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1、(10)申请公布号 CN 102369596 A (43)申请公布日 2012.03.07 CN 102369596 A *CN102369596A* (21)申请号 201080010812.4 (22)申请日 2010.03.04 200901594-2 2009.03.05 SG H01L 21/78(2006.01) B21D 28/00(2006.01) (71)申请人 洛科技术有限公司 地址 新加坡新加坡 (72)发明人 沈雪芳 张荆 (74)专利代理机构 上海旭诚知识产权代理有限 公司 31220 代理人 郑立 王萍萍 (54) 发明名称 用于改进的分割的组件和方法 (57) 摘。
2、要 一种用于从基片分割 IC 单元的冲头和冲模 组件， 所述组件包括冲头整列， 具有相对的第一和 第二表面的引导块， 所述引导块上有多条对应每 一个冲头的细长通道， 所述通道从所述第一表面 延伸到所述第二表面 ； 用于支撑所述基片的冲模 块， 所述冲模块具有冲孔区域阵列， 冲头在所述冲 孔区域处推挤， 以从基片分割全部或者一部分所 述 IC 单元的外围边沿。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.09.02 (86)PCT申请的申请数据 PCT/SG2010/000075 2010.03.04 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/101531 EN 2010.。
3、09.10 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 12 页 CN 102369605 A1/1 页 2 1. 一种用于从基片分割 IC 单元的冲头和冲模组件， 所述组件包括 冲头阵列 ； 具有相对的第一和第二面的引导块， 所述引导块有多条对应每一个冲头的细长通道， 所述通道从所述第一面延伸到所述第二面 ； 用于支撑所述基片的冲模块， 所述冲模块具有冲孔区域阵列， 所述冲头在所述冲孔区 域处推挤以从所述基片分割所述 IC 单元的全部或者一部分外围边沿。 2. 如权利要求 1 所述的冲头和冲模组件， 其中每一个。
4、所述通道具有一个向垂直轴倾斜 的内表面， 以致所述冲头所沿着的路径也是倾斜于垂直位置的。 3. 如权利要求 2 所述的冲头和冲模组件， 其中倾斜的路径被布置以使得每一个所述冲 头的切割边沿偏离于与对应的所述冲孔区域的至少一个外围边沿的接触。 4. 如前面的权利要求中的任何一个所述的冲头和冲模组件， 其中所述组件具有平行于 所述冲头的所述切割边沿的纵向轴。 5. 如权利要求 1 到 3 中的任何一个所述的冲头和冲模组件， 其中所述组件具有与所述 冲头的所述切割边沿成直角的纵向轴。 6. 如权利要求 5 所述的冲头和冲模组件， 其中所述冲头包括用于在所述基片中冲出相 邻的 IC 单元的外围边沿的两。
5、个切割边沿。 7. 如前面的权利要求中的任何一个所述的冲头和冲模组件， 其中所述冲头包括邻接所 述切割边沿的异型部分， 所属异型部分在所述冲孔活动期间提供所述冲头和冲模之间摩擦 的减小。 8. 如前面的权利要求中的任何一个所述的冲头和冲模组件， 其中所述通道包括内面， 所述内面具有被从其移除的纵向凹部， 以当所述冲头向下移动时促进空气向上的移动。 9. 如权利要求 2 到 8 中任何一个所述的冲头和冲模组件， 其中所述倾斜的表面是在与 具有所述纵向凹部的所述面相对的所述通道的侧面上。 10. 如前面的权利要求中的任何一个所述的组件， 其中所述冲模块由单个部件用机器 加工而成。 11. 如权利要。
