TWI523130B - 晶粒排出器 - Google Patents

Description

晶粒排出器

本發明係關於一種晶粒排出器，其用在裝配半導體晶片以便協助半導體晶片從一箔分離及移除。

為了在半導體裝配裝置上處理半導體晶片，一般上是將半導體晶片配置在以一框架(frame)固持的箔(foil)上，在所屬技術領域中也稱為捲帶(tape)。半導體晶片係黏著於該箔上。包含該箔之框架被裝載在一可位移之晶圓台上。該晶圓台係以循環方式移位，以便在一位置處接續的提供一個又一個的半導體晶片，以及藉由一晶片夾具接收所提供之該半導體晶片並將其放在一基板上。藉由一配置於該箔下方之晶粒排出器來支助所提供之半導體晶片自該箔的移除。

在許多情況中，配置於該晶粒排出器中之一或若干頂針將支助該半導體晶片自該箔分離。由頂針支助的方法可從許多專利文獻中得知，例如美國專利US20040105750號或者US7265035號。

從US4921564號專利文獻所得知之方法中，半導體晶片可與箔分離而不用借助於頂針，並且其可被該晶片夾具所裝載着。在此方法中，真空被施加至形成於該晶粒排出器中的腔室，所以該箔被牽引至該腔室中且與該等半導體晶片逐一分離。從US2002129899、US6561743以及US20050224965之專利文獻所得知之各種方法中，該等半導 體晶片不用借助於頂針而與該箔分離。

從US6561743號專利文獻所得知之方法中，具有將被分開之半導體晶片之箔係牽引於一邊緣上方，在該邊緣上該半導體晶片與該箔互相分離。為此目的，該半導體晶片在水平方向被設在一可位移之滑塊(slide)上方，該滑塊係略窄於該半導體晶片以及以一預定距離H高於環圍該滑塊之該晶粒排出器之桌板。為了以一受控制方式來使該半導體晶片與該箔分離，首先將該晶片夾具降下至該半導體晶片上以及對該半導體晶片施加真空。因為該滑塊高於該桌板且窄於該半導體晶片，故該箔從懸掛於該滑塊上方之部位下方的三個側面，自半導體晶片拉開。該滑塊隨後向一邊移動。該箔藉由開口中所產生的真空而從正在移動之滑塊邊緣處自半導體晶片被拉開。移動該滑塊直到該半導體晶片與該箔完全分離。類似方法可於US2002129899得知。晶粒排出器與該具有該半導體晶片之箔在其上展開的框架之間的空間條件通常無法允許滑塊所需的側向位移，以卸除最外方的半導體晶片，因為該移動中的滑塊會與該架框相碰觸。為此，該晶圓台或者該晶粒排出器必須被轉動180度來處理這些半導體晶片，以便使滑塊朝另一方向移動而不會與該框架相碰觸。

由US7238593所得知之方法中，該箔係被牽引至一斜坡道上方。在該半導體晶片與該箔完全分離時，其不受拘束地處於大氣中一段短暫時間，以及接著落至該晶粒排出器上。對於非常薄的半導體晶片來說，存有該半導體晶片將 有累積的危險。

本發明基於研發一種晶粒排出器為目的，利用該晶粒排出器可移除一晶圓之所有半導體晶片而不必轉動該晶粒排出器或者該晶圓台，並且該晶粒排出器可藉由替換少許部件後即適合用以拾取不同尺寸之半導體晶片。

依照本發明之晶粒排出器，包含：一底板，具有一溝槽，一桌板，其位在該底板上以及具有一與該底板之溝槽平行設置之溝槽，一通道，可施加真空於其上以及其開通至該底板之溝槽或者該桌板之溝槽內，二個偏向滾輪，位在該底板之溝槽之兩相對末端處的底板下方，一驅動帶，其寬於該底板的溝槽以及繞著該等二偏向滾輪而被導引，所以該驅動帶封住該底板之溝槽，一馬達，其來回地移動該驅動帶，一滑塊，其位在該底板之溝槽中以及固定於該驅動帶上，該底板之溝槽形成該滑塊之導件，以及一滑板，其在該滑塊上可移除地固定着，以及其寬度等於該桌板之溝槽的寬度。

該桌板可由單一板所構成或者由複數板所構成，例如二塊可位移側板以及一塊中間板。該底板與該桌板係由不同板所構成，或者是由同一材料所構成。

該滑板最好具有一邊緣，其突出超過該桌板。

該桌板最好具有一邊緣，其位在與該滑板中一邊緣或者指定邊緣相對面，其中該桌板之邊緣為一波浪形狀。

此外，較佳的是，使至少二頂針位在該中間板之區域中，其突出伸入該桌板之溝槽中，以及其尖端可相關於該桌板之表面被升起及降下。該等頂針例如具有一長橢圓形針體，該等頂針之尖端係以垂直於該桌板或與該桌板成對角線的方式來定位，以及該針體可繞平行於該底板之輪軸而轉動。

