專利名稱：基片的噴射分割的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及集成電路處理設(shè)備。更具體地，本發(fā)明涉及一種將基片分割(singulating)成多個元件部分的經(jīng)改進的裝置和方法。
背景技術(shù)：
執(zhí)行分割步驟一般是為了將集成電路封裝件(例如，IC芯片)從基片(例如，電路板)分離。在切割過程中，基片一般固定在適當(dāng)位置，同時一個或多個鋸片沿直線切過基片，以形成單個集成電路封裝件。盡管利用鋸片進行切割已經(jīng)做得很好，但是工業(yè)的不斷進步已經(jīng)在對鋸割(saw singulation)的極限進行考驗。
對于鋸割來說，小型元件的切割特別成問題。當(dāng)元件尺寸很小(例如，小于3mm×3mm)時，真空固定裝置不能在鋸開過程中穩(wěn)定地將小型元件夾持。隨著鋸片通過元件，鋸片相對于被加工的元件轉(zhuǎn)動并平移。結(jié)果產(chǎn)生的力矢量具有垂直分量和切向分量。由于切向分量克服了真空固定裝置的夾持力，會造成元件的幾何形狀不一致、損傷或損失，從而使分割的產(chǎn)出率下降。隨著進料速度增加，切向分量的大小相應(yīng)地增加，加大了元件的夾持難度。因此，對給料速度進行最小化來保護產(chǎn)出率不受影響。然而，結(jié)果造成了生產(chǎn)能力的下降。
鋸割的高消耗成本也是問題。鋸割可能需要特制的鋸片，鋸割時可能會需要特殊配制的鋸片，在切口面上不斷露出新金剛石。在金剛石切除材料的同時，由于鋸片以超過正常的速度磨損，基片內(nèi)使用的材料使金剛石變鈍而必須廢棄。為延長鋸片壽命同時使毛邊和碎片最小化而在鋸片磨損和分割質(zhì)量之間進行平衡，這是一種微妙的需要高費用技術(shù)的折衷。
對于鋸割來說，另一個問題是曲線的切割路徑。許多新型元件(例如，光子元件)以精確的彎曲的邊界而不是以直邊生產(chǎn)。彎曲的邊界要求曲線的切割路徑，這是難以用鋸片實現(xiàn)的。明確地說，轉(zhuǎn)動鋸片的切割路徑只能是由鋸片平面和元件平面的相交所限定的直線。鋸割本身無法簡單地提供這些新型元件所需的曲線切割路徑。
基于上述情況，希望有一種將基片分割成多個元件部分的改進裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在一實施例中涉及一種分割設(shè)備，該設(shè)備用來產(chǎn)生能夠割穿基片而形成小型分立元件的切割束。該分割設(shè)備包括磨料輸送系統(tǒng)和與該磨料輸送系統(tǒng)在操作上連接的噴嘴。磨料輸送系統(tǒng)配置成向噴嘴提供磨料料漿，而噴嘴配置成利用磨料料漿產(chǎn)生切割束。磨料料漿由磨料和液體形成。磨料輸送系統(tǒng)包括泵、料漿容器和料漿源。該泵用來將磨料料漿壓出料漿容器并將磨料料漿輸送到噴嘴。料漿容器用來容納磨料料漿。料漿源用來向磨料容器提供磨料料漿的組成成分。
在另一實施例中，本發(fā)明涉及用以將基片分割成多個較小元件部分的分割設(shè)備。該分割設(shè)備包括具有配置成用來向多個噴嘴分配料漿的歧管的排式歧管部件。各噴嘴配置成以切割束的形式排出單個噴射流，以便同時割穿基片。該分割設(shè)備還包括吸盤部件，配置成用來在噴射流割穿基片之前、過程中以及之后保持并支承基片以及出自該基片的較小的元件部分。
在另一實施例中，本發(fā)明涉及一種配置成在噴射流分割之前、過程中以及之后固定未分割基片和從基片切下來的分割后的基片部分的真空吸盤部件。該真空吸盤部件包括配置成用來在x軸切割過程中保持住的第一吸盤，該第一吸盤包括多個真空通路和多個切割槽縫。該真空通路配置成用來向基片提供吸力，以在噴射流分割之前、過程中以及之后保持住。切割槽縫提供在第一方向上切割時噴射流通過的空間。該真空吸盤部件還包括配置成用來在y軸切割過程中保持住的第二吸盤。該第二吸盤包括多個真空通路和多個切割槽縫。該真空通路配置成用來向基片提供吸力，以在噴射流分割之前、過程中以及之后保持住。切割槽縫提供在垂直于第一方向的第二方向上切割時噴射流通過的空間。
在另一實施例中，本發(fā)明涉及一種分割其上形成有多個集成電路的基片的方法。該方法包括產(chǎn)生一個或多個形成為一束的噴射流的步驟。噴射流配置稱足以切割基片。該方法還包括將噴射流導(dǎo)引到基片表面的上方的步驟。該方法又包括有選擇地操作噴射流以將基片切割成多個集成電路的步驟。
在另一實施例中，本發(fā)明涉及一種將基片分成多個集成電路芯片的方法?；投鄠€集成電路芯片具有比第二側(cè)面光滑的第一側(cè)面。多個集成電路芯片在所述第二側(cè)面分別包括一個觸頭陣列。該方法包括提供具有多個真空開口的真空座。每個真空開口對應(yīng)于所述多個集成電路芯片中的單個芯片。各真空開口的四周為真空座的上表面。該方法還包括將基片的第一側(cè)面放置到真空座的上表面上的步驟。該方法另外包括利用真空將基片的第一側(cè)面固定在真空座上表面的步驟。此外，該方法還包括在基片固定于真空座的上表面的同時將基片分割成多個集成電路芯片的步驟。分割由形成為切割束的噴射流執(zhí)行。
在另一實施例中，本發(fā)明涉及制造集成電路的工序。該工序中，產(chǎn)生一個或多個形成為一束的噴射流。這些噴射流配置成足以切割基片。該基片具有多個形成于其上的集成電路。該工序包括將噴射流導(dǎo)引到基片表面的上方的步驟。該工序中，還有選擇地操作噴射流，以將基片分割成多個集成電路。


通過結(jié)合下列附圖參照隨后的描述可以更好地理解本發(fā)明。
圖1是本發(fā)明一實施例的切割裝置的簡化框圖。
圖2A是本發(fā)明一實施例的割穿基片以形成單個封裝件的精細(xì)切割束的簡化透視圖。
圖2B是本發(fā)明一實施例的割穿基片以形成光子元件的精細(xì)切割束的簡化透視圖。
圖3A是其上形成有多個無引腳集成電路封裝件的基片的仰視圖。
圖3B是其上形成有多個無引腳集成電路封裝件的基片的俯視圖。
圖3C是一組分割后的無引腳集成電路封裝件的俯視圖。
圖3D是一個分割后的集成電路封裝件的側(cè)視圖。
圖3E是一個分割后的集成電路封裝件的透視圖。
圖4A是其上形成有多個球柵陣列引腳(BGA)的集成電路封裝件的基片的俯視圖。
圖4B是一組分割后的BGA集成電路封裝件的俯視圖。
圖4C是一個分割后的BGA集成電路封裝件的側(cè)視圖。
圖4D是一個分割后的BGA集成電路封裝件的透視圖。
圖5是顯示分割后的光子元件的示意圖。
圖6是本發(fā)明一實施例的分割設(shè)備的簡化示意圖。
圖7A是本發(fā)明一實施例的排式岐管部件的橫截面主視圖。
圖7B是本發(fā)明一實施例的排式岐管部件的橫截面?zhèn)纫晥D。
圖8是本發(fā)明一實施例的噴嘴的橫截面?zhèn)纫晥D。
圖9是本發(fā)明一實施例的磨料料漿輸送系統(tǒng)的橫截面?zhèn)纫晥D。
圖10是本發(fā)明一實施例的濕料漿過濾裝置的簡化側(cè)視圖。
圖11是本發(fā)明一實施例的吸盤部件的俯視圖。
圖12A是本發(fā)明一備選實施例的吸盤部件的俯視圖。
圖12B是本發(fā)明一備選實施例的吸盤部件的俯視圖。
圖12C是本發(fā)明一備選實施例的吸盤部件的俯視圖。
圖13是本發(fā)明一實施例的吸盤部件的透視圖。
圖14是本發(fā)明一實施例的圖13所示的吸盤部件的分解圖。
圖15是本發(fā)明一實施例的吸盤的簡化橫截面?zhèn)纫晥D。
圖16是本發(fā)明一實施例的吸盤的簡化橫截面?zhèn)纫晥D。
圖17A-F是本發(fā)明一實施例的真空座的示意圖。
圖18A-E是本發(fā)明一實施例的真空座的示意圖。
圖19A-E是本發(fā)明一實施例的橡膠類真空座的示意圖。
圖20A-F是本發(fā)明一實施例的真空歧管的示意圖。
圖21A-G是本發(fā)明一實施例的真空歧管的示意圖。
圖22A-J表示本發(fā)明一實施例的使用圖7A和圖7B所示的排式岐管部件并使用圖13和圖14所示的吸盤部件的切割工序。
圖23A和圖23B是表示本發(fā)明一實施例的蜿蜒路徑的示意圖。
圖24是本發(fā)明一實施例的切割方法的流程圖。
圖25是本發(fā)明一實施例的分割設(shè)備的簡化示意圖。
圖26是表示一實施例的排式歧管啟動順序的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明一般地涉及一種用以將基板分割成多個元件部分的改進裝置和方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種能夠分割出集成電路元件(例如，芯片、未封裝件芯片、封裝件芯片和類似產(chǎn)品)的分割系統(tǒng)。該分割系統(tǒng)配置成產(chǎn)生包含磨料和液體的噴射流，磨料和液體割穿較大部件來生產(chǎn)較小部件。本申請所描述的系統(tǒng)特別適用于分割表面安裝元件，例如，芯片級封裝件(CSP)、球柵陣列引腳(BGA)、倒裝芯片(flip chip)、無引腳封裝件(QFN)。該系統(tǒng)還適用于分割光子元件。
盡管水噴射加工已沿用了幾十年，但是在半導(dǎo)體制造工業(yè)中還沒有認(rèn)識到它的潛在價值。制造商要求的精細(xì)幾何形狀超出了傳統(tǒng)噴水方法及其噴嘴技術(shù)能力的所及范圍。盡管小孔噴嘴可輸送足夠細(xì)的水束，但噴嘴孔隨著使用會變大，從而產(chǎn)生不可接受的目標(biāo)幾何形狀的偏差。此外，傳統(tǒng)的噴水技術(shù)依靠高能給水裝置的沖擊力來沖蝕材料。具有昂貴的無塵室的制造廠擔(dān)心這些高壓，因為40,000psi的較小泄漏就可能是災(zāi)難性的。一些噴水方法通過使用摻在水中的磨料在低壓下工作，然而這些噴水方法只能提供最小到0.5mm的切割寬度。磨料水噴嘴的切割束傳統(tǒng)上一直很難加以控制。隨著將干磨料引入到加壓水流，也引入了大量的空氣。這些空氣破滅了任何產(chǎn)生粘稠且致密的連貫水束的希望。形成的擴散束不能產(chǎn)生半導(dǎo)體分割中所要求的小切割寬度或25微米的公差。本發(fā)明克服了上述缺點。
下面參照附圖1-26討論本發(fā)明的實施例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員不難明白本發(fā)明的范圍超出這些有限的實施例，本申請中參照附圖所給出的詳細(xì)描述只是為了進行說明的目的。
圖1是本發(fā)明一實施例的切割裝置10的簡化框圖。切割裝置10配置成用來產(chǎn)生能夠割穿基片12以形成較小分立元件的切割束11。例如，該切割束可配置成將基片分割成多個單獨的封裝件，其中包括(但不限于)CSP、BGA、QFN以及類似元件。切割束也可配置成將基片分割成光子元件，例如陣列波導(dǎo)光柵(arrayed wave grating)光子元件。
