CN220576329U - 裂片刀座及裂片机 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种裂片刀座及裂片机，裂片刀座包括安装座、刀座组件、第一驱动机构和第二驱动机构，设置在安装座上的第一座体和第二座体之间形成有用于与工件的切割道对应的裂片间隙，第一驱动机构则用于驱动第二座体相对第一座体运动，以调整裂片间隙的宽度,而应对切割道宽度不同的工件。刀座组件及安装座由第二驱动机构驱动整体滑动，以补偿裂片间隙与劈刀从对中状态变成非对中状态而产生的偏移量，确保裂片间隙与劈刀最终对中，由此本裂片刀座的裂片间隙可调，适用范围广。

Description

裂片刀座及裂片机

技术领域

本申请涉及裂片领域，特别涉及一种裂片刀座及裂片机。

背景技术

半导体晶圆在划线后需要裂片才能分离，常用的裂片工艺有激光裂片和机械裂片。晶圆在机械裂片时一般会在下方设置支撑晶圆的刀座结构，且刀座结构上设置有与晶圆上的切割道对应的沟槽，以提升裂片良率。

在相关技术中，刀座结构为一块平板上挖有与产品切割道对应的小沟槽，裂片时产品切割道与沟槽一一对应，此种刀座结构只能专款专用，即一款产品对应一款刀座结构。

申请内容

本申请提出一种裂片刀座及裂片机，旨在解决目前的刀座只能专用于单种晶圆，适用范围小的问题。

一方面，本申请提出一种裂片刀座，包括：

安装座；

刀座组件，包括设置在所述安装座上的第一座体和第二座体，所述第一座体和第二座体之间形成有裂片间隙；

第一驱动机构，用于驱动所述第二座体沿着第一方向滑动，使所述第二座体朝向或背向所述第一座体运动，以调整所述裂片间隙的宽度；

第二驱动机构，用于驱动所述安装座沿着第一方向滑动。

在一些实施例中，所述裂片刀座还包括基板，所述基板与所述安装座滑动连接，所述第二驱动机构设置在所述基板上，且与所述安装座驱动连接。

在一些实施例中，所述第二驱动机构包括设置在所述基板上的第二丝杆、与所述第二丝杆转动连接的第二螺母，以及驱动所述第二丝杆转动的第二电机，所述第二螺母与所述安装座固定连接。

在一些实施例中，所述裂片刀座还包括：

第一探测组件，设置在所述安装座上，用于探测所述第二座体在第一方向上的位置；

第二探测组件，设置在所述基板上，用于探测所述安装座在第一方向上的位置。

在一些实施例中，所述第一探测组件包括设置在所述基板上的第一传感器以及设置在所述安装座上的第一探测片，所述第一传感器位于所述第一探测片的移动路径上。

在一些实施例中，所述裂片刀座包括至少两组所述第一探测组件，其中一组所述第一探测组件的第一探测片与第一传感器的距离，大于另一组所述第一探测组件的第一探测片与第一传感器的距离。

在一些实施例中，所述裂片刀座还包括设置在所述安装座上的补光灯，所述补光的照射方向朝向所述第一座体和第二座体上的工件。

另一方面，本申请还提出一种裂片机，包括上述的裂片刀座，以及与所述裂片刀座对应的裂片刀组。

在一些实施例中，裂片机还包括：

基座；

夹具平台，设置在所述刀座组件与所述裂片刀座之间，并与所述基座滑动连接；

第三驱动机构，设置在在所述基座上，用于驱动所述夹具平台沿着第一方向移动；

第四驱动机构，用于驱动所述夹具平台转动。

在一些实施例中，所述夹具平台包括与所述基座滑动连接的平台座，以及与所述平台座转动连接的夹具组件，所述第四驱动机构包括设于所述平台座上的主电机，以及连接主电机与夹具组件的传动组件。

本申请中的裂片刀座包括安装座、刀座组件、第一驱动机构和第二驱动机构，设置在安装座上的第一座体和第二座体之间形成有用于与工件的切割道对应的裂片间隙，第一驱动机构则用于驱动第二座体相对第一座体运动，以调整裂片间隙的宽度,而应对切割道宽度不同的工件。刀座组件及安装座由第二驱动机构驱动整体滑动，以补偿裂片间隙与劈刀从对中状态变成非对中状态而产生的偏移量，确保裂片间隙与劈刀最终对中，由此本裂片刀座的裂片间隙可调，适用范围广。

