一种兼容性晶圆背面打标治具装置

技术领域

本发明涉及晶圆加工相关技术领域，尤其涉及一种兼容性晶圆背面打标治具装置。

背景技术

随着先进封装技术的发展，芯片都是按晶圆整体封装后再进行切割，因此晶圆背面打标成为是半导体先进封装中缺一不可的步骤。主要是给每晶圆上的每个芯片进行标记客户商标、方向标识、客户指定文字信息等。

经过海量检索，发现现有技术公开号为CN216413023U，公开了一种无接触晶圆打标装置包含：第一支撑架、第二支撑架、桁架、真空吸盘、定位机构、激光器；其中，所述第一支撑架与所述第二支撑架平行设置；所述第一支撑架与所述第二支撑架之间形成晶圆盒放置区域；所述桁架滑动设置于所述第一支撑架与所述第二支撑架的上方；所述真空吸盘位于所述晶圆盒放置区域的上方，并与所述桁架连接；所述桁架沿所述第一支撑架与所述第二支撑架滑动方向的一侧设置有所述定位机构；所述激光器设置于所述第一支撑架与所述第二支撑架的上方且靠近所述定位机构的一侧。

当前市场上晶圆尺寸种类从6～12inch有几种不同尺寸、因此设备在设计时需要针对几种产品做对应的治具，这就需要确保操作方便和稳定性高，所以以上方式存在以下问题：

在根据不同尺寸产品更换载台中，由于晶圆产品加工工艺要求比较严格，加工光路与加工载台装置的垂直度小于0.01mm，而加工载台装置拆装后会导致平面度变化，与已校正切割光路会出现夹角，这是需产品进行试切割后根据影像系统测量实际尺寸后重新校正加工载台装置的平面度，与加工光路的垂直度。因此晶圆产品在生产过程中切换不同型号或系列产品，装置拆装时间较长，校正工作量比较大，并且操作人员会出现遗漏或者失误情况下，会造成产品加工批量不良。

有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种兼容性晶圆背面打标治具装置，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种兼容性晶圆背面打标治具装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种兼容性晶圆背面打标治具装置，包括支撑台底板、吸附治具载台和载台旋转装置，载台旋转装置安装在支撑台底板上，吸附治具载台安装在载台旋转装置上；

在吸附治具载台的上方从下往上依次设置有顶升接料台和压料台，在顶升接料台上设置有用于对压料台升降处理的压料顶升装置；

吸附治具载台包括吸附板，在吸附板上开设有1/4打标区域，在吸附板上安装有至少一个吸盘；

顶升接料台包括接料板固定大板、接料板和顶升接料动力电机，接料板固定大板上中间的空腔处安装有接料板，接料板固定大板的底部四周均通过顶升接料导杆可升降的安装在下方的支撑台底板上，顶升接料导杆的顶部通过顶升接料直线轴承安装在接料板固定大板的底部，在接料板固定大板沿着X轴方向两侧下方的支撑台底板上均安装有顶升接料动力电机，顶升接料动力电机可驱动顶升接料凸轮与上方的且安装在接料板固定大板上的大板端接触轴承相接触；

压料台包括压料台底板和压料环，压料台底板底部的四周均通过升降导柱和导向轴承可升降的安装在下方的接料板固定大板上，压料台底板上中间的空腔处安装有压料环；

压料顶升装置包括压料顶升动力电机、多级传动机构和从动顶升装置，安装在接料板固定大板上一侧的压料顶升动力电机可通过多级传动机构分别与位于压料台底板沿着X轴方向两侧的从动顶升装置相连接；

从动顶升装置包括从动顶升轴承座、传动轴承固定座、传动轴承和安装角座，从动顶升轴承座通过安装角座安装在接料板固定大板上，从动顶升轴承座与多级传动机构相连接，传动轴承固定座为凸轮结构且安装在从动顶升轴承座上，传动轴承固定座的内侧顶部或底部一侧安装有传动轴承，传动轴承可与内侧的压料台底板底部一侧的顶升隔板相接触。

