专利名称：裂片机的制作方法
技术领域：
裂片机技术领域[0001]本实用新型涉及一种裂片机，尤指一种应用于分割陶瓷基板的裂片机。
背景技术：
[0002]在半导体元件的封装过程中，主要利用晶圆劈裂机将晶圆分割成多数颗晶粒，接 着将晶粒固置于载体上并进行电路布设，之后以封装胶将晶粒包覆封装成型，制成具有特 定功能的半导体元件。[0003]一般来说，晶圆劈裂机包括一工作台、一劈裂台、一劈刀装置及一图像获取系统， 其中工作台可做水平方向的移动和转动，劈裂台设置于工作台的一端以使晶圆抵压于其 上，图像获取系统设置于工作台的另一端，用于获取晶圆的图像并通过晶圆上的指标线 (marker)得知晶圆的位置，而后再通过劈刀装置的劈刀由上而下地自晶圆的指标线予以劈 裂，即将晶圆分割成多数颗晶粒。[0004]随着陶瓷基板的半导体元件的广泛应用，已知陶瓷板材的分割方法通常为使用含 有钻石等颗粒的切割刀或以激光切断之以形成多数陶瓷基板，而除了此类一次性的切断方 法外，还可在半切割后加以外力来分割，例如手动剥离。虽然，上述半切割后再分割的方法 和一次完全切断的方法相比处理的时间较短，但容易造成分割后的陶瓷基板的断面的平齐 度不佳，使得半导体元件的良率较差。[0005]此外，若通过上述的晶圆劈裂机来分割陶瓷板材，由于其图像获取系统通常使用 发蓝光的下光源，因此无法直接辨识陶瓷基板上经半切割形成的切痕，必须先于陶瓷板材 上预先设有多数条指针线，使图像获取系统能够顺利获取陶瓷板材的位置，导致分割程序 较费时。又，这些发蓝光单元与陶瓷板材通常呈平行设置，导致图像获取系统虽能获取到陶 瓷板材的指针线的位置，但这些指针线却为阴影所遮蔽，使得劈刀装置无法准确冲击至正 确位置，并造成陶瓷基板的形状不完整。[0006]发明人有鉴于上述的缺点，依其多年从事劈裂机相关产业的制造开发及研究经 验，在不断的研究、实验与改良之后，终于得到一种确具实用性的本实用新型。实用新型内容[0007]本实用新型的主要目的在于提供一种高分割精度的裂片机，其能够使分割后陶瓷 基板的断面的平齐度较佳。[0008]根据本实用新型的具体实施例，所述裂片机用于将一板材分割成多个基板，包括 一承载装置、一劈刀装置、一摄像装置及一中控装置，该承载装置包含有一工作平台、一设 置于该工作平台上的位置调整单元及一设置于该位置调整单元上的用于定位该板材定位 环座；该劈刀装置设置于该承载装置的一端以冲击该板材；该摄像装置设置于该承载装置 的另一端以摄取该板材的轮廓信息；该中控装置电性连接该承载装置、该劈刀装置及该摄 像装置；其中，该摄像装置包含有一图像获取单元及多个分别设置于该图像获取单元的相 对两侧的红外光发射单元，且这些红外光发射单元与一水平面夹有一角度。[0009]进一步地，角度介于10到20度之间。[0010]进一步地，裂片机还包括一供输入相关设定参数的人机界面，人机界面电性连接中控装置。[0011]进一步地，劈刀装置包括一定位架、一冲击组件及一第一驱动组件，定位架设置于工作平台上，冲击组件设置于定位架上且位于与定位环座相对的位置，第一驱动组件设置于冲击组件上。[0012]进一步地，冲击组件包括一基座、一升降滑座及一冲击刀具，基座设置于定位架上，升降滑座可滑动地设置于基座的一侧，冲击刀具设置于升降滑座上。[0013]进一步地，第一驱动组件包括一伺服马达及一导螺杆，伺服马达设置于基座上，导螺杆的一端连接伺服马达且导螺杆的另一端连接升降滑座。[0014]进一步地，位置调整单元包括一横移机构及一旋转机构，横移机构设置于工作平台上，旋转机构设置于横移机构上。[0015]进一步地，横移机构包括一滑轨组、一横移滑座及一第二驱动组件，滑轨组设置于工作平台的一端，横移滑座可滑动地设置于滑轨组上，第二驱动组件穿过工作平台且与横移滑座连接。