6、求 10 所述的冲头和冲模组件， 其中所述冲模块进一步地包括具有切割边 沿的插入件以在其上形成底座， 以促进所述 IC 单元的冲孔。 12. 一种用于从基片分割 IC 单元的与冲头和冲模组件一起使用的引导块， 所述引导组 件包括 相对的第一和第二面， 有多条细长通道， 每条通道对应一个冲头， 所述通道从所述第一 面延伸到所述第二面。 13. 如权利要求 12 所述的引导组件， 用于与如权利要求 1 所述的冲头和冲模组件一起 使用。 权 利 要 求 书 CN 102369596 A CN 102369605 A1/5 页 3 用于改进的分割的组件和方法 技术领域 0001 本发明涉及 IC 单元。
7、从所述单元的基片的分割。尤其本发明涉及作为分割方式的 冲孔。 背景技术 0002 以一种有效的方式将 IC 单元从基片分割包括在可接受的资金花费下最大化单元 的分割速率。一种分割方法包括从基片上对单元冲孔， 即对基片面施加剪切力以切割每个 单元的全部或者一部分边沿。 考虑到被分割的单元的尺寸以及保持所述单元的整齐的切割 边沿的需求， 要求的公差非常高， 典型地在 2 到 5 微米的范围内。 0003 进一步地， 由于分割的高公差和性质， 冲头(punch)和冲模(die)组件倾向于不具 有长的使用寿命， 因为当冲头接触到冲模时对组件的损伤。 0004 因而有持续的需求 ： 在最大化冲头和冲模组。
8、件的寿命以及因此通过最少化替换品 来最小化资金花费的同时改进由冲头和冲模组件所生产的产品的质量。 发明内容 0005 在本发明的第一个方面中提供了一种用于从基片分割 IC 单元的冲头和冲模组 件， 所述组件包括冲头阵列， 具有相对的第一和第二面的引导块， 所述引导块有多条对应每 一个冲头的细长通道， 所述通道从所述第一面延伸到所述第二面 ； 用于支撑所述基片的冲 模块， 所述冲模块具有冲孔区域阵列， 冲头在所述冲孔区域处推挤， 以从基片分割所述 IC 单元的全部或者一部分外围边沿。 0006 在本发明的第二个方面中提供了一种用于从基片分割 IC 单元的与冲头和冲模组 件一起使用的引导块， 所述。
9、引导组件包括相对的第一和第二面， 有多条细长通道， 每条通道 对应一个冲头， 所述通道从所述第一面延伸到所述第二面。 0007 虽然过去做了相当多的努力以防止将误差引入工艺流程， 然而， 其它方面能对组 件的整体公差有贡献， 引起最终产品内的累积误差。 0008 一个使误差进入工艺流程的重要引入是引导块的使用， 所述引导块常被称为 “剥 离器” ， 它不能完全控制冲头的上部。 在现有技术中大量的努力放在每个冲头和冲模的冲孔 端处的公差上。然而， 引导组件倾向于被忽视， 却能引起高度的误差。在本发明中提供了一 种穿过所述引导块的通道以限制所述冲头的绝大部分的行进， 减少了冲头中的平移和转动 误差。
10、。 0009 除了在引导块中提供的细长通道， 本发明可以进一步地包括几个旨为解决现有技 术的缺陷的实施例， 所述缺陷以一定量到积累的误差， 所述误差缩减了冲头和冲模组件的 有效寿命并且限制了所述组件提供高品质输出的能力。 0010 例如在一个实施例中， 本发明可以进一步地在所述通道上包括倾斜的内面。通过 使一个面向垂直位置倾斜， 行进穿过所述通道的冲头可以被引导偏离所述冲模的前沿。现 有技术的冲头和冲模组件在长寿上的一个重要问题是由冲头和冲模间的重复接触引起的 说 明 书 CN 102369596 A CN 102369605 A2/5 页 4 冲模块的破裂。通过在所述通道内提供一个倾斜面， 。
