CN115922470A - 一种基板磨削方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基板磨削方法，其包括：S1，使用校核装置确定砂轮的竖向初始位置；S2，根据砂轮的竖向初始位置、基板初始面形和基板目标面形，设定基板磨削参数；S3，根据基板磨削参数实施基板磨削加工；其中，步骤S1包括：对校核装置的量块进行恒温处理；校核装置的量块移动至吸盘的上侧；主轴组件沿竖直方向朝所述量块移动；主轴组件底部的砂轮抵压于量块，使得量块下部的检测传感器抵压于吸盘表面；检测传感器触发主轴组件停止移动信号，此时砂轮的位置为砂轮的竖向初始位置。
Description
技术领域
本发明属于基板磨削技术领域，具体而言，涉及一种基板磨削方法。
背景技术
在集成电路/半导体(Integrated Circuit，IC)制造的后道制程中，为了降低封装贴装高度，减小芯片封装体积，改善芯片的热扩散效率、电气性能、机械性能，基板在后续封装之前需要进行基板磨削，磨削后的芯片厚度甚至可以达到初始厚度的5％以下。
基板磨削加工之前，尤其是更换新的砂轮和/或吸盘时，需要定期对砂轮位置进行校核，以消除砂轮及吸盘高度变化的影响，保证砂轮竖向位置的准确性；基板的磨削参数需要基于砂轮竖向位置来设定，以保证砂轮沿竖向准确进给，以获取基板磨削的目标面形。
现有技术中，通常采用手动方法对砂轮位置进行校核，手动校核存在效率低的不足；此外，基板磨削加工过程中，砂轮与基板摩擦生热，这在一定程度上会升高校核装置所处环境的温度，进而影响砂轮位置校核的准确性。
发明内容
本发明实施例提供了一种基板磨削方法，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
本发明实施例的第一方面提供了一种基板磨削方法，包括：
S1，使用校核装置确定砂轮的竖向初始位置；
S2，根据砂轮的竖向初始位置、基板初始面形和基板目标面形，设定基板磨削参数；
S3，根据基板磨削参数实施基板磨削加工；其中，步骤S1包括：
S11，对校核装置的量块进行恒温处理；
S12，校核装置的量块移动至吸盘的上侧；
S13，主轴组件沿竖直方向朝所述量块移动；
S14，主轴组件底部的砂轮抵压于量块，使得量块下部的检测传感器抵压于吸盘表面；
S15，检测传感器触发主轴组件停止移动信号，此时砂轮的位置为砂轮的竖向初始位置。
进一步地，步骤S11中，朝向量块喷射流体，所述流体的温度为量块标准温度；砂轮位置校核时，量块的实际尺寸等于量块的标准尺寸。
在一些实施例中，所述量块的移动位置与砂轮底部的砂轮齿的位置相匹配，砂轮位置校核时，所述砂轮齿抵压于所述量块的上方。
在一些实施例中，所述主轴组件朝向吸盘竖向移动时，砂轮的底面平行于所述吸盘的顶面。
进一步地，步骤S13中，所述主轴组件按照设定速度沿竖向移动，所述设定速度为15-200mm/min。
在一些实施例中，所述校核装置包括摆臂，所述摆臂与所述量块竖向柔性连接。
在一些实施例中，所述摆臂通过连杆与所述量块竖向铰接，所述量块能够在砂轮的抵压下沿竖直方向移动。
在一些实施例中，所述校核装置包括防护罩，其设置于吸盘的侧部，所述摆臂和量块能够摆动至防护罩的内部。
在一些实施例中，在砂轮抵压于所述量块之前，朝向所述量块喷射流体，所述流体是惰性气体和/或去离子水。
在一些实施例中，朝向所述量块喷射惰性气体时，所述防护罩处于关闭状态。
在一些实施例中，朝向所述量块喷射去离子水时，所述量块处于所述吸盘的上方。
本发明实施例的第二方面提供了一种控制设备，其包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上面所述基板磨削方法的步骤。
本发明实施例的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上面所述基板磨削方法的步骤。
本发明的有益效果包括：
a.通过设置于吸盘外侧的校核装置，自动实现砂轮竖向位置校核，提高基板磨削的效率；
b.通过喷射的流体控制量块的温度，以减少环境温度对量块尺寸的影响，保证位置校核的精度，提高基板磨削面形控制的精度；
c.精确控制砂轮齿与量块的相对位置，使得砂轮齿与量块上部的耐磨垫抵接；控制主轴组件的移动速度，保证检测传感器的重复精度，提升砂轮位置校核精度。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明的保护范围，其中：
图1是本发明一实施例提供的一种基板磨削方法的流程图；
