专利名称：切膜刀具及切膜设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种切膜刀具及切膜设备。
技术背景
通常将晶圆电路面，即完成芯片功能的那一面称为正面，另外一面即为背面。 晶圆加工过程中，为各种用途，常需要在晶圆表面贴一层薄膜。有一种薄膜是为了在切 割晶圆时保护晶圆的，称为切割膜，切割膜贴覆在晶圆背面。有的薄膜是在其它工序中 起保护作用，如减薄膜是在晶圆减薄过程中保护晶圆。当减薄膜被贴覆在晶圆上面后， 需要将减薄膜修剪为与晶圆的形状相同。而现有技术中使用的减薄膜是长方形的，晶圆 一般是圆形或带直边的圆形，因此，在减薄膜贴覆在晶圆表面后需要将多余的减薄膜切 除。
为保证切割后胶膜边缘与晶圆边缘切合，周边无多余的胶膜(称作飞边)，切割 刀在径向定位时需要与晶圆进行轻微的接触，同时切割刀在径向受到一定的向圆心方向 的拉力，使切割刀正好紧靠晶圆。其中一种切膜设备，切割刀的形式采用摇柄设计，通 过手动摇动手柄一圈，可以使切割刀沿圆形的轨迹运动一圈。在切割标准圆形晶圆时， 此装置可以较好的完成任务。但在切割如图1所示的带直边的晶圆1时，不仅在弧形边 11与直边12交界处，会产生比较明显的飞边，而且沿整条直角边12都会存在飞边。产 生飞边的原因有二，一是切割刀在沿晶圆的弧形边11移动时，其刀刃的朝向是适应沿弧 形边11切割减薄膜的，在刀片移动至直边12时，切割刀的角度无法调整，刀刃的朝向无 法调整为适应沿直边12切割，导致沿直边12存在飞边；二是刀片沿弧形边11移动转为 沿直边12移动时，由于切割刀的切割角度无法及时适应晶圆形状的突然变化，导致在交 界处产生飞边。
为去除多余的飞边，在首次切割后，还需要再次使用切割刀进行局部修整。即 使局部修整能够去除飞边，也使得该方法具有以下缺点和不足
1)增加了工序，降低了生产效率，提高了成本。一台设备正常情况下一个小时 可以完成60片左右晶圆的贴膜，如果需要进行手工休整，每小时产能将降低一半，或者 需要增加一个操作人员。这对企业来说大大增加了生产成本。
2)增加了破片风险。在手动休整飞边时，需要人直接对晶圆进行操作。而现有 技术中使用的晶圆正越来越大，同时也越来越薄，晶圆本身变得十分脆弱，非常容易破 裂。因此，手动休整将变得十分困难，很容易造成晶圆破片。
3)手动休整飞边对操作人员的水平提出了较高的要求，不同的操作人员休整后 的胶膜形状、生产效率、晶圆破片概率都有不同，不利于企业生产的自动化与产品质量 的一致性。发明内容
本发明的第一个目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可减少切膜过程中的飞边的切膜刀具。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现
切膜刀具，包括刀片，其特征在于，所述刀片角度可调地安装于支架上；还包 括第一弹性复位装置，第一弹性复位装置可随着刀片角度的变化而产生弹性变形力，该 弹性变形力可使刀片回复至角度未变化的状态。
优选地是，所述刀片安装于转动支架上，所述的转动支架可转动地安装于支架 上；在转动支架转动时，第一弹性复位装置随着转动支架的转动而产生弹性变形力，该 弹性变形力可使转动支架回复至未转动前的状态。
优选地是，所述第一弹性复位装置选自拉伸弹簧、压缩弹簧、扭簧和涡旋弹簧 中的一种。
优选地是，所述的转动支架为杆状，所述支架设置有内凹槽；所述的转动支架 穿过支架，一端位于内凹槽内，另一端突出于支架，刀片安装于所述的另一端上；所述 内凹槽内安装有第一涡旋弹簧，所述第一涡旋弹簧外端连接于支架上，内端连接于转动 支架上。
优选地是，所述的刀片安装于刀架上，所述刀架角度可调地安装于转动支架 上。
优选地是，所述刀架套装于转动支架端部；刀架上安装有第一顶紧装置，所述 第一顶紧装置可穿过支架顶住转动支架，将两者固定连接。
