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帶擴張裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201010501997.0

申請日:

2010.09.30

公開號:

CN102054681B

公開日:

2015.01.07

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H01L 21/301申請日:20100930|||公開
IPC分類號: H01L21/301 主分類號: H01L21/301
申請人: 株式會社迪思科
發明人: 中村勝
地址: 日本東京都
優先權: 2009.10.02 JP 2009-230449
專利代理機構: 北京三友知識產權代理有限公司 11127 代理人: 李輝;黃綸偉
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201010501997.0

授權公告號:

102054681B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.07|||2012.10.24|||2011.05.11

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種帶擴張裝置,在被粘貼于板狀工件上的擴張帶具有在被加熱后冷卻的過程中會收縮的性質的情況下,在通過擴張帶的擴張使芯片間隔擴大后,迅速去除擴張帶中在板狀工件粘貼部分的外周側產生的松弛。帶擴張裝置具有:框架保持單元,其保持環狀框架(105),該框架在開口部中借助擴張帶(104)來支承分割前的板狀工件(100)或已被分割為芯片的板狀工件;芯片間隔形成單元,其使框架保持單元和板狀工件沿板狀工件表面的垂直方向相分離,使擴張帶(104)擴張,使芯片間隔擴大,利用這種帶擴張裝置使在加熱后進行冷卻由此在冷卻的過程中收縮的擴張帶(104)擴張,對擴張產生的松弛部(104a)利用加熱單元(4)進行加熱并且利用冷卻單元(4)進行冷卻。

權利要求書

1: 一種帶擴張裝置, 其具有 : 框架保持單元, 其保持環狀框架, 該環狀框架在開口部中借助擴張帶支承分割前的板 狀工件或者被分割為多個芯片后的板狀工件 ; 以及 芯片間隔形成單元, 其使該框架保持單元和板狀工件沿板狀工件表面的垂直方向相分 離, 使該擴張帶擴張, 由此將該分割前的板狀工件沿著分割預定線分割為多個芯片并使芯 片間隔擴張為預期的距離, 或者使被分割后的板狀工件的芯片間隔擴張為預期的距離, 該擴張帶具有通過在加熱后進行冷卻由此在冷卻的過程中進行收縮的性質, 該帶擴張裝置具有 : 加熱單元, 其對該擴張帶的被擴張的部位進行加熱 ; 以及 冷卻單元, 其對該擴張帶的被擴張的部位進行冷卻。