图2是本发明一实施例提供的一种基板磨削装备的示意图；
图3是本发明一实施例提供的砂轮竖向位置校核方法的流程图；
图4是图2中校核装置的示意图；
图5是本发明一实施例提供的耐磨垫与砂轮接触的示意图；
图6是本发明一实施例提供的控制设备的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及其附图，对本发明所述技术方案进行详细说明。在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思；这些说明均是解释性和示例性的，不应理解为对本发明实施方式及本发明保护范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书及其说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。应当理解的是，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制，相同的参考标记用于表示附图中相同的部分。
图1是本发明一实施例提供的一种基板磨削方法的流程图，基板磨削方法包括：
S1，使用图2示出的校核装置50确定砂轮22a的竖向初始位置；
S2，根据砂轮22a的竖向初始位置、基板初始面形和基板目标面形，设定基板磨削参数；
S3，根据基板磨削参数实施基板磨削加工。
上面所述基板磨削方法是在图2示出的基板磨削装备1上实施基板磨削。下面结合图2简述基板磨削装备1的组成及连接关系，以便更好的理解基板磨削方法。
基板磨削装备1包括基座10和磨削模块20，磨削模块20设置于基座10的上部。具体地，磨削模块20包括立柱21和主轴组件22，主轴组件22滑动连接于立柱21的侧壁，其能够沿竖直方向移动，使得主轴组件22底部的砂轮22a能够与待磨削的基板抵接。
图2中，基板磨削装备1还包括转盘30，转盘30设置于基座10上部，并位于磨削模块20的立柱21的侧部；转盘30的上方配置有三件吸盘40，用于吸附待磨削的基板。
图2所示的实施例中，转盘30内部设置有驱动装置、支撑轴系等结构。转盘30可绕其竖向中轴线旋转，以使转盘30带动多个吸盘40整体旋转，从而实现吸盘40在不同工位间转换位置。
图2中，转盘30上均匀分布有三个可单独旋转的吸盘40，三个吸盘40可以在结构、功能上均完全相同，吸盘40可以由多孔陶瓷制成。三个吸盘40中心与转盘30中心连线互成120°夹角。三个吸盘40对应三个工位，即粗磨工位、精磨工位和装卸工位。旋转的转盘30能够带动三个吸盘40在这三个工位间切换，以实现吸盘40载着基板按照装卸工位-粗磨工位-精磨工位-装卸工位的顺序循环移动。
图2所示的实施例中，基板磨削装备1还包括校核装置50，以用于砂轮22a的竖向位置的校核。图3是校核装置50的结构示意图，校核装置50包括量块51、摆臂52和旋转部53，摆臂52转动连接于旋转部53，摆臂52的端部设置有量块51。量块51配置有检测传感器51a，检测传感器51a能够通过摆臂52移动至吸盘40上方。
图4是砂轮22a竖向位置校核的流程图，以确定砂轮22a的竖向初始位置，其包括以下步骤：
S11，对校核装置50的量块51进行恒温处理；
S12，校核装置50的量块51移动至吸盘40的上侧；
S13，主轴组件22沿竖直方向朝量块51移动；
S14，主轴组件22底部的砂轮22a抵压于量块51，使得量块51下部的检测传感器51a抵压于吸盘40的表面；
S15，检测传感器51a触发主轴组件22停止移动信号，此时砂轮22a的位置为砂轮22a的竖向初始位置。
本发明中，由于量块51的竖向高度H0相对固定，砂轮22a由竖向初始位置朝向下方移动H0后，砂轮22a的砂轮齿与待磨削的基板表面抵接，砂轮22a与基板同向旋转，以磨削去除基板表面材料。
步骤S11中，在对校核装置50进行恒温处理时，朝向量块51喷射具有一定温度的流体。喷射流体的温度为量块标准温度，所谓量块标准温度是量块标准尺寸量测时对应的环境温度；通常量块标准温度为20±1℃。砂轮22a的位置校核时，量块51的实际尺寸等于量块51的标准尺寸，以消除或降低环境温度波动对量块51尺寸的影响，保证砂轮22a位置校核的准确性，这有利于提高基板磨削面形的控制精度。
作为本发明的一个实施例，量块51的移动位置与砂轮22a底部的砂轮齿的位置相匹配，具体地，设置于摆臂52端部的量块51通过旋转部53摆动至吸盘40的上方。砂轮22a位置校核时，砂轮齿抵压于量块51的上方。
