專利名稱：小片接合設(shè)備的載片臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及小片接合設(shè)備，具體地說，設(shè)計(jì)的這種設(shè)備包括新穎的載片臺并且采用新穎的轉(zhuǎn)移裝置，將小片從載片臺轉(zhuǎn)移到位于引線框架上的接合片。
背景技術(shù)：
在小片接合設(shè)備中，設(shè)有用于裝載硅片的載片臺。硅片通常是圓形的且由大量稱之為小片的集成電路元件組成，這些小片按矩形陣列排列。在小片接合設(shè)備中，拾放裝置從載片臺上拾取小片并且將小片一個(gè)個(gè)地從園片轉(zhuǎn)移到形成軋于引線框架上的各個(gè)接合片。接合片上有膠粘物，小片被按到接合片上。這一過程示意性地示于圖1中，圖中示出小片1從圓片2轉(zhuǎn)移到引線框架3，其上有許多接合片4，每點(diǎn)均有膠粘劑5。
一般，小片由處在固定位置的拾放裝置從園片上拾取，圓片支承在可移動的載片臺上，載片臺可使園片這樣定位，用拾放裝置拾取的小片可移動到拾取位置，拾放裝置適合從此位置拾取小片。如圖2所示，載片臺可沿互相正交的X方向和Y方向移動圓片，為了快速起見，載片臺可同時(shí)沿X方向和Y方向運(yùn)動。這樣，圓片上任何一個(gè)小片都能方便地移動到拾取位置。這種傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)業(yè)已證明在過去很受歡迎，但就本領(lǐng)域中正在變得很普遍的大尺寸圓片而言，它有不利的一面。
圓片通常是園形且以往普通園片直徑是6英寸和8英寸二種。6英寸直徑的園片意味著為了使園片上任何小片可移動到拾取位置，載片臺沿X方向和Y方向必須移動走大約6英寸，而對8英寸直徑的園片而言，在X方向和Y方向的移動距離增加到8英寸(事實(shí)上還要略大些，因?yàn)檫€必須有可容納其它部件，如園片擴(kuò)展器的空間)。為了給此移動提供足夠的空間，8英寸園片的載片臺必須具有600×600mm2的可利用空間。
近來尺寸較大的園片正在獲得應(yīng)用。大尺寸園片的優(yōu)點(diǎn)是它能降低位于園片邊緣的小片占園片上小片總數(shù)的比例。這些邊緣上的小片多半是不合格的，因此，大尺寸園片中功能正常的小片所占比例較大。12英寸直徑的園片目前正在生產(chǎn)。
可惜這種大園片很難使用那種小片定位在拾取位置靠沿XY軸移動的普通載片臺。這種載片臺可能必須在X和Y方向具有約12英寸的移動范圍，且需要有約800×800mm2可供利用的總面積，它使小片接合設(shè)備的外形和總尺寸的增大令人不能接受。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明所提供的小片接合設(shè)備包括載片臺，拾取裝置和運(yùn)動裝置，其中載片臺用了支承由許多小片組成的園片，拾取裝置用于從拾取位置拾取的小片并將此小片運(yùn)送到接合位置，而移動裝置用于移動載片臺，以便使所選小片能移動到拾取位置，其中所述載片臺的運(yùn)動裝置包括轉(zhuǎn)動載片臺的裝置和沿一根軸線移動載片臺的裝置。
使目標(biāo)小片移動到拾取位置的這種方法盡力縮小載片臺所需的線性移動，因而使設(shè)備的尺寸，特別是設(shè)備的運(yùn)動空間盡量縮小。這對尺寸相對大的圓片特別有利，但也可同樣用于小尺寸圓片。
上述方法將小片移動到拾取位置，然后，在拾取之前或許需要在拾取位置上對小片的位置作過一步精調(diào)。因此提供一種裝置，在小片移動到拾取位置后對小片位置進(jìn)行精調(diào)。這樣的精調(diào)裝置可包括圖像系統(tǒng)。
雖然可用轉(zhuǎn)動和沿一軸線的移動實(shí)現(xiàn)目標(biāo)小片向拾取位置的基本運(yùn)動，但最好還提供可沿與第一根軸線正交的另一根軸線作小量移動，以便于精調(diào)，這樣，精調(diào)裝置包括沿一根軸線移動和沿與第一根軸線垂直的一軸線移動的裝置。