附图说明

图1为本申请一实施例中裂片刀座的结构示意图；

图2为图1实施例中裂片刀座另一视角的结构示意图；

图3为本申请另一实施例中裂片刀座的结构示意图；

图4为本申请又一实施例中裂片刀座的结构示意图；

图5为本申请一实施例中裂片机的结构示意图；

图6为图5实施例中夹具平台的结构示意图；

图7为图5实施例中裂片机另一视角的结构示意图。

标号说明：

11、安装座；12、基板；13、限位件；14、第一连接座；15、避让槽；16、补光灯；17、基座；

20、刀座组件；21、第一座体；22、第二座体；23、裂片间隙；24、夹持件；25、第一滑台；26、限位块；

30、第一驱动机构；31、第一滑轨；32、第一滑块；33、第一丝杆；34、第一螺母；35、第一电机；

40、第二驱动机构；41、第二滑轨；42、第二滑块；43、第二丝杆；44、第二螺母；45、第二电机；47、对位平台；

50、第一探测组件；51、第一传感器；52、第一探测片；

60、第二探测组件；61、第二传感器；62、第二探测片；

71、平台座；72、夹具组件；73、第一同步轮；74、第三电机；

80、裂片刀组；

90、第三驱动机构；

本申请目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本申请中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明，本申请实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，在本申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

本申请提出一种裂片刀座，参照图1至图3，该裂片刀座包括：

安装座11；

刀座组件20，包括设置在安装座11上的第一座体21和第二座体22，第一座体21和第二座体22之间形成有裂片间隙23；

第一驱动机构30，用于驱动第二座体22沿着第一方向滑动，使第二座体朝向或背向第一座体21运动，以调整裂片间隙23的宽度；

第二驱动机构40，用于驱动安装座11沿着第一方向滑动。

在本实施例中，第一座体21的一端通过螺钉连接或焊接的方式固定在安装座11上，其远离安装座11的顶面为承接面。第二座体22与安装座11滑动连接，第一驱动机构30包括设置在安装座11上的气缸、电动缸、直线电机等直线驱动模组，第二座体22可直接设置在上述直线驱动模组的移动端，通过直线驱动模组内置的导向机构对第二座体22的运动路径进行限制，使其沿着第一方向运动，以靠近第一座体21或远离第一座体21。也可在安装座11上设置导向机构，使导向机构的滑动端与第二座体22连接，再将第一驱动机构30的驱移动端与第二座体22或导向机构的滑动端连接，以驱动第二座体22滑动。第二座体22远离安装座11的顶面同样为承接面，其与第一座体21的承接面平齐，以支撑放置在承接面上的工件A。第二座体22与第一座体21相对的侧面为平面，二者之间形成有裂片间隙23，该裂片间隙23在承接面上形成直线沟槽。由于不同规格的工件A，其切割道的宽度也有所不同，在劈片前可调整裂片间隙23的宽度，以应对不同宽度的切割道。

上述刀座组件20和安装座11可设置在机台上，安装座11与机台活动连接，第二驱动机构40则用于驱动刀座组件20及安装座11组成的整体，相对机台运动，其运动方向包括第一方向。第一方向与上述第一座体21和第二座体22的相对侧面垂直。在实际裂片过程中，一般会将晶圆进行预定位，使其切割道与刀座组件20对准，由刀座组件20承接晶圆。

在本实施例中，第二驱动机构40包括设置在机台上的气缸、电动缸、直线电机等直线驱动模组，安装座11可直接设置在上述直线驱动模组的移动端，通过直线驱动模组内置的导向机构对安装座11的运动路径进行限制，使其沿着第一方向运动。也可在机台上设置导向机构，使导向机构的滑动端与安装座11连接，再将第二驱动机构40的驱移动端与安装座11连接，以驱动刀座组件20和安装座11整体滑动。在具体裂片工序中，可通过第一驱动机构30驱动第二座体22运动以调整裂片间隙，可适应切割道宽度不同的晶圆。裂片间隙被调整时，其上方劈刀与裂片间隙从对中的状态变成不对中状态，因此通过第二驱动机构40驱动第一座体21和第二座体22整体运动，以补偿劈刀与裂片间隙的偏移量，使裂片间隙与劈刀重新对中。由此本裂片刀座的裂片间隙可调，适用范围广。在裂片间隙调整后，只需整体调整刀座组件20的位置即可完成对中，调试起来比较方便。相对一些通过两个电机与两座体一一对应驱动的方案，还需对两个座体的位置分别进行调整才能完成对中，本实施例需调整的电机更少，同时电机的累计误差更小。

