一种冲压式条状晶片裂片机

本技术涉及晶片加工，特别涉及一种冲压式条状晶片裂片机。

背景技术：

1、在光芯片制备工艺流程中，晶圆经过划片的加工工艺后，晶粒与晶粒依然固连在一起，晶粒之间存在激光切割道，需要将单个晶粒从条状晶片上分离，再进行后续的封装耦合等工艺。裂片就是把晶片用激光或者砂轮沿着切割街区开槽后，采用冲压或滚压方式将固连在一起的晶粒分离成独立的晶粒的工艺。

2、现有的裂片作业多采用手动掰片、碾压方式裂片或冲压式裂片。手动掰片效率低下，对于不同尺寸的晶粒裂片效果不佳。滚压方式裂片是指采用胶棒对激光划片后的晶片施加一定的下压力，从条状晶片表面滚压，将单个晶粒从晶片上分离下来。该方式的裂片质量受胶轮控制运动方向、速度和力度影响较大，且滚压时裂片方法会导致晶片上的晶粒都不能全部独立分开，相邻的晶粒之间有碰撞和挤压造成的崩边及连边，进而影响晶粒的光通性能和品质稳定性。冲压式裂片方式是指在晶粒与晶粒的切割道之间施加一定的冲击力，将晶片劈裂分割成独立个体的晶粒。该裂片方式在条状晶片方面应用较少，且使用过程中缺少在裂片过程中对晶粒侧壁的防护，有磨损、刮伤风险，同时对不同尺寸的条状晶片缺乏兼容性。针对以上问题，以下提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种冲压式条状晶片裂片机，具有提高对晶片的裂片效率和裂片质量，使得晶片上所有的晶粒都能独立分开，提高成品率和稳定芯片品质的优点。

2、本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种冲压式条状晶片裂片机，包括设备主体机架，所述设备主体机架上设有升降机构和气缸冲压装置，所述升降机构与设备主体机架固定连接，所述气缸冲压装置固定在升降机构上，所述升降机构用于调节气缸冲压装置的高度，以调节气缸冲压装置的冲压距离，所述气缸冲压装置的下端设有冲压器位置调节装置和晶片冲压压紧机构，所述冲压器位置调节装置用于调节晶片冲压压紧机构的前后位置，以使晶片冲压压紧机构适应晶片尺寸，所述晶片冲压压紧机构用于压紧晶片，以便于对晶片的加工，所述设备主体机架上设有晶片导向装置、晶片支撑台和晶片输送装置，所述晶片支撑台位于晶片冲压压紧机构的下方，所述晶片支撑台用于支持晶片，所述晶片导向装置位于晶片支撑台的一端，所述晶片输送装置位于晶片导向装置的下方，所述晶片输送装置用于推动晶片移动，所述晶片导向装置用于引导晶片的移动方向，以使晶片能够进入到晶片支撑台上。

4、作为优选，所述升降机构包括旋转手轮、升降基座、丝杆、丝杆滑台和导轨滑块，所述旋转手轮安装在升降基座上，所述升降基座通过螺栓固定安装在设备主体机架上，所述旋转手轮与丝杆的顶端固定连接，所述旋转手轮用于驱动丝杆转动，所述丝杆滑台与丝杆螺纹连接，所述丝杆用于驱动丝杆滑台进行升降运动，所述导轨滑块与设备主体机架固定连接，所述丝杆滑台与导轨滑块的一侧滑动连接。

5、作为优选，所述气缸冲压装置包括气缸支撑架、双联气缸、调速阀和电磁阀，所述气缸支撑架与丝杆滑台固定连接，所述丝杆滑台用于调整气缸支撑架的高度，所述双联气缸固定在气缸支撑架上，所述双联气缸通过气管与调速阀连接，所述调速阀用于调整双联气缸的运行速度，所述双联气缸通过气管与电磁阀连接，所述电磁阀用于控制双联气缸的运行动作。

6、作为优选，所述冲压器位置调节装置包括冲压器支撑台，所述冲压器支撑台的上端面与双联气缸的输出轴固定连接，所述冲压器支撑台的下端面固设有小型导轨，所述小型导轨上设有小型导轨滑块和导轨钳制器，所述小型导轨滑块的下端固设有冲压压紧器支架，所述导轨钳制器固定在冲压压紧器支架上，所述导轨钳制器用于固定小型导轨滑块和冲压压紧器支架的位置。

7、作为优选，所述晶片冲压压紧机构包括缓冲支架，所述缓冲支架的上端与冲压器支撑台固定连接，所述缓冲支架上安装有冲压头，所述缓冲支架的底端安装有压紧头，所述压紧头外周套接有矩形弹簧，所述矩形弹簧用于缓冲对晶片的压力。

8、作为优选，所述晶片支撑台包括基台，所述基台与设备主体机架固定连接，所述基台上端面设有浮动台，所述浮动台与基台滑动连接，所述基台内设有圆形压紧弹簧，所述圆形压紧弹簧放置于基台凹槽内，所述圆形压紧弹簧套设在浮动台的外周圆柱上，所述浮动台用于支撑晶片，所述圆形压紧弹簧用于支撑浮动台。