切割裝置10一般包括磨料輸送系統(tǒng)14和在操作上連接到該磨料輸送系統(tǒng)14的噴嘴16。該磨料輸送系統(tǒng)14配置成向噴嘴16提供磨料料漿，并且噴嘴16配置成利用磨料料漿產(chǎn)生切割束11。磨料料漿一般由磨料和液體形成。切割束11的切割性質(zhì)取決于攜帶磨料的液體和從基片12切下材料的磨料。在大多數(shù)情況下，磨料料漿被從噴嘴16的小開口擠出。料漿通過噴嘴16擠出，使料漿以高速的非常細(xì)的切割束11從噴嘴16射出。
如圖1所示，磨料輸送系統(tǒng)14一般包括泵18、料漿容器20和料漿源22。泵18用來將磨料料漿從料漿容器20中泵出并將磨料料漿輸送到噴嘴16。料漿容器20用來容納磨料料漿并作為混合磨料料漿成分(例如，磨料和液體)的地點。另一方面，料漿源22用來提供磨料料漿的組成成分。例如，料漿源可單獨和/或混合地分配磨料液體、料漿或其它成分。例如，料漿源可包括容納單獨的或混合的磨料料漿成分的存儲容器?？墒褂萌魏芜m當(dāng)?shù)募夹g(shù)將這些成分泵入到料漿容器內(nèi)。
在一實施例中，磨料輸送系統(tǒng)14是一個再循環(huán)系統(tǒng)。例如，磨料料漿在割穿基片12后被重新獲得，并回收以便再次使用。在這些情況下，可使用過濾器防止磨料進入輸送系統(tǒng)，即切割下的顆粒可能大于磨料顆粒，它們可能阻塞系統(tǒng)。在另一實施例中，磨料輸送系統(tǒng)14不是再循環(huán)系統(tǒng)。在該實施例中，不斷地提供新的成分并且用過的成分被丟棄(即，不斷更新磨料)。應(yīng)該明白，這類系統(tǒng)能完全防止顆粒污染。在一種實施方案中，在將液體以高壓泵入料漿容器之前，先將磨料以低壓泵入到料漿容器內(nèi)。為了將磨料輸送到料漿容器，一般可在濕態(tài)將干磨料輸送到料漿容器內(nèi)。在某些場合，將上述的實施例結(jié)合而成為既可向系統(tǒng)再循環(huán)用過的材料又可添加新材料的系統(tǒng)。
切割束11的直徑很小以便分割小型的元件，例如，封裝件或光子元件。切割束11一般在基片上產(chǎn)生尺寸近似于切割束直徑的切割寬度。切割束的直徑一般由噴嘴開口的直徑?jīng)Q定。切割束的直徑一般與噴嘴開口的直徑相對應(yīng)。切割束的直徑一般在大約0.050mm到大約3.0mm的數(shù)量級，特別在大約0.25mm到大約0.3mm之間，盡管這不是必需的。一般，這個范圍完全落在封裝件和光子元件的鋸道尺寸內(nèi)。
如圖2A和2B所示，切割束11可用于進行直線切割(圖2A)(例如當(dāng)形成單個封裝件時)和/或曲線切割(圖2B)(例如當(dāng)形成波導(dǎo)光柵光子元件時)。這些類型的切割可通過相對移動基片12和/或切割束11來實現(xiàn)。例如，基片12可由平臺移動，并且/或者噴嘴16可由機械手移動。在圖2A中，z軸定向的切割束11在x方向上移動以形成平行的x方向直線切割28的行，并且在y方向上移動以形成平行的y方向的直線切割30的行。直線切割(例如，x和y方向的分割)適用于分割單個的封裝件24(例如，CSP、BGA、QFN和類似元件)。利用這類切割方法分割封裝件的優(yōu)點在于切割束沿z軸與基片相互作用，因而防止對被分割的封裝件產(chǎn)生有害影響的切力的形成。在圖2B中，z軸定向的切割束11在x方向和y方向上都移動(同時地或步進地)，以形成曲線切割。
圖3A-3E是表示本發(fā)明實施例的利用切割束從基片進行切割之前的和分割之后的無引腳集成電路封裝件的示意圖。作為示例，切割束一般可對應(yīng)于參照上述附圖所討論的切割束。圖3A和圖3B表示分割之前的基片32。如圖所示，基片32上形成有多個集成電路封裝件33。封裝件33一般成行且成列地形成在基片32上，盡管不必要求是這樣。此外，集成電路封裝件33可位于一個或多個緊密排列的組34內(nèi)。圖3C示出了從基片32切下的無引腳集成電路封裝件33的組34。該組34可對應(yīng)于圖3A和3B中所示的四個組34中的任意一組。圖3D和圖3E示出了從該組34分離后的單個集成電路封裝件35。無引腳封裝件為本領(lǐng)域所公知，為了簡潔起見不作詳細(xì)討論。
在一特定的實施例中，基片32對應(yīng)于那些含有無引線四方扁平(QFN)封裝件的基片。QFN封裝件一般是指帶有多個外圍端子焊盤和一個外露式芯片焊盤的無引線封裝件。QFN封裝件可用于各種應(yīng)用，包括手機、個人數(shù)字輔助設(shè)備、便攜式音樂播放器、便攜式視頻播放器以及類似元件。QFN基片一般包括銅載體A、模塑化合物B，切割束割穿該模塑化合物以便從基片3上切割各QFN封裝件332。應(yīng)該注意，QFN封裝件并不是限定，也可使用其它類型的封裝件。
圖4A-4D是顯示本發(fā)明一實施例的利用切割束從基片上進行切割之前的和分割之后的多個球柵陣列(BGA)集成電路封裝件的示意圖。作為示例，切割束一般可對應(yīng)于與上述附圖中所討論的切割束。BGA集成電路封裝件一般是指一種使集成電路正面向下地貼附到印刷電路板并且通過單個焊球?qū)⑿酒挠|頭連接到印刷電路板的觸頭上的封裝件技術(shù)。在BGA的制造過程中，多個集成電路芯片(球柵陣列和芯片)在單個基片上(例如，晶片或電路板)形成，其后被分成多個單獨的集成電路芯片。盡管可在整個制造過程的任意時間點上分離基片，但一般在球柵陣列和芯片在基板上形成之后才分離基片。
為了詳細(xì)闡述，圖4A示出了分割之前有多個BGA集成電路封裝件37形成的基片36。圖4B示出了分割之后的BGA集成電路封裝件37的組38。圖4C和圖4D示出了從組38中分離后的單個BGA集成電路封裝件37。BGA集成電路封裝件通常為本領(lǐng)域所公知，為了簡潔起見將不作詳細(xì)討論。
圖5是表示本發(fā)明實施例的分割之后的光子元件的示意圖。
圖6是本發(fā)明實施例的分割設(shè)備40的簡化示意圖。分割設(shè)備40配置成通過切割束44將基片42分割成較小的元件部分。作為示例，這些部件可以是CSP、BGA、QFN、光子元件和類似元件。分割設(shè)備40包括由至少一個噴嘴部件47、磨料料漿輸送系統(tǒng)48和儲液罐部件49形成的噴射流分配單元46。磨料料漿輸送系統(tǒng)48配置成將磨料料漿輸送到噴嘴部件47。噴嘴部件47配置成以薄片狀和準(zhǔn)直的方式向基片42排出噴射流，以產(chǎn)生切割束44的分割動作。儲液罐部件49用來在分割動作過程中噴射流一旦通過基片42時接收并擴散噴射流。
在工作過程中，例如，磨料料漿輸送系統(tǒng)48向噴嘴部件47提供磨料料漿并且噴嘴部件47將磨料料漿向基片42導(dǎo)引。一旦從噴嘴部件47中排出，料漿中的磨料將對基片42進行加工，從基片42上去除材料。幾乎瞬間，切割束44形成一個通過基片42的孔。在形成孔以后，切割束44沿著其路徑繼續(xù)前進直到切割束44到達(dá)在儲液罐部件49中存儲的介質(zhì)。
噴嘴部件47、磨料料漿輸送系統(tǒng)48和儲液罐部件49可以有各種各樣的類型。在一配有附圖的實施例中，噴嘴部件47包括一個和多個連接到噴嘴歧管52上的噴嘴50。該一個或多個噴嘴50配置成以一個或多個切割束44的形式將磨料料漿導(dǎo)向基片42。各噴嘴50分別包括開口51，磨料料漿通過該開口51排出。一般開口51的尺寸會影響切割束44的尺寸，而切割束44的尺寸又影響到基片22的切割寬度。噴嘴歧管52配置成將來自磨料輸送系統(tǒng)48的磨料料漿分配到一個或多個噴嘴50。如圖所示，噴嘴歧管52通過一個或多個管54A連接到磨料料漿輸送系統(tǒng)48。噴嘴的數(shù)量以及由此形成的切割束的數(shù)量可根據(jù)各種元件的特定需要而變化。
另一方面，磨料輸送系統(tǒng)48包括高壓泵55、磨料料漿容器56和磨料料漿源57。高壓泵55配置成將液體泵到磨料料漿容器56，以便以非常高的壓力攜帶并輸送磨料料漿到噴嘴部件47。作為示例，高壓泵可利用大約1000PSI到大約50,000PSI范圍內(nèi)的壓力對料漿容器進行加壓。料漿容器56用來在磨料料漿被送入噴嘴部件47之前存放磨料料漿，并且可作為混合磨料料漿成分(例如，磨料和液體)的地點。料漿源57用來提供磨料料漿的組成成分。磨料一般以低壓(例如，大約10PSI到75PSI之間)引入到料漿容器56。料漿源57可為再循環(huán)和/或非循環(huán)系統(tǒng)。簡而言之，料漿源57可提供向磨料料漿容器先前用過的料漿和/或可向磨料料漿容器提供新的成分。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，料漿中應(yīng)該完全不存在空氣，以保持小直徑切割束(例如，50微米的切割束)。在一實施方案中，在磨料被引入分割系統(tǒng)時，磨料首先在大氣壓力下用水浸泡。隨后，濕磨料被引入到料漿容器56，與通過高壓泵進入的高壓水接觸。一旦磨料與水的混合物被加壓，磨料料漿通過高壓管道54A進入噴嘴部件47。
參見儲液罐部件49，儲液罐部件49一般包括存儲罐58，該存儲罐58存放用以擴散噴射流的介質(zhì)60。例如，該介質(zhì)可對應(yīng)于料漿(例如，用于切割基片的料漿)。在某些情況下，在磨料料漿被送入磨料料漿容器56之前，磨料料漿在存儲罐58內(nèi)被混合并存放。例如，存儲罐58可作為磨料輸送系統(tǒng)48的磨料料漿源。在上述情況下，存儲罐58可包括一個或多個用于補充以及排除磨料料漿成分的入口/出口。此外，存儲罐58可連接到磨料料漿輸送系統(tǒng)48，并且更具體地通過一個或多個管54B連接到料漿容器。為了防止(由切割產(chǎn)生的)污染物進入磨料料漿輸送系統(tǒng)48，可在存儲罐58和磨料輸送系統(tǒng)48之間設(shè)置過濾裝置61。
可廣泛地改變磨料料漿。磨料料漿一般由磨料和液體形成。磨料和液體可從任何適當(dāng)?shù)牟牧匣蚪橘|(zhì)中選擇。作為示例，可使用磨料(例如，Al2O3或柘榴石)和液體(例如，水)。材料的種類取決于很多因素，包括(但不限于)切割能力和成本。一般來說，柘榴石提供了好的切割能力且成本合理，而Al2O3切割能力更好但成本更高。所使用的磨料的尺寸一般取決于噴嘴開口的尺寸(直徑)。磨料的尺寸一般大約為噴嘴開口直徑的1/10到1/2的范圍內(nèi)，更具體地說，大約為噴嘴開口直徑的1/4。此外，磨料與水的(重量)百分比一般在約1％到約200％之間，特別是在約10％到約100％之間，更具體地說是約40％。