作为本发明的进一步改进，载台旋转装置包括治具安装底板、载台旋转动力电机、同步带传动机构、平台转动同步轮、平台转动轴和旋转轴承，安装在支撑台底板上的载台旋转动力电机可通过同步带传动机构与平台转动轴相连接，平台转动轴通过旋转轴承安装在下方的支撑台底板上，平台转动轴通过平台转动同步轮与上方的治具安装底板相连接，吸附板定位在治具安装底板上。

作为本发明的进一步改进，治具安装底板上设置有用于对吸附板定位处理的定位销以及对吸附板吸附处理的吸附磁铁，在平台转动轴的内侧安装有至少一个真空供给装置。

作为本发明的进一步改进，同步带传动机构包括同步轮、皮带张紧装置和载台旋转同步带，载台旋转动力电机的驱动端与同步轮相连接，在同步轮和平台转动轴之间安装有载台旋转同步带。

作为本发明的进一步改进，在靠近同步轮的一侧安装有至少一个对载台旋转同步带张紧处理的皮带张紧轮。

作为本发明的进一步改进，压料环上的至少一个设置有缺口，且在压料环沿着X轴方向上至少一侧的压料台底板上安装有快换扣环块。

作为本发明的进一步改进，多级传动机构包括连杆轴、一级同步带轮、压料顶升同步带和二级同步带轮，压料顶升动力电机的驱动端通过联轴器后并经由压料顶升同步带和二级同步带轮与沿着X轴正方向一侧的从动顶升装置的传动轴承固定座相连接；压料顶升动力电机的驱动端通过联轴器后并经由连杆轴、一级同步带轮、压料顶升同步带和二级同步带轮与沿着X轴负方向一侧的从动顶升装置的传动轴承固定座相连接，且连杆轴沿着X轴方向的两侧均通过压料顶升轴承座安装在接料板固定大板上。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

本发明可根据产品尺寸选用不同的加工载台，快速更换，无需繁琐拆装；

本发明可兼容多款尺寸，多系列产品加工，方便切换设备加工换型，节省人力成本；

本发明可实现一次性校正载台与光路切割垂直后，无需后期重新校正垂直度等一系列问题，避免产品加工批量性不良，带来不必要财产损失。

为了应对翘曲产品的吸附功能，两个非接触式的吸盘将翘曲的产品吸附在治具安装底板上，压料环下压住产品的四周，将产品完全抚平。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明一种兼容性晶圆背面打标治具装置的结构示意图；

图2是图1中支撑台底板、吸附治具载台和载台旋转装置的结构示意图；

图3是图2中吸附治具载台的结构示意图；

图4是图1中顶升接料台正面的结构示意图；

图5是图1中顶升接料台顶升时背面的结构示意图；

图6是图1中顶升接料台下降时背面的结构示意图；

图7是图1中载台旋转装置的结构示意图；

图8是图1中压料台的结构示意图；

图9是图1中压料顶升装置的结构示意图；

图10是图9中从动顶升装置的结构示意图。

其中，图中各附图标记的含义如下。

支撑台底板Ⅰ、吸附治具载台Ⅱ、顶升接料台Ⅲ、载台旋转装置Ⅳ、压料台Ⅴ、压料顶升装置Ⅵ；

吸附板Ⅱ-1，吸盘Ⅱ-2，1/4打标区域Ⅱ-3；

接料板固定大板Ⅲ-1、接料板Ⅲ-2、顶升接料动力电机Ⅲ-3、顶升接料凸轮Ⅲ-4、大板端接触轴承Ⅲ-5、顶升接料导杆Ⅲ-6、顶升接料直线轴承Ⅲ-7；

治具安装底板Ⅳ-1、载台旋转动力电机Ⅳ-2、同步轮Ⅳ-3、皮带张紧轮Ⅳ-4、载台旋转同步带Ⅳ-5、平台转动同步轮Ⅳ-6、定位销Ⅳ-7、吸附磁铁Ⅳ-8、平台转动轴Ⅳ-9、真空供给装置Ⅳ-10、旋转轴承Ⅳ-11；

