一种防止开裂的晶圆结构及划片方法与流程

    专利查询2025-08-11  15


    本发明涉及半导体生产,尤其涉及一种防止开裂的晶圆结构及划片方法。


    背景技术:

    1、近年来,随着光电产业的快速发展,对高度集成的半导体晶圆的需求日益增加,诸如、硅、碳化硅、蓝宝石、玻璃等材料广泛用于半导体晶片,随着晶圆集成度的快速提升,晶圆趋向于更薄更轻,传统的加工方式已经不再适用,激光切割逐渐引入半导体晶片切割。

    2、现有的晶圆在进行激光切割时,一般采用人工或机械臂进行上件,两种方式都是将放置晶圆的托盘转运至划片台上,而后进行激光划片,完成激光划片后再将托盘取下,继续进行下一次激光划片,如此循环往复,操作过程中,托盘拿取时装置需要停机一段时间,等待下一个托盘安放完成后才能继续进行划片工作,使激光划片的连续性较差,产生较长的工作无效时间,降低了划片效率。


    技术实现思路

    1、本发明公开一种防止开裂的晶圆结构及划片方法,旨在解决托盘拿取时装置需要停机一段时间,等待下一个托盘安放完成后才能继续进行划片工作,使激光划片的连续性较差,产生较长的工作无效时间,降低了划片效率的技术问题。

    2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

    3、本发明提出的一种防止开裂的晶圆结构,包括晶圆,所述晶圆由半导体衬底、芯片、防裂边框和划片条组成,所述芯片设置有若干个,若干个所述芯片阵列安装于半导体衬底上,每个所述芯片的外壁均固定安装有防裂边框,所述划片条安装在半导体衬底上,且划片条设置于多块芯片之间。

    4、另一方面本发明提供了上述一种防止开裂的晶圆结构的划片方法,包括以下步骤:

    5、s1、将晶圆贴在蓝膜上;

    6、s2、采用激光划片设备沿划片条进行划片切割;

    7、s3、完成划片后,通过裂片方式使键合晶圆上的芯片分离;

    8、s4、将分离下来的独立芯片进行封装。

    9、另一方面,本发明提供了上述一种防止开裂的晶圆结构所用的激光划片设备,包括托盘、支撑架与激光划片机构,所述半导体衬底放置于托盘内,所述支撑架的上方设置有l型转向台,所述l型转向台上设置有两个互呈90°的夹持组件,所述支撑架上设置有旋转升降组件,且支撑架的上方设置有划片台,所述划片台设置于l型转向台的侧方,所述划片台上放置有多个呈圆周阵列分布的托盘,且划片台的顶面中部固定连接有支架,所述支架的外壁固定连接有多个呈圆周阵列分布的限位板,所述划片台的底面固定连接有旋转座,所述旋转座上设置有旋转组件。

    10、通过设置有托盘、托盘、l型转向台、夹持组件、旋转升降组件、划片台、支架、限位板、旋转座与旋转组件,配合夹持组件与旋转升降组件实现托盘的夹持转运,调节旋转组件使划片台发生旋转,将托盘转移至激光划片机构下方,即可进行激光划片作业,多个托盘循环转运至激光划片机构下方,缩短多块晶圆激光划片的时间间隔,提高了激光划片的连续性,减少了无效工作时间的产生,大大提高了激光划片的效率。

    11、所述夹持组件包括气缸一,气缸一固定连接在l型转向台的顶面一侧,气缸一的输出端固定连接有连接架,连接架远离气缸一的一侧外壁固定连接有移动架,移动架的内部中端固定连接有双轴电机;所述双轴电机两端的动力输出轴均通过联轴器传动连接有连杆,连杆远离双轴电机的一端固定连接有丝杆,丝杆的表面螺纹连接有移动座,移动座远离气缸一的一侧外壁固定连接有夹臂,两个夹臂关于双轴电机对称设置,移动座的顶面与底面均固定连接有定位杆,移动架的内部两端均开设有定位槽,定位杆滑动设置于定位槽内;所述旋转升降组件包括旋转电机,旋转电机固定连接在支撑架的顶面一端,旋转电机的动力输出轴通过联轴器传动连接有支撑座,支撑座的顶面中部固定连接有立柱,立柱的顶面固定连接有气缸二,气缸二的输出端固定连接在l型转向台的顶面,l型转向台滑动设置于立柱的表面,两个气缸一以旋转电机的轴心为圆形呈90°设置。