基片42和切割束44一般相對移動，以產(chǎn)生線狀的切割路徑(例如，直線的和/或曲線的)。例如，可移動切割束44和/或基片43。移動方法可以多種多樣。在配有附圖的實施例中，分割設(shè)備49包括能夠移動噴嘴47的機械手系統(tǒng)64。例如，機械手系統(tǒng)64可包括固定在噴嘴部件47的歧管52上的移送臂。機械手系統(tǒng)64可在x、y和z方向線性移動并關(guān)于x、y和z轉(zhuǎn)動。在大多數(shù)情況下，機械手系統(tǒng)64在單個平面內(nèi)沿所要求的切割路徑移動噴嘴部件47，以使基片42的所有或任何選定部分可被切割束44切割(例如，x、y和θz)。當(dāng)切割集成電路封裝件時，機械手系統(tǒng)64可在x方向上通過一次或多次，并且在y方向上通過一次或多次，以便將基片42分割成集成電路封裝件(參見圖2A、圖3和圖4)。機械手系統(tǒng)64也可配置成以蜿蜒方式移動。機械手系統(tǒng)64可以有各種各樣的形式。例如，機械手系統(tǒng)64可包括線性傳動器(伺服器、步進器)、SCARA機械手和類似元件。在一特定實施例中，使用SCARA機械手系統(tǒng)。作為示例，可使用加拿大卡森的Epson Robots生產(chǎn)的SCARA機械手系統(tǒng)。
分割設(shè)備40還包括配置成在分割之前、過程中以及之后支持并保持住42以及從基片42上切下的部件的吸盤66。如圖所示，吸盤66包括一個或多個設(shè)置成貫穿該吸盤66的開口67。開口67使切割束44能夠穿過基片42，并經(jīng)吸盤66進入存儲罐58存放的料漿。開口配置一般提供與機械手系統(tǒng)64產(chǎn)生的切割路徑相對應(yīng)的路徑。例如，可以形成為x和/或y方向上的線狀開口的形式。這些開口可包括一個大的連續(xù)開口或多個不連續(xù)開口。連續(xù)開口的優(yōu)點在于切割束可以沒有停頓地沿其切割路徑運動。開口67的寬度一般要大于切割束44的寬度。
可使用任意數(shù)量的吸盤。例如，可使用單個吸盤來固定單個基片或使用多個吸盤來固定多個基片。在一實施例中，第一吸盤包括用作第一方向(例如，x方向)上的切割路徑的開口，第二吸盤包括用作垂直于第一方向上的第二方向(例如，y方向)上的切割路徑的開口。通過以下方法從基片上切割集成電路封裝件在第一吸盤上沿第一方向執(zhí)行第一切割工序，并且隨后將基片輸送到第二吸盤并在第二吸盤上沿第二方向執(zhí)行第二切割工序?？筛鶕?jù)分割設(shè)備的特定需要改變第一和第二吸盤的彼此相對位置。在另一實施例中，這些吸盤彼此定位在一條線上。在另一實施例中，這些吸盤并排設(shè)置。
吸盤66本身可以有各種各樣的類型。例如，吸盤66可為靜電吸盤、機械吸盤、真空吸盤或類似元件。在配有附圖的實施例中，吸盤66可配置成在分割之前、之后以及過程中提供真空，以保持住42和封裝件。在該特定的實施例中，吸盤包括真空座68和位于該真空座68下方的真空歧管70。真空座68一般配置成接收基片42和封裝件。例如，真空座68可配置成接收基片42(和封裝件)的模塑側(cè)，以放置成基片42(和封裝件)向上的位置來進行切割。真空座68一般包括多個開口(未圖示)，各開口一般對應(yīng)于分割的封裝件中的一個封裝件。簡而言之，真空座68包括向要分割的各封裝件上加真空的開口。另一方面，真空歧管70一般配置成向真空座68的各開口提供真空。在大多數(shù)情況下，真空歧管218中包括將真空座68的開口將流體連接到真空源72的通道。真空歧管70一般固定到基底74，該基底74用于支持吸盤66位于相對于分割設(shè)備40的其它部件的某一位置。
分割設(shè)備40還可包括用于控制分割設(shè)備40的各種部件的控制器76。例如，控制器76可包括(但并不以此為限)通過機械手系統(tǒng)64控制噴嘴50移動的能力、通過泵56控制料漿60的液流的能力、通過真空源72控制保持住42的真空的能力以及類似能力。控制器76可作為系統(tǒng)的操作控制臺和主控制器。簡而言之，便于操作者和用戶操作的所有系統(tǒng)界面都可通過控制器形成?？上蛩胁考l(fā)出命令并監(jiān)控它們的狀態(tài)，以便于完成操作者指定的任務(wù)。作為示例，控制器可包括用于接收操作者輸入的鍵盤、用于提供可視顯示的監(jiān)視器、用于存儲參考信息的數(shù)據(jù)庫以及類似部件。
在一實施例中，控制器76用來啟動切割工序。在切割工序的過程中，控制器可使切割束開啟以及關(guān)閉，同時通過機械手系統(tǒng)使噴嘴和切割束移動。當(dāng)切割束連續(xù)產(chǎn)生同時機械手系統(tǒng)沿某一路徑移動噴嘴時，可實現(xiàn)連續(xù)的切割工序。例如，在連續(xù)的切割工序的過程中，在第一方向(例如x)以及第二方向(例如y)上移動時，可開啟切割束。此外，當(dāng)切割束被步進地開啟并關(guān)閉且機械手系統(tǒng)沿某一路徑移動噴嘴時，可實現(xiàn)步進切割工序。例如，在步進切割工序的過程中，當(dāng)在第一方向(例如x)上移動時，可開啟切割束，而在第二方向(例如，y)上移動時，可關(guān)閉切割束。
現(xiàn)在討論一種生產(chǎn)集成電路封裝件(方法限定元件)的方法。作為示例，集成電路封裝件可為上述的任意類型的集成電路封裝件。該方法一般從在基片上形成多個集成電路封裝件開始。例如，在QFN封裝件的情況下，封裝件一般在金屬條或載體(例如，銅)上成組地形成。金屬條被加工成包括一外露的芯片貼附焊盤和多用于各單獨QFN封裝件的外圍端子焊盤。一般通過傳統(tǒng)的芯片附著材料固定在各芯片貼附焊盤上。一般通過多個線路將芯片連接到多個外圍端子焊盤上。一般使用模塑化合物包裝或包圍芯片、線路、外露式外圍端子焊盤和外露式芯片附著焊盤。芯片本身一般夾在模塑化合物和金屬條之間。模塑化合物有助于使布線和端子焊盤彼此電絕緣，并有助于保護芯片。
一旦基片上形成了封裝件，就利用切割束切割基片，以將單個集成電路封裝件從基片上分離。這可利用一個或多個入射到基片的表面用來割穿基片(例如，QFN基片的金屬條和模塑化合物)的噴射流來完成。例如，噴射流一般配置成以將集成電路封裝件分割成矩形或方形的方式移動(例如，參見圖22A-J或圖23A-B)。
基片可使用各種技術(shù)來進行切割。現(xiàn)在將參照圖6討論一種這樣的技術(shù)?；话愕乇唤邮詹⒀b入分割設(shè)備，例如，在分割設(shè)備的裝載庫(loading dock)內(nèi)。一旦被接收，基片42就被輸送系統(tǒng)(未圖示)放在吸盤66上。在放置過程中，基片42與基準(zhǔn)面(例如，對準(zhǔn)銷)對準(zhǔn)，并且通過真空源72產(chǎn)生的吸力固定或保持在吸盤66的上表面。此后，噴嘴部件47移到相對于固定在吸盤66上的基片42的起始位置。一旦就位，磨料料漿輸送系統(tǒng)48就將磨料料漿輸送到噴嘴部件47，并且磨料料漿隨后從噴嘴50擠出。在基片42由吸盤66固定時，磨料料漿被壓成噴射流沖擊并割穿基片42。噴嘴部件和由此形成的噴射流隨后通過機械手系統(tǒng)64沿切割路徑移動，以將集成電路封裝件從基片上分離。在切割工序的過程中，在通過基片42和吸盤66的開口67之后，噴射流中的磨料料漿被收集到存儲罐58內(nèi)。
圖7A和圖7B是本發(fā)明實施例的噴嘴部件80的示意圖。圖7A為噴嘴部件80的橫截面主視圖，圖7B為噴嘴部件80的橫截面?zhèn)纫晥D。作為示例，噴嘴部件80一般可對應(yīng)于圖6所示的歧管部件47。噴嘴部件80一般包括將流體連接到噴嘴歧管84上的一個或多個噴嘴82。在該特定配置中，噴嘴部件80包括多個噴嘴82，以能夠產(chǎn)生多個噴射流。應(yīng)該明白，多個噴射流可減小切割基片所需的時間量(即，多個噴嘴一般減少了系統(tǒng)的循環(huán)時間)。例如，各噴嘴82產(chǎn)生的各噴射流可配置成同時切割基片上的不同組的封裝件(例如，位于圖3A和圖3B所示的基片上的四組集成電路封裝件)。
如圖所示，歧管84包括配置成接收一個或多個聯(lián)接頭86A的一個或多個第一聯(lián)接頭座85A。第一聯(lián)接頭86A配置成接收料漿輸送系統(tǒng)(例如，圖6中的部件48)的料漿分配管87。歧管84還包括配置成接收一個或多個第二聯(lián)接頭86B的一個或多個第二聯(lián)接頭座86B。各第二聯(lián)接頭86B配置成接收單個噴嘴82?？墒褂锰坠?0將噴嘴82固定在第二聯(lián)接頭86B的末端。
歧管84還包括用于將流體連接到第一和第二座85A和85B并且由此將料漿輸送系統(tǒng)連接到噴嘴82的多個通道92、94、96。通道可以有各種各樣的形式，通道一般包括一個或多個料漿接收通道92、主通道94和一個或多個料漿分配通道96。料漿接收通道將第一聯(lián)接頭座85A連接到主通道94。料漿分配通道96將第二聯(lián)接頭座85B連接到主通道94。歧管84還包括用于將歧管部件80固定到機械手系統(tǒng)的一個或多個通孔97。
在工作過程中，固定在第一聯(lián)接頭座85A上的第一聯(lián)接頭86A接收來自料漿管87的料漿，并將料漿輸送到料漿接收通道92。料漿接收通道92接收來自第一聯(lián)接頭86A的料漿，并將料漿輸送到主通道94。主通道94接收來自各料漿接收通道92的料漿，并將料漿輸送到各料漿分配通道96。料漿分配通道96接收來自主通道94的料漿，并將料漿輸送到第二聯(lián)接頭86B。第二聯(lián)接頭接收來自料漿分配通道96的料漿，并將料漿輸送到各噴嘴82。此后，料漿經(jīng)噴嘴82上的孔88壓出。
聯(lián)接頭86A、管87、料漿接收通道92和主通道94一般具有較大的直徑，以便以很低的速度移動大體積的加壓料漿，防止管、歧管和接頭的磨損。作為示例，直徑可為大約5mm。另一方面，料漿分配通道96和聯(lián)接頭86B的直徑較小。作為示例，直徑可為大約3mm。噴嘴82本身包括較小直徑的小孔88。將料漿“擠壓”通過小孔88使料漿以非常高的速度且細(xì)的直徑從噴嘴82射出。噴嘴孔88的尺寸一般基于所要求的切割寬度進行選定?？?8的長度一般配置成與磨料尺寸和所要求的切割束直徑相匹配，以使料漿以有序并可預(yù)測的方式通過噴嘴82，即變?yōu)闇?zhǔn)直。應(yīng)該明白，噴嘴孔在使用過程中沒有變寬，這是因為出射切割束保持片狀和直線形(并且在加壓流中沒有空氣)。作為示例，噴嘴孔的直徑可大約為0.050mm到3.0mm，特別是大約0.25mm到0.3mm之間。此外，噴嘴孔的長度可在大約2D到20D之間，特別是在大約10D到15D之間，其中D＝噴嘴孔的直徑。