在一些实施例中，参照图1至图3，裂片刀座还包括基板12，基板12设置在安装座11远离刀座组件20的一侧，并与安装座11滑动连接，第二驱动机构40用于驱动安装座11的沿着第一方向滑动。第一驱动机构30还包括固设在安装座11上的第一滑轨31，以及与第一滑轨31滑动连接的第一滑块32，第一滑轨31的延伸方向与第一方向一致，第二座体22设置在第一滑块32上。第一驱动机构30包括设置在安装座11上的第一丝杆33、与第一丝杆33转动连接的第一螺母34，以及驱动第一丝杆33转动的第一电机35；第一丝杆33平行于第一滑轨31设置，第一螺母34与第二座体22固定连接。

第二驱动机构40还包括固设在基板12上的第二滑轨41，以及与第二滑轨41滑动连接的第二滑块42，第二滑轨41的延伸方向与第一方向一致，安装座11设置在第一滑块32上。第二驱动机构40包括设置在基板12上的第二丝杆43、与第二丝杆43转动连接的第二螺母44，以及驱动第二丝杆43转动的第二电机45；第二丝杆43平行于第一滑轨31设置，第二螺母44与安装座11固定连接。

在本实施例中，安装座11上设置有两个条平行的第一滑轨31，第二座体22分别与两第一滑轨31上的第一滑块32连接。安装座11上设置有转动座，第一丝杆33的一端或两端与转动座转动连接。第一丝杆33位于两第一滑轨31之间，并与第一滑轨31平行设置，第一螺母34则与第二座体22固定连接。第一电机35设置在第一丝杆33的一端并与刀座组件20相对，其转轴通过联轴器与第一丝杆33连接。通过设置两条第一滑轨31以及在第一滑轨31之间设置丝杠机构，使第二座体22的运动更加平稳。

在本实施例中，基板12上设置有两个条平行的第二滑轨41，安装座11分别与两第二滑轨41上的第二滑块42连接。基板12上设置有转动座，第二丝杆43的一端或两端与转动座转动连接。第二丝杆43位于两第二滑轨41之间，并与第二滑轨41平行设置，第二螺母44则与安装座11固定连接。第二电机45设置在第二丝杆43的一端，并与刀座组件20相对，其转轴通过联轴器与第二丝杆43连接。通过设置两条第二滑轨41以及在第二滑轨41之间设置丝杠机构，使刀座组件20的整体滑动运动更加平稳。

在一些实施例中，参照图1至图3，裂片刀座还包括设置在安装座11上的第一探测组件50，第一探测组件50用于探测第二座体22在第一方向上的位置；裂片刀座还包括设置在基板12上的第二探测组件60，第二探测组件60用于探测安装座11在第一方向上的位置。

在本实施例中，第一探测组件50可以是设置在第二座体22的运动路径的一侧的第一传感器51，当第二座体22经过第一传感器51的信号发生变化，由此可确定第二座体22的实际坐标，以辅助PLC对第二座体22的坐标进行归零以减少工作时产生的累计误差。

在一些实施例中，参照图1至图3，裂片刀座包括至少两组第一探测组件50，其中一组第一探测组件50的第一探测片52与第一传感器51的距离，大于另一组第一探测组件50的第一探测片52与第一传感器51的距离。

