专利名称：贴膜对象与其所贴胶膜分离的方法
技术领域：
本发明涉及贴膜对象与其所贴胶膜分离的方法，尤其是有关芯片与其胶膜的分离方法。
背景技术：
传统的贴膜对象工艺，其中之一步骤是必须将贴膜对象与贴合该对象的胶膜分离，再拾取贴膜对象进行后续工艺步骤；例如进行半导体黏晶工艺时，必须先将一片片芯片由胶膜上取出，再翻转芯片与基板焊接，该拾取芯片的方法请参阅图一A至图一Da、如图一A所示，具有真空吸力的取放头10设置于座体11内，取放头10顶部设有弹性组件12，于取放头10相对应的下方设有顶针20，芯片30贴附于紫外光固化胶膜40上，借输送装置(图中未示出)将贴有芯片30的胶膜40送至取放头10与顶针20之间，以进行取晶步骤；b、如图一B所示，当芯片30定位后，取放头10下降至芯片30表面并吸附于芯片30表面；c、如图一C所示，当取放头10确实吸附芯片30后，顶针20向上顶抵芯片30使上升一适当距离，同时压缩设置于取放头10顶部的弹性组件12，顶针20与芯片30的接触点21周围的胶膜40，因受制于其周围拉力而与芯片30分离；d、如图一D所示，芯片30与胶膜40分离的同时，取放头10上升，将芯片30吸离胶膜40。
前述借顶针使芯片与胶膜分离的方法，其主要缺点在于以5毫米(mm)长宽的芯片而言，利用顶针顶取需400克(g)力才能克服胶膜黏力束缚，当芯片薄化到一界限值时，相对芯片所承受的应力增大，使芯片变形量加大，甚而造成破裂，可见顶针顶取方式有其限制，尤对于薄形芯片更有其局限性。
再请参阅图二A至图二C，美国专利4,990,051号「PRE-PEEL DIEEJECTOR APPARATUS」揭露一种将贴膜对象由胶膜取下的方式及其装置，如图所示，该案具有真空盘装置1，于真空盘装置1内部设有顶针2，于顶针2外部套设有一筒状结构3，相对于该顶针2与筒状结构3的设置处下方，设有具有真空吸力的取放头4，对象5贴附于黏胶层6底部，黏胶层6则设置于弹性膜7底面，该对象5可为半导体芯片等贴膜对象，其拾取贴膜对象5之步骤为a、如图二A所示，将贴膜对象5输送至真空盘装置1下方该取放头4上方，并借真空盘装置1吸附于弹性膜7顶部；b、如图二B所示，贴膜对象5定位后，筒状结构3下降一适当距离，同时项抵弹性膜7、黏胶层6、贴膜对象5，使贴膜对象5与取放头4接触，黏胶层6与贴膜对象5可作第一阶段的分离，黏胶层6与贴膜对象5之间具有一分离部分8；c、如图二C所示，黏胶层6与贴膜对象5第一阶段分离后，真空盘装置1上升而项针2同时下降并凸出筒状结构3外，借真空盘装置1与顶针2反向作用，使黏胶层6与贴膜对象5作第二阶段分离，此时该黏胶层6与贴膜对象5仅于顶针2处有接触，而后再控制取放头4下降使对象5与黏胶层6完全分离。
前述该美国专利改良重点在于，传统以顶针顶取贴膜对象脱离胶膜的方式，因项针外径小于贴膜对象及取放头，因此极易造成贴膜对象歪斜而无法被取放头准确吸取的情况，该专利借面积较大的筒状结构3先行下压贴膜对象5至取放头4，可均匀施力于贴膜对象5上，避免贴膜对象歪斜，然而，该案所采用的贴膜对象拾取方式与图一A所示的顶针顶取方式其实并无不同，相异处仅在于该美国专利借筒状结构3、顶针2将黏胶层6分二阶段分离，该筒状结构3虽然分担了顶针2必须克服的黏胶层6之束缚力，却使得整体结构极为复杂，再者，筒状结构3与顶针2对贴膜对象5造成双重冲击力，当贴膜对象薄化到一界限值时，相应贴膜对象所承受的应力亦增大，使贴膜对象变形量加大，甚而造成破裂。