在一實施例中，通過從歧管84的一側(cè)到另一側(cè)鉆出完全通過歧管84的孔并且利用一組插塞98蓋在孔上形成主通道94，并且通過從歧管84的相對兩側(cè)向主通道94分別鉆出部分通過歧管84的孔來形成料漿接收通道和料漿分配通道92和96。料漿接收通道和料漿分配通道92和96一般垂直于主通道94。歧管、聯(lián)接頭和噴嘴一般由能抵抗流過其中的料漿的影響的材料形成。這些部件一般由高硬度材料(例如，不銹鋼)制成。
圖8是噴嘴100的橫截面?zhèn)纫晥D。作為示例，噴嘴100一般可對應(yīng)于圖7A和圖7B中所示的噴嘴82。噴嘴100一般包括固定在噴嘴體104上的噴嘴端102。該噴嘴端102包括小孔105。噴嘴端最好由高硬度材料形成，以盡量減小噴嘴出口的磨損。在一種實施例中，噴嘴端102由不銹鋼材料形成，小孔105由金剛石材料形成。小孔也可由碳化物材料形成。小孔105的直徑和長度一般根據(jù)元件的特定需要進行變化。如上所述，直徑可大約在0.05mm和3.0mm之間，并且長度可在2D和20D之間，其中D＝噴嘴孔的直徑。
噴嘴體104包括用于接收噴嘴端102的端座106和用于接收聯(lián)接頭(例如，圖7的聯(lián)接頭86B)末端的基座108。端座106包括與噴嘴端102相匹配的斜面，由此使聯(lián)接頭的端部安置于端座106內(nèi)。如圖所示，當(dāng)噴嘴端安置于噴嘴體104的端座106內(nèi)時，噴嘴端可延伸而通過噴嘴體104的底面?；?08包括與聯(lián)接頭末端相配的斜面，由此使聯(lián)接頭的末端可位于基座108內(nèi)。噴嘴100還包括位于噴嘴端102之上的夾持裝置110。夾持裝置可以有各種各樣的形式。在一實施例中，噴嘴體104由不銹鋼材料形成，并且夾持裝置110由燒結(jié)金屬形成。如圖所示，基座的內(nèi)表面、夾持裝置和噴嘴端出口相配合而形成圓錐形的輸入點。
現(xiàn)在描述一實施例的噴嘴100的尺寸?；男泵鎻闹行拇蠹s為30度或者總共為60度。端座的斜面從中心大約為11度或者總共為22度。噴嘴體長度大約為9.5mm以及最寬部分處的直徑為12mm且最窄部分的直徑為大約9mm?；_口大約為7.8mm且小孔105的直徑大約為0.300mm±0.003mm。噴嘴端的長度大約為4mm且小孔的長度大約為3mm。此外，金剛石噴嘴延伸距離(噴嘴體表面和端部表面之間的距離)可大約為0.1-0.5mm。
圖9是本發(fā)明一實施例的磨料料漿輸送系統(tǒng)112的橫截面?zhèn)纫晥D。作為示例，磨料料漿輸送系統(tǒng)112一般可對應(yīng)于圖6所示的磨料料漿輸送系統(tǒng)。磨料料漿輸送系統(tǒng)112一般包括磨料保存容器114、液體源116和磨料筒118形式的磨料源。料漿保存容器114配置成用來保存由分割設(shè)備使用的磨料料漿120。磨料料漿120一般包含液體(例如，水)和磨料(例如，柘榴石)。料漿容器114接收來自液體源116的液體以及經(jīng)由位于料漿保存容器114頂部的再填充閥門122接收來自磨料筒118的磨料。為了將磨料料漿120提供給分割設(shè)備的噴嘴部件，料漿保存容器114被加壓并且磨料料漿120通過位于料漿保存容器114底部的出口124(或者與容器114頂部相連的管)釋放。
料漿保存容器114被高壓泵126加壓。高壓泵126形成壓力的方式可以多種多樣。在配有附圖的實施例中，高壓泵126將液體從液體源116泵入到料漿保存容器114中，直到料漿保存容器114被足夠加壓。作為示例，料漿保存容器可加壓到大約1000PSI和50,000PSI之間。
磨料筒118用來向磨料保存容器提供新的磨料材料。當(dāng)磨料筒118用空時，將磨料筒118從系統(tǒng)112上拆下，并將裝滿新的磨料材料的新磨料筒118插入系統(tǒng)112。這種特定的方法可防止污染物進入分割設(shè)備。填充在新磨料筒118內(nèi)的磨料材料可為濕的或干的。然而，在配有附圖的實施例中，磨料筒118只預(yù)先填充干的磨料材料。這樣作是為了減少筒118的重量，以便操作者能輕便地搬動磨料筒118。一旦磨料筒118連接到系統(tǒng)112，就可將液體引入到磨料筒118內(nèi)，以便濕潤干的磨料，這有助于減少系統(tǒng)中的空氣。應(yīng)該明白，加壓流中不存在空氣有助于防止噴嘴孔變寬。液體還有助于將濕的磨料(料漿)移出料漿保存容器。
如圖9所示，隔膜泵128同時用來向磨料筒118內(nèi)提供液體，以濕潤磨料材料并且將濕的磨料材料壓入料漿保存容器114。隔膜泵一般在低壓工作(例如，大約在1PSI到75PSI之間)。如圖所示，隔膜泵127可接收直接來自液體源的液體或者可接收間接來自料漿保存容器114的液體。在工作過程中，隔膜泵127將液體泵到磨料筒118中，因而使液體能夠與磨料混合并且將濕的磨料從磨料筒118通過再填充閥122壓入容器114。為了對系統(tǒng)112中的部件進行沖洗并排水，系統(tǒng)112可包括用于將液體引入系統(tǒng)112的沖水閥128和用于從系統(tǒng)中排出空氣或液體的排水口129。
現(xiàn)在將討論將一實施例的磨料料漿輸送系統(tǒng)112的操作工序。該工序一般從打開沖水閥128以便將水引入磨料筒118開始。一旦磨料筒118充好水，沖水閥128關(guān)閉。此后，料漿保存容器114的再填充閥122打開。一旦再填充閥122打開，隔膜泵128就啟動，由此使磨料從磨料筒118吸入料漿保存容器114。一旦保存容器114充好磨料，沖水閥128打開以便清洗水管和再填充閥122。在系統(tǒng)清洗后，隔膜閥128停用(即，關(guān)閉)，并且再填充閥122和沖洗閥128關(guān)閉。此刻，磨料料漿輸送系統(tǒng)112已備妥將磨料泵入噴嘴部件。尤其是高壓泵126啟動，由此對料漿保存容器加壓，并將磨料料漿120壓出料漿保存容器114并進入噴嘴部件。
圖10是本發(fā)明實施例的濕料漿過濾器裝置130的簡化側(cè)視圖。作為示例，過濾器裝置130可用在存放液罐和容器之間的再循環(huán)輸送系統(tǒng)內(nèi)(參見圖6)。過濾器裝置130包括多個過濾器單元132，該過濾器單元132一個疊放在另一個的頂部。各過濾器單元132包括容器134和過濾器136。過濾器136配置成將容器134分成兩個腔138和140。過濾器136最好設(shè)計成使合格磨料材料能夠從第一腔138流入到第二腔140，同時防止大顆粒的磨料材料或污染物材料(例如，大顆粒材料)流過過濾器136。這種情況一般可利用具有多個與合格磨料材料的尺寸相近的開口142的網(wǎng)篩實現(xiàn)，即小于開口尺寸的料漿顆粒通過開口142而大于開口142的尺寸的顆粒被阻擋不能通過開口。基本說來，大顆粒材料留在第一腔138內(nèi)并且合格材料留在第二腔140內(nèi)。作為示例，開口的尺寸可在大約20目和500目之間，特別是在大約100目和150目之間。
為了利用濕料漿過濾器裝置130，各過濾器單元132包括用以接收用后的料漿的用后料漿入口142，例如，已被用于割穿基片的料漿。應(yīng)該明白，用后的料漿包含來自切割基片的顆粒。用后料漿入口142位于第一腔138內(nèi)，因而允許用后的料漿引入到第一腔138內(nèi)。各過濾器單元132還包括大顆粒料漿出口144和合格料漿出口146。不合格料漿出口144位于第一腔138內(nèi)且合格料漿出口146位于第二腔140內(nèi)。出口144和146一般相對于入口142設(shè)置，即入口和出口設(shè)在過濾器單元的相對端。在工作過程中，用后的料漿被引入第一腔138。隨著用后料漿從第一腔138的一端到達(dá)第一腔138的另一端，合格料漿通過過濾器136進入第二腔140。一旦進入第二腔140，合格料漿就從合格料漿出口146流出。來自各合格料漿出口146的合格料漿混合并再次引回到系統(tǒng)內(nèi)。留在第一腔138內(nèi)的料漿從不合格料漿出口144流出。來自各過濾器單元132的壞料漿混合并從系統(tǒng)中去除。
因為顆粒很小，各過濾裝置的尺寸可以很小。作為示例，各過濾器裝置的長度(從相對側(cè)面)大約在300mm到600mm之間，寬度在大約100mm到400mm之間，高度在大約20mm到200mm。應(yīng)該明白，可將多個過濾器單元疊放在彼此的頂部，以增加料漿的過濾速度。作為示例，濕料漿過濾裝置130可包括2到20個過濾器單元。
圖11是本發(fā)明一實施例的吸盤部件150的俯視圖。吸盤部件150一般用來在用切割束執(zhí)行分割步驟之前、過程中以及之后固定未分割基片和從基片切下的分割后的集成電路封裝件。吸盤部件150一般包括具有多個開口154和多個槽縫156的吸盤152。開口156提供真空，以將基片保持于其上。槽縫156提供通路，當(dāng)切割基片時噴射流可通過該通路。作為示例，吸盤152一般可對應(yīng)于圖6所示的吸盤。
開口154和槽縫156的配置可以多種多樣。一般來說，吸盤152包括成行并成列配置的一組或多組開口154。槽縫156與開口154空間上分隔，并且一般設(shè)在開口154旁邊的行或列內(nèi)。在示意性的實施例中，槽縫156成列定位。在大多數(shù)情況下，在第一列和最后一列或者行的開口154的外邊以及各行和各列開口154之間設(shè)置槽縫156。槽縫156可包括起始孔158。起始孔158提供切割路徑可開始的位置。起始孔的158的配置和數(shù)量一般取決于基片上所形成的封裝件的配置(例如，封裝件組的數(shù)量、封裝件間隔等)、用以切割基片的噴嘴的數(shù)量(例如，單個、多個)以及用以切割基片的切割工序(例如，連續(xù)、步進等)。
吸盤部件150可包括任意數(shù)量的吸盤152。當(dāng)使用單個吸盤152時，可在基片處于相對吸盤的第一位置時進行第一組線狀切割，并在基片處于相對吸盤的第二位置時進行第二組線狀切割。例如，基片可在各組切割之間旋轉(zhuǎn)，以在基片上形成正交切割。盡管切割路徑是單方向的，但也可在基片上進行多向切割，由此留下多個方形或矩形封裝件。當(dāng)使用多個吸盤時，可在第一吸盤上沿第一方向進行第一組線狀切割，并且在第二吸盤上沿第二方向進行第二組線狀切割。在本實施方案中，槽縫的位置一般取決于在吸盤上進行切割的方向。例如，如果吸盤配置成x軸切割，那么槽縫位于x方向(列)，而且如果吸盤配置成y軸切割，那么槽縫位于y方向(行)。
盡管在圖11中僅示出了一個吸盤配置，應(yīng)該注意并不以此為限，也可使用其它配置。例如，圖12A-圖12C分別示出了吸盤的不同配置。在圖12A中，各槽縫156包括一起始孔158，并且所有的起始孔158在各槽縫156的同一側(cè)。在圖12B中，各槽縫156包括一起始孔158，然而起始孔158在各槽縫156的對側(cè)之間往復(fù)交替。在圖12C中，槽縫由一連續(xù)的槽縫形成，而不是空間隔開的多個槽縫(例如，蜿蜒形槽縫)。