压料台底板Ⅴ-1、顶升隔板Ⅴ-2、快换扣环块Ⅴ-3、升降导柱Ⅴ-4、导向轴承Ⅴ-5、压料环Ⅴ-6；

压料顶升动力电机Ⅵ-1、联轴器Ⅵ-2、连杆轴Ⅵ-3、压料顶升轴承座Ⅵ-4、一级同步带轮Ⅵ-5、压料顶升同步带Ⅵ-6、二级同步带轮Ⅵ-7、从动顶升装置Ⅵ-8；

从动顶升轴承座Ⅵ-8-1、传动轴承固定座Ⅵ-8-2、传动轴承Ⅵ-8-3、安装角座Ⅵ-8-4。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1～10所示：

一种兼容性晶圆背面打标治具装置，包括支撑台底板Ⅰ、吸附治具载台Ⅱ和载台旋转装置Ⅳ，载台旋转装置Ⅳ安装在支撑台底板Ⅰ上，吸附治具载台Ⅱ安装在载台旋转装置Ⅳ上；

在吸附治具载台Ⅱ的上方从下往上依次设置有顶升接料台Ⅲ和压料台Ⅴ，在顶升接料台Ⅲ上设置有用于对压料台Ⅴ升降处理的压料顶升装置Ⅵ；

吸附治具载台Ⅱ包括吸附板Ⅱ-1，在吸附板Ⅱ-1上开设有1/4打标区域Ⅱ-3，在吸附板Ⅱ-1上安装有至少一个吸盘Ⅱ-2；

顶升接料台Ⅲ包括接料板固定大板Ⅲ-1、接料板Ⅲ-2和顶升接料动力电机Ⅲ-3，接料板固定大板Ⅲ-1上中间的空腔处安装有接料板Ⅲ-2，接料板固定大板Ⅲ-1的底部四周均通过顶升接料导杆Ⅲ-6可升降的安装在下方的支撑台底板Ⅰ上，顶升接料导杆Ⅲ-6的顶部通过顶升接料直线轴承Ⅲ-7安装在接料板固定大板Ⅲ-1的底部，在接料板固定大板Ⅲ-1沿着X轴方向两侧下方的支撑台底板Ⅰ上均安装有顶升接料动力电机Ⅲ-3，顶升接料动力电机Ⅲ-3可驱动顶升接料凸轮Ⅲ-4与上方的且安装在接料板固定大板Ⅲ-1上的大板端接触轴承Ⅲ-5相接触；

压料台Ⅴ包括压料台底板Ⅴ-1和压料环Ⅴ-6，压料台底板Ⅴ-1底部的四周均通过升降导柱Ⅴ-4和导向轴承Ⅴ-5可升降的安装在下方的接料板固定大板Ⅲ-1上，压料台底板Ⅴ-1上中间的空腔处安装有压料环Ⅴ-6；

压料顶升装置Ⅵ包括压料顶升动力电机Ⅵ-1、多级传动机构和从动顶升装置Ⅵ-8，安装在接料板固定大板Ⅲ-1上一侧的压料顶升动力电机Ⅵ-1可通过多级传动机构分别与位于压料台底板Ⅴ-1沿着X轴方向两侧的从动顶升装置Ⅵ-8相连接；

从动顶升装置Ⅵ-8包括从动顶升轴承座Ⅵ-8-1、传动轴承固定座Ⅵ-8-2、传动轴承Ⅵ-8-3和安装角座Ⅵ-8-4，从动顶升轴承座Ⅵ-8-1通过安装角座Ⅵ-8-4安装在接料板固定大板Ⅲ-1上，从动顶升轴承座Ⅵ-8-1与多级传动机构相连接，传动轴承固定座Ⅵ-8-2为凸轮结构且安装在从动顶升轴承座Ⅵ-8-1上，传动轴承固定座Ⅵ-8-2的内侧顶部或底部一侧安装有传动轴承Ⅵ-8-3，传动轴承Ⅵ-8-3可与内侧的压料台底板Ⅴ-1底部一侧的顶升隔板Ⅴ-2相接触。

