TWI731450B - 晶片退出裝置 - Google Patents

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TWI731450B TW108138499A TW108138499A TWI731450B TW I731450 B TWI731450 B TW I731450B TW 108138499 A TW108138499 A TW 108138499A TW 108138499 A TW108138499 A TW 108138499A TW I731450 B TWI731450 B TW I731450B
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Abstract

本發明公開了一種晶片退出裝置。所述晶片退出裝置包括上面板，其設置成被帶到與切割帶的下表面接觸並且具有用於真空吸引所述切割帶的至少一個真空孔，和用於將壓縮空氣注入到所述切割帶的所述下表面的一部分上使得附接到所述切割帶的上表面的晶片與所述切割帶的所述上表面局部分離的空氣注入孔；以及空氣供應單元，其與所述空氣注入孔連接以根據所述晶片的尺寸將所述壓縮空氣選擇性地供應到所述空氣注入孔。

Description

晶片退出裝置
本發明是關於一種晶片退出裝置。更具體地說，本發明是關於一種晶片退出裝置，其用於在晶片接合過程中使晶片與框架晶圓的切割帶分離，其中晶片接合到基板，如引線框架和印刷電路板上。
通常，藉由重複執行一系列製造製程，可以在用作半導體基板的矽晶圓上形成半導體裝置。如上所述形成的半導體裝置可以藉由切割製程成為單片且可以藉由晶片接合製程接合到基板。
用於執行晶片接合過程的裝置可以包括拾取模組和接合模組，拾取模組用於從包括經由切割過程成為單片的晶片的框架晶圓中拾取晶片，接合模組用於將晶片接合至基板。拾取模組可以包括用於支撐框架晶圓的台架單元、用於使晶片與框架晶圓的切割帶相分離的晶片退出裝置以及用於從切割帶拾取晶片的拾取單元。
晶片退出裝置可以包括具有圓柱帽形狀的罩蓋、與罩蓋聯結的圓柱形本體、以及藉由在罩蓋中形成的通孔在垂直方向上可移動設置的退出銷。罩蓋的通孔可以按多行和多列進行設置，並且退出銷可以插入與要拾取的晶片的尺寸相對應的一部分的通孔中。此外，支撐構件可以設置在罩蓋中以支撐退出銷。
特別地，晶片的尺寸和形狀可以根據半導體裝置的種類進行各種改變，並且退出銷可以插入與晶片的尺寸和形狀相對應的一部分的通孔中。近年來，隨著晶片的厚度逐漸變薄，使用越來越多的退出銷以防止在晶片退出步驟中對晶片的損壞。然而，當改變晶片的尺寸和形狀時，必須改變退出銷的位置，並且可能花費相當多的時間來改變退出銷的位置。
本發明提供了一種晶片退出裝置，其不需要改變退出銷的位置並且可以防止對晶片的損壞。
根據本發明的一些實施例，一種晶片退出裝置可以包括上面板，其設置成被帶到與切割帶的下表面接觸並且具有用於真空吸引切割帶的至少一個真空孔和用於將壓縮空氣注入到切割帶的下表面的一部分上使得附接到切割帶的上表面的晶片與切割帶的上表面局部分離的空氣注入孔；以及空氣供應單元，其與空氣注入孔連接以根據晶片的尺寸將壓縮空氣選擇性地供應到空氣注入孔。
根據本發明的一些實施例，上面板可以具有外部真空通道，其與至少一個真空孔連接並且是沿上面板的上表面的邊緣部分形成；第一內部真空通道，其在X軸方向上延伸並且與外部真空通道連接；以及第二內部真空通道，其在垂直於X軸方向的Y軸方向上延伸以與第一內部真空通道相交並且與外部真空通道連接。
根據本發明的一些實施例，空氣注入孔可以分別設置在第一內部真空通道和第二內部真空通道之間。
根據本發明的一些實施例，空氣注入孔可以被設置成具有矩形網格形狀並且可以包括第一組，其包括設置在上面板的中央部分的至少一個空氣注入孔；以及至少一個第二組，其被設置成圍繞第一組，並且空氣供應單元可以包括閥，其與第一和第二組中的每一個連接並且用於控制供應和切斷壓縮空氣至第一和第二組中的每一個。
根據本發明的一些實施例，至少一個第二組可以具有矩形環形狀。
根據本發明的一些實施例，空氣注入孔可以包括第二組，其被設置為圍繞第一組並且具有尺寸分別逐漸增加的矩形環形狀。
根據本發明的一些實施例，晶片退出裝置還可以包括聯結到上面板的退出器本體。退出器本體可以連接到真空泵。
