TWI687990B - 半導體封裝件研磨機 - Google Patents

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宋鎭圭
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南韓商舒語科技股份有限公司
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Abstract

本發明關於一種半導體封裝件研磨機，包括：第一裝載部，用於執行研磨作業的半導體封裝件裝載於複數個盒；真空吸盤單元，用於進行清洗以去除半導體封裝件的保護用模塑層；研磨單元，用於進行研磨以去除保護用模塑層；乾燥單元，用於對所研磨的半導體封裝件進行乾燥；第一拾取器，用於將半導體封裝件裝入真空吸盤單元；第二拾取器，用於將被研磨的半導體封裝件裝入乾燥單元；供給模組，用於供給裝載於各個盒的半導體封裝件；檢查模組，用於檢查結束研磨作業及乾燥作業的半導體封裝件厚度的精密度；以及第二裝載部，用於裝載結束檢查的半導體封裝件。

Description

半導體封裝件研磨機
本發明關於一種半導體封裝件研磨機，更詳細地，關於如下的半導體封裝件研磨機，亦即，藉由對在底座基板的上部面安裝半導體晶片並封裝而成的半導體帶材或晶片的保護用模塑層進行研磨來減少半導體封裝件的厚度。
通常，半導體帶材藉由如下的方式製造，亦即，在製造使得利用電晶體及電容器等的器件來實現的高積體電路形成於由矽酮材質製造的半導體基板上的半導體晶片之後，使其附著於引線框架(lead frame)或印刷電路板(Printed Circuit Board)等的帶材料，利用電纜等來進行電連接，使上述半導體晶片與帶材料互相通電，之後為了保護半導體晶片免受外部環境影響，利用環氧樹脂進行注塑。
這種半導體帶材以按矩陣方式在帶材料進行排列的形態被封裝，帶材料內的各個封裝件藉由切割來被單獨分離，以單個狀分離的複數個封裝件按預設的品質基準來被篩選，之後藉由裝載於托盤等來被移送到後續步驟。
以下，根據結束注塑步驟之後的形狀來稱為半導體帶材或半導體晶片。
半導體封裝件在藉由分離各自的半導體晶片的切割步驟後 經清洗步驟和乾燥步驟等的後續步驟，之後藉由轉臺進行移動並經視覺檢查(vision inspection)且藉由分類拾取器來被分類。
本申請人已在下述專利文獻1及專利文獻2等中公開半導體帶材研磨機技術來獲得了專利授權。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：韓國專利授權號第10-1531820號(2015年6月24日公告)。
專利文獻2：韓國專利授權號第10-1635113號(2016年6月30日公告)。
另一方面，包括專利文獻1及專利文獻2在內的先前技術的半導體帶材研磨機藉由在四邊形的吸盤臺固定一個半導體帶材並藉由移動吸盤臺來對保護用模塑層進行研磨並去除。
如上所述，先前技術的半導體帶材研磨機在分別對每個半導體帶材單獨進行研磨作業、清洗作業及乾燥作業之後藉由裝載之後半導體帶材來依次進行作業，因而存在使複數個半導體帶材的厚度變薄的作業速度下降、作業時間延長的問題。
而且，先前技術的半導體帶材研磨機可藉由沿著與半導體帶材的移送方向正交的方向進行直線往復移動來對保護用模塑層進行研磨並去除。
如上所述，先前技術的半導體帶材研磨機隨著使半導體帶材的裝載/卸載方向和吸盤臺的移動方向互相正交，因而存在使得作業效率下降的問題。
並且，先前技術的半導體帶材研磨機存在為了對不是四邊形板形狀半導體帶材的圓盤形狀的半導體晶片的保護用模塑層進行研磨而需更換吸盤臺的問題。
本發明用於解決如上所述的問題，本發明的目的在於，提供如下的半導體封裝件研磨機，亦即，與半導體封裝件的形狀無關地去除半導體封裝件的單位基板上部的模塑層來可使半導體封裝件的整體厚度變薄。
本發明的再一目的在於提供如下的半導體封裝件研磨機，亦即，改善半導體封裝件研磨機的配置結構，可藉由同時對複數個半導體封裝件進行研磨加工來提高作業速度。
本發明的另一目的在於提供如下的半導體封裝件研磨機，亦即，可藉由使固定於真空吸盤單元的半導體封裝件進行旋轉來對保護用模塑層進行研磨並去除。
為了實現如上所述的目的，本發明的半導體封裝件研磨機的特徵在於，包括：第一裝載部，具有用於裝載複數個盒的裝載空間，在上述複數個盒中裝有所要執行研磨作業的半導體封裝件；真空吸盤單元，利用真空固定並轉動半導體封裝件來進行清洗，以去除半導體封裝件的保護用模塑層；研磨單元，對藉助上述真空吸盤單元旋轉的半導體封裝件的保護用模塑層進行研磨並去除；乾燥單元，用於對經過研磨的半導體封裝件進行乾燥；第一拾取器，用於將半導體封裝件依次裝入上述真空吸盤單元；第二拾取器，用於將被上述研磨單元研磨的半導體封裝件裝入上述乾燥單元；供給模組，以逐個的方式向上述第一拾取器依次供給裝載於各個盒的半導體封裝件；檢查模組，用於對結束研磨作業及乾燥作業的半導體封裝件的厚度的精密 度進行檢查；以及第二裝載部，用於裝載結束檢查的半導體封裝件，以上述真空吸盤單元為中心，在一側配置有上述第一裝載部、供給模組及第一拾取器，在上述真空吸盤單元的另一側配置有上述乾燥單元、檢查模組及第二裝載部，從而使半導體封裝件在直線上依次移動，來執行各個作業。