[0016]进一步地,旋转机构包括一旋转基座及一第三驱动组件,旋转基座可旋转地设置于定位环座内，旋转机构的第三驱动组件设置于横移滑座上且与旋转基座连接。[0017]进一步地，摄像装置还包括一线性滑台、一视觉微调座、一连接座及一第四驱动组件，线性滑台设置于工作 平台的一端，视觉微调座可滑动地设置于线性滑台上，连接座设置于视觉微调座的一侧且图像获取单元设置于连接座上，以及红外光发射单元分别设置于连接座的相对两侧，第四驱动组件设置于线性滑台上且与视觉微调座连接。[0018]综上所述，本实用新型通过设置于图像获取单元的相对两侧的发红外光单与水平面夹有一角度的设计，使摄像装置即使在板材上未设有指标线的情况下，仍能够清楚辨识到板材上的半切割切痕并顺利获取板材的轮廓信息，从而使分割后的基板的断面呈平齐状以确保基板的形状的完整性，进一步确保使用基板的半导体元件的良率，达到高精度切割的目的。[0019]再者，所述裂片机在分割程序中不需预先于板材上形成多条标示线，因此可缩短整体分割程序的处理时间，从而减少制造成本。
[0020]图1为本实用新型的裂片机的俯视立体示意图；[0021]图2为本实用新型的裂片机的仰视立体示意图；[0022]图3为本实用新型的劈刀装置的侧视平面示图；[0023]图4为本实用新型的劈刀装置的俯视立体示意图；[0024]图5为本实用新型的压制组件之上视平面示意图；[0025]图6为本实用新型的变化实施例的劈裂装置的侧视平面示意图；[0026]图7为本实用新型的摄像装置的侧视平面示意图；以及[0027]图8为本实用新型的裂片机的俯视立体示意图。[0028]主要元件符号说明[0029]I裂片机[0030]10承载装置[0031]11工作平台[0032]12位置调整单元[0033]121横移机构[0034]1211滑轨组[0035]1212横移滑座[0036]1213第一驱动组件[0037]122旋转机构[0038]1221旋转环座[0039]1222第二驱动组件[0040]13定位环座20劈刀装置[0042]21定位架[0043]22冲击组件[0044]221基座[0045]222升降滑座[0046]223冲击刀具[0047]23第三驱动组件[0048]231伺服马达[0049]232导螺杆[0050]24压制机构[0051]241压板[0052]242固定座[0053]243缓冲件[0054]30摄像装置[0055]31连接座[0056]32图像获取单元[0057]33发红外光单元[0058]34线性滑台[0059]35视觉微调座[0060]36第四驱动组件[0061]40人机界面[0062]H水平面[0063]Θ夹角具体实施方式
[0064]请参阅图1及2，其中分别显示本实用新型的裂片机I的俯视立体示意图及仰视立体示意图。所述裂片机I包括一承载装置10、一劈刀装置20、一摄像装置30及一中控装置(图未示)，用于将一板材分割成多个基板，以进行后续的封装作业。补充提及的是，所述 板材会先以激光切割出横向与纵向的半切割切痕并包覆一膜片加以保护，接着再送入裂片 机I进行分割程序。[0065]其中，承载装置10包含有一工作平台11、一设置于工作平台11上的位置调整单 元12及一设置于位置调整单元12上的定位环座13。其中，定位环座13用于定位该板材； 劈刀装置20设置于承载装置10的一端(即承载装置10的上方)，用于冲击该板材；摄像装 置30设置于承载装置10的另一端(即承载装置10的下方)，用于摄取该板材的轮廓信息； 中控装置电性连接承载装置10、劈刀装置20及摄像装置30。[0066]具体而言，所述位置调整单元12包括一横移机构121及一旋转机构122，其中横 移机构121设置于工作平台11上，旋转机构122则设置于横移机构121的上方。