在本实施例中，裂片刀座包括并排设置在安装座11上的三个第一传感器51，第一传感器51的排列方向与第一方向垂直。第一探测组件50还包括设置在第二座体22上的三个第一探测片52，三个第一探测片52与三个第一传感器51一一对应，第一传感器51用于探测第一探测片52的位置。其中一个第一传感器51以及与其对应的第一探测片52构成一组第一探测组件50。三个第一探测片52沿着第一方向的长度不同，当不同的第一传感器51检测到第一探测片52，则说明第二座体22运动到了不同的位置。第一传感器51可以是接近开关、光电传感器等。第一传感器51包括一个发射端和一个接收端，当第一探测片插入发射端和接收端之间后，接收端接收的信号发生变化，由此作为第二座体22运动到设定位置的判断依据。三个第一传感器51对应第二座体22的三种位置。由此对应不同宽度的切割道。处于中间长度的第一探测片52进入与其对应的第一传感器51中时，第二座体22处于归零位，另外两个第一探测片52分别进入与其对应的第一传感器51中时，分别对应两个极限位。裂片机开机后第一驱动机构30则可驱动第二座体22滑动，并根据三个第一传感器51传输的信号对第二座体22的位置进行归零。同样，裂片刀座包括并排设置在基板12上的三个第二传感器61，第二传感器61的排列方向与第一方向垂直。第二探测组件60还包括设置在安装座11上的三个第二探测片62，三个第二探测片62与三个第二传感器61一一对应，第二传感器61用于第二探测片62的位置。其中一个第二探测片62以及与其对应的第二探测片62构成一组第二探测组件60。三个第二探测片62沿着第一方向的长度不同，当不同的第二传感器61检测到第二探测片62，则说明安装座11及刀座组件20运动到了不同的位置。

第二驱动机构40驱动安装座11及刀座组件20整体滑动时，也可基于三个第二探测片62的运动，可根据三个第二传感器61传输的信号对刀座组件20进行位置归零。

在一些实施例中，参照图1至图3，裂片刀座还包括设置在安装座11上的补光灯16，补光的照射方向朝向第一座体21和第二座体22上的工件A。在本实施例中，补光灯16设置在安装座11上，并未与上述沟槽的两端。两个补光灯16的照射方向斜向上，并相交于第一座体21和第二座体22上方某处。通过设置补光灯16可为刀座组件20上方的视觉模组提供背光，使视觉定位更加精准。

在一些实施例中，参照图4，第二驱动机构40包括设置在安装座11远离刀座组件20的一侧的对位平台47，对位平台47用于驱动安装座11沿着第一方向移动，以及驱动安装座11转动，且转动中心垂直于安装座11。在本实施例中，对位平台47包括UVW平台，其设置在基板12或者机台上，且移动端与安装座11连接，可驱动刀座组件20及安装座11沿着第一方向移动，沿着基板12的表面与第一方向垂直的第二方向移动，以及沿着垂直于基板12的表面的方向转动。当刀座组件20的沟槽与切割道形成一定夹角时，可通过UVW平台驱动刀座组件20转动，使切割道与刀座组件20的沟槽平行，进一步提升了裂片刀座的适用范围，无需在工件A装载在刀座组件20之前就进行预定位。

本申请还提出一种裂片机，参照图5至图7，裂片机包括上述的裂片刀座，以及设置在裂片刀座上方的裂片刀组80。裂片刀组80包括与裂片刀座的沟槽对应的劈刀，劈刀作用在工件A上，使晶圆沿着切割道断裂实现晶圆的分割。

在一些实施例中，参照图1至图7，裂片机还包括视觉识别模组，视觉识别模组还包括设置在裂片刀座上方的摄像头，以及用于根据摄像头拍摄的图像以对工件A的位置及姿态进行分析定位的分析模块。裂片机中的控制模块根据视觉识别模组识别到的工件A的位置信息以及第一座体21和第二座体22的图像信息，控制第一驱动机构30和第二驱动机构40输出动力，以调整刀座上沟槽的间距，并使沟槽与切割道对应，再驱动裂片刀组80运动并与工件A对接以完成裂片工序。

在一些实施例中，参照图5至图7，为了驱动工件转动以调整沟槽与切割道的夹角，除了采用上述的UVW平台，裂片机还包括用于安装工件的夹具平台，夹具平台包括平台座71、与平台座71转动连接的夹具组件72以及驱动夹具组件72在平台座71中转动的第一驱动组件。夹具组件72用于夹持铁环，晶圆则设置在铁环上。刀座组件20设置在夹具组件72的下方，并承接上方的晶圆。第四驱动机构包括设置在夹具组件72上并位于平台座71下方的第一同步轮73、设置在平台座71上且转轴朝下的第三电机74、设置在第三电机74的转轴上的第二同步轮，以及连接第一同步轮和第二同步轮的同步带，第三电机74驱动夹具组件72转动以完成对晶圆的角度调节。值得注意的是，上述连接第三电机74和夹具组件72的传动机构不限于带轮传动，也可采用蜗轮蜗杆传动、齿轮传动等方式。