另见一种「细芯片拾取方法及细芯片拾取设备」(中华民国发明专利案，公告第469562号)，请参阅图三A至图三C，该案揭露的方法包含下列步骤(a)设置机台8’，该机台8’具有一表面，该表面与黏附片1’下表面接触；该细芯片3’附着于该黏附片1’的上表面；
该机台8’具有抽吸孔7a’、7b’，下拉该黏附片1’；该抽吸孔7a’、7b’具有接触于该黏附片1’的抽吸端，该黏附片1’位于该机台8’的表面上；该机台8’可在一水平面上相对于特定的参考位置移动(能平移与旋转)；(b)设置筒夹4’，用以借抽吸力固持该细芯片3’；该筒夹4’具有与该细芯片3’接触的抽吸端；该筒夹4’能借抽吸力固持该细芯片3’于该抽吸端；(c)放置该黏附片1’于该机台8’的表面上，使得该黏附片1’上的该细芯片3’位于该参考位置；(d)借该抽吸力固持该细芯片3’于筒夹4’的抽吸端(e)固持该黏附片1’于该机台8’的抽吸孔洞7a’、7b’的抽吸端；(f)于该水平面上相对于该参考位置移动机台8’，藉以从该细芯片3’取下该黏附片1’；以及(g)借该筒夹4’拾取从该黏附片1’取下的该细芯片3’。
简言之，该现有技术是先将筒夹4’吸附于细芯片3’上，再由抽吸孔7a’、7b’下拉黏附片1’，再由筒夹4’将细芯片3’吸离黏附片1’；该法虽可避免传统顶针拾取法所具有的缺点，但仍具有以下缺点一、细芯片3’移位细芯片3’黏附于黏附片1’，当机台8’往左移时，细芯片3’仍黏附于黏附片1’上，因摩擦力存在间接带动黏附片1’作些微移动，甚至使黏附片1’变形，使细芯片3’微倾斜，而筒夹4’只靠真空吸力并无法将细芯片3’定位，造成细芯片3’取放精度降低，对半导体设备精度要求以nm为单位计的情况影响极大；二、破坏细芯片3’通常细芯片3’表面设有凸块(Bump)或空桥(Airbridge)等特定结构，筒夹4’吸取细芯片3’时必须避开该特定结构，然而前述细芯片3’微位移却会导致筒夹4’碰触特定结构，对于未来高密度细芯片之发展更是不利；三、抽吸力导致黏附片1’变型黏附片1’贴放于机台8’的抽吸孔7a’、7b’表面，抽吸孔7a’、7b’必须提供高于黏附片1’表面张力的强抽吸力，否则无法将黏附片1’下拉，而该强抽吸力会导致黏附片1’变型，位于机台8’右侧的黏附片1’因受拉而变长，位于机台8’左侧的黏附片1’因受压而变短，不仅造成已被筒夹4’吸附的细芯片3’移位，其周围未被筒夹4’吸附的细芯片3’也有可能移位，造成细芯片取放精度降低；四、费时一次仅吸取一个细芯片3’，在拾取过程中需等待吸取时间及筒夹4’左右移动时间，造成细芯片拾取生产速度低；五、不适用于更小尺寸细芯片；抽吸孔7a’、7b’必须依细芯片3’尺寸不同而改变，当细芯片3’尺寸小于0.5×0.5mm时，随之抽吸孔7a’、7b’要小，因而无法产生足够真空吸力使细芯片3’与黏附片1’脱离，而现今IIIV族半导体绝大部分都小于5毫米(mm)长宽，显然该现有技术结构不能满足其要求。
发明目的有鉴于现有技术方式之缺点，本发明主要目的在于提供一种贴膜对象与其所贴胶膜分离的方法，其特征在于预先施予胶膜能与贴膜对象适度分离的撕离力之类的外力，使之降低贴膜对象与胶膜间黏合性，再以取放头吸取该对象，由此可降低贴膜对象承受的外力，使贴膜对象变形量控制至极小程度，避免贴膜对象破损，可缩短拾取时间且贴膜对象不致移位。
本发明次要目的在于提供一种贴膜对象与胶膜分离之方法，可一次直接剥离多个对象，例如芯片，增加生产速度。
本发明另一目的在于提供一种贴膜对象与胶膜分离之方法，取放芯片与撕离胶膜的动作可同时进行，可提高生产速度。
本发明又一目的在于提供一种贴膜对象与胶膜分离之方法，可制作多个取放头，一个循环过程可吸取多个芯片至定点，提高生产速度。