說明書


帶擴張裝置

    技術領域 本發明涉及帶擴張裝置, 其具有以下功能 : 使被粘貼在分割前的板狀工件上的擴 張帶擴張, 由此將該板狀工件分割為各個芯片, 并使芯片之間的間隔擴張為預期的距離 ; 使 粘貼在被分割為芯片并且整體上維持分割前形狀的狀態下的板狀工件上的擴張帶擴張, 由 此使芯片之間的間隔擴張為預期的距離。
     背景技術 關于對半導體晶片等板狀工件進行分割加工的方法有下述的方法, 沿著板狀工件 的分割預定線, 在板狀工件的內部會聚激光光線形成連續的改性層, 對板狀工件施加外力, 由此擴大芯片之間的間隔來進行分割。在這種方法中, 用于使粘貼在板狀工件背面的帶擴 張時的力作為外力使用。 另外, 關于把使帶擴張的力用作外力的技術, 不僅在將板狀工件分 割為芯片的情況下采用, 而且在下述情況下也采用, 即, 板狀工件已經被分割為芯片、 而且 整體上保持分割前的形狀, 在這種狀態下將被粘貼于擴張帶上的板狀工件的芯片間隔擴大 為預期的距離的情況。在板狀工件是半導體晶片, 板狀工件的背面粘貼有被稱為 DAF(Die Attach Film, 粘片膜 ) 的芯片接合用的薄膜狀粘接劑的情況下, 也采用相同的技術。
     但是, 薄膜狀粘接劑是利用非常柔軟的糊狀物質形成的, 在帶擴張時薄膜狀粘接 劑也伸長, 很難使薄膜狀粘接劑可靠地斷開。因此, 也在嘗試下述的斷開方法, 將薄膜狀粘 接劑冷卻的同時進行斷開, 由此抑制薄膜狀粘接劑伸長, 使薄膜狀粘接劑和板狀工件一起 斷開 ( 例如參照專利文獻 1)。
     另外, 如果保持使帶擴張的狀態, 則會對后面的輸送等造成障礙, 因此也提出了下 述技術, 為了消除擴張后的擴張帶的松弛, 從加熱器提供熱量使擴張帶收縮 ( 例如參照專 利文獻 2)。
     【專利文獻 1】 日本特開 2007-27250 號公報
     【專利文獻 2】 日本特開 2006-114691 號公報
     但是, 在擴張帶中, 有的擴張帶具有在加熱后冷卻的過程中收縮的性質, 針對這種 擴張帶, 為了使松弛部分充分收縮去除松弛, 需要在將擴張帶加熱后等待熱量從擴張帶中 充分散發出來, 存在處理效率差的問題。
     發明內容
     本發明就是鑒于這些情況而提出的, 其主要技術課題是提供一種帶擴張裝置, 在 被粘貼于板狀工件上的擴張帶采用具有在加熱后冷卻的過程中收縮的性質的擴張帶的情 況下, 在通過擴張帶的擴張使芯片之間的間隔成為預期的距離之后, 能夠迅速去除在擴張 帶中的板狀工件粘貼部分的外周側產生的松弛。
     本發明涉及帶擴張裝置, 其具有 : 框架保持單元, 其保持環狀框架, 該環狀框架在 開口部中借助擴張帶來支承分割前的板狀工件或者被分割為多個芯片后的板狀工件 ; 以及 芯片間隔形成單元, 其使框架保持單元和板狀工件沿板狀工件表面的垂直方向相分離, 使擴張帶擴張, 由此將分割前的板狀工件沿著分割預定線分割為多個芯片, 使芯片間隔擴張 為預期的距離, 或者使被分割后的板狀工件的芯片間隔擴張為預期的距離, 擴張帶具有通 過在加熱后進行冷卻由此在冷卻的過程中收縮的性質, 帶擴張裝置具有 : 加熱單元, 其對擴 張帶的被擴張的部位進行加熱 ; 以及冷卻單元, 其對擴張帶的被擴張的部位進行冷卻。
     本發明的帶擴張裝置具有加熱單元和冷卻單元, 由此能夠在將擴張帶加熱后迅速 將其冷卻, 因而能夠迅速去除松弛。 附圖說明 圖 1 是表示帶擴張裝置的第 1 例的分解立體圖。
     圖 2 是表示借助擴張帶支承為與環狀框架成為一體的板狀工件的圖, 圖 2(a) 是俯 視圖, 圖 2(b) 是剖面圖。
     圖 3 是表示帶擴張裝置的保持單元被收容在殼體中, 并載置了框架壓緊部的狀態 的立體圖。
     圖 4 是表示使帶擴張裝置的蓋體上升后的狀態的分解立體圖。
     圖 5 是簡要表示在保持單元中保持借助擴張帶支承為與環狀框架成為一體的板 狀工件的狀態的剖面圖。
     圖 6 是表示從下方觀察到的加熱冷卻單元的一例的狀態的立體圖。
     圖 7 是加熱冷卻單元的仰視圖。
     圖 8 是簡要表示將環狀框架放置在框架支承部上的狀態的剖面圖。
     圖 9 是簡要表示利用框架支承部和框架壓緊部夾持框架的狀態的剖面圖。
     圖 10 是簡要表示使擴張帶擴張后的狀態的剖面圖。
     圖 11 是簡要表示在擴張帶中形成有松弛部的狀態的剖面圖。
     圖 12 是簡要表示對松弛部進行加熱及冷卻的狀態的剖面圖。