圖13是本發(fā)明一實施例的吸盤部件200的透視圖。作為示例，吸盤部件200可對應(yīng)于圖6所示的吸盤。吸盤部件200一般配置成在利用切割束執(zhí)行分割步驟之前、過程中以及之后固定未分割基片和從基片切下的分割后的集成電路封裝件。吸盤部件200一般包括第一吸盤202和第二吸盤204。第一吸盤204配置成在y軸切割過程中保持住(以及由該基片形成的集成電路封裝件)，并且第二吸盤204配置成在x軸切割過程中保持住(以及由該基片形成的集成電路封裝件)。對于一個給定的基片，該基片一般在第一方向上切割(例如，y方向)，并且隨后在第二方向上切割(例如，x方向)。應(yīng)該明白，這種交叉切割技術(shù)用來從基片上切割矩形或方形集成電路封裝件。
一個典型工序可包括將基片放置在第一吸盤202上；在第一吸盤202上沿y方向進行多次分割；隨后將基片輸送到第二吸盤204。并接著在第二吸盤204上沿x方向進行多次分割。這些切割可通過利用機械手系統(tǒng)在x和y方向上移動的一個或多個切割束來形成。此外，輸送可由某種抓取/放置機完成，該機使用抓取裝置抓取并放置基片并用機械手系統(tǒng)移動基片。
各吸盤202和204被支撐在基底206上，并且包括真空座208和真空歧管210。如圖所示，真空座208設(shè)置在真空歧管210上并且真空歧管210設(shè)在基底206上。這些部件配置成共同作用，以便利用真空保持基片和從該基片切下的集成電路封裝件。這些部件還配置成共同作用，以使切割束能夠在z方向上定向。這些部件可用任何適當(dāng)?shù)氖侄喂潭ā?br> 參照圖14更詳細(xì)地描述吸盤部件200。真空座208配置成在其上接收基片。真空座208包括多個提供真空的開口，以在其上保持基片。開口212可以有各種各樣的形式。開口的配置和尺寸一般取決于基片的尺寸和從基片上切割的集成電路封裝件的尺寸和數(shù)量。在大多數(shù)情況下，每個集成電路封裝件設(shè)置一個開口。此外，開口一般以行和列分組。行和列可為一組或多組的一部分。在配有附圖的實施例中，行和列被分成四組。作為示例，這四個組可對應(yīng)于圖3B所示的基片上的四個組。
真空座208還包括多個可提供當(dāng)沿x軸和y軸切割時切割束通過空間的槽縫214。槽縫214一般設(shè)在開口212之間的空間內(nèi)。槽縫214的位置一般與基板的鋸道(即，用于分割后的集成電路封裝件之間的空間)一致。槽縫214的路徑可定向在單方向上(例如，x或y)或者定向在雙方向上(例如，x和y)。在配有附圖的實施例中，各吸盤上的槽縫定向在單方向上。盡管在大多數(shù)方面上類似，但各吸盤208配置成用于不同的切割方向，因而，槽縫214在兩個吸盤202和204的真空座208上設(shè)在不同方向。如圖所示，槽縫214A線狀地設(shè)在第一吸盤202的y方向上，并且槽縫214B線狀地設(shè)在第二吸盤202的x方向上。
各真空座208還包括一個或多個用于將基片在真空座上對準(zhǔn)的對準(zhǔn)銷216。對準(zhǔn)銷216一般配置成延伸到基片的對準(zhǔn)孔內(nèi)。
與真空座208類似，真空歧管210包括提供在沿x軸和y軸進行切割時噴射流的通過空間的多個槽縫。真空歧管210的槽縫218的位置一般與真空座208的槽縫214的位置相一致，即它們具有相似的尺寸和方向，并且當(dāng)真空座208固定到真空歧管210上時，上述槽縫214和218對準(zhǔn)。
真空歧管210還包括多個配置成向真空座208的開口212提供真空通路的真空通道222。通道222可以有各種各樣的形式。通道配置和尺寸一般取決于真空座開口212以及槽縫214/218的方向。在所示的實施例中，各行或各列的開口212設(shè)置有通道222。通道222一般在槽縫214/218之間線性延伸。同樣地，第一吸盤202的真空歧管210A內(nèi)的通道222A在y方向上延伸，第二吸盤204的真空歧管210B內(nèi)的通道222B在x方向上延伸。這些通道222一般連接到主通道224，該主通道224與一個或多個延伸而通過真空歧管210的開口226交叉。開口226配置成與吸盤部件200基底206的相一致的一組開口228配合。這些開口延伸而通過基底206并連接到真空配件230，該真空配件230通過真空管(未圖示)連接到真空源。
基底206配置成在它們相互之間的所要求的位置并相對于分割設(shè)備(例如，圖6所示的分割設(shè)備)支持吸盤202和204?；?06包括一對內(nèi)腔232，內(nèi)腔232分別設(shè)置在吸盤202和204中一個吸盤的下面。內(nèi)腔232提供了當(dāng)沿x和y軸進行切割時噴射流可通過的空間，即通過槽縫214/218。包圍內(nèi)腔232的那部分基底206作為用以將吸盤202和204連接到基底206的部位。內(nèi)腔232的外圍小于吸盤202和204的外圍，因此基底206提供了放置或固定吸盤202和204的臺肩234。
真空座208或其各部分可由各種材料形成，包括(但不限于)可變形或剛性材料。作為示例，例如，真空座可由陶瓷、金屬、塑料、橡膠和/或類似材料形成。真空座208最好由能夠承受噴射流切割工序的強度的材料形成。作為一種可選和增加的方案，真空座材料最好能以滿足商業(yè)要求的次數(shù)承受在分割之間、過程中或之后使用的去離子水沖洗。作為一種可選和增加的方案，真空座材料最好具有防靜電屬性，以防止正在制造的集成電路的損壞。作為一種可選和增加的方案，真空座材料最好相對基片下表面具有高的摩擦系數(shù)，以防止在切割過程中以及切割之后的基片和/或單個封裝件的平移和/或轉(zhuǎn)動。作為一種可選和增加的方案，真空座材料最好提供具有密封能力的表面。例如，當(dāng)通過真空開口向封裝件施加真空時，與封裝件接觸的表面向封裝件的邊緣變形，由此密封真空座表面和封裝件表面之間的界面。
在一實施例中，真空座由橡膠類的材料形成，例如，“VITON”(一種可從加利福尼亞的McDowell & Company of Downey或加利福尼亞的海達(dá)德的Pacific State Felt & Mfg.公司購得的合成材料)。彈性VITON材料除了貼合性和/或可壓縮性以外，而且當(dāng)用作真空座時，該材料還提供了機械加工性、高摩擦、放靜電屬性、對沖洗化合物的相對的惰性以及耐久性等諸多優(yōu)點。盡管用了“橡膠化”一詞，但應(yīng)該注意，真空座不限于橡膠材料，并且用詞“橡膠化”用于指上述某些屬性(例如，密封)。在另一實施例中，真空座由不銹鋼(例如，Corrax不銹鋼)形成。不銹鋼的硬度可在大約48-50RC之間。在又一實施例中，真空座可包括由VITON形成的頂層和由不銹鋼形成的底層。
真空歧管可由與真空座類似的材料形成，例如。陶瓷、金屬、塑料、橡膠和類似的材料。在一實施例中，真空歧管由不銹鋼形成。作為示例，不銹鋼可為Corrax不銹鋼。鋼的硬度可在大約48-50RC之間。
真空座和真空歧管可由任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)形成，包括(但不限于)機械加工、模壓以及類似工藝。例如，當(dāng)使用不銹鋼材時，開口和槽縫可由EDM形成。當(dāng)使用橡膠類的材料時，槽縫可通過分割設(shè)備的切割束在初始切割過程中形成。簡而言之，切割束可用于割穿材料并在材料內(nèi)形成所需的槽縫。真空座可使用任何適當(dāng)?shù)墓潭ㄊ侄喂潭ㄔ谡婵掌绻苌希?但不限于)傳統(tǒng)的緊固件(例如，螺栓、粘合劑、焊接、夾具以及類似手段)。當(dāng)使用橡膠化真空座時，真空座可通過粘合劑(例如，膠水或環(huán)氧樹脂)固定到真空歧管上。真空座/歧管的結(jié)合可通過一個或多個螺栓固定到基底上。
參照圖15和圖16，更詳細(xì)地描述吸盤202和204。在這兩個附圖中，在切割工序的過程中，基片S被固定到吸盤202或吸盤204上?；话阃ㄟ^對準(zhǔn)銷216與吸盤202或204對準(zhǔn)。如圖15所示，真空座208對于每個封裝件P都包括一個真空開口212，并且因此在分割之前、過程中以及之后，可通過吸力(例如，真空)將整個基片S以及從基片S分割的各單獨的封裝件P都保持在真空座208上。為了詳細(xì)說明，真空座208定位在真空歧管210上并且各行(或列)開口212位于真空歧管210內(nèi)的真空通道222上。各真空通道222連接到真空歧管210的主通道246并且主通道246連接到真空歧管210的開口226上。此外，真空歧管210定位在基底206上，并且真空歧管的開口226與基底206的開口228相配合。開口228延伸過基底206并通過真空管和真空裝置(未圖示)連接到真空源。當(dāng)真空源開啟時，吸力通過上述真空通道(如箭頭所示)，將基片S和從基片S上切割的單獨的封裝件P保持到真空座的表面。
如圖16所示，真空座208包括與真空歧管210的相應(yīng)槽縫218對準(zhǔn)的槽縫208。槽縫214/218結(jié)合而形成吸盤202和204的開口219。開口219定位在基底206的內(nèi)腔232上。開口219的長度一般與內(nèi)腔232的長度大小相同或者小于內(nèi)腔232的長度。在切割工序的過程中，噴射流JS割穿基片并通過吸盤202或204的開口219以及基底206的內(nèi)腔232。通過內(nèi)腔132之后，噴射流JS可以象上面討論的那樣在存儲罐中擴散。此外，噴射流JS通過開口219線狀地移動到右邊，以在基片S內(nèi)形成線狀切割C。作為示例，依據(jù)所使用的吸盤，噴射流JS可在x方向或y方向上移動。
雖然圖15或圖16中未圖示，但是，真空座208的頂層可包括可變形材料，以便當(dāng)提供吸力時，在真空座208的上表面與基片S以及從基片分割的單個封裝件P的下表面之間形成密封。頂層可為真空座208的連續(xù)部分或者是粘合在真空座208上的分立元件。也可在吸盤202和204的各層之間提供密封，以密封真空通路。
圖17A-F是本發(fā)明一實施例的真空座250的示意圖。真空座250配置成允許y方向上的線狀切割。同樣地，真空座250一般可對應(yīng)于圖13和圖14所示的真空座208A。為了詳細(xì)描述而給出的附圖中圖17A是真空座250的透視圖，圖17B是真空座250的俯視圖，圖17C是真空座250的橫截面(沿C-C’線)主視圖，圖17D是真空座250的橫截面(沿D-D’線)側(cè)視圖，圖17E是真空座250的橫截面(沿E-E’線)側(cè)視圖，圖17F是橡膠類真空座250的橫截面的封閉主視圖。
