CN108140601A - 芯片分离装置与芯片分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种芯片分离装置及芯片分离方法，更详细而言，有关于一种分离附着于胶带的半导体芯片而以安装至封装体或基板的方式供给的芯片分离装置及芯片分离方法。用以达成如上所述的目的的本发明的芯片分离装置及芯片分离方法具有提供一种可防止附着于胶带的半导体芯片受损而有效地进行分离的装置及方法。

Description

芯片分离装置与芯片分离方法

技术领域

本发明涉及一种芯片分离装置及芯片分离方法，更详细而言，涉及一种分离附着于胶带的半导体芯片而以安装至封装体或基板的方式供给的芯片分离装置及芯片分离方法。

背景技术

形成于晶圆的半导体芯片以附着于具有黏着力的较薄的胶带的状态传递至下一制程。

图1是表示附着至胶带而供给的半导体芯片的一例的图。形成有多个半导体芯片的晶圆(wafer)于附着至较薄的胶带后，以各半导体芯片为单位进行切割(sawing)。在如上所述的状态下，若对胶带(T)施加张力而均匀地拉拽，则如图1所示般成为多个半导体芯片(C)按照固定间隔附着于胶带(T)的状态。

如图1所示，附着于胶带(T)的状态的多个半导体芯片(C)依次自胶带(T)逐一分离(detaching)而附着至基板。最近，非常薄地制作如上所述的半导体芯片(C)的厚度的情形较多。在半导体芯片(C)的厚度较薄的情形时，在自胶带(T)分离半导体芯片(C)的过程中，半导体芯片(C)容易破损。特别是，在半导体芯片(C)的面积广于半导体芯片(C)的厚度的情形时，存在如下问题：在自胶带(T)分离半导体芯片(C)的过程中，因胶带(T)与半导体芯片(C)之间的黏着力而半导体芯片(C)容易破损。

先前，固定胶带(T)，利用销自胶带(T)的下侧推顶胶带(T)而自胶带(T)分离半导体芯片(C)的边缘。如上所述，利用拾取头提拉边缘自胶带(T)分离的半导体芯片(C)而转贴至基板。在利用销推顶胶带(T)的方法的情形时，存在因销与半导体芯片(C)碰撞产生的冲击而半导体芯片(C)破损的问题。如上所述，在半导体芯片(C)的面积广于半导体芯片(C)的厚度的情形时，即便利用销推顶胶带(T)，也会产生胶带(T)弹性变形或撕裂而无法自胶带(T)分离半导体芯片(C)的情形。

发明内容

发明欲解决的课题

本发明是为了解决如上所述的问题而提出，有关于一种可将传递至半导体芯片的冲击最小化而有效地自胶带分离半导体芯片的芯片分离装置及芯片分离方法。

解决课题的手段

用以解决如上所述的目的的本发明的芯片分离装置用以分离黏着于较薄的胶带的半导体芯片，上述芯片分离装置包括：推出罩，具备支持本体、吸附孔及推孔(pushhole)，上述支持本体支持将自上述胶带分离的上述半导体芯片外周的上述胶带的下表面，上述吸附孔以可吸附与上述支持本体接触的部分的上述胶带的下表面的方式形成于上述支持本体的上表面，上述推孔以上下贯通上述支持本体的上表面的中央部的方式形成；升降构件，具备升降本体、贯通孔及空腔，上述升降本体以插入至上述推出罩的推孔而可上下升降的方式设置，以便可通过上述推孔向上侧推顶通过上述推出罩的吸附孔传递的真空而吸附的上述胶带，上述贯通孔以上下贯通上述升降本体的上表面的中央部的方式形成，上述空腔以与上述贯通孔相通的方式形成至上述升降本体；弹性构件，填充设置至上述升降构件的空腔，以便可通过上述贯通孔凸出地弹性变形而连同上述半导体芯片一并推顶上述胶带；加压构件，以与上述升降构件的空腔的内周形状对应的方式形成，以便可对上述弹性构件施加压力而使上述弹性构件弹性变形，以可相对于上述空腔进退的方式设置至上述升降本体；以及拾取头，配置至上述推出罩的上侧，吸附将通过上述弹性构件推顶的上述半导体芯片而使半导体芯片上升来分离上述半导体芯片。