     圖 13 是簡要表示松弛部收縮的狀態的剖面圖。
     圖 14 是簡要表示帶擴張裝置的第 2 例的剖面圖。
     標號說明
     1、 1a : 帶擴張裝置 ; 10 : 帶框架工件 ; 100 : 板狀工件 ; 100a : 表面 ; 101b : 背面 ; 101 : 分割預定線 ; 102 : 芯片區域 ; 103 : 薄膜狀粘接劑 ; 104 : 擴張帶 ; 105 : 環狀框架 ; 105a : 開口部 ; 2: 保持單元 ; 20 : 工件保持臺 ; 200 : 吸附部 ; 201 : 框體 ; 202 : 空氣流路 ; 203 : 吸引 源; 21、 21a : 框架支承部 ; 210a : 冷風路徑 ; 211a : 排出口 ; 22 : 工件升降單元 ; 220 : 缸體 ; 221 : 活塞桿 ; 23 : 框架升降單元 ; 230 : 缸體 ; 231 : 活塞桿 ; 3: 框架壓緊部 ; 4: 加熱冷卻單 元; 4a : 加熱單元 ; 40 : 基座 ; 41 : 軸部 ; 42 : 環形基座 ; 43 : 加熱單元 ; 44 : 冷卻單元 ; 5: 蓋部 件; 6: 框架保持單元 ; 7: 殼體 ; 70 : 開關門 ; 8: 間隙 ; 9: 芯片間隔形成單元。
     具體實施方式
     圖 1 所示的帶擴張裝置 1 是對例如圖 2(a)、 (b) 所示的分割前的板狀工件 100 進行 分割加工的裝置。板狀工件 100 例如圖 2(a) 所示, 在其表面 100a 形成有由分割預定線 101 劃分形成的多個芯片區域 102。 如圖 2(b) 所示, 在背面 100b 粘貼有被稱為 DAF(Die Attach Film) 的薄膜狀粘接劑 103, 薄膜狀粘接劑 103 粘貼在擴張帶 104 上。在擴張帶 104 的周緣部粘貼有形成為環狀并且形成有開口部 105a 的環狀框架 105, 板狀工件 100 在開口部 105a 中由擴張帶 104 支承著與環狀框架 105 成為一體。下面, 把這樣由擴張帶 104 支承著與環 狀框架 105 成為一體的板狀工件 100 稱為 “帶框架工件 10” 。另外, 也存在板狀工件 100 的 背面 100b 沒有粘貼薄膜狀粘接劑 103 的情況。并且, 對工件沒有特別限定, 例如可以列舉 硅晶片等半導體晶片、 在半導體晶片的背面設置的 DAF 等粘接部件、 或者半導體制品的封 裝體、 陶瓷、 玻璃、 藍寶石 (Al2O3) 類的無機材料基板、 以及要求微米級的加工位置精度的各 種加工材料。
     擴張帶 104 在常溫下具有伸縮性, 具有通過在加熱到預定溫度 ( 例如 70℃ ) 以上 后進行冷卻, 而在冷卻的過程中收縮的性質。關于擴張帶 104 的基材, 可以列舉聚氯乙烯、 聚丙烯、 聚乙烯、 聚烯烴等合成樹脂片, 關于粘接層可以列舉丙烯樹脂。
     對圖 2(a) 所示的板狀工件 100 實施例如激光加工。激光加工是使針對板狀工件 100 具有透射性的激光聚光在板狀工件 100 的內部, 由此沿著分割預定線 101 形成改性層的 加工。 改性層是指密度、 折射率、 機械強度及其他物理特性的任一方面與其周圍狀態不同的 層, 例如熔融處理區域、 裂紋區域、 絕緣破壞區域、 折射率變化區域等, 也包括這些區域混合 存在的區域。
     圖 1 所示的帶擴張裝置 1 具有 : 保持單元 2, 其保持圖 2 所示的板狀工件 100 及薄 膜狀粘接劑 103、 擴張帶 104 以及環狀框架 105 ; 框架壓緊部 3, 其將環狀框架 105 夾在該框 架壓緊部 3 和保持單元 2 之間 ; 加熱冷卻單元 4, 其具有對在保持單元 2 中保持的擴張帶 104 進行加熱及冷卻的功能 ; 以及蓋部件 5, 其從上方覆蓋加熱冷卻單元 4。
     如圖 1 所示, 保持單元 2 具有 : 工件保持臺 20, 其隔著擴張帶 104 來吸引并保持板 狀工件 100 并能夠升降 ; 框架支承部 21, 其從下方將環狀框架 105 支承在工件保持臺 20 上 ; 工件升降單元 22, 其通過使工件保持臺 20 升降, 由此使被保持在工件保持臺 20 上的板狀工 件 100 升降 ; 以及框架升降單元 23, 其使框架支承部 21 升降。圖 1 所示的環狀框架 105 被 框架支承部 21 和框架壓緊部 3 夾持, 由框架支承部 21 和框架壓緊部 3 構成框架保持單元 6。