如上所述，根據本發明的半導體封裝件研磨機，可藉由裝載多種形狀及大小的半導體封裝件來去除在半導體封裝件的上部所形成的保護用模塑層，從而可使半導體封裝件的整體厚度變薄。
而且，根據本發明，以真空吸盤單元為中心來在一側設置第一裝載部，並在另一側設置乾燥單元及第二裝載部，從而利用供給模組、第一拾取器及第二拾取器來使半導體封裝件沿著一條直線依次移動，從而可執行各個步驟。
由此，根據本發明，可藉由使得去除半導體封裝件的保護用模塑層的整體作業過程中的移動距離最小化，來提高作業速度，藉由使整個裝置內部的結構變得簡單，來使空間利用度變得最大化。
並且，根據本發明，在使設置半導體封裝件的吸盤臺和砂輪以隔開規定距離的方式隔開設置的狀態下，藉由分別進行旋轉來去除在半導體封裝件的上部面所形成的保護用模塑層，從而可使厚度變薄。
並且，根據本發明，藉由在研磨作業過程中即時測定半導體封裝件的被研磨的厚度來以達到預設厚度的方式控制研磨作業，從而提高研磨作業的精密度，並可縮短作業時間。
並且，根據本發明，以鉛垂方向設置驅動軸，並在驅動軸 的下端沿著水平方向設置砂輪，利用砂輪的下端面來對半導體封裝件的單位基板上部面整體進行研磨，從而可去除保護用模塑層。
尤其，根據本發明，與以往的沿著鉛垂方向設置砂輪並藉由使吸盤臺進行往復移動來進行研磨的方法相比，可藉由減少吸盤臺的移動次數及時間來縮短對於半導體帶材的單位基板的研磨作業時間。
而且，根據本發明，藉由在設置砂輪的外罩部形成用於供給切削油的流路及傳遞孔，來使切削油均勻地散射到整個砂輪和半導體帶材的研磨面，從而可提高散射性能、冷卻效率及切割粉去除效率。
由此，根據本發明，可藉由在不是砂輪的外罩部形成切削油的移動流路，來減少製造砂輪時的作業步驟數量，可減少製造費用。
並且，根據本發明，藉由調節在角度調節部所設置的旋轉板的旋轉角度來調節驅動軸的傾斜角度，由此使砂輪和半導體帶材以與砂輪下端面的寬度相對應的方式面接觸，從而可對在半導體帶材的上部面所形成的保護用模塑層進行研磨並去除。
由此，根據本發明，可預防因砂輪的後端側而產生研磨線的現象。
與此同時，根據本發明，以與半導體帶材相對應的方式形成曲面形狀的吸盤臺，藉由調節驅動軸和砂輪的旋轉角度來對曲面形狀的半導體帶材上部面進行研磨，從而可有效去除模塑層。
10‧‧‧半導體封裝件研磨機
11‧‧‧外罩
12‧‧‧底座
13‧‧‧引導框架
14‧‧‧電纜拖鏈
15‧‧‧導軌
20‧‧‧真空吸盤單元
21‧‧‧吸盤臺
22‧‧‧旋轉模組
23‧‧‧噴射噴嘴
24‧‧‧吸附面
30、70‧‧‧研磨單元
31‧‧‧砂輪
32‧‧‧驅動軸
33‧‧‧Z軸機器人
34‧‧‧支架
35‧‧‧研磨輪
36‧‧‧研磨部
40‧‧‧乾燥單元
50‧‧‧第一拾取器
60‧‧‧第二拾取器
71‧‧‧驅動馬達
72‧‧‧砂輪
721‧‧‧研磨輪
722‧‧‧研磨部
73‧‧‧驅動軸
731‧‧‧供給流路
732‧‧‧移動流路
74‧‧‧外罩部
741‧‧‧輪外罩
742‧‧‧結合凸緣
743‧‧‧輪座
744‧‧‧固定凸緣
745‧‧‧傳遞孔
746‧‧‧傳遞流路
75‧‧‧X軸機器人
76‧‧‧Z軸機器人
77‧‧‧第一支架
78‧‧‧第二支架
781‧‧‧設置孔
79‧‧‧距離檢測感測器
80‧‧‧角度調節部
81‧‧‧旋轉板
82‧‧‧固定板
83‧‧‧調節孔
84‧‧‧貫通孔
85‧‧‧固定孔
110‧‧‧第一裝載部
111‧‧‧盒
112‧‧‧盒移動機器人
120‧‧‧供給模組
130‧‧‧檢查模組
131‧‧‧厚度測定單元
140‧‧‧第二裝載部
141‧‧‧裝載機器人
S10‧‧‧步驟
S12‧‧‧步驟
S14‧‧‧步驟
S16‧‧‧步驟
S18‧‧‧步驟
S20‧‧‧步驟
圖1為本發明較佳實施例的半導體封裝件研磨機的立體圖。
圖2及圖3為去除圖1所示的半導體封裝件研磨機的外罩的立體圖和俯視圖。
圖4為真空吸盤單元和研磨單元的放大立體圖。
圖5及圖6為示出三個半導體帶材安裝在吸盤臺的狀態的圖。
圖7為按步驟說明本發明較佳實施例的半導體封裝件研磨機的工作方法的步驟圖。
圖8為適用於本發明另一實施例的半導體封裝件研磨機的研磨單元的立體圖。
圖9為圖8所示的研磨單元的分解立體圖。
圖10為圖8所示的研磨單元的剖視圖。
以下，參照圖式詳細說明本發明較佳實施例的半導體封裝件研磨機。
在本實施例中，半導體封裝件包括長度及寬度分別為約320mm×320mm的正方形面板級封裝件(PLP，Panel Level Package)和直徑為約8英寸或12英寸的圓盤形狀的晶片級封裝件(WLP，Wafer Level Package)。
與此同時，半導體封裝件還可包括長度及寬度分別為約260mm×110mm的長方形半導體帶材，在本實施例中，可同時將複數個長度比寬度大的長方形半導體帶材裝入吸盤臺來進行研磨。
亦即，在本發明中，可根據半導體帶材的寬度來將兩個以上的半導體帶材同時裝入吸盤臺來進行研磨。
而且，“上方”、“下方”、“前方”、“後方”及其他方向用語以在各個圖式中所示的狀態作為基準來表示各個方向。
圖1為本發明較佳實施例的半導體封裝件研磨機的立體圖，圖2及圖3為去除圖1所示的半導體封裝件研磨機的外罩的立體圖和俯視圖。