根據本發明的一些實施例，晶片退出裝置還可以包括照明單元，其設置在上面板的下方並且被配置為透過上面板向上提供照明光。上面板可以由透光材料製成以透射照明光。
上面對本發明的概述並非旨在描述本發明的每個所闡明的實施例或每個實施方案。下面的具體實施方式和請求項更特別地例示了這些實施例。
在下文中，參考圖式更詳細地描述本發明的實施例。然而，本發明不限於下面描述的實施例且以各種其他形式來進行實施。下面的實施例並非完全用於完成本發明，而是用於將本發明的範圍完全傳達給本領域的技術人員。
在說明書中，當一個元件被稱為在......上或被連接至另一個元件或層時，能夠直接位於或被直接連接至另一個元件或層上，或者還可以存在中間元件或層。與此不同的是，當一個元件被稱為直接在或被直接連接至另一個元件或層上時，理解為表示不存在中間元件。此外，儘管像第一、第二和第三的用語用於在本發明的各種實施例中描述各種區域和層，但區域和層並不限於這些用語。
以下使用的用語僅用於描述具體實施例，而非用於限制本發明。額外地，除非在此另有限定外，包括技術或科學用語的所有用語可以具有與本領域的技術人員通常所理解者相同的意義。
參考理想實施例的示意圖來描述本發明的實施例。相應地，可以根據圖式的形式來預期製造方法中的變化及／或容許誤差。相應地，本發明的實施例不被描述為限於圖式中的具體形式或區域且包括形式的偏差。該區域可以完全是示意性的，且其形式可以不描述或描繪在任何給定區域中的準確形式或結構，且非旨在限制本發明的範圍。
圖1為示出根據本發明的一個實施例的晶片退出裝置的晶片接合裝置的示意圖，並且圖2為示出如圖1中所示的晶片退出裝置的示意性橫截面視圖。
參考圖1和2，根據本發明的一個實施例的一種晶片退出裝置100可以用於在晶片接合過程中從切割帶14拾取半導體晶片12以用於製造半導體裝置。
一種用於執行晶片接合過程的裝置可以包括用於支撐包括藉由切割製程個體化的多個晶片12的晶圓10的台架單元20、用於使晶片12與晶圓10分離的晶片退出裝置100、用於拾取由晶片退出裝置100分離的晶片12的拾取器30以及用於移動拾取器30的拾取器驅動部分40。
晶圓10可以被附接至切割帶14上，且切割帶14可以被安裝至具有圓環形狀的安裝框架16。台架單元20可以包括晶圓台架22，其被配置為可在水平方向上移動；擴張環24，其設置在晶圓台架22上以用於支撐切割帶14的邊緣部分；以及夾具26，其用於藉由降低安裝框架16來擴張切割帶14。
拾取器30可以設置在由台架單元20支撐的晶圓10的上方且可以安裝到拾取器驅動部分40。拾取器驅動部分40可以水平和垂直地移動拾取器30，以拾取由晶片退出裝置100從切割帶14分離出的晶片12。
此外，用於檢測晶片12的位置的視覺單元50可以設置在由台架單元20支撐的晶圓10上。視覺單元50可以獲取要拾取的晶片12的圖像並且可以從圖像檢測晶片12的位置座標。
晶片退出裝置100可以設置在由台架單元20支撐的晶圓10的下方。例如，晶片退出裝置100可以被設置成在垂直方向上對應於視覺單元50，並且台架單元20可以被配置為可由位於晶片退出裝置100和視覺單元50之間的台架驅動單元（未示出）在水平方向上移動。
此外，儘管未在圖中示出，但是由拾取器30拾取的晶片12可以轉移到晶片台架（未示出）上並且隨後可以藉由接合單元（未示出）接合到基板（未示出）上。
參考圖2，晶片退出裝置100可以包括上面板102，其設置成與切割帶14的下表面接觸；以及退出器本體106，其聯結到上面板102並且用於在上面板102的下方形成真空室104。上面板102可以具有用於真空吸引切割帶14的至少一個真空孔110和用於將壓縮空氣注入到切割帶14的下表面的一部分上使得附接到切割帶14的上表面的晶片12與切割帶14的上表面局部地分離的空氣注入孔120。
圖3為示出如圖2中所示的晶片退出裝置的示意性俯視圖；以及圖4為示出如圖2中所示的空氣注入孔和空氣供應單元的示意圖。
參考圖3和4，上面板102可以具有圓盤形，並且退出器本體106可以具有圓柱形，其下部是閉合的。退出器本體106可以連接至真空泵108，並且可以藉由上面板102的真空孔110向切割帶14的下表面施加真空壓力。如圖3中所示，儘管在上面板102中設置有兩個真空孔110，但真空孔110的數量也可以有不同的變化。因此，本發明的範圍可以不受真空孔110數量的限制。
