TWI501349B - Wafer adsorption head - Google Patents

Description

晶片吸附頭

本發明係關於一種半導體元件之拾取裝置，尤指一種適用於避免晶片拾取時發生破裂之晶片吸附頭。

習知領域中舉凡所有機器設備只要有涉及對目標物之移動及定位等動作時皆需要吸附裝置(pick and place)，特別是半導體元件製造、封裝測試等產業，經常需要對小型的精密元件進行位移。

隨著IC卡與可攜式電子產品的需求日益增加，使得半導體元件趨向微小化與薄型化。就半導體晶片而言，由習知厚度為350μm左右已經發展為厚度50至100 μm，甚至更薄，因此在移動過程中需要精密設計與控制，以避免發生破裂。

半導體晶圓在表面電路形成並削至一定厚度後，進行切割(dicing)以形成半導體晶片，通常將半導體晶片固定於切割片(dicing sheet)等黏著片上後進行晶片拾取步驟。在拾取黏著片上的晶片時，為了減少與黏著片接觸的面積，故有利用細針頂起晶片背面的黏著片，被細針頂起的半導體晶片以拾取裝置從上面吸附，自黏著片剝離並移送至晶片基板等晶片座(die pad)。

此半導體晶片的拾取裝置通常是使用一種具有吸附頭之專用治具(直接接觸於半導體晶片的吸附頭)的晶片接合機或晶片拾取機的裝置。然而，由於晶片的極薄化，若吸附力不均勻，在吸附頭拾取由細針頂起之半導體晶片時很容易造成損傷，而使用有受到損傷的半導體晶片產品，會因受熱歷程而發生封裝龜裂(package crack)而將低產品之品質。

習知晶片吸附頭包含一吸嘴墊以及一吸嘴本體，吸嘴本體係具有一吸嘴墊吸附面，以供貼置吸嘴墊。複數個穿孔係貫穿吸嘴本體並連接至一真空源，以提供吸附晶片之真空吸力。因此在進行晶片挑撿時，先使吸嘴墊貼附於一晶片上，然後利用真空源提供一吸附力，經過真空管線及吸嘴墊之穿孔將一晶片吸附上來。

當晶片吸附頭吸附晶片後，再將晶片吸附頭移動至一晶片承載件上方，然後下降晶片吸附頭並使晶片接觸晶片承載件表面，透過正壓空氣以解除真空吸力，以釋放吸著於吸嘴墊表面之晶片。由於吸嘴墊上之穿孔集中設置於中心位置，使吸嘴墊吸附面積不均，導致晶片邊緣真空吸附力明顯不足，故晶片吸附頭吸附晶片時易產生密合度不均而易呈傾斜，當真空吸力釋放時，吸嘴墊容易翹曲、脫落或是位移，造成晶片損壞與黏晶效果降低，影響產品的良率。

改善習知晶片吸附頭之吸附面積不均，導致晶片邊緣真空吸附力明顯不足，當晶片吸附頭吸附晶片時易產生密合度不均而易呈傾斜，且當真空吸力釋放時，吸嘴墊容易翹曲、脫落或是位移，造成晶片損壞與晶片吸附頭之使用壽命減少的缺點。

提供一種晶片吸附頭包括一吸嘴墊及一吸嘴本體。吸嘴墊係設有一晶片吸附面及相對該晶片吸附面之一固定面，該晶片吸附面係設有複數個穿孔貫穿該晶片吸附面及該固定面。該吸嘴本體係設有一吸嘴墊吸附面及一抽氣通道，該吸嘴墊吸附面設有複數個吸附凹槽並連通至該抽氣通道；其中，該固定面係貼合於該吸嘴墊吸附面，該吸嘴本體設有一第一凸出固定部，且該固定面設有與該第一凸出固定部相對應嵌合之一第二凹陷固定部，用以使該固定面貼合於該吸嘴墊吸附面，並使該等吸附凹槽完全覆蓋該固定面上之該等穿孔之開口處，使該等穿孔連接該等吸附凹槽並連通至該吸嘴本體之抽氣通道。

