TWI554374B

TWI554374B - Cutting unit and its application equipment

Info

Publication number: TWI554374B
Application number: TW101122450A
Authority: TW
Inventors: Wen-Guo Qiu; liang-zhen Lin
Original assignee: Motech Taiwan Automatic Corp
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2016-10-21
Also published as: TW201400257A

Description

裁切單元及其應用設備

本發明係提供一種可利用切割裝置之至少四支刀具同步作動而分別切割二載台上之待切割物料，並使另二載台執行物料上下料動作，而避免切割裝置耗時空等，進而提升切割生產效能及節省作業時間之裁切單元。

在現今，裁切單元廣泛應用於切割不同物料，諸如電子元件、玻璃等，以切割晶圓為例，係將整片晶圓切割成複數片晶片，以便製作成複數個IC；請參閱第1圖，係為習知台灣專利第89112026號「切割機」專利案，其係於機台11上設有一由驅動源12驅動作Y方向位移之夾掣台13，用以承置待切割之晶圓，另於機台11之支撐框架111上設有第一切割機構14及第二切割機構15，第一切割機構14係設有一可切割晶圓之第一切刀141，並設有第一驅動源142及第二驅動源143分別驅動第一切刀141作X-Z方向位移，第二切割機構15係設有一可切割晶圓之第二切刀151，並設有第三驅動源152及第四驅動源153分別驅動第二切刀151作X-Z方向位移；於使用時，夾掣台13可承置待切割之晶圓16，並由驅動源12驅動作Y方向位移至切割區，第一切割機構14係控制第一、二驅動源142、143驅動第一切刀141作X-Z方向位移至切割區，第二切割機構15亦控制第三、四驅動源152、153驅動第二切刀151作X-Z方向位移至切割區，於驅動源12驅動夾掣台13作Y方向位移時，即可使第一、二切刀141、151切割夾掣台13上之晶圓16；惟，此一切割機於使用上具有如下缺失：

1．由於切割機僅設有單一夾掣台13供承置晶圓16，導致第一、二切割機構14、15之第一、二切刀141、151一次僅能切割一片晶圓16，造成切割生產效能不佳之缺失。

2．由於切割機僅設有單一夾掣台13，於夾掣台13上之晶圓 16切割完畢後，第一、二切割機構14、15即停止作動，而必須耗時空等機械手臂於夾掣台13上取下已切割之晶圓16，再將下一待切割之晶圓置放於夾掣台13上，方可開始執行切割作業，以致增加第一、二切割機構14、15耗時空等夾掣台13之上下料作業時間，造成降低切割生產效能之缺失。

本發明之目的一，係提供一種裁切單元，其包含輸送裝置及切割裝置，該輸送裝置係設有至少二載送機構，各載送機構係分別設有至少二可作第一方向位移之載台，用以載送待切割之物料，該切割裝置係設有至少二刀具組，各刀具組係分別設有至少二支可切割物料之刀具，切割裝置另設有可驅動各刀具組作第二、三方向位移之移動機構；藉此，可控制切割裝置之四支刀具同步作動而分別切割載送機構之二載台上的待切割物料，以於一次切割位移行程執行二物料之切割作業，達到提升切割生產效能之實用效益。

本發明之目的二，係提供一種裁切單元，其中，當輸送裝置之其一載送機構的二載台承載待切割之物料於切割裝置處執行切割作業時，可使另一載送機構之二載台執行上料作業及取像定位等前置作業，於一載送機構之二載台上的物料切割完畢後，切割裝置可迅速位移至另一載送機構處接續切割另二載台上之待切割物料，以避免切割裝置耗時空等各載台上下料，達到有效縮減作業時間之實用效益。

本發明之目的三，係提供一種應用裁切單元之設備，其係於機台上配置有裁切單元、至少一置料裝置及移料裝置，裁切單元係相同上述裁切單元，包含有輸送裝置及切割裝置，輸送裝置係設有至少二載台，用以載送至少二待切割之物料，切割裝置係設有至少二具複數個刀具之刀具組，用以切割各載台上之待切割物料，至少一置料裝置係用以容納至少一物料，移料裝置係用以於裁切單元及置料裝置間移載物料，達到提升切割生產效能之實用效益。