本发明再一目的在于提供一种贴膜对象与胶膜分离之方法，可避免摩擦力存在间接带动胶带做些微的移动，甚至胶带变形使芯片成微倾斜状，可提高取放精度。
本发明再一目的在于提供一种贴膜对象与胶膜分离之方法，可避免取放头微位移而碰触芯片正面特定结构。
本发明提供一种贴膜对象与其所贴胶膜分离的方法，其特征在于预先施予胶膜能与贴膜对象适度分离的、撕离力之类的外力，使之降低贴膜对象与胶膜间黏合性，再以取放头吸取该对象，由于外力未作用于贴膜对象上，因此可使贴膜对象变形量控制至极小程度，避免贴膜对象破损，且贴膜对象不致移位，并可一次直接剥离多个对象，例如多个芯片，提高生产速度，缩短拾取时间。
图一A至图一D系现有技术一种以顶针顶取贴膜对象与胶膜分离之方式的动作示意图。
图二A至图二C系现有技术另一种以顶针顶取贴膜对象与胶膜分离之方式的动作示意图。
图三A至图三C系现有技术「细芯片拾取方法及细芯片拾取设备」的动作示意图。
图四A至图四C系本发明贴膜对象撕离胶膜方式的一个较佳实施例动作示意图。
图五A至图五C系对应于图四A至图四C的实施例的侧视图。
图六系本发明取放头另一较佳实施例示意图。
图七A至图七C系本发明贴膜对象撕离胶膜方式的一个较佳实施例动作示意图。
图号说明1真空盘装置；1’黏附片；2顶针；2筒状结构；3’细芯片；3取放头；4’筒夹；5贴膜对象；6黏胶层；7弹性膜；7a’、7b’抽吸孔；8分离部分；8’机台；10、10A取放头；11座体；12弹性组件；13连杆；14转盘；20顶针；21接触点；30、30A芯片；40胶膜；50真空吸取座；51真空吸附孔；D1距离。
具体实施例本发明其它目的与详细构造，将借以下详细说明而使之更为明确，当然，本发明在某些零件上，或零件安排上容许有所不同。但所选用的实施例，则于本说明书中都予以具体阐述，并于附图中展示其构造，以使本发明技术内容更进一步揭示明了。
请参阅图四A至图四C，并同时对照图五A至图五C，这些图揭示本发明一个较佳实施例的具体配置，以芯片拾取为说明例，芯片30黏贴于紫外光固化胶膜40上，黏贴有芯片30的胶膜40设置于一固定不动的机台(图中未示出)上，机台上方设有可移动的取放头10，于胶膜40底部设有一可移动的真空吸取座50，该真空吸取座50具有可产生向下吸力的真空吸附孔51，该真空吸附孔51的大小能涵盖至少一个芯片30。
综上所述，本实施例撕离胶膜的步骤如下a、设置一台用以承载底部黏贴有胶膜40的芯片30的固定不动之机台，于机台上方设有可移动的取放头10；b、设置具有真空吸附孔51且可针对芯片30位置位移的真空吸取座50；c、移动真空吸取座50于芯片30底部，借真空吸取座50的真空吸附孔51所产生的吸力，对胶膜40产生撕离力之类的外力，使芯片30与胶膜40适度分离，降低芯片30与胶膜40间黏合性；d、移动取放头10至芯片30上方定位，取放头10下降与芯片30接触，并吸附于芯片30表面；以及e、取放头10确实吸附芯片30后，取放头10升起将芯片30吸取而起。
本实施例可驱动真空吸取座50重复动作使多个芯片30与胶膜40适度分离，真空吸取座50作用于胶膜40的吸力能降低芯片30与胶膜40的黏合度，但芯片30与胶膜40之间并未完全分离，以5毫米(mm)长宽之芯片30黏附于胶膜40的情况而言，由于胶膜40存在一定表面张力，故当真空吸附孔51对胶膜40下吸吸力消除，使胶膜40上弹归位后，胶膜40与芯片30间黏合力已被大部分破坏，然而胶膜40原有黏性并未完全消除，借该剩余黏合力，仍足以使芯片30定位于胶膜40上，图上为说明真空吸附孔51的动作而刻意强调了胶膜40与芯片30的分离状态。因此，本发明诉求之重点即在于，先由真空吸附孔51作用于胶膜40，使多个芯片30与胶膜40适度分离，而后再由取放头10将芯片30一一吸取而起，可利用视觉定位，确定取放头10取放芯片30的位置，如此，可大幅减少拾取时间，而取放头10将芯片30吸起的过程不再有其它外力作用，因此芯片30不致移位，可确保取放精度；另值得注意的是，于取放头10取放芯片30过程中，真空吸附孔51仍持续作用于胶膜40，换言之，取放芯片30与撕离胶膜40之动作可同时进行，因此可提高生产效率。