并且，用以解决如上所述的目的的本发明的芯片分离方法用以分离黏着于较薄的胶带的半导体芯片，上述芯片分离方法包含如下步骤：(a)于在推出罩上配置有上述胶带的状态下，通过形成于上述推出罩的上表面的多个吸附孔吸附将自上述胶带分离的上述半导体芯片的外周的上述胶带的下表面的步骤；(b)使插入于形成在上述推出罩的中央部的推孔的升降构件上升而推顶与上述升降构件接触的上述胶带的步骤；(c)利用以与上述空腔的内周形状对应的方式形成且以可相对于上述空腔进退的方式设置的加压构件对填充于以与形成于上述升降构件的中央部的贯通孔相通的方式形成的空腔的弹性构件施加压力而使上述弹性构件向上侧凸出地弹性变形，藉此使上述半导体芯片周围的上述胶带与上述半导体芯片分离的步骤；(d)使配置于上述推出罩的上侧的拾取头下降而吸附上述半导体芯片的上表面的步骤；及(e)使于上述(d)步骤中吸附上述半导体芯片的上述拾取头上升而自上述胶带分离上述半导体芯片的步骤。

发明的效果

用以达成如上所述的目的的本发明的芯片分离装置及芯片分离方法具有可防止附着于胶带的半导体芯片破损而有效地进行分离的效果。

附图说明

图1是表示于胶带黏着有半导体芯片的状态的俯视图。

图2是表示于本发明的一实施例的芯片分离装置中配置有黏着有半导体芯片的胶带的状态的俯视图。

图3至图7是沿着图2的II-II剖面线所示的芯片分离装置分离半导体芯片的过程图。

图8是利用图2所示的芯片分离装置分离半导体芯片的本发明的一实施例的芯片分离方法的步骤图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细地对本发明的芯片分离装置进行说明。

图2是表示于本发明的一实施例的芯片分离装置中配置有黏着有半导体芯片的胶带的状态的俯视图。图3是沿着图2的II-II剖面线所示的芯片分离装置的过程图。

参照图2至图7，本实施例的芯片分离装置包括推出罩(10)、升降构件(20)、弹性构件(30)、加压构件(40)及拾取头(50)。

参照图2，推出罩(10)具备支持本体(11)、吸附孔(12)及推孔(13)(push hole)。支持本体(11)以与上下延伸的四边管相似的形态形成。支持本体(11)的上表面的外周形成为四边形。支持本体(11)的上表面的外周以大于将自胶带(T)分离的半导体芯片(C)的外围尺寸的方式形成。在支持本体(11)的上表面形成多个吸附孔(12)。推出罩(10)通过多个吸附孔(12)形成真空而吸附与吸附孔(12)接触的部分的胶带(T)的下表面。参照图2，多个吸附孔(12)沿半导体芯片(C)的外周排列。较佳为于黏着于胶带(T)的半导体芯片(C)之间的位置配置吸附孔(12)而吸附胶带(T)。在支持本体(11)的上表面的中央部形成上下贯通支持本体(11)的推孔(13)。就结果而言，吸附孔(12)沿推孔(13)的外周排列。推孔(13)形成为四边形。推孔(13)的尺寸略微小于半导体芯片(C)的尺寸为宜。

参照图3，升降构件(20)具备升降本体(21)、贯通孔(22)、空腔(23)及卡止部(24)。升降本体(21)的上部以可升降的方式插入至推出罩(10)的推孔(13)。升降本体(21)的上表面的外周形成为四边形，与推孔(13)的尺寸对应地形成。升降本体(21)的上表面的外周尺寸小于半导体芯片(C)的尺寸为宜。在升降本体(21)的上表面的中央部形成贯通孔(22)。贯通孔(22)以上下贯通升降本体(21)的上表面的中央部的方式形成。贯通孔(22)的外围形状呈四边形。空腔(23)形成至升降本体(21)。空腔(23)以与贯通孔(22)彼此相通的方式形成。在空腔(23)形成可收容弹性构件(30)的空间。卡止部(24)形成至贯通孔(22)的上部。卡止部(24)以向贯通孔(22)的内侧突出的方式形成。卡止部(24)于弹性构件(30)弹性变形而向贯通孔(22)的上侧突出时，防止弹性构件(30)向外部脱离。