為使貴審查委員對本發明作更進一步之瞭解，茲舉一較佳實施例並配合圖式，詳述如后：請參閱第2圖，本發明裁切單元20可應用於切割不同物料(如電子元件、玻璃等)，係包含輸送裝置及切割裝置，該輸送裝置係設有至少二載送機構，於本實施例中，係設有第一載送機構21及第二載送機構22，其第一載送機構21係設有至少二可作第一方向(如Y方向)位移之載台，用以載送待切割之物料，又第一載送機構21可視切割作業所需而驅動各載台作第二方向(如X方向)位移及第三方向(如Z方向)位移而調整位置，於本實施例中，第一載送機構21可設有呈第一方向配置之驅動源(圖未示出)，驅動源包含至少一馬達及傳動組，傳動組可為皮帶輪組或螺桿螺座組等，並以傳動組帶動二可承置待切割物料之第一、二載台23、24同步或各別作第一方向位移，第一、二載台23、24係設有可定位待切割物料之定位結構，定位結構係設有至少一為夾具或可連通抽氣裝置(圖未示出)之吸孔的定位件，於本實施例中，定位結構係分別於第一、二載台23、24上設有複數個可吸附待切割物料定位之第一、二吸孔231、241，又第一、二載台23、24可視切割作業所需，而由至少一旋轉驅動源驅動作角度旋轉，以變換物料之待切割方向，於本實施例中，第一、二載台23、24係分別設有第一、二旋轉驅動源232、242而可獨立旋轉作動，第二載送機構22係設有至少二可作第一方向位移之載台，用以載送待切割之物料，又第二載送機構22可視切割作業所需而驅動各載台作第二、三方向位移而調整位置，於本實施例中，第二載送機構22可設有呈第一方向配置之驅動源(圖未示出)，驅動源包含至少一馬達及傳動組，傳動組可為皮帶輪組或螺桿螺座組等，並以傳動組帶動二可承置待切割物料之第三、四載台25、26同步或各別作第一方向位移，第三、四載台25、26係設有可定位待切割物料之定位結構，定位結構係設有至少一為夾具或可連通抽氣裝置(圖未示出)之吸孔的定位件，於本實施例中，定位結構係分別於第三、四載台25、26上設有複數個可吸附待切割物料定位之第三、四吸孔251、261，又第三、四載台25、26可視切割作業所需，而由至少一旋轉驅動源驅動作角度旋轉，以變換物料之待切割方向，於本實施例中，第三、四載台25、26係分別設有第三、四旋轉驅動源252、262而可獨立旋轉作動；該切割裝置係設有至少二刀具組，各刀具組係分別設有至少二支可切割物料之刀具，切割裝置並設有可驅動各刀具組作第二、三方向位移之移動機構，於本實施例中，切割裝置係於第一、二載送機構21、22間位移作動，移動機構係於機架271上裝配有四個可分別驅動第一、二刀具組之各刀具作第二、三方向位移之第一、二、三、四驅動源，其第一、二驅動源係分別於機架271之一側設有可呈第二方向配置之第一、二移動器272、273，第一、二移動器272、273可包含至少一馬達及傳動組，傳動組可為皮帶輪組或螺桿螺座組等，並以傳動組分別帶動第一、二驅動器274、275作第二方向位移，第一、二驅動器274、275可呈第三方向配置，各包含至少一馬達及傳動組，傳動組可為螺桿螺座組等，並於各傳動組分別裝配有第一刀具組之第一、二動力源281、282，第一、二動力源281、282可分別驅動用以切割物料之第一、二刀具283、284，進而第一、二刀具283、284可各別作X-Z方向位移而調整間距及高度位置，第三、四驅動源係分別於機架271之另一側設有可呈第二方向配置之第三、四移動器276、277，第三、四移動器276、277可包含至少一馬達及傳動組，傳動組可為皮帶輪組或螺桿螺座組等，並以傳動組分別帶動第三、四驅動器278、279作第二方向位移，第三、四驅動器278、279可呈第三方向配置，各包含至少一馬達及傳動組，傳動組可為螺桿螺座組等，並於各傳動組分別裝配有第二刀具組之第三、四動力源285、286，第三、四動力源285、286 可分別驅動用以切割物料之第三、四刀具287、288，使第三、四刀具287、288可分別作X-Z方向位移而調整間距及高度位置，另裁切單元20係設有具至少一檢知器之檢知裝置29，用以檢查待切割之物料，於本實施例中，係於第一、二載送機構21、22間設有檢知裝置29，檢知裝置29係設有可為CCD291之檢知器，用以取像待切割之物料，而檢查擺放位置及切割道狀態等。