优选的，载台旋转装置Ⅳ包括治具安装底板Ⅳ-1、载台旋转动力电机Ⅳ-2、同步带传动机构、平台转动同步轮Ⅳ-6、平台转动轴Ⅳ-9和旋转轴承Ⅳ-11，安装在支撑台底板Ⅰ上的载台旋转动力电机Ⅳ-2可通过同步带传动机构与平台转动轴Ⅳ-9相连接，平台转动轴Ⅳ-9通过旋转轴承Ⅳ-11安装在下方的支撑台底板Ⅰ上，平台转动轴Ⅳ-9通过平台转动同步轮Ⅳ-6与上方的治具安装底板Ⅳ-1相连接，吸附板Ⅱ-1定位在治具安装底板Ⅳ-1上。

优选的，治具安装底板Ⅳ-1上设置有用于对吸附板Ⅱ-1定位处理的定位销Ⅳ-7以及对吸附板Ⅱ-1吸附处理的吸附磁铁Ⅳ-8，在平台转动轴Ⅳ-9的内侧安装有至少一个真空供给装置Ⅳ-10。

优选的，同步带传动机构包括同步轮Ⅳ-3、皮带张紧装置Ⅳ-4和载台旋转同步带Ⅳ-5，载台旋转动力电机Ⅳ-2的驱动端与同步轮Ⅳ-3相连接，在同步轮Ⅳ-3和平台转动轴Ⅳ-9之间安装有载台旋转同步带Ⅳ-5。

优选的，在靠近同步轮Ⅳ-3的一侧安装有至少一个对载台旋转同步带Ⅳ-5张紧处理的皮带张紧轮Ⅳ-4。

优选的，压料环Ⅴ-6上的至少一个设置有缺口，且在压料环Ⅴ-6沿着X轴方向上至少一侧的压料台底板Ⅴ-1上安装有快换扣环块Ⅴ-3。

优选的，多级传动机构包括连杆轴Ⅵ-3、一级同步带轮Ⅵ-5、压料顶升同步带Ⅵ-6和二级同步带轮Ⅵ-7，压料顶升动力电机Ⅵ-1的驱动端通过联轴器Ⅵ-2后并经由压料顶升同步带Ⅵ-6和二级同步带轮Ⅵ-7与沿着X轴正方向一侧的从动顶升装置Ⅵ-8的传动轴承固定座Ⅵ-8-2相连接；压料顶升动力电机Ⅵ-1的驱动端通过联轴器Ⅵ-2后并经由连杆轴Ⅵ-3、一级同步带轮Ⅵ-5、压料顶升同步带Ⅵ-6和二级同步带轮Ⅵ-7与沿着X轴负方向一侧的从动顶升装置Ⅵ-8的传动轴承固定座Ⅵ-8-2相连接，且连杆轴Ⅵ-3沿着X轴方向的两侧均通过压料顶升轴承座Ⅵ-4安装在接料板固定大板Ⅲ-1上。

参阅图1所示，一种用于多尺寸兼容性晶圆背面打标载台装置，包括支撑台底板Ⅰ、吸附治具载台Ⅱ、顶升接料台Ⅲ、载台旋转装置Ⅳ、压料台Ⅴ、压料顶升装置Ⅵ。其主要工作特征如下：外部晶圆机械手将晶圆片送至到顶升接料台Ⅲ(初始位置为升起状态)。顶升接料台Ⅲ下降，晶圆落到吸附治具载台Ⅱ上，并吸附使晶圆固定。压料台Ⅴ在压料顶升装置Ⅵ的作用下下降，压住晶圆片(压料台Ⅴ初始位置为升起状态)。激光器开始打标(1/4区域作业)，该局部打标完成后，顶升接料台Ⅲ升起，带动晶圆片脱离吸附治具载台Ⅱ，载台旋转装置Ⅳ带动吸附治具载台Ⅱ旋转90°，顶升接料台Ⅲ下降，将晶圆送至吸附治具载台Ⅱ，激光器开始打标(1/4区域作业)，重复以上动作，直至正面区域打标完成，顶升装置Ⅲ升起，压料台Ⅴ在压料顶升装置作用下升起，晶圆机械手将打标完成的晶圆片取出，同时重新放入待打标晶圆片，重复动作。吸附治具载台Ⅱ，接料台Ⅲ及压料台Ⅴ可通过快速更换来兼容8inch、12inch产品。