本發明所提供之晶片吸附頭，該吸嘴墊之穿孔係均勻分佈在該晶片吸附面，主要目的係在於使吸嘴墊之吸附面均勻配置，避免晶片邊緣真空吸附力明顯不足導致晶片破裂及造成吸嘴墊容易翹曲、脫落或是位移的問題，具有便於吸附晶片、提高產品良率等優點，並增加晶片吸附頭的耐用度、可靠度以及使用壽命。

有關本發明之技術、手段及其功效，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明於後。

為讓　鈞局貴審查委員及習於此技術人士，對本發明之功效完全了解，茲配合圖示及圖號，就本發明之構件結構、功效特徵，詳細說明如下：

請參閱第1圖及第2圖所示，本發明第一實施之一種晶片吸附頭A，包括一吸嘴墊1及一吸嘴本體2。吸嘴墊1係設有一晶片吸附面11及相對該晶片吸附面之一固定面12(如第2圖所示)。該晶片吸附面11係設有複數個穿孔13貫穿該晶片吸附面11及該固定面12。吸嘴本體2係設有一吸嘴墊吸附面21及一抽氣通道23，該吸嘴墊吸附面21設有複數個吸附凹槽22並連通至抽氣通道23；其中，該固定面12係貼合於該吸嘴墊吸附面21，該吸嘴本體2設有一第一凸出固定部24，且該固定面12設有與該第一凸出固定部24相對應嵌合之一第二凹陷固定部14，用以使該固定面12貼合於該吸嘴墊吸附面21，並使該等吸附凹槽22完全覆蓋該固定面12上之該等穿孔13之開口處，使該等穿孔13連接該等吸附凹槽22並連通至該吸嘴本體2之抽氣通道23。如第1圖所示，其中該等穿孔13係以該晶片吸附面11之中心軸成對稱之陣列方式均勻排列。在進行晶片3挑撿時，先使該吸嘴墊1貼附於一晶片3上，然後利用該真空源提供一吸附力，經過真空管線、該抽氣通道23以及該吸嘴墊1之穿孔13將一晶片3吸附上來，上述該等穿孔13均勻排列佈滿該晶片吸附面11，甚至成對稱之陣列方式均勻排列，可提供晶片3與吸嘴墊1間均勻的吸附力。

於第一實施例中，該第一凸出固定部24係包括至少一對固定柱，且該第二凹陷固定部14係相對應嵌合之固定孔(如第2圖所示)，用以使該固定面12貼合於該吸嘴墊吸附面21之預設位置，而如第1 圖及第2圖所示，其中該等固定柱24係以該吸嘴墊吸附面21之中心軸呈對稱之方式排列於該吸嘴本體2，使該吸嘴墊1能均勻的固定於該吸嘴墊吸附面21。其中，該等固定柱24係由該等晶片吸附凹槽22之表面凸出。另，該等固定柱24亦可由該吸嘴墊吸附面21凸出。

於第一實施中，該等吸附凹槽22係以該吸嘴墊吸附面21之中心軸呈對稱之方式排列於該吸嘴本體2並連通至該抽氣通道23，甚至係呈柵狀形、格狀形或放射狀對稱排列於該吸嘴本體2(如第一實施例即為柵狀形)，使該吸嘴墊吸附面21能均勻的提供吸附力。

請參閱第3圖所示，本發明第二實施例之一種晶片吸附頭A，包括：一吸嘴墊1以及一吸嘴本體2，與上述第一實施例不同之處在於：該等固定柱24另設有卡合凸緣25，藉以與該等固定孔14卡合固定。

請參閱第4圖所示，本發明第三實施例係一種晶片吸附頭A，同樣包括：一吸嘴墊1以及一吸嘴本體2，與上述第一實施例不同之處在於：該第一凸出固定部24，係於該吸嘴墊吸附面21邊緣設置凸緣結構藉以與該固定面12之邊緣(即第二凹陷固定部14)卡合固定。

於上述第一至第三實施例中，該吸嘴本體2係 由剛性材料所製成，而其中該吸嘴墊1係由彈性材料所製成(例如塑膠片或橡膠片)。但實際的應用領域不以此為限，凡可應用在晶片挑撿設備之吸附頭，特別是半導體、封裝測試、機密機械等需高精密度之產業，皆屬於本發明所涵蓋之範圍。