请参阅图六，可将多个取放头10设置于一台可循环转动的转盘14上，一个循环过程可吸取多个芯片至定点，以增加生产速度。
再请参阅图七A至图七C，揭示本发明另一较佳实施例的具体配置，仍以芯片拾取为说明例，芯片30黏贴于紫外光固化胶膜40上，黏贴有芯片30的胶膜40设置于固定不动的机台(图中未示出)上，机台上方设有可移动的取放头10，该取放头10设置于座体11底部，取放头10顶部与座体11之间设有弹性组件12，该座体11具有连杆13。
综上所述，本实施例撕离胶膜之步骤如下a、设置用以承载底部黏贴有胶膜40之芯片30的机台，于机台上方设有可移动的取放头10；；b、设置连杆13连于取放头10旁，且该连杆13与取放头10可同步升降；c、移动取放头10至芯片30上方定位，取放头10下降，在与芯片30接触并吸附于芯片30表面之前，可先带动连杆13下压于胶膜40面上，此时连杆13对胶膜40产生能与芯片30分离的撕离力；以及d、取放头10确实吸附芯片30后，取放头10升起将芯片30吸取而起，连杆13同时离开胶膜40。
本实施例系驱动连杆13下压胶膜40与芯片30适度分离，连杆13设置于取放头10之侧，且连杆13与芯片30具有一适当距离D1，该距离D1可使连杆13向下动作时能压制于胶膜40上而不致碰触芯片30，连杆13的长度略长于该取放头10，使得取放头10下降而未与芯片30接触时，该连杆13已与胶膜40接触而下压胶膜40，且该连杆13作用于胶膜40的下压力，能降低芯片30与胶膜40间黏合度，但芯片30与胶膜40之间并未完全分离，图中为说明连杆13的动作而刻意强调胶膜40与芯片30的分离状态，以5毫米(mm)长宽之芯片30黏附于胶膜40的情况而言，由于胶膜40存在一定表面张力，故连杆13施予胶膜40的下压力只要足够破坏胶膜40与芯片30间黏合力即可，借胶膜40剩余黏合力使芯片30仍能定位于胶膜40上，因此，本发明诉求之重点即在于，先由连杆13下压胶膜40，使多个芯片30与胶膜40适度分离，而后再由取放头10将芯片30吸取而起，若并联多个取放头10与连杆13，则可同步拾取多个芯片30，如此可大幅减少拾取时间，而取放头10将芯片30吸起之过程不再有其它外力作用，因此芯片30不致移位，可确保后续工艺的精确度。
另强调说明一点，图七所示借连杆下压胶膜的实施方式，可适用于各种尺寸芯片，尤适于尺寸小于5毫米(mm)长宽之芯片，以图四、五真空吸附方式而言，若芯片尺寸愈小，真空吸附孔亦必须随之缩小，继而影响真空吸力强度，因此，基于芯片尺寸日益缩小之发展趋势，该连杆作用方式为一较适当之选择。
综观前述两种借芯片拾取为实施例说明本发明使贴膜对象与胶膜分离之方法，其特征在于预先施予胶膜能与贴膜对象适度分离的撕离力之类的外力，使之降低贴膜对象与胶膜间的黏合性，再以取放头吸取该对象，由于外力未作用于贴膜对象上，因此可使贴膜对象变形量控制至极小程度，避免贴膜对象破损，且贴膜对象不致移位，并可一次直接剥离多个芯片，增加生产速度，缩短拾取时间，经发明人实验得知，对于5毫米(mm)长宽之芯片而言，利用前述撕离方式使胶膜与贴膜对象分离所需应力仅为1克(g)，不仅大大改善传统顶针拾取方式可能对贴膜对象构成之伤害，尤适于薄形贴膜对象，如薄芯片之拾取，其产业利用性及进步性显应具备；以上所揭露之说明与附图，仅为本发明之较佳实施例，当不能用以限定本发明实际实施范围，凡依以上说明及以下权利要求所载之构造特征及功能上所作的各种变换，但凡数值变更或等效组件置换仍应隶属本发明之范畴。