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，除了對載片臺提供沿第一軸線的移動和旋轉(zhuǎn)外，最好還提供使載片臺沿與所述軸線垂直的第二軸線移動的裝置。在此實(shí)施例中，至少對于尺寸較小的圓片，用戶能在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和沿一根軸線的移動，或沿二根軸線的直線移動之間作出選擇，作為將目標(biāo)小片移到拾取位置的手段。
采用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動將目標(biāo)小片轉(zhuǎn)移動到拾取位置可能使小片在到達(dá)拾取位置時(shí)處于各種不同的定位。因此最好提供圖象系統(tǒng)來感測將被拾取的小片相對于第一軸的定位，并還提供裝置使小片在接合前定位在所要求的方位，還有一種可能性，尤其對于有高深寬比和需要多個(gè)推桿的小片，根據(jù)小片在拾取位置上的定位提供轉(zhuǎn)動推桿組件的裝置。
從另一主要方面看，本發(fā)明提供的小片接合裝置包括一載片臺，用于支承由許多小片組成的圓片，一拾取裝置，用于從拾取位置上拾取小片并將此小片運(yùn)送到接合位置，和移動載片臺的運(yùn)動裝置，從而使所選定的小片能移動到拾取位置，所述運(yùn)動裝置可使該載片臺旋轉(zhuǎn)并沿二根正交的軸線移動，其中所述載片臺包括用于夾持不同尺寸的圓片而可互換的夾持裝置，且其中所述載片臺可以按用戶的選擇運(yùn)動，或通過轉(zhuǎn)動和沿所述軸線之一移動，或通過沿二根正交的軸線的移動將小片移動到拾取位置。
這樣的實(shí)施例使用戶有最大的靈活性，因?yàn)橐慌_機(jī)器可以為不同尺寸的圓片工作，然而本發(fā)明對于大圓片有尺寸最小型化的優(yōu)點(diǎn)。對較小圓片而言，用戶可對載片臺的驅(qū)動裝置作出片自己的選擇。
小片接合設(shè)備包括一個(gè)用于支承由許多小片組成的圓片的載片臺，用于在拾取位置上拾取小片并將其運(yùn)送到接合位置的拾取裝置，和使載片臺移動從而使所選定的小片移動到拾取位置的運(yùn)動裝置，所述運(yùn)動裝置可使載片臺轉(zhuǎn)動并沿二根正交的軸線移動，其中所述載片臺可按用戶的選擇通過轉(zhuǎn)動及沿一根軸線的移動，或通過沿二根正交軸線的移動使小片移動到拾取位置。
從另一主要方面看，本發(fā)明所提供的在小片接合過程中將圓片中的目標(biāo)小片移動到拾取位置的方法，包括如下步驟使圓片轉(zhuǎn)動直到目標(biāo)小片處在所選的軸線上，和使該圓片沿所述軸線作直線運(yùn)動直到目標(biāo)小片處于拾取位置。


現(xiàn)在通過參看附圖以舉例方式來說明本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，其中圖1示意地示出小片接合過程，圖2示意地示出傳統(tǒng)的小片接合過程，包括可沿X方向和Y方向移動的XY工作臺，圖3示意地示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述的小片接合方法和設(shè)備，圖4示意地示出在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中小片從載片臺傳送到引線框架，圖5示意地示出使用推桿將小片從園片中取出，圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的載片臺透視圖，及圖7示出本發(fā)明的第二實(shí)施例并示出在不同尺寸園片條件下本發(fā)明的應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