     框架升降單元 23 由至少三個 ( 在圖示的示例中為四個 ) 氣缸 (aircylinder) 構 成, 該氣缸由缸體 230 和活塞桿 231 構成。活塞桿 231 的上端被固定在框架支承部 21 的下 表面, 通過活塞桿 231 的升降, 使框架支承部 21 升降。
     按照圖 3 所示, 圖 1 所示的保持單元 2 被收容在殼體 7 中。在殼體 7 的側面設有 開關門 70, 在將開關門 70 打開的狀態下, 能夠將圖 2 所示的帶框架工件 10 移入殼體 7 中或 從殼體 7 中移出。并且, 如圖 4 所示, 加熱冷卻單元 4 被收容在蓋部件 5 的內側。
     如圖 5 所示, 工件保持臺 20 具有 : 吸附部 200, 其由上表面形成為平面狀的具有無 數個氣孔的多孔體形成 ; 框體 201, 其從下方及外周側支承吸附部 200。吸附部 200 的上表 面與框體 201 的上表面形成為一個平面。吸附部 200 通過貫穿框體 201 的空氣流路 202 與 吸引源 205 連通, 借助來自吸引源 205 的負壓, 吸引并保持擴張帶 104 和板狀工件 100。框 體 201 形成為其外徑比框架支承部 21 及框架壓緊部 3 的內徑小, 因而在工件保持臺 20 的 外周面與框架支承部 21 及框架壓緊部 3 的內周面之間形成有間隙 8。
     如圖 5 所示, 工件升降單元 22 例如是氣缸, 由缸體 220 和活塞桿 221 構成。活塞 桿 221 的上端被固定在框體 201 的下表面, 通過活塞桿 221 的升降, 使工件保持臺 20 升降。如圖 5 所示, 利用框架支承部 21 和框架壓緊部 3 夾持框架 105, 當在這種狀態下 使工件保持臺 20 上升時, 擴張帶 104 被擴張, 分割為板狀工件 100 的各個芯片 102, 而且能 夠使芯片間隔成為預期的距離。因此, 保持單元 2 及框架壓緊部 3 作為芯片間隔形成單元 9 發揮作用, 其使環狀框架 105 和板狀工件 100 在與板狀工件 100 的表面 100a 垂直的方向 ( 在本示例中指鉛垂方向 ) 相分離, 使擴張帶 104 擴張, 由此沿著分割預定線 101 分割為各 個芯片 102, 并使芯片間隔擴張為預期的距離。
     圖 6 表示從下方觀察到的圖 1、 4 及 5 所示的加熱冷卻單元 4 的狀態, 加熱冷卻單 元 4 由圓形的基座 40、 與基座 40 的中心連接并能夠與基座 40 一起旋轉的軸部 41、 從基座 40 的周緣部向下方突出形成的環形基座 42、 設于環形基座 42 的多個加熱單元 43 及多個冷 卻單元 44 構成。在圖示的示例中, 加熱單元 43 及冷卻單元 44 被埋設配置, 例如, 加熱單元 43 能夠使用加熱器和 / 或送出熱風的加熱送風機, 冷卻單元 44 能夠使用送出冷風的冷風送 風機。在圖 6 及圖 7 的示例中, 加熱單元 43 及冷卻單元 44 沿著環形基座 42 的周向交替配 置。在圖 7 的示例中, 加熱單元 43 及冷卻單元 44 以 45 度間隔交替配置, 環形基座 42 沿箭 頭 A 方向旋轉, 由此加熱單元 43 及冷卻單元 44 也旋轉。
     下面, 說明將圖 2 所示的板狀工件 100 分割為各個芯片 102 并擴大芯片間隔的方 法。首先, 如圖 8 所示, 將環狀框架 105 放置在框架支承部 21 上。此時, 通過框架升降單元 23 的控制, 框架支承部 21 的上表面位于工件保持臺 20 的吸附部 200 的上表面的略微上方。 在構成加熱冷卻單元 4 的環形基座 42 設置的加熱單元 43 及冷卻單元 44( 參照圖 7) 位于 間隙 8 的上方。 然后, 如圖 9 所示, 通過使框架升降單元 23 的活塞桿 231 上升, 由此從上下方向將 環狀框架 105 夾在框架支承部 21 和框架壓緊部 3 之間。此時的帶框架工件 10 的位置是待 機位置。并且, 如圖 10 所示, 通過保持由框架支承部 21 和框架壓緊部 3 夾持環狀框架 105 的狀態, 同時通過氣缸 22 的控制使活塞桿 221 上升而使工件保持臺 20 上升, 由此使吸附部 200 的上表面及框體 201 的上表面與擴張帶 104 的背面接觸, 進一步使工件保持臺 20 上升, 從而使擴張帶 104 及板狀工件 100 上升。