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芯片剥离过程分析及其机构构构

作　者: 戴威
导　师: 尹周平；黄永安
学　校: 华中科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 芯片剥离过程芯片碎裂剥离机构实现
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

射频识别(radio frequency identification)标签Inlay封装设备由基板输送模块(包括进料和收料)、点胶模块、贴装模块、热压模块和检测模块组成。其中,贴装模块的顶针剥离装置实现了芯片从晶圆(Wafer)盘上的剥离。顶针和Wafer盘之间接触力的大小以及接触力作用下芯片的受力变形,直接决定了在剥离过程中芯片是否会发生碎裂,对芯片能否成功剥离至关重要。因此,本文对芯片剥离过程以及剥离过程中可能导致芯片碎裂的主要影响因素展开研究。主要包括:在对芯片剥离方式进行分类的基础上,介绍了芯片剥离的过程,采用有限元法对剥离过程中芯片碎裂的主要影响因素进行了分析,以此来指导顶针剥离装置的设计并且成功地实现了芯片的剥离。主要内容从下面三个方面展开论述:首先,采用四种不同标准对目前机构中出现的芯片剥离方式进行分类,讨论了每种方式的适用范围;分两个阶段讨论了芯片剥离的过程,指出每个阶段中最可能发生芯片碎裂的时刻;总结了剥离过程中芯片碎裂的影响因素,并且确定了本文中将要重点研究的和机构设计相关的两个主要因素。其次,采用有限元法分析了不同顶针速度和吸附面积情况下芯片的受力和变形,得出了芯片最大等效应力随着它们的变化趋势,从而明确这两个主要因素对芯片碎裂的影响方式。为了获取有限元仿真需要的材料属性、边界条件等,开展了三个准备试验:膜的拉伸试验、剥离力测量试验、芯片完全剥离试验。在此基础上,提出了一种仿真结合试验验证的方法来获取顶针剥离装置的临界速度值,相对于单纯开展工艺试验来确定设备参数的方法大大节省了时间。最后,设计了一种顶针剥离装置,它成功地实现了芯片的剥离。其中,详细介绍了凸轮和真空吸附零件的设计过程,它们在机构上和顶针速度以及吸附面积相对应。本文对顶针作用下芯片的受力和变形进行了分析,研究了顶针速度和吸附面积对芯片受力变形的影响,对顶针剥离装置的机构设计以及运行参数优化有重要作用。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题来源  8
  1.2 课题背景、目的和意义  8-9
  1.3 相关技术与国内外研究现状  9-13
  1.4 本文主要研究内容  13-14
2 芯片剥离过程分析  14-26
  2.1 引言  14-15
  2.2 芯片剥离方式分析  15-21
  2.3 芯片剥离过程介绍  21-22
  2.4 剥离过程芯片碎裂影响因素分析  22-25
  2.5 小结  25-26
3 剥离过程芯片碎裂主要影响因素分析  26-42
  3.1 引言  26-27
  3.2 准备试验  27-34
  3.3 芯片碎裂主要影响因素有限元分析  34-40
  3.4 临界速度值获取方法  40-41
  3.5 小结  41-42
4 芯片剥离机构实现  42-49
  4.1 引言  42
  4.2 顶针剥离装置总体设计  42-43
  4.3 凸轮轮廓曲线设计  43-46
  4.4 真空吸附设计  46-47
  4.5 芯片剥离效果  47-48
  4.6 小结  48-49
5 总结与展望  49-52
  5.1 总结  49-51
  5.2 展望  51-52
致谢  52-53
参考文献  53-56
附录  56

芯片剥离过程分析及其机构构构

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