9、作为优选，所述晶片导向装置包括晶片导向载台、调节板和紧定螺钉，所述晶片导向载台的底部对称的开设两个腰型槽，所述调节板插接在腰形槽内，且通过腰型槽固定在晶片导向载台的两侧，所述调节板与晶片导向载台滑动连接，所述晶片导向载台上固设有两个侧板，所述调节板和侧板之间形成有导向槽，所述调节板用于调整导向槽的宽度，所述紧定螺钉位于调节板的端部，所述紧定螺钉用于固定调节板，所述调节板和侧板上卷开设有开槽，所述开槽内嵌设有转柱，所述转柱上套设有尼龙滚珠，所述尼龙滚珠用于保护晶片。

10、作为优选，所述晶片输送装置包括直线模组和模组支架，所述直线模组安装在模组支架上，所述模组支架与设备主体机架固定连接，所述直线模组内设有丝杆，所述直线模组的一端设有步进电机，所述步进电机上设有法兰，所述步进电机通过法兰与直线模组连接，所述步进电机的输出轴上连接有联轴器，所述丝杆的一端与联轴器固定连接，所述直线模组内设有推杆滑块，所述推杆滑块与丝杆螺纹连接，所述推杆滑块上固设有晶片推杆，所述晶片导向载台上开设有推槽，所述晶片推杆的上端位于推槽内，且与推槽滑动连接，所述晶片推杆用于推动晶片移动。

11、本实用新型的有益效果为：

12、1.晶片导向载台采用双通道对称布置结构，冲压压紧机构采用双压紧头对称安装，一次裂片进程可将两片条状晶片放置在晶片导向载台上，裂片效率是单一晶片的两倍。

13、2.通过晶片导向载台的调节板可调整晶片导向槽的槽宽，以适配不同宽度的晶片裂片要求，提高设备裂片兼容性；导向槽两侧安装尼龙导柱，增强晶片导向性的同时保护晶片侧边，防止其刮伤，提高产品品质。

14、3.本裂片机采用冲压式裂片方法，晶片输送过程由直线模组进行步进间歇式推进移动，冲压过程对晶片上的单个晶粒进行裂片，确保晶片上所有晶粒都能独立分开，且裂片时不会出现相邻晶粒之间碰撞和挤压现象，从而避免产生崩边及连边。

15、4.冲压压紧机构集成冲压动作和压紧动作于一体，通过压缩弹簧构成缓冲装置完成先“固定再冲压”工艺过程，增强冲压、压紧动作耦合性，从而在快速、方便地对晶片进行裂片的同时减小造成晶片的损坏。

技术特征：

1.一种冲压式条状晶片裂片机，包括设备主体机架(1)，其特征在于，所述设备主体机架(1)上设有升降机构(2)和气缸冲压装置(3)，所述升降机构(2)与设备主体机架(1)固定连接，所述气缸冲压装置(3)固定在升降机构(2)上，所述升降机构(2)用于调节气缸冲压装置(3)的高度，以调节气缸冲压装置(3)的冲压距离，所述气缸冲压装置(3)的下端设有冲压器位置调节装置(4)和晶片冲压压紧机构(5)，所述冲压器位置调节装置(4)用于调节晶片冲压压紧机构(5)的前后位置，以使晶片冲压压紧机构(5)适应晶片尺寸，所述晶片冲压压紧机构(5)用于压紧晶片，以便于对晶片的加工，所述设备主体机架(1)上设有晶片导向装置(6)、晶片支撑台(7)和晶片输送装置(8)，所述晶片支撑台(7)位于晶片冲压压紧机构(5)的下方，所述晶片支撑台(7)用于支持晶片，所述晶片导向装置(6)位于晶片支撑台(7)的一端，所述晶片输送装置(8)位于晶片导向装置(6)的下方，所述晶片输送装置(8)用于推动晶片移动，所述晶片导向装置(6)用于引导晶片的移动方向，以使晶片能够进入到晶片支撑台(7)上。

2.根据权利要求1所述的一种冲压式条状晶片裂片机，其特征在于，所述升降机构(2)包括旋转手轮(21)、升降基座(22)、丝杆(23)、丝杆(23)滑台和导轨滑块(25)，所述旋转手轮(21)安装在升降基座(22)上，所述升降基座(22)通过螺栓固定安装在设备主体机架(1)上，所述旋转手轮(21)与丝杆(23)的顶端固定连接，所述旋转手轮(21)用于驱动丝杆(23)转动，所述丝杆(23)滑台与丝杆(23)螺纹连接，所述丝杆(23)用于驱动丝杆(23)滑台进行升降运动，所述导轨滑块(25)与设备主体机架(1)固定连接，所述丝杆(23)滑台与导轨滑块(25)的一侧滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种冲压式条状晶片裂片机，其特征在于，所述气缸冲压装置(3)包括气缸支撑架(31)、双联气缸(32)、调速阀(33)和电磁阀(34)，所述气缸支撑架(31)与丝杆(23)滑台固定连接，所述丝杆(23)滑台用于调整气缸支撑架(31)的高度，所述双联气缸(32)固定在气缸支撑架(31)上，所述双联气缸(32)通过气管与调速阀(33)连接，所述调速阀(33)用于调整双联气缸(32)的运行速度，所述双联气缸(32)通过气管与电磁阀(34)连接，所述电磁阀(34)用于控制双联气缸(32)的运行动作。