    12、通过设置有夹持组件与旋转升降组件,二者相互配合,将完成划片的晶圆转运至下件处,同时未完成转运的晶圆转运至划片台的上方,逆向驱动双轴电机,使夹臂远离托盘,同时完成上件和下件操作,大大提高了激光划片的效率。

    13、在一个优选的方案中,所述旋转组件包括驱动电机,驱动电机固定连接在支撑架的顶面,驱动电机的动力输出轴通过联轴器传动连接有缺齿齿轮,缺齿齿轮的表面啮合有齿轮,齿轮转动设置于旋转座的底面中部;所述齿轮的底面中部固定连接有连接柱,连接柱的一侧外壁固定连接有连接板,连接板远离连接柱的一端固定连接有升降座,升降座的内壁固定连接有导向柱一,导向柱一的表面滑动设置有转向杆;所述转向杆远离导向柱一的一端固定连接有挤压座,旋转座的底面开设有若干个呈圆周阵列分布的弧形槽,挤压座滑动设置于弧形槽内,旋转座的底面固定连接有导向架,导向架的内部开设有导向槽,导向槽由水平槽和斜槽组成,转向杆滑动设置于导向槽内,升降座的一侧外壁固定连接有弹簧,弹簧远离升降座的一端固定连接在导向架的外壁一端,且弹簧自斜槽一端向水平槽一端倾斜设置;所述支撑架的顶面固定连接有气缸三,气缸三的输出端固定连接有圆环架,圆环架的顶面固定连接有多个呈圆周阵列分布的定位架,旋转座的底面开设有若干个呈圆周阵列分布的限位槽,定位架与限位槽的内壁相抵,支撑架的顶面固定连接有导向柱二,导向柱二与气缸三关于旋转座对称设置,圆环架滑动设置于导向柱二的表面。

    14、通过设置有旋转组件,完成晶圆的激光划片后,启动驱动电机使划片台发生旋转,将另一个托盘旋转至激光划片机构下方,如此循环往复,实现多块晶圆的连续激光划片作业。

    15、由上可知,本发明提供的一种防止开裂的晶圆结构所用的激光划片设备具有多块晶圆进行激光划片的时间间隔短,提高了激光划片的连续性,减少了无效工作时间的产生,大大提高了激光划片效率的技术效果。



    技术特征:

    1.一种防止开裂的晶圆结构,包括晶圆,其特征在于,所述晶圆由半导体衬底(1)、芯片(2)、防裂边框(3)和划片条(4)组成,所述芯片(2)设置有若干个,若干个所述芯片(2)阵列安装于半导体衬底(1)上,每个所述芯片(2)的外壁均固定安装有防裂边框(3),所述划片条(4)安装在半导体衬底(1)上,且划片条(4)设置于多块芯片(2)之间。

    2.一种防止开裂的晶圆结构的划片方法,其特征在于,包括以下步骤:

    3.根据权利要求1-2所述的一种防止开裂的晶圆结构所用的激光划片设备,其特征在于,所述激光划片设备包括托盘(5)、支撑架(6)与激光划片机构,所述半导体衬底(1)放置于托盘(5)内,所述支撑架(6)的上方设置有l型转向台(7),所述l型转向台(7)上设置有两个互呈(90)°的夹持组件(8),所述支撑架(6)上设置有旋转升降组件(9),且支撑架(6)的上方设置有划片台(10),所述划片台(10)设置于l型转向台(7)的侧方,所述划片台(10)上放置有多个呈圆周阵列分布的托盘(5),且划片台(10)的顶面中部固定连接有支架(11),所述支架(11)的外壁固定连接有多个呈圆周阵列分布的限位板(12),所述划片台(10)的底面固定连接有旋转座(13),所述旋转座(13)上设置有旋转组件(14)。

    4.根据权利要求3所述的一种防止开裂的晶圆结构所用的激光划片设备,其特征在于,所述夹持组件(8)包括气缸一(801),气缸一(801)固定连接在l型转向台(7)的顶面一侧,气缸一(801)的输出端固定连接有连接架(802),连接架(802)远离气缸一(801)的一侧外壁固定连接有移动架(803),移动架(803)的内部中端固定连接有双轴电机(804)。