11、冲头可以被引导偏离所述冲模的前沿 一个特定量并且因此避免所述的接触。那么通过避免接触， 组件的长寿可以被增加。 0011 可替换地， 所述通道的内面可以是偏置的， 以使冲头可以仍然垂直地往复活动但 有意识地被引导偏离前沿一个特定量。由于在用机器加工所述组件的部件中的高度公差， 所述的特定量的偏置仍然可以提供高品质的成果， 并且也避免了耗费性的接触。 附图说明 0012 至于解释本发明的可能布置的附图， 可以便于进一步地描述本发明。本发明的其 它布置是可能的， 并且因此附图的特性并不理解成作为代替本发明的前面的描述的普遍 性。 0013 图 1 是如本发明的一个实施例所述的冲头台的平面图 ； 0。
12、014 图 2A 到 8A 是如本发明的一个实施例所述的 Y 取向的冲头和冲模组件的多个不同 的视图 ； 0015 图 2B 到 8B 是如本发明的进一步的实施例所述的 X 取向的冲头和冲模组件的多个 不同的视图 ； 0016 图 9 是如本发明的进一步的实施例所述的冲头的细节图及 ； 0017 图 10 是如本发明的又一个进一步的实施例所述的冲头的平面图。 具体实施方式 0018 IC 单元的分割， 尤其作为分割方式的对所述 IC 单元的冲孔， 要求诸如在 2 到 5 微 米范围内的特别高的公差。 现有技术的冲头和冲模组件的失败之处在于没有充分解决累积 误差的影响， 即每个部件对工艺流程中对。
13、整体误差贡献的累积影响。 0019 这些误差首先包括当冲头撞击冲模时不充分使用引导块来引导冲头的移动。 通过 提供作为组件自身的重要部件而不是单体的块， 在易曲性以及组装公差上的进一步的误差 也是主要的贡献者。 0020 作为核心发明以及作为各种不同实施例的单独的议题， 本发明企图解决这些问 题。 相应地本发明提供一个引导块， 该引导块具有多条细长通道， 每条通道延伸穿透该引导 块并且每一个单独的冲头行进通过该通道。 0021 虽然在现有技术中可能也使用到引导块， 但冲头行进通过的孔一般太短， 因此允 许绕冲头的孔的转动以提供冲头自身的一定度的移动或者易曲性。 通过提供穿过引导块的 整个厚度的。
14、全长度通道， 可以提供对冲头的更高的控制， 以及因此对这些移动提供的误差 贡献的减小。 0022 在此实施例中的细长在一定程度上是定性的， 因为通道的长度将足够限制冲头在 通道内的过度移动。例如当通道缩短时， 冲头的转动偏移将更为普遍。技术人员将理解在 制造的公差内， 可接受的冲头转动偏移将依赖于实际的公差， 因此规定的通道长度对于技 术人员确定什么为足够的来说不是必须的。 0023 然而， 在一个实施例中， 通道将是等于或超过该冲头的主横截面尺寸的长度。例 如， 对于 1 毫米厚 9 毫米宽的冲头， 在一个实施例中， 该细长通道的长度可以等于或超过 9 毫米。这样在一定意义上， 细长通道的长。
15、度和冲头宽度间的纵横比可以大于或等于 1。 说 明 书 CN 102369596 A CN 102369605 A3/5 页 5 0024 图 1 显示了冲头台 5 的平面图， 冲头台 5 包括一个其上可以放置基片的块 10。IC 单元区域 21 对应着由 Y 取向的冲头 15 和 X 取向的冲头 20 所提供的切割区域。图 2A 到 8A 显示了 Y 取向的冲头 15 的细节图， 图 2B 到 8B 显示了 X 取向的冲头 20。 0025 首先考虑图 2A 中所示的 Y 冲头和冲模组件 15， 组件 15 包括一个常被称作 “剥离 器” 的引导块 30， 引导块具有多条穿透引导块 30 的。
