一种辊压单元、划槽晶圆分离装置及划槽晶圆分离方法与流程

[0001]
本发明涉及划槽晶圆分离技术领域，具体而言，涉及一种辊压单元、划槽晶圆分离装置及划槽晶圆分离方法。


背景技术：

[0002]
目前，光电产业发展迅猛，高性能、高集成度的半导体晶圆的需求量越来越大。为了降低制作成本并提高生产效率，批量生产工艺中往往先在晶圆上沉积集成电路芯片或者电路元件结构，然后再切割成多个单元，最后再进行封装和焊接。其中，晶圆切割技术对提高成品率和封装效率有着重要影响。
[0003]
晶圆切割技术包括划槽工艺和分离工艺。现有的晶圆分离工艺主要以人工单片擀压和半自动化碾压为主，而这两种方式由于难以根据晶圆的情况来控制和调整碾压力度，成品往往出现崩边(碾压力太大)或者粘连(碾压力太小)的现象，导致晶圆产品生产效率低而破损率高的结果。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种辊压单元、划槽晶圆分离装置及划槽晶圆分离方法，其有助于解决上述技术问题。
[0005]
本发明是这样实现的：
[0006]
一种辊压单元，其包括基准座、压辊、顶推机构和调紧机构；所述基准座和所述压辊通过所述顶推机构连接，所述顶推机构具有弹性，所述压辊能够在所述顶推机构的弹力作用下远离所述基准座；所述压辊的移动方向与其自身的轴线方向垂直；所述调紧机构设置在所述顶推机构上，用于调整所述顶推机构的弹力。
[0007]
上述辊压单元在使用时，由于调紧机构能够改变顶推机构的弹力，进而调整压辊相对于基准座向外移动的作用力。所以，辊压单元能够根据晶圆的划槽情况来调整，以满足不同的生产需要。
[0008]
进一步地，所述顶推机构包括导向柱、压簧和升降梁；所述调紧机构包括调紧螺钉；所述基准座上设置有导向孔，所述导向柱贯穿所述导向孔；所述导向柱的一端连接所述压辊，所述导向柱的另一端连接所述升降梁；所述压簧套接在所述导向柱外，且所述压簧位于所述基准座和所述压辊之间；所述升降梁与所述基准座设置有所述调紧螺钉，所述调紧螺钉用于调整所述升降梁与所述基准座之间的距离。其技术效果在于：导向柱用于限定压辊的移动方向，压簧用于产生压辊对划槽晶圆的弹性压力，升降梁一方面用于限位，防止导向柱从导向孔中脱离，另一方面用于与调紧螺钉一并改变升降梁与基准座之间的距离，实现压簧弹力的调整。
[0009]
进一步地，还包括平衡机构；所述平衡机构设置在所述升降梁和所述基准座之间，用于调整所述压辊的移动方向。其技术效果在于：由于压辊的延伸方向可能出现偏转，导致压辊与划槽晶圆贴合不平行不紧密，平衡机构用于调整压辊的移动方向，使得压辊的轴线
方向与划槽晶圆的表面保持相互平行。
[0010]
进一步地，所述平衡机构包括平衡座、第一吊耳、第二吊耳、第一顶升螺钉和第二顶升螺钉；所述基准座上设置有所述第一吊耳和所述第二吊耳，所述第一顶升螺钉依次与所述第一吊耳、所述平衡座螺接；所述第二顶升螺钉依次与所述第二吊耳、所述平衡座螺接。其技术效果在于：基准座通过第一吊耳、第二吊耳活动设置在平衡座上，第一顶升螺钉和第二顶升螺钉用于分别调整基准座的两侧在平衡座上的水平位置，实现压辊的空间姿态调整。
[0011]
进一步地，还包括升降机构；所述升降机构包括安装座、第三吊耳和升降螺钉；所述第三吊耳设置在所述平衡座上，所述升降螺钉依次与所述第三吊耳、所述安装座螺接。其技术效果在于：平衡座通过第三吊耳设置在安装座上，而升降螺钉用于改变平衡座相对于安装座的高度位置。
[0012]
一种划槽晶圆分离装置，其包括第一导向轴、第二导向轴、横梁以及至少一个上述的辊压单元；所述第一导向轴和所述第二导向轴相互平行；所述横梁的两端分别连接所述第一导向轴和所述第二导向轴，所述横梁能够沿所述第一导向轴的轴线方向移动；所述辊压单元设置在所述横梁上，所述压辊相对于所述基准座的移动方向与所述第一导向轴的长度方向垂直；所述压辊的长度方向与所述第一导向轴的长度方向呈夹角设置。
[0013]
进一步地，还包括载片单元；所述载片单元设置在所述第一导向轴和所述第二导向轴之间；所述载片单元上设置有辊压平面，所述压辊相对于所述基准座的移动方向与所述辊压平面垂直；所述压辊用于辊压位于所述辊压平面上的划槽晶圆。其技术效果在于：载片单元用于承载划槽晶圆，与压辊一并实现晶圆的分离。此时，载片单元上可设置一个或者多个划槽晶圆。
[0014]
进一步地，所述载片单元能够绕垂直于所述辊压平面的轴线旋转。其技术效果在于：通过载片单元的旋转，压辊在一个方向的移动的过程中能够较为均衡地对划槽晶圆实施碾压。
[0015]
进一步地，所述载片单元上设置有多个载片圆盘；所述载片圆盘能够绕垂直于所述辊压平面的轴线旋转。其技术效果在于：通过载片单元上多个载片圆盘的独立旋转，可满足划槽晶圆更多的碾压角度。
