时，通过与晶圆片9之间的压力数值，控制驱动装置7驱动上压件1与下压件2相对靠近以及远离，在本实施例中，第二压力传感器5与驱动装置7耦合为一组高度调节系统，第二压力传感器5设定有压力阈值(以10N为例)，当上压件1与下压件2相对靠近时，第二压力传感器5与晶圆片9 的边缘接触(因为晶圆片9存在翘曲，因此其边缘部分相对于中心部分存在高度差)；当第二压力传感器5与晶圆片9的边缘接触时的压力大于设定阈值的时候，驱动装置7停止工作(也就是让上压件1保持现在的位置)，等待加热模块4加热，并且驱动装置7已经给予晶圆片9一定压力，当加热模块将环境温度调整至适合晶圆片9整平的工作温度时，上压件1与下压件2(由驱动装置7给予的压力)会逐渐改善晶圆片9的翘曲，晶圆片9 翘曲度降低，逐渐变平整，晶圆片9的边缘逐渐远离第二压力传感器5，因此第二压力传感器5感受的压力值逐渐减少，直至感受的压力值小于压力阈值，此时驱动装置7控制上压件1与下压件2继续相对靠近，第二压力传感器5继续与晶圆片9接触，第二压力传感器5感受的压力值又会上升至大于压力阈值，通过加热与整平，晶圆片9变平整，翘曲度降低，晶圆片9的边缘逐渐远离第二压力传感器5，第二压力传感器5的压力值逐渐减少……如此循环，直至第一压力传感器3感受不到压力，第二压力传感器5感受到的最大压力值始终小于压力阈值，表示晶圆片9已经在既定标准内整平，晶圆片9的整平工作结束。

所述上压件1或/和下压件2上贯穿开设有导气孔8，在本实用新型中导气孔8开设于上压件1上，开设数量为四组，呈十字阵列，由于水蒸气也是使晶圆片9产生翘曲的原因，在加热模块对晶圆片9加热时，也会产生部分水蒸气，设置导气孔8以用于将整平过程中产生的水蒸气外排，有利于提升整平的效果。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种晶圆翘曲整平装置，其特征在于，包括：

相对设置的上压件与下压件，所述上压件与下压件能够相对靠近以及远离；所述上压件与下压件的相对面为平面；

在所述上压件和下压件的相对面上，阵列式的设置有第一压力传感器；所述第一压力传感器用于与晶圆片的翘曲处接触时传递压力信息；

在所述第一压力传感器旁设置有加热模块；当所述第一压力传感器与晶圆片的翘曲处接触时，所述加热模块启动，开始加热；

在所述上压件或下压件的相对面上设置有限位柱。

2.如权利要求1所述的一种晶圆翘曲整平装置，其特征在于，所述上压件与下压件之间设置有用于驱动上压件与下压件相对靠近以及远离的驱动装置。

3.如权利要求2所述的一种晶圆翘曲整平装置，其特征在于，在所述上压件与下压件之间还设置有第二压力传感器；所述第二压力传感器与驱动装置信号连接；当所述第二压力传感器与晶圆片接触时，通过第二压力传感器与晶圆片之间的压力值，控制驱动装置驱动上压件与下压件相对靠近以及远离。

4.如权利要求1所述的一种晶圆翘曲整平装置，其特征在于，所述上压件或/和下压件上贯穿开设有导气孔。

5.如权利要求1所述的一种晶圆翘曲整平装置，其特征在于，所述第一压力传感器为柱式压敏传感器或薄膜式压力传感器。

6.如权利要求1所述的一种晶圆翘曲整平装置，其特征在于，所述加热模块为环形加热片或加热管；所述环形加热片或加热管套设于第一压力传感器上。

7.如权利要求3所述的一种晶圆翘曲整平装置，其特征在于，所述第二压力传感器为柱式压敏传感器或薄膜式压力传感器。

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