如圖1至圖3所示，本發明較佳實施例的半導體封裝件研磨機10包括：真空吸盤單元20，利用真空固定並轉動半導體封裝件來進行清洗；研磨單元30，藉由對藉助真空吸盤單元20旋轉的半導體封裝件的保護用模塑層進行研磨並去除；乾燥單元40，用於對所研磨的半導體封裝件進行乾燥；第一拾取器50，用於將半導體封裝件依次裝入真空吸盤單元20；以及第二拾取器60，用於將藉助研磨單元30被研磨的半導體封裝件裝入乾燥單元40。
與此同時，本發明較佳實施例的半導體封裝件研磨機10還可包括：第一裝載部110，具有裝載空間，複數個盒111裝載於上述裝載空間，用於執行研磨作業的半導體封裝件裝載於複數個盒111；供給模組120，以逐個的方式向第一拾取器50依次供給裝載於各個盒111的半導體封裝件；檢查模組130，用於檢查結束研磨作業及乾燥作業的半導體封裝件厚度的精密度；以及第二裝載部140，用於裝載結束檢查的半導體封裝件。
可在第一裝載部110設置盒移動機器人112，上述盒移動機器人112用於使裝載有所要研磨保護用模塑層的半導體封裝件的盒111移動到預設的位置，隨著使裝載於盒111的半導體封裝件向研磨單元30側供給，使盒111向上方或下方移動。
可在第二裝載部140設置裝載機器人141，上述裝載機器人 141使盒111向上方或下方移動，並使結束裝載的盒111向裝載空間移動，以便使結束到檢查作業為止的半導體封裝件被裝入所要裝載的空的盒111內部。
如上所述，本發明可在一個外罩11的內部設置用於執行研磨、清洗、乾燥、檢查等各種步驟的各種裝備及用於供給各個步驟所需的切削油、清洗水或真空壓力的罐和泵等。
可在外罩11的前部面設置用於顯示各個裝備的工作狀態的顯示面板和用於設定並控制各個裝備的工作的操作面板。
如上所述，在本發明中，以真空吸盤單元作為中心來在一側設置第一裝載部、供給模組及第一拾取器，在另一側設置乾燥單元、檢查模組、第二裝載部，利用供給模組、第一拾取器及第二拾取器使半導體封裝件在一個直線上依次移動，來執行各個步驟。
由此，本發明可藉由使得去除半導體封裝件的保護用模塑層的整體作業過程中的移動距離最小化，來提高作業速度，藉由使整個裝置內部的結構變得簡單，來使空間利用度變得最大化。
在本實施例中，將半導體封裝件沿著一個直線(X軸方向)依次移動的方向稱為“半導體封裝件移送方向”。
以下，詳細說明設置於半導體封裝件研磨機10的各個裝備的結構。
可在第一裝載部110設置盒移動機器人112，上述盒移動機器人112用於使裝載有半導體封裝件的盒111移動到預設的位置，隨著使裝載於盒111的半導體封裝件向研磨單元30側供給，使盒111向上方或下方移動。
供給模組120可包括：移送軌道，用於以向研磨單元30側 移送裝載於盒111的半導體封裝件的方式進行引導；移送機器人，藉由沿著上述移送軌道在半導體封裝件的一側進行推動來以給料方式移送半導體封裝件；以及升降單元，以使藉由上述移送機器人移動到預設的位置的半導體封裝件上升的方式執行升降工作。
可在第二裝載部140設置裝載機器人141，上述裝載機器人141使盒111向上方或下方移動，並使結束裝載的盒111向裝載空間移動，以便使結束到檢查作業為止的半導體封裝件被裝入所要裝載的空的盒111內部。
接著，參照圖2至圖4來詳細說明真空吸盤單元、研磨單元及檢查模組的結構。
圖4為真空吸盤單元和研磨單元的放大立體圖。
如圖2至圖4所示，真空吸盤單元20起到固定複數個半導體帶材或半導體晶片來在進行研磨作業、清洗作業及厚度檢查作業時使半導體封裝件向預設的方向旋轉。
為此，真空吸盤單元20可包括：吸盤臺21，藉由形成真空來以吸附方式固定半導體封裝件；旋轉模組22，用於使吸盤臺21旋轉；真空泵(未圖示)，與吸盤臺21相連接，以產生吸力的方式形成真空；以及清洗水泵，用於向吸盤臺21供給清洗水。
可在真空吸盤單元20的上部設置複數個噴射噴嘴23，為了進行研磨及清洗，上述複數個噴射噴嘴23向安裝於吸盤臺21的半導體封裝件噴射清洗水和切削油。
吸盤臺21具有大致呈圓盤形狀的本體，可在上述本體的上部面形成用於吸附半導體封裝件的吸附面24。
可在吸附面24沿著上下方向貫通形成複數個貫通孔，上述複數個貫通孔用於形成真空。
這種吸附面24能夠以與所要對保護用模塑層進行研磨並去除的半導體封裝件的直徑或大小相對應的方式形成多邊形，例如，可形成四邊形、三角形或圓形等多種形狀，吸盤臺21可根據所要進行研磨作業的半導體封裝件的形狀或大小來進行更換。
例如，吸附面24可形成長度及寬度為約320mm×320mm的形狀，以便可吸附上述面板級封裝件、晶片級封裝件及複數個半導體帶材等多種形狀及大小的半導體封裝件。
這種吸盤臺21藉由上述真空泵的驅動來使向吸附面24與半導體封裝件之間的空間填充的空氣藉由貫通孔排出，由此產生基於真空的吸力，從而可穩定地吸附並固定半導體封裝件。
當然，吸附面24能夠以面積比複數個半導體帶材或半導體晶片的面積大的多邊形或圓形形成，以便同時吸附固定複數個四邊形板形狀半導體帶材或吸附固定圓盤形狀的半導體晶片。
而且，吸盤臺21和噴射噴嘴23可藉由利用藉助上述清洗水泵的驅動而供給的清洗水來對結束研磨作業的半導體封裝件進行清洗。
為此，可在吸盤臺21和噴射噴嘴23連接與真空泵相連接的吸氣管和接收清洗水的清洗水供給管。