綜上所述，本發明之結構型態，可提供一種晶片吸附頭，該吸嘴墊之穿孔係均勻佈滿該晶片吸附面，主要目的係在於使吸嘴墊吸附面均勻配置，避免晶片邊緣真空吸附力明顯不足及吸嘴墊容易翹曲、脫落或是位移的問題，具有順利吸附晶片提高晶片品質與延長吸附頭壽命等優點。

上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，並非限制本發明。因此習於此技術之人士對上述實施例進行修改及變化仍不脫本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。

A‧‧‧晶片吸附頭

1‧‧‧吸嘴墊

11‧‧‧晶片吸附面

12‧‧‧固定面

13‧‧‧穿孔

14‧‧‧第二凹陷固定部

2‧‧‧吸嘴本體

21‧‧‧吸嘴墊吸附面

22‧‧‧吸附凹槽

23‧‧‧抽氣通道

24‧‧‧第一凸出固定部

25‧‧‧卡合凸緣

3‧‧‧晶片

第1圖係本發明第一實施例之晶片吸附頭之分解示意圖。

第2圖係本發明第一實施例之晶片吸附頭之另一分解示意圖。

第3圖係本發明第二實施例晶片吸附頭之分解示意圖。

第4圖係本發明第三實施例晶片吸附頭分解示意圖。

A．．．晶片吸附頭

1．．．吸嘴墊

11．．．晶片吸附面

12．．．固定面

13．．．穿孔

14．．．第二凹陷固定部

2．．．吸嘴本體

21．．．吸嘴墊吸附面

22．．．吸附凹槽

23．．．抽氣通道

24．．．第一凸出固定部

3．．．晶片

Claims (10)

1. 一種晶片吸附頭，包括：一吸嘴墊，係設有一晶片吸附面及相對該晶片吸附面之一固定面，該晶片吸附面係設有複數個穿孔貫穿該晶片吸附面及該固定面；以及一吸嘴本體，係設有一吸嘴墊吸附面及一抽氣通道，該吸嘴墊吸附面設有複數個吸附凹槽並連通至該抽氣通道；其中，該固定面係貼合於該吸嘴墊吸附面，該吸嘴本體設有一第一凸出固定部，且該固定面設有與該第一凸出固定部相對應嵌合之一第二凹陷固定部，用以使該固定面貼合於該吸嘴墊吸附面，並使該等吸附凹槽完全覆蓋該固定面上之該等穿孔之開口處，使該等穿孔連接該等吸附凹槽並連通至該吸嘴本體之抽氣通道。
2. 根據申請專利範圍第1項之晶片吸附頭，其中該等穿孔之開口係均勻分佈在該晶片吸附面。
3. 根據申請專利範圍第2項之晶片吸附頭，其中該等穿孔係以該晶片吸附面之中心軸成對稱之陣列方式均勻排列。
4. 根據申請專利範圍第1項之晶片吸附頭，其中該第一凸出固定部係由該吸嘴墊吸附面凸出或由該等吸附凹槽之表面凸出。
5. 根據申請專利範圍第1項之晶片吸附頭，其中該第一凸出固定部係為複數個固定柱，且該第二凹陷固定部係相對應嵌合之複數個固定孔。
6. 根據申請專利範圍第5項之晶片吸附頭，其中該等固定柱係以該吸嘴墊吸附面之中心軸呈對稱之方式排列於該吸嘴本體。
7. 根據申請專利範圍第1項之晶片吸附頭，其中該第一凸出固定部另設有卡合凸緣，藉以與該第二凹陷固定部卡合固定。
8. 根據申請專利範圍第1項之晶片吸附頭，其中該等吸附凹槽係以該吸嘴墊吸附面之中心軸呈對稱之方式排列於該吸嘴本體。
9. 根據申請專利範圍第8項之晶片吸附頭，其中該等吸附凹槽係呈柵狀形、格狀形或放射狀對稱排列於該吸嘴本體。
10. 根據申請專利範圍第1至9項任一項所述之晶片吸附頭，其中該吸嘴墊係由彈性材料所製成。