如圖所示，真空座250包括多個開口252和多個槽縫254。各開口252由兩部分形成一個凹陷或埋頭孔部分256和一個通孔156。凹陷部分156的直徑大于通孔258，但小于封裝件的外圍。盡管不是必要條件，開口252設(shè)置成四個分組260。分組260包括成行262和成列264布置的開口252。各分組260內(nèi)的行264和列262的數(shù)量可以有多種變化。在所示的實施例中，設(shè)置為7行和7列。
槽縫254在各列262之間沿y方向設(shè)置。槽縫254還設(shè)置在各分組260的第一列和最后一列的外側(cè)。槽縫254的一般延伸到超過列262中的第一個和最后一個開口。各分組中的第一個槽縫(在第一列開口外側(cè)的槽縫)延伸到甚至超出其它的槽縫，以連接到起始孔266。在噴射流開啟時，起始孔266提供起點。例如，切割工序一般是通過在進行任何線狀切割之前將噴嘴的中線放在起始孔266上而開始的。起始孔266的直徑一般大于槽縫254的寬度。槽縫254一般稍大于噴射流的寬度。
圖18A-E是本發(fā)明一實施例的真空座270的示意圖。真空座270配置成允許x方向上的線狀切割。同樣地，真空座270一般可對應(yīng)于圖13和圖14的真空座208B。為了詳細(xì)描述而提供的附圖中，圖18A是真空座270的透視圖，圖18B是真空座270的俯視圖，圖18C是真空座270的橫截面(沿C-C’線)主視圖，圖18D是真空座270的橫截面(沿D-D’線)側(cè)視圖，圖18E是真空座270的部分橫截面。
如圖所示，真空座270包括多個開口272和多個槽縫274。各開口272由兩部分形成一個凹陷或埋頭孔部分276和一個通孔278。凹陷部分276的直徑大于通孔278但小于封裝件的外圍，以使封裝件可由吸力固定。盡管不是必要條件，但開口272設(shè)置成四個分組270。分組270包括成行272和成列274排列的開口272。各分組270內(nèi)的行274和列272的數(shù)量可以有多種變化。在所示的實施例中，設(shè)置為7行和7列。
槽縫274沿x方向設(shè)置在各行284之間。槽縫274還設(shè)置在各分組280的第一行和最后一行的外側(cè)。槽縫274一般延伸到超過行284中的第一個和最后一個開口272。各分組中的第一個槽縫(在第一行開口外側(cè)的槽縫)通過垂直于第一槽縫的起始槽縫288連接到起始孔286。起始孔286提供一個噴射流開啟時的起點。例如，切割工序一般是通過在進行任何線狀切割之前將噴嘴的中線放在起始孔286上而開始的。起始孔286的直徑一般大于槽縫274的寬度。槽縫274一般稍大于噴射流的寬度。
圖19A-E是本發(fā)明一實施例的橡膠類真空座240的示意圖。作為示例，橡膠類真空座240一般可對應(yīng)于圖13和圖14所示的真空座208A或208B中的任意一個。附圖示出了形成槽縫之前的橡膠類真空座240。如前面所提到的，可利用分割設(shè)備的噴射流形成槽縫。例如，橡膠類的真空座240可固定在真空歧管上，并且隨后在分割設(shè)備內(nèi)通過噴射流進行切割。在一實施例中，橡膠類的真空座由VITON形成。
為了詳細(xì)描述而給出的附圖中，圖19A是橡膠類真空座240的透視圖，圖19B是橡膠類真空座240的俯視圖，圖19C是橡膠類真空座240的橫截面(沿C-C’線)側(cè)視圖，圖19D是橡膠類真空座240的橫截面(沿D-D’線)側(cè)視圖，圖19E是橡膠類真空座240部分橫截面的封閉主視圖。如上述附圖所示，橡膠類真空座240包括多個開口242，各開口242由兩部分形成一個凹陷或埋頭孔部分244和一個通孔246。凹陷部分244的直徑大于通孔246，但小于封裝件的外圍。
圖20A-F是本發(fā)明實施例的真空歧管的示意圖。真空歧管290配置成允許在y方向上的線狀切割。同樣地，真空歧管290一般對應(yīng)于如圖13和圖14所示的真空歧管210A。為詳細(xì)描述而給出的附圖中，圖20A是真空歧管290的透視圖，圖20B是真空歧管290的俯視圖，圖20C是真空歧管290的橫截面(沿C-C’線)的主視圖，圖20D是真空歧管290的橫截面(沿D-D’線)的側(cè)視圖，圖20E是真空歧管290的橫截面(沿E-E’線)的側(cè)視圖，圖20F是真空歧管290的一部分的橫截面圖。
如圖所示，真空歧管290包括多個通道292和多個槽縫294。通道292和槽縫294都設(shè)置于y方向上。盡管不是必要條件，通道292設(shè)置成四個分組302。各分組302內(nèi)通道292的數(shù)量可在大范圍變化。通道292的數(shù)量一般對應(yīng)于連接到真空歧管的真空座內(nèi)所形成的開口列的數(shù)量。簡而言之，通道292配置成與真空座的開口一致，以通過該通道提供吸力。各通道292將流體連接到相應(yīng)的真空座的開口列。在所示的實施例中，設(shè)有7列。為了向通道292提供真空，各通道292將流體連接到主通道304，該主通道304又連接到一對開口306。通道300和304凹陷到真空歧管290的上表面內(nèi)，同時開口306延伸而通過真空歧管290。
槽縫294設(shè)在各通道292之間。槽縫294還設(shè)在各分組302的第一和最后一通道292的外側(cè)。一般槽縫294在一端比通道292更進一步延伸。各分組的第一槽縫(第一通道外側(cè)的槽縫)比其它槽縫進一步延伸，以連接起始孔308。起始孔308提供噴射流開啟時的起點。例如，切割工序一般通過在進行任何線狀切割之前將噴嘴的中線放置在起始孔308上而開始。起始孔308的直徑一般大于槽縫294的寬度。槽縫294一般略寬于噴射流的寬度。應(yīng)該明白，真空歧管290內(nèi)的槽縫的位置和尺寸一般與相配合的真空座內(nèi)槽縫的位置和尺寸一致，即它們被對準(zhǔn)以形成統(tǒng)一的槽縫。
圖21A-G是本發(fā)明實施例的真空歧管310的示意圖。真空歧管310配置成允許x方向上的線狀切割。同樣地，真空歧管310一般可對應(yīng)于圖13和圖14所示的真空歧管210B。為了詳細(xì)描述而給出的附圖中，圖21A是真空歧管310的透視圖，圖21B是真空歧管310的俯視圖，圖21C是真空歧管310的橫截面(沿C-C’線)主視圖，圖21D是真空歧管310的橫截面(沿D-D’線)主視圖，圖21E是真空歧管310的橫截面(沿E-E’線)側(cè)視圖，圖21F是真空歧管310的橫截面(沿F-F’線)的橫截面?zhèn)纫晥D，圖21G是真空歧管310的部分橫截面。
如圖所示，真空歧管310包括多個通道312和多個槽縫314。通道312和槽縫314都設(shè)于y方向上。盡管不是必要條件，通道312設(shè)成兩個分組316。各分組316內(nèi)通道312的數(shù)量可大范圍變化。通道312的數(shù)量一般對應(yīng)于連接到真空歧管310的真空座內(nèi)所形成的開口的行數(shù)。簡而言之，通道312配置成與真空座的開口一致，以通過該通道提供吸力。各通道312將流體連接到相應(yīng)的真空座的開口的列。在配有附圖的實施例中，設(shè)有7列。為了向通道312提供真空，各通道312將流體連接到主通道318，該主通道318又連接到一對開口320。通道312和318凹陷到真空歧管310的上表面內(nèi)，同時開口320延伸而通過真空歧管310。
槽縫314設(shè)在各通道312之間。槽縫314還設(shè)在各分組316的第一和最后一通道312的外側(cè)。各分組內(nèi)的第一槽縫(第一通道外的槽縫)通過垂直于第一槽縫的起始槽縫324連接到起始孔322上。起始孔322在噴射流開啟時提供起點。例如，切割工序一般通過在進行任何線狀切割之前將噴嘴的中線放置在起始孔322上而開始。起始孔322的直徑一般大于槽縫314的寬度。槽縫314的一般略寬于噴射流的寬度。應(yīng)該明白，真空歧管310內(nèi)的槽縫314的位置和尺寸一般與相配合的真空座內(nèi)的槽縫位置和尺寸一致，即，它們相對準(zhǔn)而形成統(tǒng)一的槽縫。
圖22A-J表示使用圖7A和圖7B所示的排式岐管部件80和圖13和圖14所示的吸盤部件200的切割工序。如圖22A所示，該工序一般由將基片350放在吸盤202上開始。這種過程一般為手動完成或者使用某種抓取/放置機(未圖示)完成。在放置過程中，將基片350設(shè)在真空座208A的表面，并通過對準(zhǔn)銷216將基片350與吸盤202對準(zhǔn)。在放置之后，開啟真空，并通過吸力將基片350保持在適當(dāng)位置。通過真空座208A的開口212和真空歧管210A的通道(未圖示)產(chǎn)生吸力。如圖22A所示，基片350上包含多個形成于其上的集成電路封裝件352。作為示例，集成電路封裝件352可為QFN封裝件。
如圖22B所示，一旦基片352被吸力固定，排式岐管部件80就移動到吸盤202的開始位置。這一般由將排式岐管80從初始位置移動到切割位置的x、y、z機械手完成。作為示例，排式岐管部件80的歧管84固定在機械手系統(tǒng)的移送臂356上。如圖所示，排式岐管80(特別是噴嘴82)設(shè)在基片350表面的附近。簡而言之，機械手在z方向上移動排式岐管80，直到噴嘴82到達(dá)特定的切割高度，該高度一般非?？拷Ｔ诖蠖鄶?shù)情況下，x方向和y方向的起始位置由吸盤202上的起始孔(未圖示)確定。
如圖22C和圖22D所示，在保持吸力的同時，排式岐管部件80開始沿y方向在基片350上進行線狀切口360。這種情況一般是通過開啟噴射流(未圖示)并利用機械手系統(tǒng)沿y方向移動排式岐管來完成的。排式岐管部件80的移動可以有各種方式。一般來說，噴嘴82一同沿線狀路徑移動，以便形成多個線狀切口360。盡管利用單個噴嘴82在任一時刻只能形成一個線狀切口360，但基片350的表面也可連續(xù)地受噴射流作用而形成多個分割。噴嘴可在y方向上通過一次，并隨后在x方向上步進以在y方向上進行另一次通過。線狀切口360一般從一個分組內(nèi)的第一封裝件362的邊緣延伸到最后一封裝件364的邊緣。在一實施例中，可使用蜿蜒路徑，該蜿蜒路徑在y軸方向上往復(fù)移動，同時在往復(fù)過程的末端在x方向上步進。在此特定實施例中，x方向的移動已高速進行，從而防止噴射流將基片割穿。本實施例將在后面詳述。
在形成最后的線狀切口后，排式岐管部件80從吸盤202上移出，并且真空被關(guān)閉，因而解除一直固定住基片350的吸力。此后，如圖22E和圖22F所示，切割基片350被從吸盤202上移走，并放置在第二吸盤204上。這一般手動完成或者使用某種抓取/放置機(未圖示)完成。在放置的過程中，基片350設(shè)在真空座208B的表面并且通過對準(zhǔn)銷216將基片350相對吸盤204對準(zhǔn)。在放置之后，真空開啟，并通過吸力將基片350固定在適當(dāng)位置。通過真空座208B的開口212和真空歧管210B的通道(未圖示)產(chǎn)生吸力。