16、细长通道 40。这些通道 40 被布置为在 引导块30的整个宽度上包围冲头25， 与此相对现有技术中的那些仅有一个孔。 现有技术中 引导块的一个关键特征是 ： 由孔提供一段非常短的引导路径， 允许冲头根据冲头和孔的公 差做移动的趋势。 那么以和包围冲头的细长通道相同的公差用机器加工的孔将比细长通道 允许更大的冲头的角偏转。冲头被引导经过的路径越长， 冲头将被允许的角偏转越小。 0026 一种被考虑的冲头的类型可以是特定地用于 QFN 封装的。它可能有约 9 毫米的宽 度， 以例如 2 到 5 微米的公差用机器加工。冲头也可能有约 1 毫米的宽度， 以 1 到 5 微米范 围内的公差用机器加工。。
17、相应地， 冲头经过其而穿透引导块 30 的通道 40 可以以相似的公 差用机器加工。 在一个可替代的布置中， 通道的一侧可以以较低的公差用机器加工， 例如高 至 10 微米， 而矩形通道的其余面在 1 到 5 微米的范围内。这种在通道的一侧的较宽松的配 合可以趋于允许冲头在冲孔中以较宽松的公差 “摇摆” 。将在后文中， 特别对于图 9 所示的 布置， 讨论这一在一侧上较宽松的公差的益处。 0027 冲头 25 穿过引导块 30 的通道 40， 撞击由冲模块 35 支撑的冲模 45。 0028 返回冲头， 图 3A 和 4A 显示了 52 的冲头阵列的细节图。注意冲头有一斜角切割 边沿 75、 。
18、80。Y 取向的冲头被布置以切割 IC 单元相对的边沿， 因此该阵列形成为一系列的 冲头对。在这实施例中有五对用斜角边沿 75、 80 来切割 IC 单元的相对的边沿， 冲头使较长 的切割面 76、 80 彼此面对以提供整齐的切割。需要理解 Y 取向的冲头和冲模组件 15 可以 有远多于五对的冲头或者事实上受制于所想要的应用可以更少。 0029 在切割面 81 的每一侧面的垂直边沿上， 冲头具有被从边沿切出的倒角 82， 并且从 切割边沿 80 突出到离切割边沿一个预定的距离。此距离是试验的主题， 但可以大致地等于 冲头的宽度。通过使边沿与组件 15 的其它部分隔开， 这些倒角倾向趋于减小摩擦。
19、， 并且因 此增加单独的冲头以及冲头和冲模组件 15 总体的寿命。 0030 返回引导块 30， 引导块 30 具有对应其所需的冲头 25 布置的细长通道阵列 40。尤 其图 6A 显示了通道 40 的截面图， 通道 40 具有向外张开的开口以利于放置冲头。注意沿着 一个面 115， 槽 100 被用机器加工进入面 115 内。槽 100 起到排气口的作用， 以致在驱使冲 头 25 向下中， 通道 40 的一个面 115 容许空气向上流动。此排气口 100 促使生成了冲头与 通道 40 之间的空气层， 提供了许多益处。空气层可以减小摩擦并因此促使组件 15 有较长 的工作寿命。排气口还可以以相。
20、同的方式或者与那个表面上的较宽松的公差一起作用， 以 提供在其中使冲头偏离来 “摇摆” 向那一端的间隙。进一步的益处可以包括自清洁。可以 给冲孔工艺流程中产生的残渣提供沿排气口离开的路径。 更进一步地空气的流动可以提供 冷却效果， 再增加冲头及冲头和冲模组件的长寿。 0031 图 7A 和 8A 显示了用于 Y 冲头和冲模组件 15 的冲模块 35。冲模块 35 本身是一个 包括具有多个狭槽的铁砧 36 的组件， 冲模插入件适配入这些狭槽中。冲模 45 包括上切割 部分 37， 上切割部分 37 穿透铁砧 36 突出来以提供其上放置用于冲孔的基片的底座。冲头 在基片上下降并且推挤冲模 45， 。
21、冲模插入件 135 作用为下方的切割边沿。冲模插入件 135 说 明 书 CN 102369596 A CN 102369605 A4/5 页 6 通过垫片 125 保持在适当的位置， 并且因此在组件的布置中维持插入件。根据现有技术， 可 替代的实践是具有一个整体组件， 由此铁砧 36 由一系列部件取代， 部件结合形成整个冲模 块。需要理解通过机械表面的结合公差， 部件之间的每个连接都增加了整体误差。这样提 供用于冲模块的组件进一步地累积了冲孔工艺流程中的误差。 本发明通过提供一个单体铁 砧 36 而避免了这一点， 通过提供将冲模插入件 135 保持在适当位置的垫片 125， 铁砧 36 还 。