更详细地 说，横移机构121包括一滑轨组1211、一横移滑座1212及一驱动组件1213 (为方便说明本 实用新型的具体实施例，故于下述的内容将横移机构的驱动组件称作第一驱动组件)，滑轨 组1211设置于工作平台11上，并包括两个滑轨，横移滑座1212可水平滑动地组设于滑轨 组1211上且具有一导螺杆(未示出)螺接其中，第一驱动组件1213穿设于工作平台11且连 接横移滑座1212。[0067]第一驱动组件1213的优选实施方式可以是由一伺服马达(servo drive)、一连接 于伺服马达的心轴的主动齿轮及一连动皮带所组成，并通过连动皮带的一端套接主动齿轮 且另一端套接横移滑座1212的设计，使横移滑座1212可以被伺服马达经导螺杆驱动而横 移。[0068]旋转机构122包括一旋转环座1221及一驱动组件1222(为方便说明本实用新型的 具体实施例，故于下述的内容将旋转机构的驱动组件称作第二驱动组件)，定位环座13设置 于横移滑座1212上，而旋转环座1221可旋转地设置于定位环座13内，第二驱动组件1222 设置于横移滑座1212上且连接旋转环座1221。其中，第二驱动组件1222与上述的第一驱 动组件1213包含的零组件大致相同，同样通过连动皮带的一端套接主动齿轮且另一端套 接旋转环座1221的设计，使旋转环座1221可以被伺服马达经连动皮带带动而在横移滑座 1212上旋转。另外，所述第一驱动组件1213和第二驱动组件1222也可以是其他等效的线 性驱动机构。[0069]请参阅图3及4，其分别显示本实用新型的劈刀装置20的侧视平面示图及俯视立 体示意图，并请配合参阅图1，所述劈刀装置20包括一定位架21、一冲击组件22及一驱动 组件23 (为方便说明本实用新型的具体实施例，故于下述的内容将劈刀装置的驱动组件称 作第三驱动组件)。具体而言，劈刀装置20以定位架21组设于承载装置10的工作平台11 上，冲击组件22设置于定位架21上且位于定位环座13的相对处，第三驱动组件23设置于 冲击组件22上。[0070]更详细地说，冲击组件22包括一基座221、一升降滑座222及一冲击刀具223，其 中基座221设置于定位架21上，升降滑座222可垂直滑动地设置于基座221的一侧，而冲击 刀具223设置于升降滑座222上。另外，第三驱动组件23优选为一伺服马达231及一导螺 杆232的组合，其中伺服马达231设置于基座221上，导螺杆232的一端连接伺服马达231 且另一端连接升降滑座222，据此，升降滑座222可以被伺服马达231驱动导螺杆232而垂 直升降。[0071]需说明的是，于分割板材的过程中，板材固定于定位环座13上，并通过位置调整单元12的横移机构121及旋转机构122来带动定位环座13以使板材横移或转动，使板材上的半切割切痕对准冲击组件22的冲击刀具223后，再利用冲击组件22的第三驱动组件 23驱动升降滑座222垂直下降，以带动冲击刀具223冲击板材上的半切割切痕。[0072]请参阅图5及6,所述劈刀装置20还可包括一压制机构24,其包括一压板241、一固定座242及一缓冲件243，其中缓冲件243的一端连接压板241且另一端连接固定座242， 所述压制机构24即通过其固定座242组设于冲击组件22的升降滑座222上。藉此，裂片机I的劈刀装置20于冲击板材的过程中可通过压制机构24的压板241压制于板材上，以减少板材的翘曲度，据而增加劈裂的精准度。