此外，本发明于申请前并未曾见于任何公开场合或刊物上，因此本发明案深具「产业实用性、新颖性及进步性」之发明专利要素，故依法提出发明专利申请。
权利要求
1.一种贴膜对象与其所贴胶膜分离的方法，包含下列步骤a、设置一台用以承载底部黏贴有胶膜之对象的固定机台，于机台上方设有可移动的取放头；b、设置具有真空吸附孔的可移动真空吸取座；c、移动真空吸取座于贴膜对象底部，借真空吸取座的真空吸附孔所产生吸力对胶膜产生撕离力之外力，使对象与胶膜适度分离，降低对象与胶膜间黏合性；d、移动取放头至贴膜对象上方定位，取放头下降与贴膜对象接触，并吸附于贴膜对象表面；以及e、取放头确实吸附贴膜对象后，取放头升起将对象吸取而提起。
2.如权利要求1所述贴膜对象与其所贴胶膜分离的方法，其中，该真空吸取座可重复动作，使多个对象与胶膜适度分离，再由取放头将已与胶膜适度分离的对象一一吸取而起。
3.如权利要求1所述贴膜对象与其所贴胶膜分离的方法，其中，该真空吸取座作用于胶膜的吸力只是降低贴膜对象与胶膜的黏合度，而贴膜对象与胶膜之间未完全分离。
4.如权利要求1所述贴膜对象与其所贴胶膜分离的方法，其中，该真空吸取座的真空吸附孔大小要涵盖至少一个贴膜对象。
5.如权利要求1所述贴膜对象与其所贴胶膜分离的方法，其中，将多个取放头设置于可循环转动的转盘上，一个循环过程可吸取多个芯片。
6.一种贴膜对象与其所贴胶膜分离的方法，其包含下列步骤a、设置一台用以承载底部黏贴有胶膜之对象的固定机台，于机台上方设有可移动的取放头；b、设置连杆连于取放头旁，且该连杆与取放头可同步升降；c、移动取放头至贴膜对象上方定位，取放头下降，在与贴膜对象接触并吸附于贴膜对象表面之前，先带动连杆下压于胶膜面上，借连杆产生使胶膜与对象适度分离的撕离力；以及d、取放头确实吸附贴膜对象后，取放头升起将对象吸取而提起，连杆同时离开胶膜。
7.如权利要求6所述贴膜对象与其所贴胶膜分离的方法，其中，该连杆长度略长于该取放头，使得取放头下降而未与贴膜对象接触时，该连杆已与胶膜接触而下压胶膜。
8.如权利要求6所述贴膜对象与其所贴胶膜分离的方法，其中，该连杆作用于胶膜的下压力只是降低对象与胶膜的黏合度，而贴膜对象与胶膜之间未完全分离。
9.如权利要求6所述贴膜对象与其所贴胶膜分离的方法，其中，依贴膜对象之间的间距，设置多个并联的取放头及连杆，该多个取放头同步下降的同时，带动连杆下压胶膜，以同步吸取多个对象。
全文摘要
本发明提供一种贴膜对象与其所贴胶膜分离的方法，其特征在于预先施予胶膜能与贴膜对象适度分离的、撕离力之类的外力，使其降低贴膜对象与胶膜间黏合性，再以取放头吸取对象；为达到前述目的，可于胶膜底部设置一台具有真空吸附孔且可移动的真空吸取座，借真空吸取座吸力对胶膜产生撕离力之类的外力，再由取放头吸取该对象；亦可设置一个连杆与取放头同步升降，取放头下降与贴膜对象接触前，可带动连杆先下压于胶膜上对胶膜产生撕离力之类的外力，再由取放头吸取该对象。
文档编号H01L21/00GK1505095SQ0215362
公开日2004年6月16日 申请日期2002年11月27日 优先权日2002年11月27日
发明者黄国兴, 徐嘉彬, 刘俊贤, 洪嘉宏 申请人:财团法人工业技术研究院