請參閱第3圖，以切割晶圓為例，於使用時，第一載送機構21上之第一、二載台23、24可分別承置待切割之晶圓31、32，並利用複數個第一、二吸孔231、241各別吸附晶圓31、32定位，由於第一、二、三、四刀具283、284、287、288尚未作第三方向下降位移，第一載送機構21可驅動第一、二載台23、24同步作第一方向位移通過檢知裝置29，檢知裝置29即驅動CCD291配合作第二方向位移而逐一取像各晶圓31、32，以檢查擺放位置是否正確，若擺放正確，第一載送機構21帶動第一、二載台23、24同步位移至切割裝置處，並使已承置晶圓31之第一載台23位於第一、二刀具283、284之下刀位置，以及令已承置晶圓32之第二載台24位於第三、四刀具287、288之下刀位置；請參閱第4圖，切割裝置係控制第一、二、三、四驅動器274、275、278、279同步帶動第一、二、三、四刀具283、284、287、288作第三方向向下位移至預設下刀位置，第一載送機構21係驅動第一、二載台23、24同步作第一方向位移，第一、二刀具283、284即於第一載台23上之晶圓31切割出二條切割道，第三、四刀具287、288則於第二載台24上之晶圓32切割出二條切割道，進而切割裝置可控制第一、二、三、四刀具283、284、287、288同步作動而分別切割第一、二載台23、24上之晶圓31、32，進而可於一次切割位移行程執行二晶圓31、32之切割作業，又於第一載送機構21之第一、二載台23、24承載晶圓31、 32執行切割作業時，第二載送機構22之第三、四載台25、26可執行承置另二待切割晶圓33、34之上料作業，並分別利用複數個第三、四吸孔251、261各別吸附晶圓33、34定位，可避免切割裝置耗時空等第三、四載台25、26上料，進而節省作業時間；請參閱第5圖，於第一、二載台23、24各別通過第一、二、三、四刀具283、284、287、288後，切割裝置之第一、二、三、四驅動器274、275、278、279係分別帶動第一、二、三、四刀具283、284、287、288作第三方向反向位移復位，第一載送機構21再驅動第一、二載台23、24承載晶圓31、32同步作第一方向反向位移復位，切割裝置係控制第一、二、三、四移動器272、273、276、277分別帶動第一、二、三、四驅動器274、275、278、279及第一、二、三、四刀具283、284、287、288同步作第二方向位移而調整至下一切割位置，接著第一載送機構21係驅動第一、二載台23、24同步作第一方向位移至切割裝置處，切割裝置再控制第一、二、三、四刀具283、284、287、288同步作動而分別於第一、二載台23、24上之各晶圓31、32上切割出另二條切割道，進而可迅速於各晶圓31、32上切割出複數條切割道，又當第一載送機構21之第一、二載台23、24承載晶圓31、32執行切割作業時，第二載送機構22可驅動第三、四載台25、26同步作第一方向位移通過檢知裝置29，檢知裝置29即驅動CCD291配合作第二方向位移而逐一取像各晶圓33、34，以檢查擺放位置是否正確；請參閱第6、7圖，第一、二載台23、24可分別利用第一、二旋轉驅動源232、242作一角度旋轉，而調整各晶圓31、32之待切割方向，以便第一、二、三、四刀具283、284、287、288於各晶圓31、32上切割出複數條第一、二方向相互交錯之切割道，由於第二載送機構22之第三、四載台25、26已分別承載待切割之晶圓33、34，當第一載送機構21之第一、二載台2 3、24上的晶圓31、32切割完畢後，切割裝置係控制第一、二、三、四移動器272、273、276、277分別帶動第一、二、三、四驅動器274、275、278、279及第一、二、三、四刀具283、284、287、288同步作第二方向位移而調整至第二載送機構22處，以便接續切割第三、四載台25、26上之各晶圓33、34，第一載送機構21之第一、二載台23、24則可承載已切割之晶圓31、32通過檢知裝置29，檢知裝置29即驅動CCD291配合作第二方向位移而逐一取像各晶圓31、32，以檢查切割道之狀態，於檢查完畢後，可執行各晶圓31、32之下料作業，以及使第一、二載台23、24接續承載另二待切割之晶圓上料作業，進而提升切割生產效能。