[0073]值得一提的是，所述裂片机I可通过伺服马达231能与中控装置双向传递信号的优点，使伺服马达231接收中控装置发出的程序指令而带动导螺杆232旋转，并带动升降滑座222与冲击刀具223下降一特定的冲击行程；待升降滑座222与冲击刀具223下降至该特定的冲击行程的同时，伺服马达231即回馈信号给中控装置，而中控装置在接收到回馈信号后随即发出另一程序指令使升降滑座222与冲击刀具223上升至初始位置。据此，中控装置能够根据伺服马达231回传的信号做比较修正，使冲击刀具223能够精确地冲击板材上的半切割切痕，从而增加分割的精度。[0074]请参阅图7，其显示本实用新型的摄像装置30的侧视平面示意图，并请配合参阅图2，于本优选实施例中，图像获取单元32为一 CXD摄影机；另外，所述摄像装置30还包括一线性滑台34、一视觉微调座35及一驱动组件36 (为方便说明本实用新型的具体实施例， 故于下述的内容将摄像装置的驱动组件称作第四驱动组件)。[0075]具体而言，线性滑台34设置于工作平台11的下方，视觉微调座35可水平滑动地组设于线性滑台34上，连接座31固定连接于视觉微调座35的一侧，图像获取单元32则装置于连接座31上，这些发红外光单元33分别设置于连接座31上且位于图像获取单元32 的相对两侧。第四驱 动组件36包括一伺服马达及一导螺杆，其中导螺杆平行设置于线性滑台34上且一端突出连接于伺服马达，并通过与视觉微调座35相互耦合的设计，使视觉微调座35能被伺服马达经导螺杆驱动而移动。[0076]进一步值得一提的是，这些发红外光单元33与水平面夹H有一角度Θ，换言之，即这些发红外光单元33与连接座31平行的平面夹有一角度Θ，该角度Θ介于10到20度之间，其中优选为15度，藉此，图像获取单元32能够清楚辨识到板材上的指标线并顺利获取板材的轮廓信息(即指针线不会被阴影所遮蔽)。再者，即使于板材上未设有指标线的情况下，图像获取单元32仍可通过这些发红外光单元33发出的红外光以清楚辨识到板材上的半切割切痕。[0077]请参阅图8，其显示本实用新型的裂片机I的俯视立体示意图，并请配合参阅图1 及2，所述裂片机I还包括一供输入相关设定参数的人机界面40，其电性连接于中控装置， 于本优选实施例中，中控装置为一电脑。据此，使用者可直接通过人机界面40来对承载装置10、劈刀装置20及摄像装置30进行控制，而不需经由连接中控装置的繁复的周边配备， 从而提升操作裂片机I的方便性。[0078]综上所述，相较于传统晶圆劈裂机，本实用新型的裂片机具有下列的优点[0079]1、本实用新型劈刀装置的冲击刀具由伺服马达经导螺杆驱动而垂直升降，因此可利用伺服马达能与中控装置双向传递信号的优点，使中控装置能根据伺服马达回传的信号 做比较修正，从而让冲击刀具能更佳精确地冲击板材上预先形成的半切割切痕上，进一步 增加分割的精度。[0080]2、本实用新型摄像装置的发红外光单元设置于图像获取单元的相对两侧且与连 接座平行的平面夹有一角度，即便在板材上未设有指标线的情况下仍能清楚辨识到板材 上预先形成的半切割切痕并顺利获取板材的轮廓信息，因此能够增加劈刀装置的冲击准确 度，从而使分割后的每一基板均具有平齐状的断面，以确保分割后的基板的完整性，进一步 确保半导体组件的良率。[0081]3、根据上述的第2点优点，本实用新型裂片机于分割程序中不需预先在板材上设 置多条标示线，因此可缩短整体分割程序的处理时间，以减少制造成本；再者，本实用新型 摄像装置的光源使用发红外光单元，相较于传统图像获取系统通常系使用发蓝光的下光 源，故本实用新型裂片机还具有设备成本上的优势。[0082]4、本实用新型裂片机具有一供输入相关设定参数的人机界面，因此使用者不需经 由连接于中控装置的繁复的周边配备来输入这些设定参数，大幅提升使用者操作的方便 性。