优选地是，所述支架直线位置可调地安装于第一机架上。
优选地是，还包括第二弹性复位装置，所述第二弹性复位装置随着支架位置的 变化而产生弹性力，该弹性力可使支架回复至未移动前的位置。
优选地是，所述第二弹性复位装置选自拉伸弹簧、压缩弹簧、扭簧、涡旋弹簧 和弹性带中的一种。
优选地是，第一机架上安装有芯轴，转轮可转动地安装于芯轴上；所述的第二 弹性复位装置为第二涡旋弹簧；所述第二涡旋弹簧内端连接于芯轴上，外端连接于转轮 上；转轮和支架通过连接带或连接绳连接。
优选地是，第一机架上安装有芯轴，转轮可转动地安装于芯轴上；转轮和支架 通过弹性带连接，所述弹性带随着支架位置的变化而产生弹性力，该弹性力可使支架回 复至未移动前的位置。
优选地是，还包括导向装置，所述的支架位置调整时沿着导向装置调整。
优选地是，所述的导向装置为导向杆，所述的支架上设置有第一通孔，所述支 架套装在导向杆上并可沿导向杆移动。
优选地是，所述第一机架可移动地安装于第二机架上。
优选地是，所述第二机架上设置有第二通孔，所述第一机架上设置有连杆，所 述连杆穿过第二通孔并可在第二通孔内移动。
优选地是，还包括连接装置，所述连接装置可插入第二通孔内使第二机架与连 杆连接。
优选地是，所述的连杆上设置有标识线。
本发明的第一个目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可减少切膜过程中的飞边的切膜设备。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现
切膜设备，其特征在于，包括前述的切膜刀具，还包括支撑板，所述支撑板设 置有在刀片切膜时可允许刀片插入的凹槽。
优选地是所述的凹槽根据晶圆的形状设置有至少一圈。
优选地是，所述的凹槽根据不同尺寸的晶圆的形状设置有多圈，多圈凹槽同心设置。
本发明具有以下优点
1、使用本发明中的切膜刀具或切膜设备，改变了原有的切割刀装置在晶圆直边 交界处会产生飞边的不足，不管对于何种形状的晶圆还是其它需要切割薄膜的基体，在 切割时都不会产生飞边，提高了贴膜品质。
2、使用本发明中的切膜刀具或切膜设备，切割完成后不需要再进行手工休整， 减少了生产工序，可以提高企业生产效率，节省生产成本。
3、使用本发明中的切膜刀具或切膜设备，相比于需要手工休整的切膜装置，不 需要人手直接对晶圆进行操作，而切割刀施加于晶圆上的力在调试完成以后是确定的， 可确保晶圆的安全。
4、使用本发明中的切膜刀具或切膜设备，相比于需要手工休整的切膜装置，操 作更简单，对操作人员的要求低，只需要进行简单的培训即可完成设备的操作，有利于 提高企业自动化生产的能力。
图1为现有技术中的一种晶圆形状示意图。
图2为本发明实施例1的结构示意图。
图3为图2的正视图。
图4为转轮内部结构示意图。
图5为支架、刀架和切割刀结构示意图。
图6为转动支架结构示意图。
图7为实施例3的结构示意图。
图8为实施例3使用时的分析图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的描述
实施例1
图2为本发明实施例1的结构示意图。图3为图2的正视图。如图2、图3所 示，切膜刀具，包括第二机架200，第二机架200可转动地设置于支撑装置(图中未示 出)上，并设置有摇柄(图中未示出)，通过摇柄可转动第二机架200。第二机架200上 设置有第二通孔(图中未示出)和第三孔202。螺栓201通过第三孔202可穿入第二通孔 内。