請參閱第8圖，係應用上述裁切單元20之切割設備，其包含機台40、裁切單元20、至少一置料裝置、清洗裝置及移料裝置，裁切單元20係相同上述裁切單元(請配合參閱第2圖)，其配置於機台40上，包含有輸送裝置及切割裝置，輸送裝置係設有至少二第一載送機構21及第二載送機構22，第一、二載送機構21、22係分別設有至少二可作第一方向位移之第一、二、三、四載台23、24、25、26，用以載送待切割之物料，該切割裝置係設有至少二第一刀具組及第二刀具組，第一、二刀具組係分別設有至少二支可切割物料之第一、二、三、四刀具283、284、287、288，另切割裝置係設有可驅動第一、二、三、四刀具283、284、287、288作第二、三方向位移之移動機構，移動機構係設有第一、二、三、四移動器272、273、276、277及第一、二、三、四驅動器274、275、278、279，用以分別帶動第一、二、三、四刀具283、284、287、288作第二、三方向位移；至少一置料裝置係配置於機台40上，用以容納至少一物料，於本實施例中，係於機台40上設有第一置料裝置50及第二置料裝置60，第一置料裝置50係用以容納至少一待切割之物料，第二置料裝置60係用以容納至少一已切割之物料；清洗裝置70係配置於機台40上，用以清洗及乾燥切割後之物料；移料裝置80係配置於機台40上，用以移載物料，於本實施例中，移料裝置80係設有至少一取放器81，用以於第一、二置料裝置50、60及裁切單元20及清洗裝置70間移載待切割/已切割之物料。

請參閱第9、10、11圖(請配合參閱第3至7圖)，以切割設備切割晶圓為例，移料裝置80係以取放器81於第一置料裝置50處取出待切割之晶圓31，並將晶圓31移載至裁切單元20之第一載送機構21的第一載台23上，於第一、二載台23、24依序承載晶圓31、32後，第一、二載台23、24即作第一方向位移載送二晶圓31、32至切割裝置處，切割裝置即控制第一、二、三、四刀具283、284、287、288同步作動而分別切割相對應之第一、二載台23、24上的晶圓31、32，移料裝置80之取放器81可於第一置料裝置50處取出下一待切割之晶圓33，並移載至第三載台25上，於二晶圓31、32切割完畢後，移料裝置80之取放器81再於第一載送機構21之第一、二載台23、24上依序取出二晶圓31、32，並移載至清洗裝置70進行清洗作業，而清洗完畢後之晶圓31則移載至第二置料裝置60處收置，第二載送機構22上之第三、四載台25、26則可作第一方向位移載送二晶圓33、34接續執行切割作業。

〔習知〕

11‧‧‧機台

111‧‧‧支撐框架

12‧‧‧驅動源

13‧‧‧夾掣台

14‧‧‧第一切割機構

141‧‧‧第一切刀

142‧‧‧第一驅動源

143‧‧‧第二驅動源

15‧‧‧第二切割機構

151‧‧‧第二切刀

152‧‧‧第三驅動源

153‧‧‧第四驅動源

16‧‧‧晶圓

〔本發明〕

20‧‧‧裁切單元

21‧‧‧第一載送機構

22‧‧‧第二載送機構

23‧‧‧第一載台

231‧‧‧第一吸孔

232‧‧‧第一旋轉驅動源

24‧‧‧第二載台

241‧‧‧第二吸孔

242‧‧‧第二旋轉驅動源

25‧‧‧第三載台

251‧‧‧第三吸孔

252‧‧‧第三旋轉驅動源

26‧‧‧第四載台

261‧‧‧第四吸孔

262‧‧‧第四旋轉驅動源

271‧‧‧機架

272‧‧‧第一移動器

273‧‧‧第二移動器

274‧‧‧第一驅動器

275‧‧‧第二驅動器

276‧‧‧第三移動器

277‧‧‧第四移動器

278‧‧‧第三驅動器

279‧‧‧第四驅動器

281‧‧‧第一動力源

282‧‧‧第二動力源

283‧‧‧第一刀具

284‧‧‧第二刀具

285‧‧‧第三動力源

286‧‧‧第四動力源

287‧‧‧第三刀具

288‧‧‧第四刀具

29‧‧‧檢知裝置

291‧‧‧CCD

31、32、33、34‧‧‧晶圓

40‧‧‧機台

50‧‧‧第一置料裝置

60‧‧‧第二置料裝置

70‧‧‧清洗裝置

80‧‧‧移料裝置

81‧‧‧取放器

第1圖：習知第89112026號「切割機」專利案之示意圖。

第2圖：本發明裁切單元之示意圖。

第3圖：本發明裁切單元之使用示意圖(一)。

第4圖：本發明裁切單元之使用示意圖(二)。

第5圖：本發明裁切單元之使用示意圖(三)。

第6圖：本發明裁切單元之使用示意圖(四)。

第7圖：本發明裁切單元之使用示意圖(五)。

第8圖：係應用裁切單元之切割設備示意圖。

第9圖：係切割設備之使用示意圖(一)。

第10圖：係切割設備之使用示意圖(二)。

第11圖：係切割設備之使用示意圖(三)。