4.根据权利要求3所述的一种冲压式条状晶片裂片机，其特征在于，所述冲压器位置调节装置(4)包括冲压器支撑台(41)，所述冲压器支撑台(41)的上端面与双联气缸(32)的输出轴固定连接，所述冲压器支撑台(41)的下端面固设有小型导轨(42)，所述小型导轨(42)上设有小型导轨滑块(43)和导轨钳制器(44)，所述小型导轨滑块(43)的下端固设有冲压压紧器支架(45)，所述导轨钳制器(44)固定在冲压压紧器支架(45)上，所述导轨钳制器(44)用于固定小型导轨滑块(43)和冲压压紧器支架(45)的位置。

5.根据权利要求4所述的一种冲压式条状晶片裂片机，其特征在于，所述晶片冲压压紧机构(5)包括缓冲支架(51)，所述缓冲支架(51)的上端与冲压器支撑台(41)固定连接，所述缓冲支架(51)上安装有冲压头(52)，所述缓冲支架(51)的底端安装有压紧头(54)，所述压紧头(54)外周套接有矩形弹簧(55)，所述矩形弹簧(55)用于缓冲对晶片的压力。

6.根据权利要求5所述的一种冲压式条状晶片裂片机，其特征在于，所述晶片支撑台(7)包括基台(71)，所述基台(71)与设备主体机架(1)固定连接，所述基台(71)上端面设有浮动台(73)，所述浮动台(73)与基台(71)滑动连接，所述基台(71)内设有圆形压紧弹簧(72)，所述圆形压紧弹簧(72)放置于基台(71)凹槽内，所述圆形压紧弹簧(72)套设在浮动台(73)的外周圆柱上，所述浮动台(73)用于支撑晶片，所述圆形压紧弹簧(72)用于支撑浮动台(73)。

7.根据权利要求6所述的一种冲压式条状晶片裂片机，其特征在于，所述晶片导向装置(6)包括晶片导向载台(61)、调节板(62)和紧定螺钉，所述晶片导向载台(61)的底部对称的开设两个腰型槽，所述调节板(62)插接在腰形槽内，且通过腰型槽固定在晶片导向载台(61)的两侧，所述调节板(62)与晶片导向载台(61)滑动连接，所述晶片导向载台(61)上固设有两个侧板，所述调节板(62)和侧板之间形成有导向槽，所述调节板(62)用于调整导向槽的宽度，所述紧定螺钉位于调节板(62)的端部，所述紧定螺钉用于固定调节板(62)，所述调节板(62)和侧板上卷开设有开槽，所述开槽内嵌设有转柱(63)，所述转柱(63)上套设有尼龙滚珠，所述尼龙滚珠用于保护晶片。

8.根据权利要求7所述的一种冲压式条状晶片裂片机，其特征在于，所述晶片输送装置(8)包括直线模组(81)和模组支架(82)，所述直线模组(81)安装在模组支架(82)上，所述模组支架(82)与设备主体机架(1)固定连接，所述直线模组(81)内设有丝杆(23)，所述直线模组(81)的一端设有步进电机(87)，所述步进电机(87)上设有法兰(86)，所述步进电机(87)通过法兰(86)与直线模组(81)连接，所述步进电机(87)的输出轴上连接有联轴器(85)，所述丝杆(23)的一端与联轴器(85)固定连接，所述直线模组(81)内设有推杆滑块(83)，所述推杆滑块(83)与丝杆(23)螺纹连接，所述推杆滑块(83)上固设有晶片推杆(84)，所述晶片导向载台(61)上开设有推槽，所述晶片推杆(84)的上端位于推槽内，且与推槽滑动连接，所述晶片推杆(84)用于推动晶片移动。

技术总结
本技术公开了一种冲压式条状晶片裂片机，包括设备主体机架，设备主体机架上设有升降机构和气缸冲压装置，升降机构与设备主体机架固定连接，气缸冲压装置固定在升降机构上，气缸冲压装置的下端设有冲压器位置调节装置和晶片冲压压紧机构，设备主体机架上设有晶片导向装置、晶片支撑台和晶片输送装置，晶片支撑台用于支持晶片，晶片导向装置位于晶片支撑台的一端，晶片输送装置位于晶片导向装置的下方，晶片输送装置用于推动晶片移动，晶片导向装置用于引导晶片的移动方向，以使晶片能够进入到晶片支撑台上，本技术结构合理，通过自动冲压的方法对晶片上的晶粒进行点冲分离，使得晶片上的晶粒都能独立分开。

技术研发人员：冯长春,谢燕,王曰海
受保护的技术使用者：浙江大学绍兴研究院
技术研发日：20221130
技术公布日：2024/1/13