第一机架300设置有连杆301。连杆301穿过第二通孔并可在第二通孔内移动。连杆301上设置有多个沿直线排列的螺纹孔303;在第一机架300位于指定位置时，利用 螺栓201穿过第三孔202并与螺纹孔303螺纹连接，可将连杆301和第二机架200固定连 接。如需调整第一机架300的位置，旋动螺栓201，可调整第一机架300的位置。连杆 301上设置有标识线302。标识线302的设置，可以根据晶圆的尺寸而定；目的是方便在 调整连杆301的位置时，根据标识线302可以方便地确定切割刀所适合的晶圆尺寸。标 识线302包括8、6、5和4，分别代表适合切割的晶圆的尺寸。当第二通孔左侧边缘203 位于哪一条标识线，意味着着本发明中的刀具适合切割几英寸的晶圆的薄膜。如图3所 示，此时，第二通孔左侧边缘203位于标识为4的标识线302处，意味着本发明中的刀具 适合切割4英寸的晶圆上贴覆的薄膜。
第一机架300上安装有芯轴310。转轮320可转动地安装于芯轴310上。图4 为转轮内部结构示意图。如图5所示，转轮320具有容腔321，容腔321内设置有第二涡 旋弹簧322。第二涡旋弹簧322内端与芯轴310连接，外端与转轮320连接。芯轴310 不能转动，而转轮320可以转动。在转轮320转动时，可使第二涡旋弹簧322张紧而产 生弹性力，该弹性力可使转轮320回复至未转动前的状态。
图5为支架、刀架和切割刀结构示意图。如图2、图3和图5所示，第一机架 300上还安装有两根平行的导向杆(341，342)。两根导向杆(341，342)的安装方式相 同。以导向杆341的安装方式为例说明。第一机架300上设置有两个突出于第一机架300 的支撑臂(343，344)。两个支撑臂(343，344)间隔设置。支撑臂343设置有第三通孔 345，导向杆341穿过第三通孔345后，一端连接在支撑臂344上。导向杆341 —端连接 在支撑臂344上，另一端连接在支撑臂343上。其连接方式可以采用公知方式连接，例 如，可在支撑臂344上设置一个凹槽，导向杆341—端插入该凹槽内，在导向杆341另一 端安装一个直径大于第三通孔345直径的螺母，螺母位于支撑臂343和支撑臂344之间， 利用螺母可将导向杆341安装于支撑臂343和支撑臂344上。且导向杆341与第一机架 300间隔一定的距离。
支架400两侧分别设置有一个凸块001，402)。凸块401设置有第一通孔403。 凸块402设置有第一通孔404。导向杆341穿过第一通孔403;导向杆342穿过第一通孔 404。导向杆341和导向杆342将支架400与第一机架300连接，且支架400可沿导向杆 341和导向杆342移动。
支架400和转轮320间隔一定的距离。连接带350 —端连接于转轮320的外周 表面上，使连接带350在转轮320按照某一方向转动时可缠绕在转轮320外周表面；在 转轮320反向旋转时，连接带350又可以从转轮320上绕下来。转轮320另一端与支架 400连接。转轮320转动时，可拉动支架400沿导向杆(341，34 移动，也就是说，转 轮320的轴线与支架400的移动方向垂直。
支架400设置有内凹槽405。内凹槽405内设置有第一涡旋弹簧406。
图6为转动支架结构示意图。如图2、图6所示，转动支架500为杆状。转动 支架500穿过支架400，一端位于内凹槽405内，另一端突出于支架400。且转动支架 500可转动。内凹槽405内设置有第一涡旋弹簧406。第一涡旋弹簧406内端与转动支 架500连接，另一端固定连接在内凹槽405的槽壁上。在转动支架500旋转时，可使第 一涡旋弹簧406张紧而产生弹性力，该弹性力可使转动支架500回复至未转动前的状态。
如图2、图3所示，转动支架500的另一端安装有刀架600。刀架600套装在转 动支架500上。刀架600上安装有第一顶紧螺栓601。在刀架600套装在转动支架500 上后，可利用第一顶紧螺栓601顶紧转动支架500，使两者固定连接。刀架600下端固定 连接有刀片700，刀片700具有刀刃。如需调整刀刃的朝向，可旋转第一顶紧螺栓601， 解除其对转动支架500的顶紧力，转动刀架600至刀刃的朝向符合要求，旋动第一顶紧螺 栓601使其顶紧转动支架600。以此，可以调整刀片700的角度。