22、具有组件的益处。 0032 图 2B 到 8B 中显示的 X 冲头和冲模组件表现出与 Y 冲头和冲模组件 15 相似的优 点， 除了它是适合于针对 X 轴取向。因此如图 2B 中所示， X 冲头和冲模组件 20 包括多个冲 头 50、 60， 冲头通过细长通道 65 在引导块 55 内是可移动的。通道 65 延伸穿透引导块 55 的 整体厚度以控制角偏转， 并且因此减少所引入的误差。 0033 如从图 1 能看到的， 基片内的集成电路单元被定向以使沿 X 轴的邻近单元与沿 Y 轴的邻近单元相比尤其接近。需要对 X 冲头和冲模组件 20 做相应的调整以使之能精确、 高 效地对 IC 单元冲孔而对。
23、邻近单元没有负面影响。为此目的， X 冲头 60 包括双边沿， 如图 3B 及 4B 所示， 籍此两边沿 85A、 85B 对应着相邻的 IC 单元以同时切割相邻的边沿。由于 X 冲 头和冲模组件 20 有一列具有有限间距的 X 冲头， 在组件 20 最远端处的冲头 50 只需要给一 个边沿冲孔， 因此比内部的 X 冲头 60 小得多。 0034 图 4B 显示了一种不同的减小摩擦和延长冲头寿命的方式。在冲头的一个面 91 内 提供的是邻近冲头的切割边沿 50、 60 的凹部。凹部在冲头的两个侧面上都有， 起到减小冲 头和冲模之间摩擦的作用， 导致冲头改善的寿命。 减小的摩擦进一步地增加了冲模。
24、的寿命。 除了使面 91 移动离开冲模， 包含凹部可以捕获空气， 并且进一步地在冲头的移动期间协助 提供空气路径， 因此促进摩擦的减小。 0035 需要理解用于 X 冲头的凹部 90 以及用于 Y 冲头的倒角 82 可以在 X 和 Y 冲头之间 互换地使用， 也可以一起使用以提供附加的优点。 0036 图 5B 显示了用于 X 冲头和冲模组件 20 的引导块 55。通透明的引导块 55 显示了 穿过通道 65 冲头 50、 60 的位置， 通道 65 如所讨论地对冲头提供了更高的控制并且因此提 供了在累积误差上的减小。 0037 提供穿过引导块的细长通道的额外益处是围绕冲头的壁厚。壁趋于更厚，。
25、 因此在 施加载荷时可能较不倾向于翘曲和形变。 这样由较厚的壁提供的引导块的一定程度的刚度 可以提供超过现有技术的好处。 0038 图 7B 和 8B 显示了与 Y 冲模块 35 类似的冲模块 65 的布置。这里提供一个带有狭 槽的铁砧 64， 冲模插入件 140 插入狭槽以提供切割基片的底座。冲模插入件包括切割边沿 66 以帮助切割工艺流程， 这些冲模插入件 140 由垫片 130 稳固地保持在适当位置。如 Y 冲 模块 35， X 冲模块 63 通过提供一个包含插入件的单片铁砧 64 而避免了组件的累积的误差， 并且因此进一步提供超过现有技术的好处。 0039 对冲头和冲模组件的有效寿命的。
26、显著限制是冲模的长寿。 在冲模发生破裂或者由 摩擦累积的应力导致冲头卡住之前， 冲模的期望寿命典型地是 10000 个循环。对于冲模块 的破裂， 一个重要的原因是冲头和冲模的边沿之间的反复的撞击。 这是要避免的困难问题。 引导块和冲模的对准需要保证 ： 可以为冲头维持2到5微米的公差， 以避免与冲模边沿的接 触。图 9 显示了解决了此问题的本发明的一个实施例。在这个实施例中， 冲头 145 穿过引 说 明 书 CN 102369596 A CN 102369605 A5/5 页 7 导块 155 的通道 150。冲头 145 与冲模块 175， 尤其冲模底座 180， 或者其中有 IC 单元 。