    5.根据权利要求4所述的一种防止开裂的晶圆结构所用的激光划片设备,其特征在于,所述双轴电机(804)两端的动力输出轴均通过联轴器传动连接有连杆(805),连杆(805)远离双轴电机(804)的一端固定连接有丝杆(806),丝杆(806)的表面螺纹连接有移动座(807),移动座(807)远离气缸一(801)的一侧外壁固定连接有夹臂(808),两个夹臂(808)关于双轴电机(804)对称设置,移动座(807)的顶面与底面均固定连接有定位杆(809),移动架(803)的内部两端均开设有定位槽(810),定位杆(809)滑动设置于定位槽(810)内。

    6.根据权利要求5所述的一种防止开裂的晶圆结构所用的激光划片设备,其特征在于,所述旋转升降组件(9)包括旋转电机(901),旋转电机(901)固定连接在支撑架(6)的顶面一端,旋转电机(901)的动力输出轴通过联轴器传动连接有支撑座(902),支撑座(902)的顶面中部固定连接有立柱(903),立柱(903)的顶面固定连接有气缸二(904),气缸二(904)的输出端固定连接在l型转向台(7)的顶面,l型转向台(7)滑动设置于立柱(903)的表面,两个气缸一(801)以旋转电机(901)的轴心为圆形呈(90)°设置。

    7.根据权利要求1所述的一种防止开裂的晶圆结构所用的激光划片设备,其特征在于,所述旋转组件(14)包括驱动电机(1401),驱动电机(1401)固定连接在支撑架(6)的顶面,驱动电机(1401)的动力输出轴通过联轴器传动连接有缺齿齿轮(1402),缺齿齿轮(1402)的表面啮合有齿轮(1403),齿轮(1403)转动设置于旋转座(13)的底面中部。

    8.根据权利要求7所述的一种防止开裂的晶圆结构所用的激光划片设备,其特征在于,所述齿轮(1403)的底面中部固定连接有连接柱(1404),连接柱(1404)的一侧外壁固定连接有连接板(1405),连接板(1405)远离连接柱(1404)的一端固定连接有升降座(1406),升降座(1406)的内壁固定连接有导向柱一(1407),导向柱一(1407)的表面滑动设置有转向杆(1408)。

    9.根据权利要求8所述的一种防止开裂的晶圆结构所用的激光划片设备,其特征在于,所述转向杆(1408)远离导向柱一(1407)的一端固定连接有挤压座(1409),旋转座(13)的底面开设有若干个呈圆周阵列分布的弧形槽(1410),挤压座(1409)滑动设置于弧形槽(1410)内,旋转座(13)的底面固定连接有导向架(1411),导向架(1411)的内部开设有导向槽(1412),导向槽(1412)由水平槽和斜槽组成,转向杆(1408)滑动设置于导向槽(1412)内,升降座(1406)的一侧外壁固定连接有弹簧(1413),弹簧(1413)远离升降座(1406)的一端固定连接在导向架(1411)的外壁一端,且弹簧(1413)自斜槽一端向水平槽一端倾斜设置。

    10.根据权利要求9所述的一种防止开裂的晶圆结构所用的激光划片设备,其特征在于,所述支撑架(6)的顶面固定连接有气缸三(1414),气缸三(1414)的输出端固定连接有圆环架(1415),圆环架(1415)的顶面固定连接有多个呈圆周阵列分布的定位架(1416),旋转座(13)的底面开设有若干个呈圆周阵列分布的限位槽,定位架(1416)与限位槽的内壁相抵,支撑架(6)的顶面固定连接有导向柱二(1417),导向柱二(1417)与气缸三(1414)关于旋转座(13)对称设置,圆环架(1415)滑动设置于导向柱二(1417)的表面。


    技术总结
    本发明属于半导体生产技术领域,尤其是一种防止开裂的晶圆结构及划片方法,包括托盘、支撑架与激光划片机构,支撑架的上方设置有L型转向台,L型转向台上设置有两个互呈90°的夹持组件,支撑架上设置有旋转升降组件,且支撑架的上方设置有划片台,划片台设置于L型转向台的侧方,划片台上放置有多个呈圆周阵列分布的托盘,且划片台的顶面中部固定连接有支架,支架的外壁固定连接有多个呈圆周阵列分布的限位板,划片台的底面固定连接有旋转座,旋转座上设置有旋转组件。本发明具有多块晶圆进行激光划片的时间间隔短,提高了激光划片的连续性,减少了无效工作时间的产生,大大提高了激光划片效率的技术效果。

    技术研发人员:夏淑义,蒋金敏,鲍波
    受保护的技术使用者:江西长芯半导体有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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