图3中，摆臂52通过连杆54铰接于量块51，使得量块51能够沿竖直方向移动。具体地，连杆54的数量为一对，铰接于摆臂52的连杆54能够沿铰接轴竖向摆动；一对连杆54、摆臂52和量块51形成四杆机构，以保证摆臂52与量块51竖向柔性连接。在砂轮22a的抵压下，量块51能够沿竖直方向移动。
弹簧55的数量为一对，其对称设置于连杆54的两侧，以保证量块51沿铰接点在竖直方向摆动，保证量块51沿竖直方向移动，避免量块51发生倾斜，以提升砂轮位置校核的准确性。
图3所示的实施例中，为了增强量块51的耐磨性，可以在量块51的顶部配置耐磨垫51b。作为本实施例的一个方面，耐磨垫51b可以由如聚四氟乙烯制成，以保证量块51的竖向高度相对固定。
当砂轮齿抵压于量块51时，砂轮齿抵压于耐磨垫51b的上方，并且，砂轮齿的至少部分抵压于耐磨垫51b，以准确校核砂轮22a的位置。图5是耐磨垫51b与砂轮22a接触的示意图，沿圆周均匀布置的砂轮齿使用剖面线表示。图5中，耐磨垫51b与砂轮22a底部的一个砂轮齿完全重合。可以理解的是，耐磨垫51b也可以与砂轮齿的部分接触。
本发明中，主轴组件22朝向吸盘40竖向移动时，砂轮22a的底面平行于吸盘40的顶面。为了精确控制基板磨削的面形，需要将吸盘40的顶面预加工为锥形面。为了在砂轮22a的位置校核时，更加贴近于实际工况，需要调整设置于主轴组件22底部的砂轮22a的位姿，使得砂轮22a的底面平行于吸盘40的顶面。
步骤S13中，主轴组件22按照设定速度V0沿竖向移动，使得砂轮22a朝向吸盘40缓慢移动。砂轮22a的移动速度与检测传感器51a的重复精度有关，在一些实施例中，检测传感器51a是精度为1um的位移传感器，检测传感器51a的下移速度大于或等于10mm/min。优选地，主轴组件22按照设定速度V0为15-200mm/min，当砂轮22a与量块51抵压时，检测传感器51a的下移速度不小于10mm/min，以保证检测传感器51a的重复精度。
图3中，校核装置50还包括防护罩56，其设置于吸盘40的外侧；具体地，防护罩56固定于立柱21的侧面，其设置位置与摆臂52的位置相匹配，以便于摆臂52及其连接的量块51整体放置于防护罩56中。
进一步地，防护罩56的侧部配置有开关门56a，其铰接于防护罩56的一侧，并且，开关门56a朝向转盘30设置，摆臂52经由开关门56a进入或离开防护罩56。防护罩56的设置，能够避免量块51长期暴露于磨削环境中，保持量块51表面的清洁度。
作为本发明的一个实施例，在砂轮22a抵压于量块51之前，需要朝向量块51喷射流体，所述流体可以为具有一定温度的惰性气体，如氮气；所述流体也可以为具有一定温度的去离子水；或者，惰性气体与去离子水的混合；或者，所述流体为具有一定温度的清洁空气。
需要说明的是，当朝向量块51喷射惰性气体时，防护罩56需要处于关闭状态，以避免流体将附着在量块51上的颗粒物吹散而增加基板磨削装备1清洁的作业量。在一些实施例中，防护罩56的下部也可以配置真空吸附管路，以及时清除散布于防护罩56中的颗粒物。即在保证量块51处于量块标准温度的前提下，保证量块51表面的洁净度，避免附着的颗粒物对量块51尺寸的影响。
作为本发明的一个实施例，朝向量块51喷射去离子水时，量块51需要位于吸盘40的上方，以避免喷射的去离子水残留在基板磨削装备1的床身。由于基板磨削装备1的床身通常没有设置引流机构，喷射的去离子水只能自然挥发或通过人工清洁，这会影响基板磨削装备1的使用的便捷性。
在使用一定温度的去离子水喷射量块51时，可以通过摆臂52将量块51移动至吸盘40的上方；而吸盘40设置于转盘30上，转盘30配置的引流机构能够及时将恒温处理的去离子水引导至基板磨削装备1的外部，以保证基板磨削装备1具备良好的作业条件。
图3所示的实施例中，防护罩56的上部配置有气管接头56b，气管接头56b的外端连接未示出的外部管路，气管接头56b的内端连接喷射流体的喷嘴。所述喷嘴的安装位置与校核装置50的量块51的位置相匹配，以调节量块51的表面温度。同时，喷射的流体也能够清洁量块51表面的磨削屑，避免附着的磨削屑等颗粒物对量块51尺寸的影响。
作为图3所示实施例的变体，也可以仅为量块51以及与量块51铰接的连杆54设置防护结构，以在量块51处于未校核状态时，使得量块51处于相对封闭的空间中。为所述防护结构配置喷射流体的喷嘴，以清洁量块51表面，避免附着的颗粒物对量块51尺寸的影响；同时，喷射的流体的温度为20±1℃，以避免环境温度对量块51尺寸的影响。