圖3示意地示出本發(fā)明的基本構(gòu)思。具體地說，為了使小片定位在拾取位置，不是使載片臺沿X軸和Y軸移動，而是使載片臺沿一根縱軸線(如Y軸線)移動并繞載片臺的中心轉(zhuǎn)動。這樣的載片臺可稱作Yθ載片臺。該載片臺可繞園片2的中心至少旋轉(zhuǎn)±180度(即沿二個(gè)方向)，拾取點(diǎn)即位于該點(diǎn)。此外，載片臺還可沿Y方向移動相當(dāng)于園片2直徑一半的距離，如下面所說明的那樣，這足以使園片上的任何小片帶到拾取位置，這種布置意味著小片接合設(shè)備對空間的要求減少了。
在應(yīng)用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例時(shí)，當(dāng)希望將小片帶到拾取位置時(shí)，載片臺首先繞θ軸旋轉(zhuǎn)，直到小片位于Y軸上，然后載片臺沿Y軸移動，直到小片處于拾取位置，如上所述，這與對應(yīng)于園片中心。但應(yīng)注意，為了說明簡單起見，這描述為旋轉(zhuǎn)θ角，接著沿Y軸移動，實(shí)際上轉(zhuǎn)動和移動可同時(shí)進(jìn)行以節(jié)省時(shí)間。
Yθ運(yùn)動足以將小片帶到拾取位置。但在小片被拾取裝置拾取前通常需要對小片位置作精調(diào)。在用圖像系統(tǒng)對小片精確位置和方位作檢查后進(jìn)行精調(diào)。圖像系統(tǒng)能探測小片的精確方位并向控制器提供信息，控制器隨后計(jì)算出需要對小片位置作多少進(jìn)一步的調(diào)整。這種圖象系統(tǒng)在XY工作臺的小片接合設(shè)備的技術(shù)上是已知的，因此在此不作詳述。小片位置的精調(diào)可由進(jìn)一步Y(jié)θ運(yùn)動完成，但最好沿X方向作一定移動，使精調(diào)由XY移動來完成。
參看圖4要說的另一問題是因?yàn)樾∑D(zhuǎn)動帶到Y(jié)軸上，而不是如同傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中沿X軸運(yùn)動，所以小片相對于Y軸和拾取位置的角位置可以改變。這樣在小片接到引線框架上的接合片之前需要重新定位小片的位置。優(yōu)選是用具有一旋轉(zhuǎn)套爪組件7的拾取裝置6完成，該旋轉(zhuǎn)套爪組件7使小片在被拾取后并在被運(yùn)送到接合片的過程中可以轉(zhuǎn)動。結(jié)果示于圖4，圖4可以看出，小片在拾取位置上被拾取后由旋轉(zhuǎn)套夾組件旋轉(zhuǎn)直到小片處于與接合片接合的正確方位。這種旋轉(zhuǎn)套夾拾取裝置在本領(lǐng)域也是已知的，故在此不作詳述。
在拾取位置上，小片被一個(gè)或多個(gè)從載片臺底下向上推的推桿8與園片分離。然后拾取裝置裝有吸入裝置9，將小片從園片上提起。有時(shí)需要一個(gè)以上的推桿，在有高深寬比的細(xì)長小片的情況下，這些一個(gè)或多個(gè)推桿(無論在什么位置)都必須在小片從園片上拾取之前設(shè)置在小片下面。如果小片可以多種不同方位到達(dá)拾取位置，若推桿未在小片下處于正確位置則便會出現(xiàn)困難。為了解決這種可能出現(xiàn)的問題，推桿系統(tǒng)應(yīng)能轉(zhuǎn)動，以便當(dāng)有多個(gè)推桿時(shí)它們能轉(zhuǎn)動。以便處于細(xì)長小片下面的正確位置上。有關(guān)小片在拾取位置上的方位的數(shù)據(jù)可從圖象系統(tǒng)傳送給推桿組件，以控制推桿組件的轉(zhuǎn)動。圖5示出用二個(gè)推桿8將小片10從園片平面向上推的基本順序。拾取裝置設(shè)有吸氣通道9，因此小片被帶到接合位置過程中靠吸力吸到拾取位置上，到達(dá)接合位置小片被向下的壓力靠砧塊接合到接合片。