第1圖係顯示依照本發明之晶粒排出器。該晶粒排出器包含一具有第一溝槽2之底板1。一桌板3係位在該底板1上。該桌板3具有一第二溝槽4，其與該溝槽2平行設置。該第二溝槽4之寬度與待自該箔分離之半導體晶片之寬度相對應，以及因此在大多數情況下較寬於該底板1之溝槽2。該桌板3可為單一板，其以同一材質來製成。該桌板也可以多塊板來形成，如圖所示，例如，由二塊側板5、6以及一塊中間板7所形成，其中該等側板及中間板可個別可移動地固定在該底板1上。該等側板5、6更有利地具有與該底板1之第一溝槽2相垂直之溝槽，所以該等溝槽可用垂直於該第一溝槽2之方式來位移。因此，該溝槽4之寬度為可調整。在此情況下，若將被處理之該半導體晶片之尺寸改變，則僅須替換該中間板7。然而，特別針對僅處理單一類型之半導體晶片之應用，以同一材質製造該底板1與該桌板3也為 可行。一可將真空施加於其上之通道8(第3圖)，其開通至該溝槽2或者該溝槽4內。在範例中，該通道8為將該底板1引入之孔，其開通至該中間板7之該溝槽2中，以及因此在第1圖中是看不見的。二偏向滾輪9與10(偏向滾輪10在第1圖中看不見)係設在該底板1之下方，其正相對於該底板1之溝槽2的末端。該等二偏向滾輪9與10平行於該底板1而配置，並且互相平行，以及其被裝配為可轉動，或者不可轉動，亦即，固定住。由一馬達12所驅動之驅動帶11(第3圖)係繞著該等二偏向滾輪9與10而導引。該驅動帶11係比該底板1之溝槽2還寬，使得該驅動帶11將該底板1之溝槽2下方之真空封住。滑塊12係設在該底板1之溝槽2中，並且被固定於該驅動帶11上。一滑板14係可移除地固定於該滑塊13上。該滑板14之寬度係等於該桌板3之溝槽4之寬度。

第2圖係顯示沿著第1圖之線I-I的剖面中的該晶粒排出器之部分。該底板1係被固定在該晶粒排出器之底部15上。二個間隔物16係位在該底部15與該底板1之間，所以在該底部17與該底板1之間所形成一溝槽17，其中置放該驅動帶11。該等間隔物16之厚度係稍微比該驅動帶11之厚度還大。該底板1之溝槽2之剖面為T形。該滑塊13之剖面也為T形。這二個剖面的尺寸互相適用，使所生該溝槽2形成該滑塊13之導件。因此，該溝槽2為T形凹槽，其以該預定水平方向以及也可以垂直方向來導引該滑塊13。有助益地將該底板1與該底部15實施成具有潤滑部，所以該驅動帶11在操作時可被以邊際摩擦來移動。也可有助益地將該滑塊13實施 成具有潤滑部。在該驅動帶11與該底部15或者該驅動帶11與該底板1重疊之表面上，形成一間隙密封，其將該溝槽2封住使得於其底側上成良好的真空。該密封並非100%封住，但是其足夠的。該滑塊13於該驅動帶11上之固定最好利用至少一個螺絲18來實施。

第3圖係顯示沿著第1圖之線II-II的剖面中該晶粒排出器之部分。該等偏向滾輪9、10可用輪軸(該驅動帶11支持於其上)來實施，亦即例如具有一個細輪軸19以及二個較大直徑的輪子20(彼此間相距一段距離)。此配置方式可讓該滑塊13被向上移入該等輪軸20之間的區域中。該驅動帶11之兩末端經由一張力機構21而互相連接，所以該驅動帶11可拉緊。在此範例中，該驅動帶11繞著該等二個偏向滾輪9、10、該馬達12以及另一偏向滾輪22而導引。該滑塊13可有助益地包含二個隔開而設置之導引銷23，其嚙合於該滑板14中之孔，所以該滑板14可依照該滑塊13上之配置而自動地排列。

因而，該驅動帶11實現二個功能。第一，其被用以來回地移動包含該滑板14之滑塊13，以及第二，被用來封住該底板1、該桌板3(其若必要，其係由該中間板7以及二塊側板5、6所形成)以及該箔所形成之腔室，其中透過該通道18而對該箔施加真空以反抗周圍之壓力。