而且，還可在吸盤臺21設置用於對藉助清洗水清洗的半導體封裝件的上部面和下部面中的一個以上進行洗滌的洗滌單元。
旋轉模組22起到根據用於對設置於半導體封裝件研磨機的各個裝置的驅動進行控制的控制部的控制訊號進行驅動來使吸盤臺21旋轉的功能，以便進行半導體封裝件的研磨作業、清洗作業及厚度檢查作業。
為此，旋轉模組22可包括：驅動馬達，用於產生驅動力；以及傳遞部，用於向吸盤部21傳遞在驅動馬達產生的驅動力。
檢查模組130可包括：厚度測定單元131，用於測定結束研磨作業的半導體封裝件的厚度；視覺軌道，從第二拾取器60接收結束研磨作業的半導體封裝件來向第二裝載部140側移送；以及視覺機器人，藉由拍攝沿著上述視覺軌道移送的半導體封裝件來執行視覺檢查。
厚度測定單元131測定研磨作業時被研磨的半導體封裝件的厚度，以能夠旋轉的方式設置，以便在進行半導體封裝件的裝載及卸載時向吸盤臺21的一側移動。
這種厚度測定單元131可包括：厚度測定感測器，用於測定被研磨的半導體封裝件的厚度；旋轉塊，用於設置上述厚度測定感測器；以及馬達，以使上述旋轉塊旋轉的方式產生驅動力。
上述厚度測定感測器可設置一個，但也可以設置複數個，以便在半導體封裝件的上部面測定複數個位置的厚度。
控制部能夠以在厚度測定感測器測定的厚度達到預設厚度為止執行研磨作業的方式控制研磨單元30及真空吸盤單元20的驅動。
如上所述，在本發明中，藉由在進行研磨作業時使得設置於測定單元的厚度測定感測器向半導體封裝件的上部面移動，來即時測定半導體封裝件的厚度，能夠以達到預設厚度的方式控制研磨作業。
而且，在本發明中，當裝載及卸載半導體封裝件時，可藉由轉動測定單元來使測定單元從吸盤臺的上部向外側移動，從而可防止與半導體封裝件之間的干擾。
研磨單元30可藉由對半導體封裝件的上部面進行研磨來去除保護用模塑層，從而使半導體封裝件的厚度最小化。
為此，研磨單元30包括：驅動馬達，用於產生驅動力；砂輪31，藉由上述驅動馬達的旋轉來對半導體封裝件進行研磨；以及驅動軸32，沿著鉛垂方向進行設置，用於向砂輪31傳遞上述驅動馬達的旋轉力。
而且，研磨單元30還可包括：Z軸機器人33，用於使砂輪31及驅動軸32沿著Z軸方向移動；以及支架34，設置於驅動軸32的外部，與Z軸機器人33相連接。
可在研磨單元30的一側設置用於對砂輪31與半導體封裝件之間的距離進行檢測的距離檢測感測器(未圖示)。
上述驅動馬達根據控制部(未圖示)的控制訊號驅動，並產生用於轉動砂輪31的驅動力。
驅動軸32起到用於向砂輪31傳遞驅動馬達的驅動力的軸(spindle)的功能，砂輪31能夠以可旋轉的方式在驅動軸32的下端沿著水平方向相結合。
砂輪31可包括：研磨輪35，與在驅動軸32的下端所設置的輪座下端相結合；以及研磨部36，沿著研磨輪35的下部面邊緣安裝，來對半導體封裝件進行研磨。
研磨輪35可藉由利用鋁等的較輕的金屬材質來以與所要研磨的半導體晶片的寬度相同或直徑大於半導體晶片的寬度的方式製造。
研磨部36可沿著研磨輪35的下部面邊緣來形成環狀。如樹脂金剛石或金屬金剛石，這種研磨部36可由具有強度和硬度的材質來製造。
當研磨部36磨損時，能夠以一體的方式更換研磨輪35和 研磨部36，或僅更換研磨部36，從而可提高研磨的精密度並輕鬆更換砂輪31。
砂輪31的轉速可根據驅動馬達的驅動力來改變。
例如，在本實施例中，砂輪31的轉速達到平均約3000rpm，最大可改變為約9000rpm。
這種砂輪31的直徑可大於半導體封裝件中的面板級封裝件的長度或寬度的一半，可與晶片級封裝件的直徑相同或小於晶片級封裝件的直徑。
另一方面，驅動軸32位於與吸盤臺21的中心隔開預設距離的位置，例如，配置於隔開與砂輪31的半徑相同或小於砂輪31的半徑的距離的位置。
亦即，半導體封裝件在與旋轉的砂輪31的下部面相接觸的狀態下藉助吸盤臺21的旋轉來進行旋轉，從而對保護用模塑層進行研磨並去除。
如上所述，在本發明中，可在以使設置有半導體封裝件的吸盤臺和砂輪隔開規定距離的方式隔開設置的狀態下藉由各自的旋轉來去除在半導體封裝件的上部面所形成的保護用模塑層，從而可使厚度變薄。
第一拾取器50起到將藉由移送軌道投入的複數個半導體帶材同時裝入吸盤臺21的功能，例如三個半導體帶材，或起到將半導體晶片裝入吸盤臺21的功能，第二拾取器60起到向乾燥單元40同時供給結束研磨作業、清洗作業及厚度檢查作業的複數個半導體帶材，或起到向乾燥單元40供給半導體晶片的功能。
例如，圖5及圖6為例示將三個半導體帶材安裝於吸盤臺的狀態的圖。
圖5示出依次供給3個半導體帶材並並排安裝的狀態，圖6 示出藉由使吸盤臺旋轉來以使3個半導體帶材形成三角形的方式安裝3個半導體帶材的狀態。
亦即，如圖5所示，3個半導體帶材藉由供給模組依次被供給，並被第一拾取器同時吸附，可並排安裝於吸盤臺。
或者，如圖6所示，在吸附於第一拾取器的狀態下，可藉由吸盤臺的旋轉來以形成三角形的方式安裝在吸附面。
為此，控制部可預設用於拾取半導體封裝件的真空壓力，若在分別設置於第一拾取器50及第二拾取器60的負荷感測器中檢測的真空壓力達到預設設定壓力，則以裝載半導體封裝件的方式控制第一拾取器50及第二拾取器60的驅動。
如上所述，在本發明中，藉由預設的真空壓力拾取半導體封裝件，從而可防止在基於拾取器的拾取過程中所產生的半導體封裝件的損傷或破損現象。