在一些实施例中，参照图5至图7，第二驱动机构的行程较短，仅用于驱动刀座在一定的范围内移动，用于使刀座上的沟槽与其最接近的切割道对接。因此，裂片机还包括设于基板12一侧的第三驱动机构90。平台座71滑动设置在基座17上，滑动方向沿着第一方向。同时第三驱动机构90设置在基座17上，其移动端与平台座71连接。工件A上相邻的切割道的间距为w，在完成一种一条切割道的裂片工序后，通过该第三驱动机构90驱动夹具组件72在一定范围内整体移动，该距离与w相等，使刀座组件20的沟槽与下一条切割道对应，即可进行第二次裂片。第三驱动机构90可以是电动缸，电动缸的移动端与基板12连接以驱动基板12及刀座组件20整体运动，也可以采用上述的丝杆传动，通过电机驱动丝杆转动而带动基板12沿着第一方向滑动。

在上述实施例中，裂片刀座及裂片机不仅限于晶圆切割，还可用于对玻璃面板等脆性面板进行裂片分割。以上的仅为本申请的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本申请保护的范围，凡是在与本申请一个整体的构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请保护的范围内。

Claims (9)

1.一种裂片刀座，其特征在于，包括：

安装座；

刀座组件，包括设置在所述安装座上的第一座体和第二座体，所述第一座体和第二座体之间形成有裂片间隙；

第一驱动机构，用于驱动所述第二座体沿着第一方向滑动，使所述第二座体朝向或背向所述第一座体运动，以调整所述裂片间隙的宽度；

第二驱动机构，用于驱动所述安装座沿着第一方向滑动；

第一探测组件，设置在所述安装座上，用于探测所述第二座体在第一方向上的位置；

基板；

第二探测组件，设置在所述基板上，用于探测所述安装座在第一方向上的位置。

2.根据权利要求1所述的裂片刀座，其特征在于，所述基板与所述安装座滑动连接，所述第二驱动机构设置在所述基板上，且与所述安装座驱动连接。

3.根据权利要求2所述的裂片刀座，其特征在于，所述第二驱动机构包括设置在所述基板上的第二丝杆、与所述第二丝杆转动连接的第二螺母，以及驱动所述第二丝杆转动的第二电机，所述第二螺母与所述安装座固定连接。

4.根据权利要求1所述的裂片刀座，其特征在于，所述第一探测组件包括设置在所述基板上的第一传感器以及设置在所述安装座上的第一探测片，所述第一传感器位于所述第一探测片的移动路径上。

5.根据权利要求4所述的裂片刀座，其特征在于，所述裂片刀座包括至少两组所述第一探测组件，其中一组所述第一探测组件的第一探测片与第一传感器的距离，大于另一组所述第一探测组件的第一探测片与第一传感器的距离。

6.根据权利要求2所述的裂片刀座，其特征在于，所述裂片刀座还包括设置在所述安装座上的补光灯，所述补光的照射方向朝向所述第一座体和第二座体上的工件。

7.一种裂片机，其特征在于，包括权利要求2～6中任一项所述的裂片刀座，以及与所述裂片刀座对应的裂片刀组。

8.根据权利要求7所述的裂片机，其特征在于，所述裂片刀座还包括：

基座；

夹具平台，设置在所述刀座组件与所述裂片刀座之间，并与所述基座滑动连接；

第三驱动机构，设置在所述基座上，用于驱动所述夹具平台沿着第一方向移动；

第四驱动机构，用于驱动所述夹具平台转动。

9.根据权利要求8所述的裂片机，其特征在于，所述夹具平台包括与所述基座滑动连接的平台座，以及与所述平台座转动连接的夹具组件，所述第四驱动机构包括设于所述平台座上的主电机，以及连接主电机与夹具组件的传动组件。