本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體芯片制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種將晶圓片從與它膠合的玻璃片上分離開來(lái)的裝置。

背景技術(shù)：

指紋芯片的制造過(guò)程中有一環(huán)節(jié)是將帶功能的晶圓片從與它膠合的玻璃片上分離開來(lái)。在現(xiàn)有技術(shù)中，是先通過(guò)治具對(duì)芯片玻璃晶圓膠合體加熱，然后人工進(jìn)行分離。由于人工操作力道大小和方向隨意性太大、力道掌握不均勻，所以破片率高；同樣的原因造成人工操作時(shí)連續(xù)性不好，所以需要人工干預(yù),影響了效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種分離晶圓和玻璃安全性高、破片率低、分離效率高的晶圓與玻璃分離裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案：

一種晶圓與玻璃分離裝置，其特征在于；包括機(jī)架、上吸盤組件、位于上吸盤組件下方的下吸盤組件，所述下吸盤組件包括固定不動(dòng)的下吸盤、貼合在下吸盤下的下加熱器、穿設(shè)在下吸盤中能夠升降的多根支撐柱，所述上吸盤組件包括上吸盤，貼合在上吸盤上的上加熱器，所述機(jī)架上還設(shè)有能夠驅(qū)動(dòng)所述上吸盤組件豎向及左右移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)組件，所述支撐柱的頂面具有真空吸嘴，所述上吸盤組件中具有壓力傳感器，所述上加熱器和所述下加熱器中均具有溫度傳感器。

采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)將玻璃和晶圓片進(jìn)行分離，具有安全性高、分離效率高、破損率低、具有較高自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

圖1為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為下吸盤組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為上吸盤組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為上吸盤組件在另一視角下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5A-圖5D為分離方法各步驟的動(dòng)作示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型的晶圓與玻璃分離裝置，包括機(jī)架100、底座200、上吸盤組件300、下吸盤組件400以及驅(qū)動(dòng)組件500。

如圖2所示，下吸盤組件400包括有下吸盤410、下加熱器420、四根支撐柱430。其中，下吸盤410和下加熱器420均為圓盤狀且均固定在底座200上，下加熱器420位于下吸盤410的下方并貼合在一起。下吸盤410的上表面分布有多個(gè)吸氣孔601、并具有同心分布的多個(gè)環(huán)形吸氣槽602以及將吸氣孔601與環(huán)形吸氣槽602連通的條形吸氣槽603。

在下吸盤410和下加熱器420上還周向陣列有四個(gè)通孔431，四根支撐柱430分別穿設(shè)在該四個(gè)通孔431中，在底座200內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動(dòng)支撐柱430的升降驅(qū)動(dòng)裝置(被底座200遮擋，圖中未顯示)。升降驅(qū)動(dòng)裝置可以為氣動(dòng)裝置(如氣缸)或液壓裝置(如油缸)或電動(dòng)裝置(如電機(jī))。支撐柱430的頂端具有吸氣嘴，該吸氣嘴由開設(shè)在支撐柱430頂面的吸氣孔構(gòu)成。

如圖3和圖4所示，上吸盤組件300包括有上吸盤310、上加熱器320、微動(dòng)座330、支撐梁340、連接架350以及壓力傳感器360。

其中，上吸盤310和上加熱器320均為圓盤狀且固定在微動(dòng)座330的下方，上吸盤310位于上加熱器320下方并貼合在一起。同樣，上吸盤310的下表面也分布有多個(gè)吸氣孔、并具有同心分布的多個(gè)環(huán)形吸氣槽以及將吸氣孔與環(huán)形吸氣槽連通的條形吸氣槽。

支撐梁340為十字架梁，在兩側(cè)具有側(cè)架341，該側(cè)架341通過(guò)彈簧342將微動(dòng)座330懸吊在支撐梁340的下方，側(cè)架341的橫梁上設(shè)有與彈簧342連接的調(diào)節(jié)螺栓343。

支撐梁340四個(gè)方向的梁體上分別設(shè)有直線軸承344，在微動(dòng)座330的上表面對(duì)應(yīng)直線軸承344位置具有導(dǎo)向柱331，導(dǎo)向柱331位于直線軸承344中，在微動(dòng)座330上下微動(dòng)過(guò)程中起到導(dǎo)向作用。

連接架350由豎板351和連接豎板351下端的底板352構(gòu)成，底板352固定在支撐梁340上表面的中心位置。

在微動(dòng)座330的中心位置具有中心架332，支撐梁340的中心位置兩側(cè)具有通孔345，中心架332的立柱穿設(shè)在通孔345中，立柱的下端連接微動(dòng)座330，中心架332的橫梁位于支撐梁340和底板352的上方。底板352的上表面設(shè)有凸臺(tái)353，中心架332的橫梁上設(shè)有支撐螺栓354，支撐螺栓354的下端作用在凸臺(tái)353上。通過(guò)調(diào)節(jié)該支撐螺栓354，使得微動(dòng)座330能夠被支撐梁340所支撐并且調(diào)節(jié)微動(dòng)座330和支撐梁340的間距。