並且，在本發明中，可藉由在驅動拾取器的程式上僅改變已設定的真空壓力，來輕鬆裝載厚度互不相同的半導體封裝件並進行研磨加工，而無需更換拾取器。
重新回到圖2及圖3，乾燥單元40可包括：安裝板，用於安裝結束研磨作業及清洗作業的半導體封裝件；升降部，使得上述安裝板從預設的基準位置下降到乾燥位置；旋轉馬達，用於產生旋轉力；以及旋轉部，藉由向安裝板傳遞在上述旋轉馬達產生的旋轉力來使得安裝板進行旋轉。
而且，乾燥單元40還可包括：上部板，在中心部形成與安裝板的形狀相對應的貫通孔；以及外殼，設置於上部板的下部，在內部形成用於使安裝板進行旋轉的空間。
安裝板大致形成與半導體封裝件相對應的大小及形狀，例如，形成四邊形板或圓盤形狀，可在安裝板設置用於對藉由旋 轉動作安裝在上部面的半導體封裝件進行固定的複數個固定單元。
接著，參照圖7詳細說明本發明較佳實施例的半導體封裝件研磨機的工作方法。
圖7為按步驟說明本發明較佳實施例的半導體封裝件研磨機的工作方法的步驟圖。
在圖7的步驟S10中，盒移動機器人112向預設的位置移送裝載於第一裝載部110的盒111，供給模組120沿著移送軌道來以給料方式向預設位置供給半導體封裝件。
這樣一來，第一拾取器50利用藉由驅動真空泵而產生的真空壓力來產生吸力，由此以吸附方式拾取半導體封裝件，並裝入設置於真空吸盤單元20的吸盤臺21(步驟S12)。
在此情況下，供給模組120使半導體封裝件上升到預設高度為止，以使得第一拾取器50輕鬆拾取半導體封裝件。
設置於第一拾取器50的負荷感測器檢測在拾取部產生的真空壓力。若真空壓力達到預設的設定壓力，則控制部以抬起半導體封裝件並裝入吸盤臺21的方式控制第一拾取器50的驅動。
在此情況下，在將複數個半導體帶材同時裝入真空吸盤單元20的情況下，第一拾取器50同時拾取複數個半導體帶材來在吸盤臺21的吸附面24並排安裝，或能夠以使複數個半導體帶材藉助吸盤臺的旋轉來形成三角形的方式依次安裝。這樣一來，真空吸盤單元20藉由利用藉助真空泵形成的真空壓力來穩定地吸附固定半導體封裝件。
在步驟S14中，控制部以使吸盤臺21和砂輪31分別旋轉的方式控制真空吸盤單元20和研磨單元30的驅動。
因此，藉由對在半導體封裝件的上部面所形成的模塑層的 研磨作業來進行去除。
在此情況下，檢查模組的厚度測定單元131在研磨作業過程中測定被研磨的半導體封裝件的厚度(步驟S16)，控制部以達到預設厚度為止進行研磨作業的方式控制研磨單元30及真空吸盤單元20的驅動，以使得在厚度測定單元131中測定的厚度達到使安裝在半導體封裝件的單位基板的上部面露出的程度的方式執行研磨作業。
而且，在吸盤臺21的上部所設置的複數個噴射噴嘴23在進行研磨作業的過程中向半導體封裝件與研磨單元30之間噴射切削油，若結束研磨作業，則噴射清洗水。
在步驟S18中，第二拾取器60利用基於真空壓力的吸力來同時拾取複數個半導體帶材，或藉由拾取半導體晶片來裝入乾燥單元40，乾燥單元40對結束清洗作業的半導體封裝件進行旋轉乾燥。
在此情況下，乾燥單元40的升降部可使安裝板下降到預設的旋轉位置，設置於安裝板的固定單元堅固地固定半導體封裝件。
若半導體封裝件被固定，則控制部以使半導體封裝件按預設的時間、預設的轉速旋轉並乾燥的方式控制旋轉馬達的驅動。
如上所述，在本發明中，藉由在乾燥單元的外殼內部藉助使半導體封裝件旋轉來進行乾燥，從而可阻斷在乾燥過程中水或研磨粉塵散射。
而且，在本發明中，隨著在利用固定單元堅固地固定半導體封裝件的狀態下進行旋轉乾燥，從而可在乾燥過程中預防半導體封裝件的破損或損傷。
若乾燥作業結束，則乾燥單元40的升降部使得安裝板上升 到預設的初始位置，設置於乾燥單元40的給料單元以給料方式排出結束乾燥步驟的半導體封裝件，設置於第二裝載部140的裝載機器人141在調節空的盒的高度之後向空的空間裝載半導體封裝件(步驟S20)
控制部以反復執行步驟S10至步驟S20的方式進行控制，直到所要執行研磨作業的整個半導體封裝件的研磨作業結束為止。
藉由如上所述的過程，本發明在使具有多種形狀及大小的複數個半導體帶材或半導體晶片沿著一條直線移動的過程中依次執行研磨步驟、清洗步驟、檢查步驟、乾燥步驟，來去除保護用模塑層，從而可使半導體封裝件的整體厚度變薄。
另一方面，在上述實施例中，在真空吸盤單元20的上部設置複數個噴射噴嘴23，藉由向安裝於吸盤臺21的半導體封裝件噴射清洗水和切削油來清洗半導體封裝件，但本發明並不限定於此。
亦即，在本發明中，藉由在研磨單元內部形成用於供給切削油的流路結構，來使切削油在砂輪和半導體封裝件的研磨面整體均勻地散射，從而以提高散射性能、冷卻效率及切割粉去除效率的方式進行改變。
例如，參照圖8至圖10來詳細說明適用於本發明另一實施例的半導體封裝件研磨機的研磨單元的結構。
圖8為適用於本發明另一實施例的半導體封裝件研磨機的研磨單元的立體圖，圖9為圖8所示的研磨單元的分解立體圖，圖10為圖8所示的研磨單元的剖視圖。
如圖8至圖10所示，適用於本發明另一實施例的半導體封裝件研磨機的研磨單元70包括：驅動馬達71，用於產生驅動 力；砂輪72，藉由驅動馬達71的旋轉來對半導體封裝件的保護用模塑層進行研磨；以及驅動軸73，沿著鉛垂方向進行設置，用於向砂輪72傳遞驅動馬達71的旋轉力。