根據本發明的一個實施例，上面板102可以具有形成在上面板102的上表面部分中的外部真空通道112，以與真空孔110連接。外部真空通道112可以沿上面板102的上表面的邊緣部分形成。例如，外部真空通道112可以具有圓環形狀。
此外，上面板102可以具有形成在上面板102的上表面部分中的第一內部真空通道114和第二內部真空通道116，以與外部真空通道112連接。例如，第一和第二內部真空通道114和116可以形成為矩形網格形狀。第一內部真空通道114可以在X軸方向上延伸並且可以與外部真空通道112連接，並且第二內部真空通道116可以在垂直於X軸方向的Y軸方向上延伸以與第一真空通道114相交且可以與外部真空通道112連接。
切割帶14可以藉由真空孔110、外部真空通道112、第一內部真空通道114和第二內部真空通道116被真空吸附在上面板102的上表面上。
空氣注入孔120可以與用於供應壓縮空氣的空氣供應單元130連接。空氣供應單元130可以根據晶片12的尺寸將壓縮空氣選擇性地供應到空氣注入孔120。特別地，空氣供應單元130可以藉由與晶片12對應的一部分空氣注入孔120將壓縮空氣供應到切割帶14的下表面的一部分上，以使晶片12與切割帶14至少局部分離。
空氣注入孔120可以分別設置在第一內部真空通道114和第二內部真空通道116之間。例如，空氣注入孔120可以設置成具有矩形網格形狀。此外，空氣注入孔120可以被分成包括設置在上面板102的中央部分的至少一個空氣注入孔120的第一組122，以及被設置成圍繞第一組122的至少一個第二組。例如，如圖4中所示，空氣注入孔120可以被分成包括四個空氣注入孔120的第一組122和被設置成圍繞第一組122並且具有尺寸分別逐漸增加的矩形環形狀的三個第二組124、126和128。作為另一個示例，第一組122可以包括一個空氣注入孔或兩個空氣注入孔，並且第二組124、126和128的數量可以有不同的變化。此外，儘管第二組124、126和128被配置為矩形環形狀，但是第二組124、126和128也可以被分別配置為圓形環形狀。
特別地，空氣供應單元130可以包括分別與第一和第二組122、124、126和128連接的閥132、134、136和138。閥132、134、136和138可以分別控制至第一和第二組122、124、126和128的壓縮空氣的供應和切斷。即，空氣供應單元130可以根據晶片12的尺寸來控制閥122、124、126和128的操作，以使得藉由空氣注入孔120來選擇性地供應壓縮空氣。替代地，空氣供應單元130可以包括分別與空氣注入孔120連接的多個閥，並且可以分別根據晶片12的尺寸來控制多個閥的操作。
再次參考圖2，晶片退出裝置100可以包括照明單元140，其設置在上面板102的下方並且被配置為透過上面板102向上提供照明光。在這種情況下，上面板102可以由透光材料製成以透射照明光。照明單元140可以用作背光照明單元，以促進視覺單元50對晶片12的檢測，並且作為一個示例可以包括多個發光二極體。
圖5至7為示出如圖2中所示的晶片退出裝置的操作的示意性橫截面視圖。
參考圖5至7，當切割帶14上的晶片12A具有相對較小的尺寸時，可以藉由第一組122的空氣注入孔120來供應壓縮空氣。因此，如圖5中所示，切割帶14上附接有晶片12的部分可以向上充脹，使得晶片12與切割帶14局部分離，如圖5中所示。
此時，切割帶14可以由藉由真空孔110提供的真空壓力而被真空吸引在上面板102的上表面上。可以藉由外部真空通道112以及第一和第二內部真空通道114和116將真空壓力施加到切割帶14的下表面。壓縮空氣可以在切割帶14被真空吸引在上面板102上的狀態中藉由第一組122的空氣注入孔120提供，並且因此切割帶14上未附接有晶片的部分可以選擇性地向上充脹，如圖5中所示。
在具有相對較大的晶片12B和12C的情況下，可以藉由第一組122和第二組124和126的空氣注入孔120選擇性地供應壓縮空氣，並且因此晶片12可以與切割帶14局部分離，如圖6和7中所示。
根據本發明的實施例，上面板102可以具有用於真空吸引切割帶14的真空孔110、外部真空通道122以及第一和第二內部真空通道114和116，以及用於將壓縮空氣注入到切割帶14的下表面的一部分上以使晶片12與切割帶14分離的空氣注入孔120。空氣供應單元130可以根據晶片12的尺寸將壓縮空氣選擇性地供應到空氣注入孔120。
