一种晶圆撕膜装置的制作方法

本技术涉及半导体撕膜设备，特别涉及一种晶圆撕膜装置。

背景技术：

1、随着半导体技术、led、摄像头技术的进步，用户对产品性能的要求越来越高，新的封装工艺正在不断的涌现。晶圆从晶圆制造厂出来时，厚度都比较厚，由于对封装尺寸的要求，封装时都会把晶圆减薄，以适应更小的封装尺寸。晶圆减薄时为了保护晶圆的电路层，会在晶圆的电路层贴一张膜，用以保护晶圆在减薄磨片时不被划伤和沾污。在晶圆减薄后还需要把这层保护膜去除掉，且去除时还不能损伤到晶圆。

2、撕膜方式有很多种，传统的解决方法是把晶圆吸附在一个平台上，手动用镊子剥起一个边，然后手动拉动膜，通过外力把晶圆的减薄膜给去除掉。这种解决方法为纯手动模式，人为因素太多，太难控制，且镊子容易扎伤晶圆，手动撕膜力度不好控制，容易使晶圆碎裂。

3、另一种方法是把晶圆吸附在台面上，用辅助胶带粘住减薄膜，通过拉动辅助胶带使减薄膜脱离晶圆。但是，晶圆研磨减薄时会产生许多粉尘，导致减薄膜上也会有许多粉尘，用辅助膜粘减薄膜时，经常会出现辅助胶带无法粘住减薄膜，导致无法撕除的现象。

4、随着技术的发展，又出现了采用机械手夹取减薄膜撕膜的方法，这种方法是把晶圆吸附固定到一个台面上，机械手模仿镊子剥起减薄膜，然后机械手上的夹子夹取减薄膜，慢慢的撕去减薄膜。但是，减薄膜的厚度在150um左右，有的减薄膜只有70um左右，夹子要先插在减薄膜和晶圆之间，才能剥起减薄膜，这就决定了夹子要很薄。而夹子一旦变薄，就容易变型，在这种夹子位置要很准确的环境中，夹子稍许的变型就会产生问题，很容易碰到晶圆造成晶圆的损伤。另外，减薄膜是带有粘性的，夹子在夹取减薄膜、撕膜完成后要扔掉减薄膜时，经常会出现减薄膜粘在夹子上扔不掉的情况，影响机器的后续运行。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本实用新型提供了一种晶圆撕膜装置，可快速撕掉减薄膜，且不会晶圆产生损伤。

2、为此，本实用新型的技术方案是：一种晶圆撕膜装置，包括机架，机架上方设有辅助膜以及带动辅助膜转动的送膜机构，送膜机构后侧设有第一丝杆直线模组，第一丝杆直线模组带动送膜机构上下移动，所述送膜机构上还设有可平移的割膜刀片；所述机架下方设有可平移的拉膜机构，拉膜机构包括夹头以及控制夹头移动的拉膜气缸，辅助膜端部固定在夹头上；所述拉膜机构下方设有两个可水平开合的夹持辊，夹持辊下方设有可平移的晶圆安装座；所述机架上安装有加热焊接机构，加热焊接机构包括加热块以及带动加热块升降的第二丝杆直线模组，加热块可从两个夹持辊中间穿行，靠近晶圆安装座。

3、本实用新型的辅助膜为无粘性膜，且为了节省成本，辅助膜选用比较窄的结构；辅助膜卷绕在卷筒上，送膜机构用于将辅助膜向前送出，使得辅助膜可以被拉膜机构的夹头夹持住，拉膜机构可以继续拉长辅助膜，使得加热块下移的时候，可以将辅助膜一起下压到晶圆安装座的晶圆上，再通过加热加热块，使得辅助膜和晶圆的减薄膜热熔后固定在一起；此时，割膜刀片可割断辅助膜，节省辅助膜的用量，仅在晶圆上留一小段可供拉扯的部分辅助膜，该部分辅助膜一端被夹头固定，另一端与晶圆的减薄膜固定在一起，也就是辅助膜两端分别位于夹持辊的上下两侧，当两个夹持辊闭合，即可夹持住该辅助膜；当晶圆安装座继续向前移动时，辅助膜会拉扯住减薄膜，将减薄膜从晶圆上撕下，完成撕膜工作；同时，由于辅助膜没有粘性，当两个夹持辊分开、夹头上移，辅助膜以及拉扯下来的减薄膜受重力作用自动落下，可在下方设有废料框，用于收集辅助膜以及拉扯下来的减薄膜，保证工作环境的整洁。

4、优选地，所述送膜机构还包括安装面板，安装面板上设有膨胀轴和带动膨胀轴转动的扭力马达，所述辅助膜缠绕在卷筒上，卷筒固定在膨胀轴上；所述安装面板上还设有多个导向轮，导向轮位于膨胀轴下方。辅助膜通过膨胀轴固定在安装面板上，扭力马达可带动膨胀轴转动，输送出辅助膜，导向轮可改变辅助膜的输送方向。