本实施例所述的第一涡旋弹簧和第二涡旋弹簧，又可称为盘簧或平面涡卷形弹ο
本实施例中的刀刃朝向固定后，在切割过程中，既可以利用第一涡旋弹簧406 自动调整刀片700的角度，即刀刃的朝向；又可以利用第二涡旋弹簧322调整刀片700的直线位置。
本实施例中的第一涡旋弹簧406还可以使用扭簧、拉伸弹簧或压缩弹簧代替， 只要其结构设计能够使得转动支架500转动而对转动支架500产生弹性力，该弹性力可使 转动支架500回复至未转动前的状态即可。在实际切割减薄膜时，在切割至晶圆弧形边 与直边交界处时，角度变化并不是很大，因此，使用扭簧、拉伸弹簧或压缩弹簧代替第 一涡旋弹簧406时，无需进行复杂的结构调整，仍可以实现本发明的目的。
实施例2
其与实施例1的不同之处在于，转轮322未设置容腔，省略第二涡旋弹簧322。 连接带350具有弹性。随着转轮322的旋转，连接带350可被拉伸而产生弹性力，该弹 性力可使转轮322回复至未旋转前的状态。在连接带350被预先拉伸的情况下，其产生 的弹性力可拉动支架400沿导向杆341和导向杆342移动。
其余结构与实施例1相同。
实施例3
图7为实施例3的结构示意图。如图7所示，切膜设备，除包括实施例1的切 膜刀具外。还包括晶圆支撑装置800。晶圆支撑装置80上表面设置有两圈凹槽(801， 802)，两圈凹槽(801，802)均具有一定的深度，以使刀片700能够伸入其内，并可在凹 槽801内或凹槽802内沿其槽壁移动。两圈凹槽(801，80 均根据晶圆的形状及尺寸设 置。每一个凹槽围成的区域与一种尺寸的晶圆尺寸相同。因此，本实施例中的晶圆支撑 装置800可适用于为多种尺寸的晶圆切割减薄膜。
图8为实施例3使用时的分析图。如图8所示，使用时，将晶圆放置晶圆支撑 装置上，并使其边缘与一圈凹槽如凹槽801内边线对齐。第二机架200可转动地安装， 并位于晶圆的上方。调整第一机架300的位置，使刀片700可在凹槽801内沿其内边行 走。此时，第一涡旋弹簧406处于张紧状态，并对转动支架500具有弹性力，由于刀片 700受凹槽801壁的限制，刀片700紧贴凹槽801。第二涡旋弹簧322此时也处于张紧状 态而产生弹性力，该弹性力也可以使支架400带动刀片700沿导向杆341和导向杆342移 动，但由于刀片700受到凹槽801内壁的阻挡，支架400无法移动。转动第二机架200 使其带动刀片700在凹槽801内行走，不断切割减薄膜。在刀片700自晶圆的弧形边转 动至直边时，由于凹槽801形状的变化，对刀片700的阻挡力也发生变化，第一涡旋弹簧 406的弹力使刀片700转动，以适应凹槽801的直边形状。由于在直边处与晶圆圆心的距离缩短，因此，第二涡旋弹簧322对支架400的弹性力可使刀片700紧贴直边行走。
实施例4
本实施例使用实施例2中的切膜刀具和实施例3中的晶圆支撑装置。使用方法 与实施例3相同。
本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限 制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。
权利要求
1.切膜刀具，包括刀片，其特征在于，所述刀片角度可调地安装于支架上；还包括 第一弹性复位装置，第一弹性复位装置可随着刀片角度的变化而产生弹性变形力，该弹 性变形力可使刀片回复至角度未变化的状态。
2.根据权利要求1所述的切膜刀具，其特征在于，所述刀片安装于转动支架上，所述 的转动支架可转动地安装于支架上；在转动支架转动时，第一弹性复位装置随着转动支 架的转动而产生弹性变形力，该弹性变形力可使转动支架回复至未转动前的状态。