這樣, 被粘貼在擴張帶 104 的周緣部的環狀框架 105 被框架支承部 21 和框架壓緊部 3 夾持著不能移動, 而粘貼有板狀工件 100 的部分及其 外周側的擴張帶 104 上升, 所以擴張帶 104 以開口部 105a( 參照圖 2) 的中心為基準呈放射 方向拉伸。并且, 在擴張帶 104 伸長時, 水平方向的外力作用于在板狀工件 100 的內部形成 的改性層部分, 分割預定線 101 在縱橫方向分離, 相鄰的芯片 102 之間的間隔擴大, 被分割 為各個芯片 102。并且, 在板狀工件 100 的背面 100b 粘貼的薄膜狀粘接劑 103 也斷開。并 且, 在分割為芯片 102 之后, 繼續使工件保持臺 20 上升, 由此能夠使相鄰的芯片之間的間隔 擴張為預期的距離。
     在這樣使擴張帶 104 擴張后, 從吸引源 203 使吸引力作用于吸附部 200, 由此隔著 擴張后的擴張帶 104 來吸引并保持板狀工件 100。并且, 如圖 11 所示, 在使工件保持臺 20 下降, 帶框架工件 10 返回待機位置時, 在芯片 102 的最外周部分與環狀框架 105 的內周面 之間的區域中、 即空間 8 中, 擴張帶 104 產生松弛部 104a。另外, 此時吸引力不作用于吸附 部 200, 所以擴張帶 104 中粘貼有各個芯片 102 的部分不會產生松弛。
     然后, 如圖 12 所示, 不改變工件保持臺 20、 框架支承部 21 及框架壓緊部 3 的位置, 使加熱冷卻單元 4 下降, 使被埋設在環形基座 42 中的加熱單元 43 及冷卻單元 44 以與在空
     間 8 中露出的擴張帶 104 的被擴張的部位即松弛部 104a 接近的狀態相面對。并且, 例如, 使加熱單元 43 起動, 同時從冷卻單元 44 送出冷風, 使環形基座 42 沿箭頭 A 方向旋轉 135 度。然后, 如圖 7 所示, 由于加熱單元 43 和冷卻單元 44 以 45 度間隔交替配置, 所以通過最 初的 90 度的旋轉, 從加熱單元 43 沿箭頭 B 方向對松弛部 104a 整體進行加熱, 通過最初 45 度的旋轉之后的 90 度的旋轉, 從冷卻單元 44 沿箭頭 B 方向對被加熱的部分進行冷卻。另 外, 也可以是最初只使加熱單元 43 起動, 使加熱冷卻單元 4 旋轉 90 度, 然后使加熱單元 43 停止, 同時使冷卻單元 44 起動, 在該狀態下使加熱冷卻單元 4 再旋轉 90 度。
     在按照上面所述對松弛部 104a 加熱后進行冷卻時, 如圖 13 所示, 圖 12 所示的松 弛部 104a 收縮, 松弛被消除, 并成為收縮部 104b。因此, 在將分割后的帶框架工件 10 從帶 擴張裝置 1 取下并輸送到后面工序的過程中, 或在后面的工序中進行保持時, 不會產生障 礙。而且, 加熱冷卻單元 4 能夠在加熱后馬上進行冷卻, 因而效率極好。
     另外, 如圖 14 所示的帶擴張裝置 1a 那樣, 也可以在框架支承部 21a 的內部形成冷 風路徑 210a, 從冷風路徑 210a 的前端的排出口 211a 沿箭頭 C 方向對松弛部 104a 排出冷 風進行冷卻。在這種情況下, 可以在松弛部 104 的上方只配置加熱單元 4a。該加熱單元 4a 與加熱冷卻單元 4 同樣構成為, 基座 40 與軸部 41 的前端連接, 從基座 40 的周緣部向下方 突出形成有環形基座 42, 但也可以在環形基座 42 中只埋設加熱單元 43。另外, 在進行加熱 時, 與圖 12 所示的情況相同, 使環形基座加熱單元 4a 在松弛部 104a 的上方沿箭頭 A 方向 旋轉, 從加熱單元 43 沿箭頭 B 方向進行加熱。 在以上說明的示例中, 通過使擴張帶 104 擴張, 對分割前的板狀工件進行分割, 并 使芯片間隔成為預期的距離, 但也可以在已被分割并且整體上保持分割前的形狀的狀態 下, 針對被粘貼在擴張帶上的已分割板狀工件, 也使帶擴張裝置 1、 1a 進行相同的動作, 由 此使芯片間隔成為預期的距離。即, 芯片間隔形成單元 9 具有以下功能, 使框架保持單元 6 和被分割后的板狀工件沿與該板狀工件表面垂直的方向相分離, 使擴張帶擴張, 由此使被 分割后的板狀工件的芯片間隔擴張為預期的距離。
    

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擴張 裝置
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