支撐梁340的下表面中心位置設(shè)有壓力傳感器360，使得壓力傳感器360的形變球朝下，在微動(dòng)座330的上表面中心位置還設(shè)有凸起塊333。

上加熱器320和下加熱器420均為金屬材質(zhì)，內(nèi)部通有加熱管。上加熱器320和下加熱器420中均具有溫度傳感器。

上吸盤310、下吸盤410以及支撐柱430上的吸氣孔均通過(guò)氣管連接到可控真空源。

在如圖1所示，驅(qū)動(dòng)組件500包括橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和豎向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括橫向滑軌501，橫向滑座502、橫向電機(jī)503、橫向絲桿螺母組件504；豎向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括豎向滑軌506、豎向滑座507、豎向電機(jī)508、豎向絲桿螺母組件509。其中，橫向滑軌410固定在機(jī)架100上，橫向滑座502位于橫向滑軌501上，橫向電機(jī)503位于橫向滑塊410的端頭并通過(guò)橫向絲桿螺母組件504傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)橫向滑座502做橫向左右運(yùn)動(dòng)。豎向滑軌506固定在橫向滑座502上，豎向滑座502位于豎向滑軌上且與連接架350連接，豎向電機(jī)508位于豎向滑軌506的上端并通過(guò)豎向絲桿螺母組件504的傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)豎向滑座507在豎向滑軌506上做豎向上下運(yùn)動(dòng)。

在本實(shí)用新型中，壓力傳感器360、各加熱管、各溫度傳感器、豎向電機(jī)508、橫向電機(jī)503、驅(qū)動(dòng)支撐柱升降的氣缸、控制可控真空源的各個(gè)控制閥均與控制器電連接，實(shí)現(xiàn)壓力、溫度的自動(dòng)反饋監(jiān)測(cè)以及加熱器的加熱控制、驅(qū)動(dòng)組件的豎向上下動(dòng)作控制、橫向左右動(dòng)作控制、支撐柱的升降動(dòng)作控制，上、下吸盤以及支撐柱的吸附動(dòng)作控制。

在本實(shí)用新型中，通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺栓343和支撐螺栓354可調(diào)節(jié)使得壓力傳感器350的形變球恰好與凸起塊333有接觸并且形變量剛好為零，此時(shí)壓力傳感器的壓力值為零。調(diào)好后，當(dāng)上吸盤310接觸并下壓玻璃晶圓膠合體時(shí)，壓力傳感器360的壓力值即是上吸盤組件300對(duì)玻璃晶圓片的壓力，該壓力數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)輸出到控制器，控制器對(duì)豎向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以進(jìn)行安全調(diào)控，保證玻璃晶圓膠合體不破片。

以上就是本實(shí)用新型的晶圓與玻璃分離裝置，其工作方式為：

初始時(shí)，上吸盤組件300位于下吸盤組件400的上方；

首先，升降柱430升起，由機(jī)械手將玻璃晶圓膠合體10輸送至升降柱430上，升降柱430上端面的吸氣孔將玻璃晶圓膠合體10吸附住，如圖5A所示。然后升降柱430慢慢下降，最終玻璃晶圓膠合體10放置于下吸盤410上并被下吸盤410真空吸附固定住，如圖5B所示。驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)上吸盤組件300下降并貼合吸附住膠合體10的上表面，在壓力傳感器360數(shù)據(jù)反饋和控制器監(jiān)測(cè)下，控制驅(qū)動(dòng)組件向玻璃晶圓膠合體施加壓力，精確控制上吸盤310施加于膠合體上的壓力，使之避免破片,如圖5C所示。再然后上加熱器320和下加熱器420同時(shí)加熱，待加熱器中的溫度傳感器溫度達(dá)到設(shè)定溫度，并在該溫度保持設(shè)定時(shí)間待玻璃晶圓膠合體10中間的固態(tài)膠融化并膠合力降到預(yù)定程度后，控制驅(qū)動(dòng)組件帶動(dòng)上吸盤310吸住玻璃做橫向水平運(yùn)動(dòng)從而將玻璃和晶圓分離；上吸盤310吸住玻璃放置到下料處，如圖5D所示。分離后的晶圓被4根支撐柱升起，被機(jī)械手送回到上料處。

通過(guò)上述詳細(xì)描述，可以看出，本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)將玻璃和晶圓片進(jìn)行安全分離，具有分離效率高、破損率低的優(yōu)點(diǎn)。

但是，本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型，而并非用作為對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。