如圖22B所示，一旦基片350被吸力固定住，排式岐管部件80就移過吸盤204而到達(dá)其開始位置。這一般由將排式岐管80從初始位置或第一切割位置移動到第二切割位置的x、y、z機械手完成。與上面類似，排式岐管80(尤其是噴嘴82)設(shè)在基片350表面的附近。簡而言之，機械手在z方向上移動排式岐管80，直到噴嘴82到達(dá)特定的切割高度。在大多數(shù)情況下，x方向和y方向的起始位置由吸盤104上的起始孔(未圖示)確定。
如圖22H和圖22I所示，在保持吸力的同時，排式岐管部件80開始沿x方向在基片350上進行線狀切割366。這一般通過開啟噴射流(未圖示)并通過機械手系統(tǒng)沿x方向移動排式岐管來完成。排式岐管部件80的移動可以有各種方式。一般來說，噴嘴82一同沿線狀路徑移動，以形成多個線狀切割366。盡管利用單個噴嘴82在任一時刻只能形成一個線狀切割366，但基片350的表面可連續(xù)地受噴射流作用而形成多個分割366。例如，噴嘴82可在x方向上通過一次，并隨后在y方向上步進以在x方向上進行另一次通過。線狀切割366一般從一個分組內(nèi)的第一封裝件362的邊緣延伸到最后一封裝件364的邊緣。在一實施例中，可使用蜿蜒路徑，該蜿蜒路徑在x軸方向上往復(fù)移動，同時在各往復(fù)過程的末端沿x方向步進。
在形成最后的線狀切口后，排式岐管部件80被從吸盤204上移走，并且將基片350的剩余部分350’從吸盤204上移走。這一般通過手動完成或是通過某種抓取/放置機完成。將剩余部分350’移走之后，分割后的封裝件352留在吸盤204上。這時，分割后的封裝件可根據(jù)要求進行其它處理。例如，可通過抓取/放置機或者通過利用移送臂滑動將這些分割后的封裝件從吸盤上移出。然而，在這樣做之前，真空關(guān)閉，由此解除一直固定分割后的封裝件352的吸力。在2002年8月22日提交的標(biāo)題為“集成電路處理系統(tǒng)”的申請?zhí)枮镹o.10/277,163的專利申請中詳細(xì)描述了所使用的封裝件后處理系統(tǒng)，本申請通過參照包括該申請的內(nèi)容。在2002年8月22日提交標(biāo)題為“高速抓取頭”的申請?zhí)枮镹o.10/226,630的專利申請中詳細(xì)地描述了可使用的抓取/放置機，本申請通過參照包括該申請的內(nèi)容。
圖23A和23B是表示本發(fā)明一實施例的蜿蜒路徑380和382的俯視圖。蜿蜒路徑380和382可由歧管部件80用于從基片350上切割封裝件。圖23A顯示y方向分割，圖23B顯示x方向分割。在圖23A中，使歧管部件80在y軸方向上往復(fù)移動，同時在各往復(fù)過程的末端在x方向上步進。在這樣進行的過程中，使噴射流384移動并通過基片350的預(yù)定區(qū)域(沿蜿蜒路徑380)，由此形成y-線狀切割388和x-線狀切割390。預(yù)定區(qū)域可對應(yīng)于一組封裝件352。
在圖23B中，使歧管部件80在x軸方向上往復(fù)移動，同時在各往復(fù)過程的末端在y方向上步進。在這樣進行的過程中，使噴射流384移動并通過基片350的預(yù)定區(qū)域(沿蜿蜒的路徑382)。預(yù)定區(qū)域可對應(yīng)于一組封裝件352。路徑380和382一般設(shè)在基片350的鋸道386，即各封裝件之間的用于切割基片350的區(qū)域。
在一特定的實施例中，以第一速度進行線狀切割388和390，同時以第二速度進行垂直于線狀切割的步進392和394。第二速度設(shè)成比第一速度快，以防止割穿基片并減少與分割封裝件352相關(guān)的循環(huán)時間。第二速度和第一速度的比值可在大約40∶1到大約5∶1之間，特別是大約20∶1。作為示例，線狀切割388和390以大約5-10mm/s的速度切割，并且步進392和394可以200m/s的速度切割。
圖24是本發(fā)明實施例的切割方法400的流程圖。作為示例，切割方法可與圖23A和圖23B所示的示意圖結(jié)合。一般利用z軸切割束(例如本申請通篇討論的z軸噴射流)執(zhí)行切割方法400。z軸切割束一般在垂直于z切割束的平面內(nèi)移動，以進行切割工序。此外，z軸切割束被不關(guān)斷地連續(xù)移動。
切割方法400一般在框402開始，其中切割束在第一方向上以第一速度移過第一距離。作為示例，第一方向可沿x軸或y軸。第一速度一般配置成使切割束割穿基片以形成線狀切割。第一距離一般對應(yīng)于沿一個或多個封裝件的側(cè)邊形成線狀切割所需要的長度。在大多數(shù)情況下，線狀切割配置成跨越多個封裝件，例如，一行或一列封裝件。
框402之后，流程進入到框404，其中切割束在第二方向內(nèi)以第二速度移過第二距離。在大多數(shù)情況下，第二方向垂直于第一方向。作為示例，如果第一方向沿y軸，那么第二方向沿x軸(反之亦然)。第二速度設(shè)成第一比速度快。作為示例，第二速度可以快5-40倍的數(shù)量級，特別是大約20倍。較快的速度用于防止切割以及減少切割工序的循環(huán)時間。第二距離可以有各種變化，然而，在大多數(shù)情況下第二距離一般要小于第一距離。
圖25是本發(fā)明實施例的分割設(shè)備500的示意圖。如圖所示，分割設(shè)備500包括排式岐管部件510和吸盤部件512。如圖所示，排式岐管部件510處于初始位置或空轉(zhuǎn)位置。當(dāng)要進行切割時，排式岐管510被移到切割位置，該切割位置一般在吸盤部件512上。如圖所示，排式岐管510包括多個連接到歧管516的噴嘴514。歧管516被固定在機械手系統(tǒng)518上，該系統(tǒng)配置成用來在初始位置和切割位置之間移動排式岐管部件510并在切割工序的中移動排式岐管部件510。機械手系統(tǒng)可以有不同，圖25中的機械手系統(tǒng)對應(yīng)于SCARA機械手系統(tǒng)。
另一方面，吸盤部件512包括第一吸盤520和第二吸盤522。第一吸盤520配置成在y軸切割過程中保持住，并且第二吸盤522配置成在x軸切割過程中保持基片。在此特定的實施例中，第一和第二吸盤并排設(shè)置。分割設(shè)備500還包括一般設(shè)在兩個吸盤520和522下方的存儲罐(未圖示)。存儲罐配置成用來存儲料漿并接收噴射流。
分割設(shè)備500還包括磨料料漿輸送系統(tǒng)530，該系統(tǒng)通過再循環(huán)線路532與存放液罐在操作上連接，并通過排出管線534與噴嘴歧管510在操作上連接。再循環(huán)線532用于向料漿輸送系統(tǒng)提供用后的料漿，并且排出管線用于將合格料漿輸送到噴嘴部件。用后的料漿可通過過濾系統(tǒng)536(例如，圖10所示的系統(tǒng))。一旦經(jīng)過過濾，過濾后的料漿就可引入到料漿存儲罐538，當(dāng)料漿存儲罐填充了合格料漿時，泵540可用來將合格料漿壓出存儲罐538并通過排出管線534進入噴嘴部件510。
當(dāng)合格料漿被壓出噴嘴后，切割工序開始。應(yīng)該明白，在合格料漿被壓入切割束之前，機械手系統(tǒng)將噴嘴部件從初始位置移動到切割位置。在切割工序的過程中，噴嘴部件可通過機械手系統(tǒng)的各種臂連續(xù)地再定位，以沿所需的切割路徑移動。例如，當(dāng)在第一吸盤520上切割時，機械手系統(tǒng)可在y方向上移動噴嘴部件，當(dāng)在第二吸盤522上進行切割時，在x方向上移動噴嘴部件。如果噴嘴之間的間隔大于基片上集成電路封裝件之間的間隔，那么需要在兩個方向上多次通過，以將基片完全分割。這些通過可彼此重疊。
在一實施例中，可在執(zhí)行線狀切割工序之前，通過機械手系統(tǒng)調(diào)整噴嘴部件的角度，以減小噴嘴產(chǎn)生的切割束之間的間隔。圖26A和圖26B更詳細(xì)地描述了噴嘴的調(diào)整。如圖26A所示，切割束之間的間隔D與基片552上的元件之間或元件550的組之間的間隔不一致。間隔D一般通過噴嘴彼此的相對位置來控制。為了使間隔d和間隔D匹配，可將噴嘴彼此相對移動或者將噴嘴部件整體轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動噴嘴部件被認(rèn)為是最容易的解決方法。如圖26B所示，通過整體旋轉(zhuǎn)噴嘴部件θ度同時保持噴嘴彼此的相對位置固定，可減小切割束之間的間隔D，以與元件550之間的間隔d(d＝D)相匹配。
應(yīng)該注意，圖25所示的配置不構(gòu)成限定。例如，第一和第二吸盤可成列設(shè)置而不是并排設(shè)置。此外，可使用多個排式岐管部件，例如第一排式岐管部件可用于y軸切割，第二歧管部件用于x軸切割。這種特定的配置需要附加的機械手系統(tǒng)和排出管線。
本發(fā)明有很多優(yōu)點。不同的實施例或?qū)嵤┓绞娇删哂幸粋€或多個以下優(yōu)點。本發(fā)明提供了具有直線邊緣和曲線邊緣的精細(xì)幾何形狀元件的低成本分割工藝。此外，噴水分割工藝不局限于特定材料，因而可塑易碎材料的薄片或鍍膜元件都可在單次通過中被分割。此外，切割束只沿垂直軸與基片相互作用，由此防止切力的形成。因而，元件固定在預(yù)想位置并且切割幾何形狀保持一致。這種基于水與料漿的方法的另一個好處在于廉價磨料(Al2O3和柘榴石)的不斷更新。磨料永遠(yuǎn)不會因可塑(ductile)或順從(compliant)材料而變鈍。這種工藝廉價且耐用，甚至當(dāng)分割極相異材料的疊層時也如此。最后，單個噴嘴作為切割的點源，因而能夠形成曲線切割路徑，例如切割光子元件那樣。
在下面的表1中示出了傳統(tǒng)的鋸片切割和噴射流切割之間比較。表1中的數(shù)據(jù)用第一代實驗室模型獲得。噴射流用經(jīng)改進的JetsismicroJet系統(tǒng)產(chǎn)生。
表1

*產(chǎn)量受到樣機工作臺速度的限制盡管已經(jīng)根據(jù)若干較佳實施例對本發(fā)明進行了描述，但仍存在變換、變更和等效物，而這些變換、變更和等效物都落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。還應(yīng)該注意，存在很多實施本發(fā)明方法和裝置的備選方法。例如，盡管已經(jīng)就集成電路(各種形式的集成電路)的處理對本發(fā)明進行了描述，但應(yīng)該注意的是本發(fā)明可用于處理任何元件。例如，本發(fā)明可用于處理半導(dǎo)體晶片。此外，本發(fā)明可用于處理分立的電子元件(例如，電阻、晶體管、電容或類似元件)。本發(fā)明還可以用于處理生物技術(shù)元件、光學(xué)元件、光電元件、機電元件(例如，微機電器件[MEMS])或類似元件。因而應(yīng)將后附的權(quán)利要求解釋成包括所有這些落在本發(fā)明的實際精神和范圍內(nèi)的變換、變更和等效物。