权利要求1.一种裂片机，用于将一板材分割成多个基板，其特征在于，所述裂片机包括 一承载装置，所述承载装置包含有一工作平台、一设置于所述工作平台上的位置调整单元及一设置于所述位置调整单元上的用于定位所述板材的定位环座； 一劈刀装置，所述劈刀装置设置于所述承载装置的一端以冲击所述板材； 一摄像装置，所述摄像装置设置于所述承载装置的另一端以摄取所述板材的轮廓信息，其中，所述摄像装置包含有一图像获取单元及多个设置于所述图像获取单元的相对两侧的红外光发射单元，且所述红外光发射单元与一水平面夹有一角度；以及 一中控装置，所述中控装置电性连接所述承载装置、所述劈刀装置及所述摄像装置。
2.根据权利要求1所述的裂片机，其特征在于，所述角度介于10到20度之间。
3.根据权利要求1所述的裂片机，其特征在于，所述裂片机还包括一供输入相关设定参数的人机界面，所述人机界面电性连接所述中控装置。
4.根据权利要求1所述的裂片机，其特征在于，所述劈刀装置包括一定位架、一冲击组件及一第一驱动组件，所述定位架设置于所述工作平台上，所述冲击组件设置于所述定位架上且位于与所述定位环座相对的位置，所述第一驱动组件设置于所述冲击组件上。
5.根据权利要求4所述的裂片机，其特征在于，所述冲击组件包括一基座、一升降滑座及一冲击刀具，所述基座设置于所述定位架上，所述升降滑座可滑动地设置于所述基座的一侧，所述冲击刀具设置于所述升降滑座上。
6.根据权利要求5所述的裂片机，其特征在于，所述第一驱动组件包括一伺服马达及一导螺杆，所述伺服马达设置于所述基座上，所述导螺杆的一端连接所述伺服马达且所述导螺杆的另一端连接所述升降滑座。
7.根据权利要求1所述的裂片机，其特征在于，所述位置调整单元包括一横移机构及一旋转机构，所述横移机构设置于所述工作平台上，所述旋转机构设置于所述横移机构上。
8.根据权利要求7所述的裂片机，其特征在于，所述横移机构包括一滑轨组、一横移滑座及一第二驱动组件，所述滑轨组设置于所述工作平台的一端，所述横移滑座可滑动地设置于所述滑轨组上，所述第二驱动组件穿过所述工作平台且与所述横移滑座连接。
9.根据权利要求8所述的裂片机，其特征在于，所述旋转机构包括一旋转基座及一第三驱动组件，所述旋转基座可旋转地设置于所述定位环座内，所述旋转机构的所述第三驱动组件设置于所述横移滑座上且与所述旋转基座连接。
10.根据权利要求1所述的裂片机，其特征在于，所述摄像装置还包括一线性滑台、一视觉微调座、一连接座及一第四驱动组件，所述线性滑台设置于所述工作平台的一端，所述视觉微调座可滑动地设置于所述线性滑台上，所述连接座设置于所述视觉微调座的一侧且所述图像获取单元设置于所述连接座上，以及所述红外光发射单元分别设置于所述连接座的相对两侧，所述第四驱动组件设置于所述线性滑台上且与所述视觉微调座连接。
专利摘要一种裂片机，其用于将一板材分割成多个基板，包括承载装置、劈刀装置、摄像装置及中控装置，其中，该承载装置用于定位该板材，该劈刀装置设置于该承载装置的一端，用于冲击该板材，该摄像装置设置于该承载装置的另一端，用于摄取该板材的轮廓信息，该中控装置电性连接该承载装置、该劈刀装置及该摄像装置，其特征在于，该摄像装置包含有一图像获取单元及多个分别设置于该图像获取单元的相对两侧的发红外光单元，且这些发红外光单元与一水平面夹有一角度。本实用新型使摄像装置即使在板材上未设有指标线的情况下，仍能够清楚辨识到板材上的半切割切痕并顺利获取板材的轮廓信息，从而使分割后的基板的断面呈平齐状以确保基板的形状的完整性。
文档编号B28D7/00GK202826098SQ20122037993
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月1日 优先权日2012年8月1日
发明者吕松木 申请人:延武机械有限公司