[0016]
一种基于上述划槽晶圆分离装置的分离方法，包括如下步骤：
[0017]
步骤一、驱动所述压辊沿所述第一导向轴的轴线方向从初始位置移动至终点位置，所述压辊对所述辊压平面上的划槽晶圆实现一次碾压；
[0018]
步骤二、绕垂直于所述辊压平面的轴线旋转划槽晶圆；
[0019]
步骤三、驱动所述压辊沿所述第一导向轴的轴线方向从终点位置移动至初始位置，所述压辊对所述辊压平面上的划槽晶圆实现二次碾压。
[0020]
进一步地，在上述步骤一之前，调整所述压辊与所述辊压平面之间的距离。其技术效果在于：能够通过前述第三吊耳和升降螺钉来改变压辊与辊压平面之间的距离，使得压辊在特定高度移动时向下碾压划槽晶圆。
[0021]
进一步地，在上述步骤一之前，通过所述调紧机构改变所述顶推机构的弹力。其技术效果在于：能够通过前述升降梁和调紧螺钉来改变压辊与基准座之间的距离(也即压簧被压缩后的长度)，使得压辊对划槽晶圆产生合适的挤压作用力。
[0022]
进一步地，在上述步骤一之前，将所述压辊的轴线与所述辊压平面之间的夹角调整为零。其技术效果在于：能够通过前述第一吊耳、第二吊耳、第一顶升螺钉和第二顶升螺钉来改变压辊在空间的姿态，使得压辊碾压划槽晶圆时，其圆周面完全且均匀地接触划槽晶圆的表面。
[0023]
本发明的有益效果是：
[0024]
本发明的辊压单元、划槽晶圆分离装置及划槽晶圆分离方法，能够通过调紧机构改变顶推机构的弹力，进而调整压辊对划槽晶圆的碾压作用力，防止由于作用力太小而出现粘连，或者由于作用力过大而出现崩边的情况，提高晶圆产品生产效率低而降低产品破损率。
附图说明
[0025]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0026]
图1为本发明第一实施例提供的辊压单元的第一视角示意图；
[0027]
图2为本发明第一实施例提供的辊压单元的第二视角示意图；
[0028]
图3为本发明第一实施例提供的辊压单元的第三视角示意图；
[0029]
图4为本发明第二实施例提供的划槽晶圆分离装置的第一视角示意图；
[0030]
图5为本发明第二实施例提供的划槽晶圆分离装置的第二视角示意图；
[0031]
图6为本发明第二实施例提供的划槽晶圆分离装置的部分内部结构示意图；
[0032]
图7为本发明第三实施例提供的划槽晶圆分离方法操作示意图(压辊位于初始位置)；
[0033]
图8为本发明第三实施例提供的划槽晶圆分离方法操作示意图(压辊位于终点位置)。
[0034]
图标：1-基准座；2-压辊；3-导向柱；4-压簧；5-升降梁；6-调紧螺钉；7-平衡座；8-第一吊耳；9-第二吊耳；10-第一顶升螺钉；11-第二顶升螺钉；12-安装座；13-第三吊耳；14-升降螺钉；15-第一导向轴；16-第二导向轴；17-横梁；18-载片单元；20-载片圆盘；21-控制单元；22-触摸控制屏。
具体实施方式
[0035]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在附图中描述和标注的本发明实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
[0036]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0038]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0039]
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0040]
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0041]
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0042]
第一实施例：
[0043]
图1为本发明第一实施例提供的辊压单元的第一视角示意图；图2为本发明第一实施例提供的辊压单元的第二视角示意图；图3为本发明第一实施例提供的辊压单元的第三视角示意图。请参照图1至图3，本实施例提供一种辊压单元，其包括基准座1、压辊2、顶推机构和调紧机构。其中，基准座1和压辊2通过顶推机构连接，顶推机构具有弹性，压辊2能够在顶推机构的弹力作用下远离基准座1；压辊2的移动方向与其自身的轴线方向垂直；调紧机构设置在顶推机构上，用于调整顶推机构的弹力。
[0044]