依照本發明之晶粒排出器具有下列多項優點：

- 藉由替換該桌板3以及該滑板14，或者藉由替換該中間板7、該滑板14，以及取代該等側板5、6，該晶粒排出器可 被適用於不同尺寸之半導體晶片。

- 該晶粒排出器(底部15、底板1)之尺寸夠小，所以該晶粒排出器與該晶圓台均不必被轉動180度來使所有放置在該晶圓之邊緣上的半導體晶片分離。

- 具有該驅動帶11之解決方式可節省空間並留下足夠空間來將一柏爾提(Peltier)元件附著於該底板1之底側上或者該底部15之上面區域中，利用該元件，可冷卻該底板1。為了散熱，該柏爾提元件之高溫側有利地連接一冷卻體。此外，可設置一風扇於該晶粒排出器中以將熱傳送出。

面向具有該半導體晶片之箔的該滑板14之表面25可為水平的並且與該桌板3之表面同高。然而，若該滑板14之邊緣26(於其上，該箔依照該滑塊13之位移而自該半導體晶片拉出)突出超過該桌板3，則其為最有助益的。第4A及4B圖係顯示該滑板14之二個可能實施例。該桌板3之表面位準係以虛線24來顯示。在依照第4A圖之實施例中，該滑板14之表面25被實施為傾斜面。在依照第4B圖之實施例中，該滑板14之表面25被實施為凹面。因此，該表面25形成一坡道，其末端在該突出邊緣26處。箭號27表示具有該滑板14之滑塊13的方向，其中該滑塊13被移開以拉出該箔。

該晶粒排出器有利地設有二個或多個頂針29，其實質位在該中間板7之區域中，以及突出進入該中間板7之邊緣處的溝槽4中。該等頂針29具有一長橢圓形針體，其可實質繞著平行於該底板1之軸而轉動，以及該等頂針29之尖端係 以垂直於該桌板3或與該桌板3成對角線的方式(亦即，稍微傾斜)來定位，所以該等尖端可關於該桌板3而被提起及降下。在降下狀態時，該等頂針29之尖端係位在該桌板3之表面下方，以及在升起狀態時，該等頂針29之尖端突出超過該桌板3之表面。第5圖係顯示一側視圖，其中僅可看到該等頂針29之其中一者。此頂針29位在較低停留位置中。在此範例中，該等頂針29可被實施具有一整體的連接部30，其作為一接頭且作為一彈簧，以及藉由附著於該滑板14之滑件32來作用。在此範例中，該整體連接部30係藉由一雙圈物所構成，以及可讓該等頂針29之前端部位轉動，因此，該等頂針29之尖端以實質垂直於該桌板3之方式來移動，亦即：若該滑塊13朝向該等頂針29來移動，則該等滑件32碰到該等頂針29以對角線呈現之表面31，以及以箭頭33所示之方向使該等頂針29之尖端升起。若該滑塊13移開該等頂針以拉出該箔，則該等頂針29之尖端因該彈簧力而自動下垂，所以隨後該晶圓台可被依序移開以將下個半導體晶片放在該晶粒排出器上方，而不用使該等頂針29突出超過該桌板3。該等頂針29係被設置成該等頂針29的尖端在半導體晶片面向該中間板7之二個角部上將該半導體晶片升起。

該桌板3或中間板7具有一邊緣28，其處於與該滑板14之邊緣26相對。此邊緣28較佳地具有一波浪形狀，同時該滑板14之邊緣26較佳地為直線邊緣。在此實施例中，當經由該通道8供應真空時，則將真空施加至在此邊界區域中之該箔。第6圖係以俯視圖顯示一範例，該滑板14之移動方向 係藉由一箭號來顯示。名詞”波浪形狀”將被擴大理解為其包含例如，具有如圖所示之直線剖面的波浪形狀，以及也可為鋸齒狀，以及也可為具有其它任何凹入之形狀。也顯示位在該邊緣28之區域中之該等二頂針29之尖端。

為所屬技術領域中熟悉該項技術者所明瞭的是，所說明該晶粒排出器之個別部分可以如所述方式來實施，然而也可用各種不同的修改來實施而仍不脫離本發明之基本構想，其中該驅動帶11具有二個功能，亦即，如上所述，驅動包含滑板14之滑塊13的功能以及封住由該底板1、該桌板3以及該箔所形成之腔室的功能，其中該腔室藉由該通道8供應真空以反抗周遭之壓力。

隨附圖式(其併入本說明書中並構成本說明書之一部分)係說明本發明之一或多個實施例，以及連同詳細之發明說明用以作為解釋本發明之原理及實施。圖式並非按照真實比例來繪製。