在一些实施例中，为了实现量块51表面的清洁，并调节量块51所处的环境温度，也可以在吸盘40的外侧直接配置喷射流体的喷射组件。
图3所示的实施例中，量块51的底部还设置有限位传感器，所述限位传感器紧邻检测传感器51a设置，以有效防止检测传感器51a检测失效而使得主轴组件继续朝向吸盘40移动，致使砂轮22抵压于量块51。
图6是本发明一实施例提供的控制设备的示意图。该实施例中，所述控制设备包括：处理器、存储器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序。处理器执行计算机程序时实现如上述基板磨削方法实施例中的各实施例中的步骤。或者，处理器执行计算机程序时实现如上述系统实施例中的各实施例中的各模块/单元的功能。
控制设备是指具有数据处理能力的终端，包括但不限于计算机、工作站、服务器，甚至是一些性能优异的智能手机、掌上电脑、平板电脑、个人数字助理(PDA)、智能电视(Smart TV)等。
控制设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是控制设备的示例，并不构成对控制设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如控制设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
存储器可以是控制设备的内部存储单元，例如控制设备的硬盘或内存。存储器也可以是控制设备的外部存储设备，例如控制设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。
进一步地，存储器还可以既包括控制设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及控制设备所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (13)
1.一种基板磨削方法，其特征在于，包括：
S1，使用校核装置确定砂轮的竖向初始位置；
S2，根据砂轮的竖向初始位置、基板初始面形和基板目标面形，设定基板磨削参数；
S3，根据基板磨削参数实施基板磨削加工；其中，步骤S1包括：
S11，对校核装置的量块进行恒温处理；
S12，校核装置的量块移动至吸盘的上侧；
S13，主轴组件沿竖直方向朝所述量块移动；
S14，主轴组件底部的砂轮抵压于量块，使得量块下部的检测传感器抵压于吸盘表面；
S15，检测传感器触发主轴组件停止移动信号，此时砂轮的位置为砂轮的竖向初始位置。
2.如权利要求1所述的基板磨削方法，其特征在于，步骤S11中，朝向量块喷射流体，所述流体的温度为量块标准温度；砂轮位置校核时，量块的实际尺寸等于量块的标准尺寸。
3.如权利要求2所述的基板磨削方法，其特征在于，所述量块的移动位置与砂轮底部的砂轮齿的位置相匹配，砂轮位置校核时，所述砂轮齿抵压于所述量块的上方。
4.如权利要求1所述的基板磨削方法，其特征在于，所述主轴组件朝向吸盘竖向移动时，砂轮的底面平行于所述吸盘的顶面。
5.如权利要求1所述的基板磨削方法，其特征在于，步骤S13中，所述主轴组件按照设定速度沿竖向移动，所述设定速度为15-200mm/min。
6.如权利要求2所述的基板磨削方法，其特征在于，所述校核装置包括摆臂，所述摆臂与所述量块竖向柔性连接。
7.如权利要求6所述的基板磨削方法，其特征在于，所述摆臂通过连杆与所述量块竖向铰接，所述量块能够在砂轮的抵压下沿竖直方向移动。
8.如权利要求6所述的基板磨削方法，其特征在于，所述校核装置包括防护罩，其设置于吸盘的侧部，所述摆臂和量块能够摆动至防护罩的内部。
9.如权利要求8所述的基板磨削方法，其特征在于，在砂轮抵压于所述量块之前，朝向所述量块喷射流体，所述流体是惰性气体和/或去离子水。
10.如权利要求9所述的基板磨削方法，其特征在于，朝向所述量块喷射惰性气体时，所述防护罩处于关闭状态。
11.如权利要求9所述的基板磨削方法，其特征在于，朝向所述量块喷射去离子水时，所述量块处于所述吸盘的上方。
12.一种控制设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至11中任一项所述基板磨削方法的步骤。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至11中任一项所述基板磨削方法的步骤。
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