弹性构件(30)填充设置至升降构件(20)的空腔(23)与贯通孔(22)。为此，弹性构件(30)与空腔(23)及贯通孔(22)的内周形状对应地形成。参照图3，弹性构件(30)与卡止部(24)的形状对应地形成阶差，以便可填充至贯通孔(22)。在弹性构件(30)的上表面形成接触面(31)。弹性构件(30)的接触面(31)通过贯通孔(22)而露出。弹性构件(30)的接触面(31)凹陷地形成，以便不与胶带(T)接触。弹性构件(30)的接触面(31)由黏着性材质形成。因此，弹性构件(30)的接触面(31)通过加压构件(40)的作动而与胶带(T)反复进行黏着及分离。弹性构件(30)由如橡胶、凝胶的弹性良好的材质形成。弹性构件(30)由内部无空隙的材质形成，由不会因外力压缩而体积缩小的材质形成为宜。

加压构件(40)插入至升降本体(21)的空腔(23)而配置至弹性构件(30)的下部。加压构件(40)以与空腔(23)的内周形状对应的方式形成。加压构件(40)可对弹性构件(30)施加压力而使弹性构件(30)弹性变形。为此，加压构件(40)沿空腔(23)升降而对弹性构件(30)的下表面提供压力。

拾取头(50)配置至推出罩(10)的上侧。拾取头(50)具备由多孔性陶瓷形成的吸附板(51)。拾取头(50)以可使吸附板(51)升降的方式构成。拾取头(50)于使吸附板(51)与半导体芯片(C)的上表面接触而吸附半导体芯片(C)后，以该状态使半导体芯片(C)上升而自胶带(T)分离半导体芯片(C)。

另一方面，图8是利用图2所示的芯片分离装置分离半导体芯片的本发明的一实施例的芯片分离方法的步骤图。

以下，参照图2至图8，对利用如上所述般构成的芯片分离装置分离半导体芯片(C)的过程进行说明。

首先，如图2及图3所示，将黏着于胶带(T)的半导体芯片(C)中的欲进行分离的半导体芯片(C)配置至推出罩(10)及升降构件(20)的上表面。在如上所述的状态下，通过推出罩(10)的吸附孔(12)传递真空而在推出罩(10)的上表面吸附胶带(T)的下表面((a)步骤：S110)。此时，由于弹性构件(30)的接触面(31)凹陷地形成，因此不与胶带(T)接触。

其次，如图4所示，使配置于推出罩(10)的上侧的拾取头(50)下降而与半导体芯片(C)的上表面接触来吸附上述半导体芯片(C)((d)步骤：S120)。如上所述，通过拾取头(50)的吸附板(51)传递真空而吸附半导体芯片(C)的上表面。

其次，如图5所示，使升降构件(20)上升而使半导体芯片(C)的边缘部分脱离胶带(T)((b)步骤：S130)。如上所述，若升降构件(20)的上表面的外围尺寸小于半导体芯片(C)的外围尺寸，则如图5所示，胶带(T)于半导体芯片(C)的边缘部分开始自半导体芯片(C)分离。如上所述，半导体芯片(C)的外侧的胶带(T)通过吸附孔(12)而固定，因此若半导体芯片(C)与上述半导体芯片(C)的下侧的胶带(T)通过升降构件(20)而上升，则半导体芯片(C)的外周的胶带(T)脱离半导体芯片(C)。

另一方面，在通过升降构件(20)而半导体芯片(C)上升时，拾取头(50)也与升降构件(20)的动作同步而上升((e)步骤：S140)。如上所述，因拾取头(50)与升降构件(20)的动作同步地上升而防止半导体芯片(C)破损。

在通过升降构件(20)而半导体芯片(C)上升时，使加压构件(40)上升一部分而使弹性构件(30)的黏着面(31)黏着至胶带(T)的下表面。如上所述，在使弹性构件(30)的黏着面(31)与胶带(T)接触而通过弹性构件(30)支持半导体芯片(C)的下表面的状态下，进行自胶带(T)分离半导体芯片(C)的过程。

其次，如图6所示，使加压构件(40)上升而对弹性构件(30)的下侧施加压力。通过使弹性构件(30)向上侧凸出地弹性变形而向上侧推顶胶带(T)与半导体芯片(C)((c)步骤：S150)。此时，弹性构件(30)的接触面(31)呈与胶带(T)黏着的状态。

