本發(fā)明屬于半導(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的裝置及方法。

背景技術(shù)：

指紋芯片的制造過程中有一環(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。在現(xiàn)有技術(shù)中，是先通過治具對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連續(xù)性不好，所以需要人工干預(yù),影響了效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問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)問題，本發(fā)明采用如下的技術(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)動所述上吸盤組件豎向及左右移動的驅(qū)動組件，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。

另外，本發(fā)明還提供了一種晶圓與玻璃分離方法，采用上述分離裝置，步驟為：

所述升降柱升起，由機(jī)械手將玻璃晶圓膠合體輸送至升降柱上，所述升降柱將所述玻璃晶圓膠合體吸附??；

所述升降柱慢慢下降，最終所述玻璃晶圓膠合體被放置所述下吸盤上并被所述下吸盤真空吸附固定?。?/p>

所述驅(qū)動組件驅(qū)動上吸盤組件下降并使得上吸盤貼合吸附住所述玻璃晶圓膠合體的上表面；

在壓力傳感器數(shù)據(jù)反饋和控制器的監(jiān)測下，控制驅(qū)動組件向所述玻璃晶圓膠合體施力，精確控制所述上吸盤施加于所述玻璃晶圓膠合體上的壓力，使之避免破片；

所述上加熱器和所述下加熱器同時加熱，待加熱器中的溫度傳感器溫度感測到達(dá)到設(shè)定溫度，并在該溫度保持設(shè)定時間待所述玻璃晶圓膠合體中間的固態(tài)膠融化并膠合力降到預(yù)定程度后，控制驅(qū)動組件帶動上吸盤吸住玻璃做橫向水平運動從而將玻璃和晶圓分離。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明能夠?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、具有較高自動化的優(yōu)點。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明：

圖1為本發(fā)明的立體結(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作示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明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吸氣孔601、并具有同心分布的多個環(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通孔431，四根支撐柱430分別穿設(shè)在該四個通孔431中，在底座200內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動支撐柱430的升降驅(qū)動裝置(被底座200遮擋，圖中未顯示)。升降驅(qū)動裝置可以為氣動裝置(如氣缸)或液壓裝置(如油缸)或電動裝置(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吸氣孔、并具有同心分布的多個環(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通過彈簧342將微動座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340四個方向的梁體上分別設(shè)有直線軸承344，在微動座330的上表面對應(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，在微動座330上下微動過程中起到導(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353上。通過調(diào)節(jié)該支撐螺栓354，使得微動座330能夠被支撐梁340所支撐并且調(diào)節(jié)微動座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上的吸氣孔均通過氣管連接到可控真空源。

在如圖1所示，驅(qū)動組件500包括橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)和豎向驅(qū)動機(jī)構(gòu)。橫向驅(qū)動機(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的端頭并通過橫向絲桿螺母組件504傳動來驅(qū)動橫向滑座502做橫向左右運動。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的上端并通過豎向絲桿螺母組件504的傳動來驅(qū)動豎向滑座507在豎向滑軌506上做豎向上下運動。

在本發(fā)明中，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)動支撐柱升降的氣缸、控制可控真空源的各個控制閥均與控制器電連接，實現(xiàn)壓力、溫度的自動反饋監(jiān)測以及加熱器的加熱控制、驅(qū)動組件的豎向上下動作控制、橫向左右動作控制、支撐柱的升降動作控制，上、下吸盤以及支撐柱的吸附動作控制。

在本發(fā)明中，通過調(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，壓力傳感器360的壓力值即是上吸盤組件300對玻璃晶圓片的壓力，該壓力數(shù)據(jù)可以實時輸出到控制器，控制器對豎向運動機(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。

以上就是本發(fā)明的晶圓與玻璃分離裝置，其工作方式為：

初始時，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)動組件驅(qū)動上吸盤組件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)測下，控制驅(qū)動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)動組件帶動上吸盤310吸住玻璃做橫向水平運動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。

通過上述詳細(xì)描述，可以看出，本發(fā)明能夠?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。

但是，本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。