3.根据权利要求1所述的切膜刀具，其特征在于，所述第一弹性复位装置选自拉伸弹 簧、压缩弹簧、扭簧和涡旋弹簧中的一种。
4.根据权利要求1或2所述的切膜刀具，其特征在于，所述的转动支架为杆状，所 述支架设置有内凹槽；所述的转动支架穿过支架，一端位于内凹槽内，另一端突出于支 架，刀片安装于所述的另一端上；所述内凹槽内安装有第一涡旋弹簧，所述第一涡旋弹 簧外端连接于支架上，内端连接于转动支架上。
5.根据权利要求4所述的切膜刀具，其特征在于，所述的刀片安装于刀架上，所述刀 架角度可调地安装于转动支架上。
6.根据权利要求5所述的切膜刀具，其特征在于，所述刀架套装于转动支架端部； 刀架上安装有第一顶紧装置，所述第一顶紧装置可穿过支架顶住转动支架，将两者固定 连接。
7.根据权利要求1所述的切膜刀具，其特征在于，所述支架直线位置可调地安装于第 一机架上。
8.根据权利要求7所述的切膜刀具，其特征在于，还包括第二弹性复位装置，所述第 二弹性复位装置随着支架位置的变化而产生弹性力，该弹性力可使支架回复至未移动前 的位置。
9.根据权利要求8所述的切膜刀具，其特征在于，所述第二弹性复位装置选自拉伸弹 簧、压缩弹簧、扭簧、涡旋弹簧和弹性带中的一种。
10.根据权利要求8所述的切膜刀具，其特征在于，第一机架上安装有芯轴，转轮可 转动地安装于芯轴上；所述的第二弹性复位装置为第二涡旋弹簧；所述第二涡旋弹簧内 端连接于芯轴上，外端连接于转轮上；转轮和支架通过连接带或连接绳连接。
11.根据权利要求8所述的切膜刀具，其特征在于，第一机架上安装有芯轴，转轮可 转动地安装于芯轴上；转轮和支架通过弹性带连接，所述弹性带随着支架位置的变化而 产生弹性力，该弹性力可使支架回复至未移动前的位置。
12.根据权利要求7所述的切膜刀具，其特征在于，还包括导向装置，所述的支架位 置调整时沿着导向装置调整。
13.根据权利要求12所述的切膜刀具，其特征在于，所述的导向装置为导向杆，所述 的支架上设置有第一通孔，所述支架套装在导向杆上并可沿导向杆移动。
14.根据权利要求7所述的切膜刀具，其特征在于，所述第一机架可移动地安装于第 二机架上。
15.根据权利要求14所述的切膜刀具，其特征在于，所述第二机架上设置有第二通 孔，所述第一机架上设置有连杆，所述连杆穿过第二通孔并可在第二通孔内移动。
16.根据权利要求15所述的切膜刀具，其特征在于，还包括连接装置，所述连接装置可插入第二通孔内使第二机架与连杆连接。
17.根据权利要求15所述的切膜刀具，其特征在于，所述的连杆上设置有标识线。
18.切膜设备，其特征在于，包括前述任一权利要求所述的切膜刀具，还包括支撑 板，所述支撑板设置有在刀片切膜时可允许刀片插入的凹槽。
19.根据权利要求18所述的切膜设备，其特征在于，所述的凹槽根据晶圆的形状设置 有至少一圈。
20.根据权利要求19所述的切膜设备，其特征在于，所述的凹槽根据不同尺寸的晶圆 的形状设置有多圈，多圈凹槽同心设置。
全文摘要
本发明公开了一种切膜刀具，包括刀片，其特征在于，所述刀片角度可调地安装于支架上；还包括第一弹性复位装置，第一弹性复位装置可随着刀片角度的变化而产生弹性变形力，该弹性变形力可使刀片回复至角度未变化的状态。使用本发明中的切膜刀具或切膜设备，改变了原有的切割刀装置在晶圆直边交界处会产生飞边的不足，不管对于何种形状的晶圆还是其它需要切割薄膜的基体，在切割时都不会产生飞边，提高了贴膜品质。使用本发明中的切割刀具，对操作人员的要求低，且可以提高企业生产效率，节省生产成本；可确保晶圆的安全。
文档编号B26D1/01GK102019630SQ20101051684
公开日2011年4月20日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者孙耀, 张明星 申请人:上海技美电子科技有限公司