如图2、3和7所示，

吸附治具载台Ⅱ包括：吸附板Ⅱ-1，吸盘Ⅱ-2，1/4打标区域Ⅱ-3。

载台旋转装置Ⅳ包括：治具安装底板Ⅳ-1、载台旋转动力电机Ⅳ-2、同步轮Ⅳ-3、皮带张紧轮Ⅳ-4、载台旋转同步带Ⅳ-5、平台转动同步轮Ⅳ-6、定位销Ⅳ-7、吸附磁铁Ⅳ-8、平台转动轴Ⅳ-9、真空供给装置Ⅳ-10、旋转轴承Ⅳ-11。

吸附治具载台Ⅱ的吸附板Ⅱ-1通过定位销Ⅳ-7和吸附磁铁Ⅳ-8吸附在治具安装底板Ⅳ-1上(吸附板Ⅱ-1可根据晶圆尺寸实现快速切换)，载台旋转装置Ⅳ锁附在支撑台底板Ⅰ上。

其中，吸盘Ⅱ-2为非接触式的吸盘，为了应对翘曲产品的吸附功能，两个非接触式的吸盘Ⅱ-2将翘曲的产品吸附在治具安装底板Ⅳ-1上，压料环Ⅴ-6下压住产品的四周，将产品完全抚平。

吸附治具Ⅱ通过定位销定位吸附在治具安装底板Ⅳ-1上，载台旋转动力电机Ⅳ-2旋转带动同步轮Ⅳ-3旋转，皮带张紧轮Ⅳ-4动载台旋转同步带Ⅳ-5旋转(皮带张紧轮Ⅳ-4可调节载台旋转同步带Ⅳ-5松紧度)，载台旋转同步带Ⅳ-5锁附在平台转动轴Ⅳ-9上，平台转动轴Ⅳ-9与撑台底板Ⅰ通过旋转轴承Ⅳ-11连接。

如图4～6所示：

顶升接料台Ⅲ包括：接料板固定大板Ⅲ-1、接料板Ⅲ-2、顶升接料动力电机Ⅲ-3、顶升接料凸轮Ⅲ-4、大板端接触轴承Ⅲ-5、顶升接料导杆Ⅲ-6、顶升接料直线轴承Ⅲ-7。

接料板Ⅲ-2通过磁铁吸附在接料板固定大板Ⅲ-1上，(接料板Ⅲ-2可根据晶圆尺寸大小快速更换)，顶升接料动力电机Ⅲ-3带动顶升接料凸轮Ⅲ-4做旋转运动，顶升接料凸轮Ⅲ-4带动固定在接料板固定大板Ⅲ-1上的大板端接触轴承Ⅲ-5做上下往复运动。

如图8～10所示：

压料台Ⅴ包括：压料台底板Ⅴ-1、顶升隔板Ⅴ-2、快换扣环块Ⅴ-3、升降导柱Ⅴ-4、导向轴承Ⅴ-5、压料环Ⅴ-6。

压料顶升装置Ⅵ包括：压料顶升动力电机Ⅵ-1、联轴器Ⅵ-2、连杆轴Ⅵ-3、压料顶升轴承座Ⅵ-4、一级同步带轮Ⅵ-5、压料顶升同步带Ⅵ-6、二级同步带轮Ⅵ-7、从动顶升装置Ⅵ-8。

从动顶升装置Ⅵ-8包括：从动顶升轴承座Ⅵ-8-1、传动轴承固定座Ⅵ-8-2、传动轴承Ⅵ-8-3、安装角座Ⅵ-8-4。

压料顶升装置Ⅵ：压料顶升动力电机Ⅵ-1转动通过联轴器Ⅵ-2带动连杆轴Ⅵ-3转动，通过一级同步带轮Ⅵ-5、压料顶升同步带Ⅵ-6、二级同步带轮Ⅵ-7转动使得从动顶升装置Ⅵ-8转动，从而带动压料台Ⅴ做上下往复运动。

压料台Ⅴ：快换扣环块Ⅴ-3安装在压料台底板Ⅴ-1上，压料环Ⅴ-6两端开有缺口，安装时需要将缺口对准快换扣环块Ⅴ-3下按旋转即可，可实现8inch与12inch晶圆片之间快换。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接：可以是机械连接，也可以是电连接：可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通.对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。