1‧‧‧底板

2‧‧‧溝槽

3‧‧‧桌板

4‧‧‧溝槽

5‧‧‧側板

6‧‧‧側板

7‧‧‧中間板

8‧‧‧通道

9‧‧‧偏向滾輪

10‧‧‧偏向滾輪

11‧‧‧驅動帶

12‧‧‧馬達

13‧‧‧滑塊

14‧‧‧滑板

15‧‧‧底板

16‧‧‧間隔

17‧‧‧溝槽

18‧‧‧螺絲

19‧‧‧輪軸

20‧‧‧輪子

21‧‧‧張力機構

22‧‧‧偏向滾輪

23‧‧‧導引銷

24‧‧‧線

25‧‧‧表面

26‧‧‧邊緣

27‧‧‧箭號

28‧‧‧邊緣

29‧‧‧頂針

30‧‧‧固態連接部

31‧‧‧表面

32‧‧‧滑件

33‧‧‧箭號

第1圖係顯示依照本發明之晶粒排出器之立體視圖；第2圖係顯示沿著第1圖線I-I之剖面中的部分晶粒排出器；第3圖係顯示沿著第1圖線II-II之剖面中的部分晶粒排出器；第4A及4B圖係顯示晶粒排出器之滑板；第5圖係顯示具有頂針之晶粒排出器之部分的側視圖；以及 第6圖係顯示晶粒排出器之部分的俯視圖。

1‧‧‧底板

2‧‧‧溝槽

3‧‧‧桌板

4‧‧‧溝槽

5‧‧‧側板

6‧‧‧側板

7‧‧‧中間板

9‧‧‧偏向滾輪

11‧‧‧驅動帶

13‧‧‧滑塊

14‧‧‧滑板

Claims (11)

1. 一種用以將半導體晶片從一箔分離及移除的晶粒排出器，包含：一底板(1)，具有一溝槽(2)；一桌板(3)，其位在該底板(1)上以及具有一與該底板(1)之溝槽(2)平行之溝槽(4)；一通道(8)，可施加真空於其內，且該通道連通至該底板(1)之溝槽(2)或者該桌板(3)之溝槽(4)；二個偏向滾輪(9，10)，其位在該底板(1)下方在底板(1)之溝槽(2)之兩相對末端處；一驅動帶(11)，其比該底板(1)的溝槽(2)為寬，且被導引環繞該等偏向滾輪(9，10)，使得該驅動帶(11)封住該底板(1)之溝槽(2)；一馬達(12)，移動該驅動帶(11)前後行進；一滑塊(13)，其位在該底板(1)之溝槽(2)內，且附接於該驅動帶(11)上，該底板(1)之溝槽(2)形成該滑塊(13)之導件；以及一滑板(14)，其以可卸除方式扣接在該滑塊(13)上，且其寬度等於該桌板(3)之溝槽(4)的寬度，該桌板(3)由單一板或由複數板所構成，該底板(1)以及該桌板(3)係由不同的板所構成，或是由同一材質所構成。
2. 如申請專利範圍第1項之晶粒排出器，其中該滑板(14)具有一邊緣(26)，其突出超過該桌板(3)。
3. 如申請專利範圍第1項之晶粒排出器，其中該桌板(3)具有一邊緣(28)，與該滑板(14)之一邊緣(26)相對設置，及其中該桌板(3)之邊緣(28)具有波浪形狀。
4. 如申請專利範圍第2項之晶粒排出器，其中該桌板(3)具有一邊緣(28)，與該滑板(14)之該邊緣(26)相對設置，及其中該桌板(3)之邊緣(28)具有波浪形狀。
5. 如申請專利範圍第1項之晶粒排出器，其中至少兩頂針(29)伸入該桌板(3)之溝槽(4)中，該等頂針的尖端可相對於該桌板(3)之表面被升起及降下。
6. 如申請專利範圍第2項之晶粒排出器，其中至少兩頂針(29)伸入該桌板(3)之溝槽(4)中，該等頂針的尖端可相對於該桌板(3)之表面被升起及降下。
7. 如申請專利範圍第3項之晶粒排出器，其中至少兩頂針(29)伸入該桌板(3)之溝槽(4)中，該等頂針的尖端可相對於該桌板(3)之表面被升起及降下。
8. 如申請專利範圍第4項之晶粒排出器，其中至少兩頂針(29)伸入該桌板(3)之溝槽(4)中，該等頂針的尖端可相對於該桌板(3)之表面被升起及降下。
9. 如申請專利範圍第5至8項中任一項之晶粒排出器，其中該等頂針(29)具有一長橢圓形針體，以及該等頂針(29)之尖端係垂直於該桌板(3)定向，或與該桌板(3)成對角線的定向。
10. 如申請專利範圍第5至8項中任一項之晶粒排出器，其 中該等頂針(29)具有一實心狀態之連接部(30)，用以執行該等頂針(29)的尖端之前述升起及降下。
11. 如申請專利範圍第5至8項中任一項之晶粒排出器，其中該等頂針(29)具有一長橢圓形針體，該等頂針(29)之尖端係垂直於該桌板(3)定向，或與該桌板(3)成對角線的定向，以及其中該等頂針(29)具有一實心狀態之連接部(30)，用以執行該等頂針(29)的尖端之前述升起及降下。