另一方面，在通过弹性构件(30)而半导体芯片上升时，拾取头(50)也与弹性构件(30)的动作同步而使半导体芯片(C)上升((e)步骤：S160)。

在弹性构件(30)的接触面(31)通过加压构件(40)而凸出地弹性变形的期间，下表面未由弹性构件(30)支持的部分的胶带(T)逐渐自半导体芯片(C)的下表面分离。即，自半导体芯片(C)的边缘向半导体芯片(C)的中心部推进胶带(T)的分离(detaching)。如上所述，通过作用于弹性构件(30)的压力支持胶带(T)而推进半导体芯片(C)的分离，因此具有可有效地自半导体芯片(C)的下表面分离胶带(T)的优点。并且，可通过弹性构件(30)的连续的弹性变形而自半导体芯片(C)的下表面分离胶带(T)，因此具有不会使半导体芯片(C)因胶带(T)的黏着力破损而有效地执行分离作业的优点。并且，弹性构件(30)与加压构件(40)的位移成正比而弹性变形，因此具有可精确地控制胶带(T)与半导体芯片(C)的上升高度的优点。

如上所述，在执行使升降构件(20)上升的步骤((b)步骤：S130)、与使弹性构件(30)上升的步骤((c)步骤：S150)的期间，同时连续地执行使拾取头(50)上升的步骤((e)步骤：S140、S160)。

其次，如图6所示，若弹性构件(30)凸出地弹性变形的同时，拾取头(50)上升，则如图7所示，拾取头(50)上升，加压构件(40)后退而使弹性构件(30)弹性恢复((f)步骤：S170)。此时，由于弹性构件(30)的接触面(31)由黏着性材质形成，因此弹性构件(30)黏着胶带(T)而使其下降。如上所述般由黏着性材质形成的弹性构件(30)的接触面(31)以与胶带(T)黏着的状态弹性恢复，因此具有可迅速地处理半导体芯片(C)与胶带(T)的分离的优点。进而，若弹性构件(30)通过加压构件(40)而完成弹性恢复，则通过形成于弹性构件(30)的接触面(31)的凹陷部分而自然地与胶带(T)分离，因此具有如下效果：在为了分离下一半导体芯片(C)而移动时，可防止胶带(T)与接触面(31)之间的干涉。

另一方面，也可根据情形而于执行使升降构件(20)上升的步骤((b)步骤：S130)后，以使拾取头(50)下降而吸附半导体芯片(C)((d)步骤：S120)的方式使芯片分离装置作动，而并非如上所述般于通过吸附孔(12)吸附胶带(T)后，为了吸附半导体芯片(C)而使拾取头(50)下降。

并且，也可根据情形而于执行使升降构件(20)上升的步骤((b)步骤：S130)、与使弹性构件(30)上升的步骤((c)步骤：S150)后，以使拾取头(50)下降而吸附半导体芯片(C)((d)步骤：S120)的方式使芯片分离装置作动。

如图7所示，在半导体芯片(C)脱离胶带(T)后，下降去除加压构件(40)而使弹性构件(30)再次如图3至图5所示般弹性恢复。也可根据情形而通过如下方式分离半导体芯片(C)：在半导体芯片(C)的分离如图6所示般进行至某种程度的状态下，使加压构件(40)迅速下降而使弹性构件(30)瞬间弹性恢复。若凸出的弹性变形的弹性构件(30)瞬间弹性恢复，则与弹性构件(30)黏着的胶带(T)部分也瞬间返回至原状态而可自半导体芯片(C)的下表面完全分离胶带(T)。

发明的实践设置实例

以上，列举较佳的例对本发明进行了说明，但本发明的范围并不限定于之前所说明的实施例。

例如，虽说明为弹性构件(30)的接触面(31)凹陷地形成，但弹性构件的接触面可水平地形成至低于升降本体的上表面的位置。或是，弹性构件的接触面可形成至与升降本体的上表面相同的高度。藉此，加压构件为了自弹性构件的接触面分离胶带，可向下侧拉拽弹性构件而使弹性构件的接触面向空腔方向凹陷地弹性变形。

并且，虽说明为弹性构件(30)的接触面由黏着性材质形成，但可在弹性构件的接触面涂布黏着性材质而形成，或弹性构件可于接触面还包括黏着层而构成。或是，弹性构件的接触面也可不由黏着性材质形成。

并且，虽说明为加压构件(40)沿形成于升降本体的空腔(23)升降，但加压构件可设置至空腔的侧面，沿水平方向进退而对弹性构件施加压力。

Claims (11)