因此，即使當改變晶片12的尺寸時，也不需要改變退出銷的位置或如現有技術中那樣更換退出銷，從而減少了晶片接合過程所需的時間。此外，晶片12可以藉由供應壓縮空氣並且使切割帶14部分擴張而從切割帶14分離，從而防止在晶片退出步驟中對晶片12的損壞。
儘管已參考特定實施例描述了晶片退出裝置100，但其不限於此。因此，本領域的技術人員將容易理解的是，在不脫離由所附請求項限定的本發明的精神和範圍的情況下，能夠對其進行各種修改和變化。
10:晶圓 12、12A、12B、12C:晶片 14:切割帶 16:安裝框架 20:台架單元 22:晶圓台架 24:擴張環 26:夾具 30:拾取器 40:拾取器驅動部分 50:視覺單元 100:晶片退出裝置 102:上面板 104:真空室 106:退出器本體 108:真空泵 110:真空孔 112:外部真空通道 114:第一內部真空通道 116:第二內部真空通道 120:空氣注入孔 122:第一組 124、126、128:第二組 130:空氣供應單元 132、134、136、138:閥 140:照明單元
根據以下結合圖式的描述，能夠更加詳細地理解本發明的實施例，其中：
圖1為示出根據本發明的一個實施例的包括晶片退出裝置的晶片接合裝置的示意圖；
圖2為示出如圖1中所示的晶片退出裝置的示意性橫截面視圖；
圖3為示出如圖2中所示的晶片退出裝置的示意性俯視圖；
圖4為示出如圖2中所示的空氣注入孔和空氣供應單元的示意圖；以及
圖5至7為示出如圖2中所示的晶片退出裝置的操作的示意性橫截面視圖。
雖然各種實施例適合於各種修改和替代形式，但其具體細節已藉由示例的方式在圖式中示出且將更詳細地進行描述。然而，應理解的是其意圖並非將所要求保護的本發明限制於所述的特定實施例。相反地，其意圖是涵蓋落在如藉由請求項所限定的主題的精神和範圍內的所有修改、等同物和替代物。
100:晶片退出裝置
102:上面板
104:真空室
106:退出器本體
108:真空泵
110:真空孔
120:空氣注入孔
130:空氣供應單元
132、134、136、138:閥
140:照明單元

Claims (7)

  1. 一種晶片退出裝置，其特徵在於，包括：上面板，該上面板設置成被帶到與切割帶的下表面接觸並且具有用於真空吸引該切割帶的至少一個真空孔，和用於將壓縮空氣注入到該切割帶的該下表面的一部分上使得附接到該切割帶的上表面的晶片與該切割帶的該上表面局部分離的空氣注入孔；以及空氣供應單元，該空氣供應單元與該空氣注入孔連接以根據該晶片的尺寸將該壓縮空氣選擇性地供應到該空氣注入孔，其中該空氣注入孔被設置成具有矩形網格形狀並且包括第一組，該第一組包括設置在該上面板的中央部分的至少一個空氣注入孔；以及至少一個第二組，該第二組被設置成圍繞該第一組，並且該空氣供應單元包括閥，該閥與該第一組和該第二組中的每一個連接並且用於控制供應和切斷該壓縮空氣至該第一組和該第二組中的每一個。
  2. 如請求項1記載的晶片退出裝置，其中該上面板具有：外部真空通道，該外部真空通道與該至少一個真空孔連接並且是沿該上面板的上表面的邊緣部分形成；第一內部真空通道，該第一內部真空通道在X軸方向上延伸並且與該外部真空通道連接；以及第二內部真空通道，該第二內部真空通道在垂直於該X軸方向的Y軸方向上延伸以與該第一內部真空通道相交並且與該外部真空通道連接。
  3. 如請求項2記載的晶片退出裝置，其中該空氣注入孔分別設置在該第一內部真空通道和該第二內部真空通道之間。
  4. 如請求項1記載的晶片退出裝置，其中該至少一個第二組具有矩形環形狀。
  5. 如請求項1記載的晶片退出裝置，其中該空氣注入孔包括第二組，該第二組被設置為圍繞該第一組並且具有尺寸分別逐漸增加的矩形環形狀。
  6. 如請求項1記載的晶片退出裝置，其還包括聯結到該上面板的退出器本體，其中該退出器本體連接到真空泵。
  7. 如請求項1記載的晶片退出裝置，其還包括照明單元，該照明單元設置在該上面板的下方並且被配置為透過該上面板向上提供照明光，其中該上面板由透光材料製成以透射該照明光。
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