上述辊压单元在使用时，由于调紧机构能够改变顶推机构的弹力，进而调整压辊2相对于基准座1向外移动的作用力。所以，辊压单元能够根据晶圆的划槽情况来调整，以满足不同的生产需要。
[0045]
在上述实施例提供的辊压单元的基础上，进一步地，如图1至图3所示，顶推机构包括导向柱3、压簧4和升降梁5；调紧机构包括调紧螺钉6；基准座1上设置有导向孔，导向柱3贯穿导向孔；导向柱3的一端连接压辊2，导向柱3的另一端连接升降梁5；压簧4套接在导向柱3外，且压簧4位于基准座1和压辊2之间；升降梁5与基准座1设置有调紧螺钉6，调紧螺钉6用于调整升降梁5与基准座1之间的距离。
[0046]
其中，导向柱3的数量为两个，分别设置在左右两侧，沿压辊2的长度方向相对设置。相应地，压簧4、调紧螺钉6也分别为两个。可选地，调紧机构还可以设置为两个螺母，而导向柱3上段设置有对应的内螺纹，通过调节两个螺母在导向柱3上的位置来调整压簧4被压缩的长度。
[0047]
在上述实施例提供的辊压单元的基础上，进一步地，如图1至图3所示，还包括平衡机构；平衡机构设置在升降梁5和基准座1之间，用于调整压辊2的移动方向。其中，平衡机构
包括平衡座7、第一吊耳8、第二吊耳9、第一顶升螺钉10和第二顶升螺钉11；基准座1上设置有第一吊耳8和第二吊耳9，第一顶升螺钉10依次与第一吊耳8、平衡座7螺接；第二顶升螺钉11依次与第二吊耳9、平衡座7螺接。
[0048]
在上述实施例提供的辊压单元的基础上，进一步地，如图1至图3所示，还包括升降机构；升降机构包括安装座12、第三吊耳13和升降螺钉14；第三吊耳13设置在平衡座7上，升降螺钉14依次与第三吊耳13、安装座12螺接。
[0049]
第二实施例：
[0050]
图4为本发明第二实施例提供的划槽晶圆分离装置的第一视角示意图；图5为本发明第二实施例提供的划槽晶圆分离装置的第二视角示意图；图6为本发明第二实施例提供的划槽晶圆分离装置的部分内部结构示意图。请参照图4至图6，本实施例提供一种划槽晶圆分离装置，其包括第一导向轴15、第二导向轴16、横梁17以及至少一个上述实施例的辊压单元；第一导向轴15和第二导向轴16相互平行；横梁17的两端分别连接第一导向轴15和第二导向轴16，横梁17能够沿第一导向轴15的轴线方向移动；辊压单元设置在横梁17上，压辊2相对于基准座1的移动方向与第一导向轴15的长度方向垂直；压辊2的长度方向与第一导向轴15的长度方向呈夹角设置。
[0051]
在上述实施例提供的划槽晶圆分离装置的基础上，进一步地，如图4至图6所示，还包括载片单元18；载片单元18设置在第一导向轴15和第二导向轴16之间；载片单元18上设置有辊压平面，压辊2相对于基准座1的移动方向与辊压平面垂直；压辊2用于辊压位于辊压平面上的划槽晶圆。
[0052]
在上述实施例提供的划槽晶圆分离装置的基础上，进一步地，如图4至图6所示，载片单元18能够绕垂直于辊压平面的轴线旋转。
[0053]
在上述实施例提供的划槽晶圆分离装置的基础上，可选地，如图4至图6所示，载片单元18上设置有多个载片圆盘20；载片圆盘20能够绕垂直于辊压平面的轴线旋转。
[0054]
可选地，载片单元18上可以根据生产需要放置一个、两个、三个、四个甚至更多个划槽晶圆。其中，多个划槽晶圆在辊压平面上呈圆圈均匀分布。
[0055]
进一步地，划槽晶圆分离装置还可以设置控制单元21和触摸控制屏22。控制单元21用于控制压辊2的移动和升降，而触摸控制屏22用于显示和手动触摸控制。
[0056]
第三实施例：
[0057]
图7为本发明第三实施例提供的划槽晶圆分离方法操作示意图(压辊2位于初始位置)；图8为本发明第三实施例提供的划槽晶圆分离方法操作示意图(压辊2位于终点位置)。请参照图7、图8，本实施例提供一种基于上述实施例的划槽晶圆分离装置的分离方法，包括如下步骤：
[0058]
步骤一、驱动压辊2沿第一导向轴15的轴线方向从初始位置移动至终点位置，压辊2对辊压平面上的划槽晶圆实现一次碾压。
[0059]
步骤二、绕垂直于辊压平面的轴线旋转划槽晶圆。
[0060]
步骤三、驱动压辊2沿第一导向轴15的轴线方向从终点位置移动至初始位置，压辊2对辊压平面上的划槽晶圆实现二次碾压。
[0061]
可选地，在上述步骤一之前，调整压辊2与辊压平面之间的距离。
[0062]
可选地，在上述步骤一之前，通过调紧机构改变顶推机构的弹力。
[0063]
可选地，在上述步骤一之前，将压辊2的轴线与辊压平面之间的夹角调整为零。
[0064]
上述在步骤一之前的三个调整工艺，可以根据实际情况按不同顺序依次调整。
[0065]
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。