5、优选地，所述安装面板下方设有可平移的铺膜片以及可升降的压膜片；所述铺膜片安装在水平设置的铺膜气缸上，压膜片安装在竖直设置的压膜气缸上，压膜片下方设有压膜垫块，压膜垫块上设有一凹槽，铺膜片前端可插入压膜垫块的凹槽内；所述压膜片为l型结构，位于割膜刀片一侧。铺膜片可以将辅助膜向前送出，且铺膜片与压膜垫块上的凹槽配合，可以防止辅助膜出现褶皱；压膜片下移后，可以将辅助膜固定在压膜片与压膜垫块之前，起到固定辅助膜的作用。

6、优选地，所述安装面板上安装有割膜机构，割膜机构包括刀槽板、割膜气缸、刀片保护罩和保护罩气缸，割膜气缸水平设置在刀槽板上方，割膜刀片安装在割膜气缸上，所述割膜刀片底端伸入刀槽内，所述保护罩气缸竖向设置在刀槽板上方，刀片保护罩安装在保护罩气缸上。初始阶段，刀片保护罩位于上方，割膜刀片位于刀槽板的内侧，辅助膜从刀槽板上方穿行；当需要割断辅助膜时，刀片保护罩下移，压在刀槽板上，且固定住辅助膜，然后割膜刀片沿刀槽移动，将辅助膜割断，然后割膜刀片、刀片保护罩复位。

7、优选地，所述机架侧面设有水平设置的第三丝杆直线模组，拉膜机构由第三丝杆直线模组驱动；所述拉膜机构还包括拉膜支架和夹头安装座，拉膜支架一端安装在第三丝杆直线模组上，另一端固定安装夹头安装座；所述夹头置于夹头安装座内，受拉膜气缸驱动，夹头可在夹头安装座内上下移动，与夹头安装座底面构成夹持部。夹头可与夹头安装座底面构成夹持部，用来夹持、牵拉辅助膜，方便辅助膜移动到加热焊接机构下方，可以与晶圆的减薄膜热熔固定。

8、优选地，所述夹持辊包括第一夹持辊和第二夹持辊，第一夹持辊固定在机架上，第二夹持辊两端滑动安装在机架两侧的导轨上，所述第二夹持辊受夹持气缸作用，可沿导轨平移，与第一夹持辊配合工作。第二夹持辊可移动至与第一夹持辊贴合，用于夹持住辅助膜，且两个夹持辊离晶圆更近，减薄膜受力更均匀，可轻松将减薄膜撕下。

9、优选地，所述晶圆安装座上端面为微孔陶瓷片，晶圆安装座连接有吸气设备，微孔陶瓷片可呈负压状态；所述机架下方设有第四丝杆直线模组，驱动晶圆安装座在夹持辊下方平移。晶圆通过负压固定在微孔陶瓷片上，带有减薄膜的一侧向上，通过第四丝杆直线模组驱动，在机架下方移动，当减薄膜与辅助膜热熔固定后，晶圆继续移动，即可与减薄膜分离。

10、使用时，包括以下步骤：

11、1)辅助膜通过卷筒固定在膨胀轴上，通过扭力马达带动膨胀轴转动，辅助膜经由导向轮换向后，从压膜片下方穿行；

12、2)第三丝杆直线模组驱动拉膜机构向加热焊接机构一侧平移；第一丝杆直线模组驱动送膜机构下移至与拉膜机构齐平，此时辅助膜与夹头处齐平；

13、3)扭力马达继续输送辅助膜，铺膜片平移，可推动辅助膜进入夹头下方，拉膜气缸驱动夹头下移，夹持住辅助膜；

14、4)拉膜机构带动辅助膜继续平移，使得辅助膜越过第一夹持辊，且此时第一夹持辊、第二夹持辊为分开状态；

15、5)晶圆通过负压固定在晶圆安装座上，第四丝杆直线模组驱动晶圆安装座向加热焊接机构一侧平移，并移动至加热焊接机构下方；

16、6)加热焊接机构开始工作，加热块下移，并带动辅助膜穿过第一夹持辊、第二夹持辊之间，与晶圆上的减薄膜相贴合，加热块加热，辅助膜与减薄膜的接触点通过热熔固定；

17、7)加热焊接机构上移复位，割膜刀片沿刀槽移动，割断辅助膜；

18、8)第一夹持辊、第二夹持辊合拢，并夹持住晶圆上残留的辅助膜；

19、9)第四丝杆直线模组驱动晶圆安装座继续平移，晶圆随晶圆安装座移动，而减薄膜通过辅助膜被两个夹持辊固定，与晶圆分离开；

20、10)两个夹持辊分开，拉膜气缸驱动夹头上移，则减薄膜与辅助膜自由下落至废料框内。

21、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

22、1、辅助膜无粘性，与减薄膜通过热熔方式固定，既不会因为减薄膜表面的脏污降低粘性，也不会损伤晶圆，辅助膜可轻松撕下减薄膜；且撕膜后可以直接松开夹持辊和夹头，减薄膜和辅助膜自动脱落，不会出现粘住扔不掉的情况，保证机器顺利进行。

23、2、辅助膜为窄条状，每次在晶圆上留一段易拉动、可受力辅助膜，用料少，降低撕膜的成本；

24、3、利用膨胀轴固定辅助膜，换膜更加方便；利用各个导向轮来改变辅助膜的输送方向，保证辅助膜被拉膜机构顺利拉动。