1.一种芯片分离装置，用以分离黏着于较薄的胶带的半导体芯片，所述芯片分离装置包括：

推出罩，具备支持本体、吸附孔及推孔(push hole)，所述支持本体支持将自所述胶带分离的所述半导体芯片外周的所述胶带的下表面，所述吸附孔以可吸附与所述支持本体接触的部分的所述胶带的下表面的方式形成于所述支持本体的上表面，所述推孔以上下贯通所述支持本体的上表面的中央部的方式形成；

升降构件，具备升降本体、贯通孔及空腔，所述升降本体以插入至所述推出罩的推孔而可上下升降的方式设置，以便可通过所述推孔向上侧推顶通过所述推出罩的所述吸附孔传递的真空而吸附的所述胶带，所述贯通孔以上下贯通所述升降本体的上表面的中央部的方式形成，所述空腔以与所述贯通孔相通的方式形成至所述升降本体；

弹性构件，填充设置至所述升降构件的所述空腔，以便可通过所述贯通孔凸出地弹性变形而连同所述半导体芯片一并推顶所述胶带；

加压构件，以与所述升降构件的所述空腔的内周形状对应的方式形成，以便可对所述弹性构件施加压力而使所述弹性构件弹性变形，以可相对于所述空腔进退的方式设置至所述升降本体；以及

拾取头，配置至所述推出罩的上侧，吸附将通过所述弹性构件推顶的所述半导体芯片而使所述半导体芯片上升来分离所述半导体芯片。

2.根据权利要求1所述的芯片分离装置，其中所述推出罩的所述吸附孔沿所述推孔的外周排列而形成多个，多个所述吸附孔于所述半导体芯片的外周吸附所述胶带。

3.根据权利要求1所述的芯片分离装置，其中在通过所述升降构件及所述弹性构件而推顶所述半导体芯片时，所述拾取头以吸附所述半导体芯片的状态使所述半导体芯片上升而自所述胶带分离所述半导体芯片。

4.根据权利要求1所述的芯片分离装置，其中所述升降构件还包括卡止部，所述卡止部突出形成至所述贯通孔的上部，以便防止弹性变形而向所述贯通孔的上侧突出的所述弹性构件向外部脱离。

5.根据权利要求1所述的芯片分离装置，其中与所述胶带接触的所述弹性构件的外表面由黏着性材质形成。

6.根据权利要求1所述的芯片分离装置，其中所述弹性构件于未施加外部压力的状态下，凹陷地形成接触面。

7.一种芯片分离方法，用以分离黏着于较薄的胶带的半导体芯片，所述芯片分离方法包括：

(a)在推出罩上配置有所述胶带的状态下，通过形成在所述推出罩的上表面的多个吸附孔吸附将自所述胶带分离的所述半导体芯片的外周的所述胶带的下表面的步骤；

(b)使插入于形成在所述推出罩的中央部的推孔的升降构件上升而推顶与所述升降构件接触的所述胶带的步骤；

(c)利用以与所述空腔的内周形状对应的方式形成且以相对于所述空腔进退的方式设置的加压构件对填充于以与形成在所述升降构件的中央部的贯通孔相通的方式形成的空腔的弹性构件施加压力而使所述弹性构件向上侧凸出地弹性变形，藉此使所述半导体芯片周围的所述胶带与所述半导体芯片分离的步骤；

(d)使配置在所述推出罩的上侧的拾取头下降而吸附所述半导体芯片的上表面的步骤；以及

(e)使在所述(d)步骤中吸附所述半导体芯片的所述拾取头上升而自所述胶带分离所述半导体芯片的步骤。

8.根据权利要求7所述的芯片分离方法，其中于执行所述(a)步骤后，执行所述(d)步骤，

在执行所述(b)步骤及所述(c)步骤的期间，所述(e)步骤与所述推出罩及所述弹性构件的作动同步而通过所述拾取头使所述半导体芯片上升。

9.根据权利要求7所述的芯片分离方法，其中于执行所述(a)步骤及所述(b)步骤后，执行所述(d)步骤，

在执行所述(c)步骤的期间，所述(e)步骤与所述弹性构件的作动同步而通过所述拾取头使所述半导体芯片上升。

10.根据权利要求7所述的芯片分离方法，还包括如下步骤：(f)在完成所述(d)步骤后，使所述加压构件后退而使所述弹性构件弹性恢复的步骤。

11.根据权利要求10所述的芯片分离方法，其中所述弹性构件的接触面由黏着性材质形成，因此在所述(f)步骤中，所述弹性构件黏着所述胶带而使其下降。