27、( 未 显示 ) 的冲孔区域对准。在此实施例中， 引导块 155 提供在对准上的变化， 此变化保证在冲 模和冲头之间的接触被避免。因为部件们仍然是根据诸如 2 到 5 微米范围内的高公差而制 造的， 所以不会引入误差但避免了接触。在此实施例中， 引导块 155 的通道 150 在冲头 145 的一侧具有内面 160。此面 160 以角度 170 向垂直位置倾斜， 并且因此界定了一条冲头沿 着行进的倾斜路径。确定了倾斜路径， 以使冲头， 尤其切割边沿岔开与外围边沿、 或者前沿 185 的接触， 并且因此避开冲模的前沿 190。因此冲模边沿和冲头不接触， 结果避免了冲模 的破裂。接触的这种避免在不。
28、影响冲孔产品的质量的同时， 可以得到 100000 个循环或者更 长的有效寿命。 0040 在一个可替换的没有显示的实施例中， 引导块通道的内面可以保持已知间距的垂 直偏置。例如 5 微米， 以使冲头继续以垂直往复运动形式来移动， 但偏离冲模边沿充分的间 距以保证避免接触。 0041 在此实施例中， 通道的相对的面165可以以较低的公差， 例如10微米， 来用机器加 工。这有进一步的通常以较宽松公差的面 165 的方向来 “摇摆” 冲头的好处。发现此 “摇 摆” 效应把撞击应力从冲模的前沿 190 转移向相对端。通过也为冲模提供一个较宽松的公 差， 仍然避免了撞击问题， 通过此 “摇摆” 效应。
29、的应力发散也是一样。 0042 图 10 显示了在引导块 195 的通道 210 内的冲头 200 的平面图。在此平面图中， 通 道的一个面215里提供了一个矩形排气口220。 当冲头被引导向下时， 这个排气口提供穿过 出口 220 的向上的空气流动， 提供了帮助摩擦降温以及可能的自清洁的空气层。进一步地 通过以诸如约 10 微米的较宽松的公差用机器加工排气口面 215， 与以在 2 到 5 微米范围内 的公差用机器加工的其他面 205、 210 相比， 也可以导致如前所描述的 “摇摆” 效应。 说 明 书 CN 102369596 A CN 102369605 A1/12 页 8 图 1 说。
30、 明 书 附 图 CN 102369596 A CN 102369605 A2/12 页 9 图 2A 说 明 书 附 图 CN 102369596 A CN 102369605 A3/12 页 10 图 2B 说 明 书 附 图 CN 102369596 A CN 102369605 A4/12 页 11 图 3A 图 3B 说 明 书 附 图 CN 102369596 A CN 102369605 A5/12 页 12 图 4A 说 明 书 附 图 CN 102369596 A CN 102369605 A6/12 页 13 图 4B 图 5A 说 明 书 附 图 CN 102369596。
31、 A CN 102369605 A7/12 页 14 图 5B 图 6A 说 明 书 附 图 CN 102369596 A CN 102369605 A8/12 页 15 图 6B 图 7A 说 明 书 附 图 CN 102369596 A CN 102369605 A9/12 页 16 图 7B 图 8A 说 明 书 附 图 CN 102369596 A CN 102369605 A10/12 页 17 图 8B 说 明 书 附 图 CN 102369596 A CN 102369605 A11/12 页 18 图 9 说 明 书 附 图 CN 102369596 A CN 102369605 A12/12 页 19 图 10 说 明 书 附 图 CN 102369596 A 。