權(quán)利要求
1.一種用以將基片分割成多個較小元件部分的分割設(shè)備，所述分割設(shè)備包括排式岐管部件，包括配置成用來向多個噴嘴分配料漿的歧管，各所述噴嘴配置成用來以切割束形式排出單個噴射流，以同時割穿所述基片；以及吸盤部件，配置成用來在所述噴射流割穿所述基片之前、過程中以及之后保持并支承所述基片和由所述基片產(chǎn)生的所述較小元件部分。
2.如權(quán)利要求1所述的分割設(shè)備，其中，所述料漿包括磨料和水。
3.如權(quán)利要求1所述的分割設(shè)備，其中，所述較小元件部分對應(yīng)于球柵陣列封裝件、QFN封裝件或光子元件。
4.如權(quán)利要求1所述的分割設(shè)備，還包括泵和存儲罐，所述存儲罐配置成用來存儲并接收所述料漿，所述泵配置成用來將所述料漿從所述存儲罐泵入所述排式岐管部件。
5.如權(quán)利要求1所述的分割設(shè)備，其中，所述岐管和所述噴嘴配置成以線狀方式移動以提供線狀切割路徑。
6.如權(quán)利要求1所述的分割設(shè)備，其中，所述吸盤部件包括一個或多個吸盤，各所述吸盤具有用來讓所述噴射流在割穿所述基片后從中通過的噴射流開口。
7.如權(quán)利要求6所述的分割設(shè)備，其中，所述吸盤為靜電吸盤、機械吸盤或真空吸盤。
8.如權(quán)利要求6所述的分割設(shè)備，其中，所述吸盤包括真空座和設(shè)置在所述真空座下的真空歧管，所述真空座配置成用來接收所述基片和所述基片上的所述較小元件部分，所述真空座包括多個真空開口，各所述真空開口配置成用來向所述基片和由所述基片產(chǎn)生的各所述較小元件部分的背面提供真空，所述真空歧管配置成向各所述開口提供真空，以將所述基片和各所述較小元件部分吸持在所述真空座的表面。
9.如權(quán)利要求1所述的分割設(shè)備，其中，所述吸盤部件包括第一吸盤和第二吸盤，所述第一吸盤配置成當(dāng)利用所述噴射流在第一方向上切割所述基片時保持所述基片，所述第二吸盤配置成當(dāng)利用所述噴射流在第二方向上切割所述基片時保持所述基片。
10.如權(quán)利要求1所述的分割設(shè)備，其中，所述排式歧管包括一個入口、多個出口、一個料漿接收通道和多個料漿分配通道，所述多個料漿分配通道配置成用來從所述入口接收所述料漿，所述多個料漿分配通道配置成將所述料漿分配到所述多個出口，其中所述多個噴嘴中的各噴嘴分別將流體連接到單個出口。
11.一種配置成用以在噴射流分割之前、過程中和之后保持未分割基片和從未分割基片分割的基片部分的真空吸盤部件，所述真空吸盤包括第一真空吸盤，配置成用來在x軸切割過程中保持基片，所述第一吸盤包括多個真空通路和多個切割槽縫，所述真空通路配置成用來向所述基片提供吸力，以在噴射流分割之前、過程中和之后保持所述基片，所述切割槽縫提供當(dāng)噴射流在第一方向切割時流過的空間；以及第二吸盤，配置成用來在y軸切割過程中保持所述基片，所述第二吸盤包括多個真空通路和多個切割槽縫，所述真空通路配置成用來向所述基片提供吸力，以在噴射流分割之前、過程中和之后保持所述基片，所述切割槽縫提供當(dāng)噴射流在垂直于所述第一方向的第二方向上切割時流過的空間。
12.如權(quán)利要求11所述的吸盤裝置，其中，所述分割后的基片部分對應(yīng)于球柵陣列封裝件、QFN封裝件或光子元件。
13.如權(quán)利要求11所述的吸盤裝置，其中，各所述吸盤分別包括真空座和設(shè)置在所述真空座下的真空歧管，所述真空座具有一上表面，在噴射流分割之前、過程中以及之后所述未分割基片和從所述未分割基片分割的所述分割后的基片部分的背面放置在所述上表面上，所述真空座包括多個真空開口，各所述真空開口分別對應(yīng)于所述分割后的基片部分中的一個，所述真空歧管包括多個將流體連接到所述真空開口的真空通道，所述真空開口和所述真空通道共同作用，以形成將吸力分配到所述未分割基片和從所述未分割基片分割的所述分割后的基片部分的背面的真空通路。
14.如權(quán)利要求13所述的吸盤裝置，其中，所述真空開口設(shè)置成通過所述真空座，并且其中所述真空通道凹入所述真空歧管內(nèi)。
15.如權(quán)利要求13所述的吸盤裝置，其中，所述切割槽縫由設(shè)置為通過所述真空座的第一槽縫和設(shè)置為通過所述真空歧管的第二槽縫形成，所述第一槽縫和所述第二槽縫彼此對齊而形成所述切割槽縫。
16.如權(quán)利要求15所述的吸盤裝置，其中，所述真空開口設(shè)在所述第一槽縫之間，并且其中所述真空通道設(shè)在所述第二槽縫之間的所述真空開口的下面。
17.如權(quán)利要求11所述的吸盤裝置，其中，所述第一吸盤的切割槽縫線狀地設(shè)于所述第一方向，并且其中所述第二吸盤的切割槽縫線狀地設(shè)于所述第二方向。
18.如權(quán)利要求11所述的吸盤裝置，其中，所述真空開口設(shè)成多行，并且其中每行真空開口下面有一個真空通道。
19.如權(quán)利要求11所述的吸盤裝置，還包括用來在彼此相對的所要求位置支承所述吸盤的基底，所述基底包括一對內(nèi)腔，一個內(nèi)腔位于所述第一吸盤的下面，另一個內(nèi)腔位于所述第二吸盤的下面，所述內(nèi)腔與所述切割槽縫重合，所述內(nèi)腔提供所述噴射流經(jīng)過所述切割槽縫后通過的空間。
20.如權(quán)利要求11所述的吸盤裝置，其中，所述真空座由橡膠化材料形成。
21.如權(quán)利要求11所述的吸盤裝置，其中，所述橡膠化材料為Viton。
22.如權(quán)利要求11所述的吸盤裝置，其中，所述真空開口包括位于所述真空座上表面的凹陷部分和設(shè)于所述凹陷部分下面的通孔。
23.一種分割具有多個形成于其上的集成電路的基片的方法，所述方法包括以下步驟產(chǎn)生一個或多個形成為一束的噴射流，所述噴射流的配置足以分割所述基片；將所述噴射流導(dǎo)引到所述基片的表面的上方；并且有選擇地操作所述噴射流，以將所述基片切割成多個集成電路。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，有選擇地操作所述噴射流的步驟包括在第一方向進行第一組線狀切割。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中，在所述第一組線狀切割的過程中，使所述噴射流在所述第一方向上往復(fù)移動，同時在各往復(fù)過程的末端沿第二方向步進，所述第二方向垂直于所述第一方向。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述噴射流在所述第一方向上以第一速度移動，在所述第二方向上以第二速度移動，所述第一速度使所述噴射流割穿所述基片，所述第二速度比所述第一速度快，以防止割穿所述基片。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述第二速度和所述第一速度之比在約40∶1到約5∶1之間。
28.如權(quán)利要求24所述的方法，其中，有選擇地操作所述噴射流的步驟包括在第二方向上進行第二組線狀切割，所述第一方向垂直于所述第二方向。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中，在所述第一組線狀切割過程中，使所述噴射流在所述第一方向上往復(fù)移動、同時在各往復(fù)過程的末端沿第二方向步進，并且其中在所述第二組線狀切割過程中，使所述噴流在所述第二方向上往復(fù)移動、同時在各往復(fù)過程的末端沿第一方向步進。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，在所述第一組線狀切割的過程中，所述噴流在所述第一方向上以第一速度移動、并且在所述第二方向上以第二速度移動；在所述第二組線狀切割過程中，所述噴流在所述第二方向上以第一速度移動、并且在所述第一方向上以第二速度移動，所述第一速度使所述噴射流割穿所述基片，所述第二速度比所述第一速度快，以防止割穿基片。
31.一種將基片分成多個集成電路芯片的方法，所述基片和所述多個集成電路具有比第二側(cè)面光滑的第一側(cè)面，各所述多個集成電路芯片在所述第二側(cè)面包括觸頭陣列，所述方法包括以下步驟提供具有多個真空開口的真空座，各所述真空開口對應(yīng)所述多個集成電路芯片的單個芯片，各所述真空開口被所述真空座的上表面包圍；將所述基片的第一側(cè)面設(shè)在所述真空座的所述上表面；利用真空將所述基片的第一側(cè)面保持在所述真空座的上表面；以及在所述基片被保持在所述真空座的所述上表面的同時，將所述基片切割成多個集成電路芯片，所述切割由形成為一束的噴射流執(zhí)行。
32.一種制造集成電路的過程，所述過程包括以下步驟產(chǎn)生一個或多個形成為一束的噴射流，所述噴射流的配置足以切割基片，所述基片具有多個形成于其上的集成電路；將所述噴射流導(dǎo)引到所述基片的表面的上方；以及有選擇地操作所述噴射流，以將所述基片切割成多個集成電路。
33.一種濕料漿過濾裝置，所述過濾裝置包括多個彼此疊放的過濾器單元，各過濾器單元包括容器和將所述容器分成第一腔和第二腔的過濾器，所述過濾器配置成使合格磨料材料從所述第一腔流入所述第二腔，同時防止大顆粒的磨料材料從所述過濾器流過，各過濾器單元包括用以接收先前用來割穿基片的料漿的已使用料漿入口，所述已使用料漿入口位于所述第一腔，因而將已使用料漿引入到所述第一腔，各過濾器單元包括大顆粒料漿出口和合格料漿出口，所述大顆粒料漿出口位于所述第一腔并且所述合格料漿出口位于所述第二腔，這些出口對著所述已使用料漿進口設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明揭示了用以將基片(12)切割成多個元件部分的技術(shù)。分割技術(shù)包括產(chǎn)生噴射流(11)，以便分割較大部分(12)來生產(chǎn)較小部分。該技術(shù)特別適用于分割表面安裝元件，例如芯片級封裝件、球柵陣列(BGA)、倒裝芯片、無引腳封裝件(QFN)以及類似元件。該技術(shù)也適用于光子元件的分割。
文檔編號H01L21/304GK1703774SQ03824998
公開日2005年11月30日 申請日期2003年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月13日
發(fā)明者S·塞奧, S·蔣, S·泰 申請人:東和－英特康科技公司