而且，研磨單元70還可包括：外罩部74，用於保護設置在內部的砂輪72；X軸機器人和Z軸機器人33(參照圖4)，使研磨單元70分別沿著X軸方向及Z軸方向移動；第一支架77，與在驅動軸73的外部所設置的軸外罩相結合；第二支架78，用於連接第一支架77和Z軸機器人33；距離檢測感測器79，用於檢測砂輪72與半導體封裝件之間的距離。
其中，如在上述實施例中所進行的說明，吸盤臺21藉由旋轉模組22進行旋轉，或如圖8所示，以可對半導體帶材的保護用模塑層進行研磨的方式大致呈四邊形板形狀，可藉由未圖示的Y軸機器人來沿著與半導體封裝件的移送方向相垂直的方向進行直線往復運動。
驅動馬達71可根據控制部(未圖示)的控制訊號驅動，並可產生用於轉動砂輪72的驅動力。
驅動軸73起到用於向砂輪72傳遞驅動馬達71的驅動力的軸(spindle)的功能，砂輪72能夠以可旋轉的方式在驅動軸73的下端沿著水平方向相結合。
砂輪72可包括：研磨輪721，與在下述內容中所要說明的外罩部74的輪座743的下端相結合來進行旋轉；以及研磨部722，沿著研磨輪721的下部面邊緣安裝，來對半導體封裝件進行研磨。
研磨輪721可藉由利用鋁等的較輕的金屬材質來以與所要研磨的半導體封裝件的寬度相同或直徑大於半導體封裝件的寬度的方式製造。
研磨部722可沿著研磨輪721的下部面邊緣來呈環狀。這種研磨部722可由樹脂金剛石或金屬金剛石等的具有強度和硬度的材質製造。
當研磨部722磨損時，能夠以一體的方式更換研磨輪721和研磨部722，或僅更換研磨部722，從而可提高所研磨的半導體封裝件的厚度精密度並可輕鬆更換砂輪72。
砂輪72的轉速可根據驅動馬達71的驅動力來進行改變。
例如，在本實施例中，砂輪72的轉速為約3000rpm，最大可達到9000rpm。
如上所述，在本發明中，沿著鉛垂方向設置驅動軸，沿著水平方向設置砂輪，藉由利用砂輪的下部面來藉由一次研磨作業去除在半導體封裝件的單位基板上部面所形成的保護用模塑層。
因此，與以往的沿著鉛垂方向設置砂輪並藉由吸盤臺的往復移動來進行研磨的方法相比，本發明藉由縮短吸盤臺的移動次數及時間來縮短作業時間。
外罩部74可包括：輪外罩741，在內部具有用於設置砂輪72的空間，下部面形成開口的圓筒形狀；結合凸緣742，與驅動軸73的下端部相結合；輪座743，中間與結合凸緣742相結合，砂輪72安裝於下部面邊緣；以及固定凸緣744，與輪座743的下部面相結合。
結合凸緣742可在中心部形成用於插入驅動軸73的下端部的插入空間來大致形成圓筒形狀。
其中，驅動軸73的下端部形成直徑朝向下方逐漸變小的錐形，結合凸緣742的插入空間以與驅動軸73的下端部形狀相對應的方式形成。
因此，驅動軸73和結合凸緣742在相結合的過程中使得中心配置於同一軸上。
輪座743大致形成圓盤形狀，可在輪座743的中心部形成用於使結合凸緣742相結合的結合空間。
固定凸緣744與輪座743的下部面相結合，起到向砂輪72傳遞藉由驅動軸73、結合凸緣742及輪座743供給的切削油的功能。
為此，可在驅動軸73的中心部形成用於供給切削油的供給流路731，可在驅動軸73的下端部形成用於使切削油向外周面移動的複數個移動流路732。
而且，可在結合凸緣742形成用於向輪座743傳遞藉由移動流路732移動的切削油的複數個傳遞孔745，可在輪座743形成用於向砂輪72側傳遞切削油的複數個傳遞流路746。
並且，研磨輪721的內周面下端部以朝向外側下方傾斜的方式形成，固定凸緣744的外周面能夠以與研磨輪721的內周面下端部隔開規定間隔的狀態朝向外側下方傾斜。
其中，移動流路732、傳遞孔745及傳遞流路746可增大向砂輪72傳遞的切削油，能夠以向砂輪72內部面整體均勻地供給切削油的方式形成放射狀。
因此，切削油藉由形成於驅動軸73的供給流路731、複數個移動流路732、形成於結合凸緣742的複數個傳遞孔745、形成於輪座743的複數個傳遞流路746及研磨輪721與固定凸緣744之間的空間均勻地傳遞到砂輪72，可藉由砂輪72的旋轉來有效地向研磨部722的下部面和半導體封裝件的上部面散射。
如上所述，在本發明中，在外罩部形成用於供給切削油的流路和傳遞孔，藉由研磨輪與固定凸緣之間的空間來使切削油 均勻地散射在砂輪全部，從而可提高散射性能、冷卻效率及切割粉去除效率。
並且，在本發明中，藉由在不是砂輪的外罩部形成切削油的移動流路，來可減少砂輪製造時的作業步驟數量，可減少製造費用。
從側面觀察時，第一支架77的剖面大致形成“匚”形狀，可在形成於第一支架77的上端和下端的上端牆及下端牆貫通形成用於使驅動軸73的軸外罩相結合的結合孔。
從上端觀察時，第二支架78的剖面大致形成“∟”形狀，第二支架78的前部面牆可在與第一支架77的後部面相接觸的狀態下結合，第二支架78的側面牆可固定於Z軸機器人33。
距離檢測感測器79能夠以檢測砂輪72與半導體封裝件之間的距離的方式設置於外罩部74。
距離檢測感測器79在最初安裝於研磨單元70時、距離檢測感測器79的分離時、研磨單元70的更換時、吸盤臺21的更換時檢測研磨單元70的高度，可向控制部傳送距離檢測感測器79的檢測訊號。
因此，上述控制部可藉由利用在距離檢測感測器79檢測的訊號來控制X軸機器人及Z軸機器人33的驅動，從而能夠以精密地研磨半導體封裝件的保護用模塑層的方式進行控制。
其中，控制部能夠以在將研磨厚度的精密度維持在以Z軸為作為基準的約±0.01mm的狀態下按基於研磨單元70的順序研磨方法執行研磨作業的方式進行控制。
另一方面，在沿著水平方向設置砂輪72的情況下，在對半導體封裝件的上部面進行研磨的過程中，藉由砂輪72的前端側進行研磨後，亦即，藉由圖10中的砂輪72的左側端進行研磨 後，藉由砂輪72的後端側重新進行研磨，亦即，藉由右側端重新進行研磨，從而有可能產生在半導體封裝件的上部面產生研磨線的問題。
而且，在本實施例中，驅動軸73可傾斜設置，以使砂輪72的後端側相比於前端側高出預設的設定高度h。
上述設定高度能夠精細設定為約2μm至10μm程度。
因此，驅動軸73以上述設定角度α來相對於Z軸朝向後側下方傾斜設置，以便使砂輪72的下端面和半導體封裝件的上部面互相以預設的設定角度α傾斜。
上述設定角度以與上述設定高度相對應的方式設定。
為此，本發明較佳實施例的研磨單元70可包括角度調節部80，上述角度調節部80藉由使得與第二支架78相結合的第一支架77軸旋轉來調節驅動軸73和砂輪72的傾斜角度。
如圖9所示，角度調節部80可包括：旋轉板81，與第一支架77的後部面相結合，以可旋轉的方式設置於第二支架78；以及固定板82，在調節旋轉板81的旋轉角度的狀態下，將旋轉板81固定於第二支架78。
旋轉板81大致形成圓盤形狀，以可旋轉的方式設置於在第二支架78所形成的設置孔781，可藉由插入於在第一支架77的後部面所形成的插入槽來進行固定。
固定板82大致形成圓盤形狀，可藉助固定螺栓固定於第二支架78的後部面。
為此，可在第一支架77、旋轉板81及固定板82中的相對應的位置分別形成與結合螺栓相結合的複數個結合孔。
而且，可在旋轉板81的中心部形成調節孔83，以便利用扭力扳手等的工具來調節旋轉板81及第一支架77的角度。
並且，在固定板82的中心部形成貫通孔84，以能夠使上述工具插入，可在固定板82的結合孔外側形成與固定螺栓相結合的複數個固定孔85。
如上所述，在本發明中，藉由調節在角度調節部所設置的旋轉板的旋轉角度來調節驅動軸的傾斜角度，由此使砂輪和半導體封裝件以與砂輪下端面的寬度相對應的方式面接觸，從而可對在半導體封裝件的上部面所形成的保護用模塑層進行研磨並去除。
因此，本發明可預防因砂輪的後端側而產生研磨線的現象。
並且，本發明不僅去除平板形狀的半導體封裝件的保護用模塑層，還可去除曲面形狀的半導體封裝件的保護用模塑層。
亦即，以往，為了去除在曲面形狀的半導體封裝件的上部面所形成的保護用模塑層，以平板形狀固定半導體封裝件並進行了研磨。
其中，半導體封裝件的厚度越大，需使固定半導體封裝件的真空吸盤單元的真空壓力上升，但因真空壓力的局限性，存在很難穩定地固定半導體封裝件的問題。
因此，在本發明中，以與半導體封裝件相對應的方式使吸盤臺形成曲面形狀，可藉由調節驅動軸和砂輪的旋轉角度來有效地對在曲面形狀的半導體封裝件的上部面所形成的保護用模塑層進行研磨並去除。
另一方面，在本實施例中，藉由使得與第一支架相結合的旋轉板旋轉來以手動方式調節驅動軸和砂輪的旋轉角度，但本發明並不限定於此。
亦即，本發明還可變更為如下方式，亦即，藉由在第二支架設置用於產生驅動力的驅動機構來使旋轉板進行旋轉，並在 控制部中根據半導體封裝件的厚度、大小、曲面半導體封裝件的曲率等來計算旋轉角度，從而以使驅動機構按所計算的旋轉角度驅動的方式產生控制訊號來以自動方式使旋轉板進行旋轉。
藉由如上所述的過程，在本發明中，沿著鉛垂方向設置驅動軸，並在驅動軸的下端沿著水平方向設置砂輪，從而可利用砂輪的下端面對半導體封裝件的單位基板上部面整體進行研磨來去除保護用模塑層。
而且，在本發明中，可藉由在設置砂輪的外罩部形成用於供給切削油的流路及傳遞孔來使切削油向砂輪和半導體封裝件的研磨面整體均勻地散射。
以上，根據上述實施例具體說明了由本發明人的發明，但是，本發明並不限定於上述實施例，可在不脫離本發明的主旨的範圍內實施多種變形，這是不言而喻的。
亦即，應留意的是，本發明的適用於研磨單元的半導體封裝件研磨機並不限定於圖1及圖2所示的結構，可產生多種變形。
例如，本發明可改變為設置一個真空吸盤單元和三個以上的研磨單元。
[產業上的可利用性]
本發明可適用於藉由裝載多種形狀及大小的半導體封裝件來去除在半導體封裝件的上部所形成的保護用模塑層的半導體封裝件研磨機技術。
10‧‧‧半導體封裝件研磨機
11‧‧‧外罩
20‧‧‧真空吸盤單元
30‧‧‧研磨單元
40‧‧‧乾燥單元
50‧‧‧第一拾取器
60‧‧‧第二拾取器
110‧‧‧第一裝載部
120‧‧‧供給模組
130‧‧‧檢查模組
140‧‧‧第二裝載部

Claims (11)

  1. 一種半導體封裝件研磨機，包括：第一裝載部，具有用於裝載複數個盒的裝載空間，在前述複數個盒中裝有所要執行研磨作業的半導體封裝件；真空吸盤單元，利用真空固定並轉動半導體封裝件來進行清洗，以去除半導體封裝件的保護用模塑層；研磨單元，對藉助前述真空吸盤單元旋轉的半導體封裝件的保護用模塑層進行研磨並去除；乾燥單元，用於對經過研磨的半導體封裝件進行乾燥；第一拾取器，用於將半導體封裝件依次裝入前述真空吸盤單元；第二拾取器，用於將被前述研磨單元研磨的半導體封裝件裝入前述乾燥單元；供給模組，以逐個的方式向前述第一拾取器依次供給裝載於各個盒的半導體封裝件；檢查模組，用於對結束研磨作業及乾燥作業的半導體封裝件的厚度的精密度進行檢查；以及第二裝載部，用於裝載結束檢查的半導體封裝件；以前述真空吸盤單元為中心，在一側配置有前述第一裝載部、前述供給模組及前述第一拾取器，在前述真空吸盤單元的另一側配置有前述乾燥單元、前述檢查模組及前述第二裝載部，從而使半導體封裝件在直線上依次移動，來執行各個作業。
  2. 如請求項1所記載之半導體封裝件研磨機，其中，前述真空吸盤單元包括：吸盤臺，藉由形成真空來以吸附方式固定半導體封裝件 ，以在藉由固定複數個半導體帶材或半導體晶片來執行研磨作業、清洗作業及厚度檢查作業時使半導體封裝件朝向預設方向旋轉；旋轉模組，用於使前述吸盤臺旋轉；真空泵，與前述吸盤臺相連接，形成真空，以產生吸力；以及清洗水泵，用於向前述吸盤臺供給清洗水。
  3. 如請求項2所記載之半導體封裝件研磨機，其中，前述吸盤臺具有圓盤形狀的本體；若在前述本體的上部面形成用於吸附半導體封裝件的吸附面，則在前述吸附面沿著上下方向貫通形成複數個貫通孔，前述複數個貫通孔用於形成真空；在前述吸盤臺的上部設置有用於向安裝在前述吸盤臺的半導體封裝件噴射清洗水和切削油的複數個噴射噴嘴。
  4. 如請求項3所記載之半導體封裝件研磨機，其中，前述吸附面以與所要藉由研磨來去除保護用模塑層的半導體封裝件的直徑或大小相對應的方式呈多邊形或圓形；前述吸盤臺能夠根據所要執行研磨作業的半導體封裝件的形狀或大小來更換設置。
  5. 如請求項1所記載之半導體封裝件研磨機，其中，前述檢查模組包括：厚度測定單元，用於測定結束研磨作業的半導體封裝件的厚度；視覺軌道，從前述第二拾取器接收結束研磨作業的半導體封裝件來向前述第二裝載部移送；以及視覺機器人，藉由拍攝沿著前述視覺軌道移送的半導體 封裝件來執行視覺檢查；前述厚度測定單元測定研磨作業時被研磨的半導體封裝件的厚度，以能夠旋轉的方式設置，以在進行半導體封裝件的裝載及卸載時向前述吸盤臺的一側移動。
  6. 如請求項1至5中任一項所記載之半導體封裝件研磨機，其中，前述研磨單元包括：驅動馬達，用於產生驅動力；砂輪，藉由前述驅動馬達的旋轉來對半導體封裝件進行研磨；驅動軸，沿著鉛垂方向設置，用於向前述砂輪傳遞前述驅動馬達的旋轉力；Z軸機器人，用於使前述砂輪和前述驅動軸沿著Z軸方向移動；以及支架，設置於前述驅動軸的外部，與前述Z軸機器人相連接；前述砂輪包括：研磨輪，與設置在前述驅動軸的下端的輪座下端相結合；以及研磨部，沿著前述研磨輪的下部面邊緣安裝，用於對半導體封裝件進行研磨。
  7. 如請求項1至5中任一項所記載之半導體封裝件研磨機，其中，前述研磨單元包括：驅動馬達，用於產生驅動力；砂輪，藉由前述驅動馬達的旋轉來對半導體封裝件進行研磨；驅動軸，沿著鉛垂方向設置，用於向前述砂輪傳遞前述 驅動馬達的旋轉力；外罩部，用於保護設置在內部的前述砂輪；以及X軸機器人和Z軸機器人，用於使前述研磨單元分別沿著X軸方向及Z軸方向移動；前述砂輪沿著水平方向設置，利用下部面來對形成於前述半導體封裝件的上部面的模塑層進行研磨並去除。
  8. 如請求項7所記載之半導體封裝件研磨機，其中，前述研磨單元包括：第一支架，與設置在前述驅動軸的外部的軸外罩相結合；第二支架，用於連接前述第一支架和前述Z軸機器人；距離檢測感測器，用於檢測前述砂輪與半導體封裝件之間的距離；以及角度調節部，藉由轉動與前述第二支架相結合的前述第一支架來調節前述驅動軸和前述砂輪的傾斜角度，使得前述砂輪的下端面和半導體封裝件的上部面相互傾斜預設的設定角度；前述角度調節部包括：旋轉板，與前述第一支架的後部面相結合，以能夠旋轉的方式設置於前述第二支架；以及固定板，在調節前述旋轉板的旋轉角度的狀態下，將前述旋轉板固定於前述第二支架。
  9. 如請求項7所記載之半導體封裝件研磨機，其中，前述外罩部包括：輪外罩，在內部具有用於設置前述砂輪的空間，下部面呈開口的圓筒形狀； 結合凸緣，與前述驅動軸的下端部相結合；輪座，中間與前述結合凸緣相結合，在下部面的邊緣安裝有前述砂輪；以及固定凸緣，與前述輪座的下部面相結合。
  10. 如請求項9所記載之半導體封裝件研磨機，其中，在前述驅動軸的中間部形成有用於供給切削油的供給流路；在前述驅動軸的下端部形成有用於使切削油向外周面的下端部移動的複數個移動流路；在前述結合凸緣形成有用於使藉由前述移動流路移動的切削油向前述輪座傳遞的複數個傳遞孔；在前述輪座形成有用於向前述砂輪側傳遞切削油的複數個傳遞流路；前述砂輪的研磨輪的內周面和前述固定凸緣的外周面以隔開預設間隔的狀態朝向相同的方向傾斜形成，以向前述砂輪和半導體封裝件的研磨面噴射切削油；前述砂輪藉由旋轉運動向半導體封裝件的整個研磨面散射被噴射的切削油。
  11. 如請求項8所記載之半導體封裝件研磨機，其中，前述角度調節部進一步包括用於產生使前述旋轉板旋轉的驅動力的驅動機構；前述驅動機構藉由驅動來使旋轉達到在控制部中根據半導體封裝件的厚度、大小、曲率來計算的旋轉角度。
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