圖6示出支承在載片臺上的典型園片2，載片臺由皮帶傳動裝置11帶動旋轉(zhuǎn)，雖然也可應(yīng)用任何其它適用形式的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)。Y方向運(yùn)動由未在該圖上示出的滑動工作臺提供，滑動工作臺將在關(guān)于本發(fā)明其他實(shí)施例的圖7中示出和說明。眾所周知，載片臺包括一個(gè)環(huán)繞該園片周圍的園片擴(kuò)展器12，用來擴(kuò)展園片，使單個(gè)小片互相分離，以便從園片上一個(gè)一個(gè)地取出小片。
與原有技術(shù)相比本發(fā)明的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是減少了載片臺運(yùn)動所需空間。沿Y方向運(yùn)動所需距離至多為園片直徑的一半，即12英寸園片只需6英寸，因?yàn)樗械钠渌较虻倪\(yùn)動可通過載片臺的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。對12英寸園片而言，總的外形面積約為400×550mm2，只是傳統(tǒng)的XY工作臺移動12英寸園片所需面積的60％。
雖然在上述實(shí)施例中本發(fā)明是一有沿θ方向轉(zhuǎn)動和沿Y方向移動在X方向固定的載片臺，不是沿X方向提供很少移動來促使小片在拾取位置進(jìn)行精調(diào)，但在本發(fā)明的另一種形式中載片臺還可具有沿X方向移動的裝置，如果需要話。這使小片接合設(shè)備的載片臺具有能在Y θ和XY方向運(yùn)動的優(yōu)點(diǎn)。這樣的設(shè)備更為可取，因?yàn)閅θ運(yùn)動用于大直徑(為12英寸)園片可使設(shè)備外形尺寸最小，而同時(shí)該設(shè)備還可隨用戶的喜好或以Yθ方式或以XY方式在小園片(為6或8英寸的小園片)情況下使用。
圖7示出這種設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)。該設(shè)備用9″×9″的XY工作臺20構(gòu)成，能沿XY方向運(yùn)動。足以用傳統(tǒng)的XY方式應(yīng)付8英寸園片。在XY工作臺20的頂部可固定一安裝裝置，用于夾持供不同尺寸園片使用的擴(kuò)展器環(huán)和圖6方式的旋轉(zhuǎn)傳動裝置。圖7a示出12英寸座架，圖7b示出8英寸座架，每個(gè)能分別接收一12英寸(圖7c)或8英寸(圖7d和7e)的擴(kuò)展器環(huán)。的確，借助于合適的適配器21，12英寸座架可放進(jìn)8英寸擴(kuò)展器環(huán)。
因此在此實(shí)施例中，本發(fā)明提供的小片接合設(shè)備能處理園片尺寸的范圍，包括大尺寸園片，同時(shí)對最大園片通過采用Yθ運(yùn)動系統(tǒng)使設(shè)備總尺寸最小。較小與中等尺寸的園片可按用戶意愿用Yθ或XY運(yùn)動來移動。
權(quán)利要求
1.小片接合設(shè)備，包括一載片臺，拾取裝置和載片臺運(yùn)動裝置，載片臺用于支承由許多小片組成的園片，拾取裝置用于從拾取位置上拾取小片并將此小片運(yùn)送到接合位置，而運(yùn)動裝置使載片臺運(yùn)動，從而將所選定的小片移動到拾取位置，其中所說載片臺的運(yùn)動裝置包括轉(zhuǎn)動該載片臺的裝置和使該載片臺沿一軸線移動的裝置。
2.權(quán)利要求1所述的小片接合設(shè)備，其特征在于，設(shè)有當(dāng)小片移動到拾取位置后提供小片位置精調(diào)的裝置。
3.權(quán)利要求2所述的小片接合設(shè)備，其特征在于，所述精調(diào)裝置包括沿所述一軸線移動的裝置和沿與所述一軸線垂直的另一軸線移動的裝置。
4.權(quán)利要求1所述的小片接合設(shè)備，其中所述載片臺運(yùn)動裝置包括使載片臺沿與所述一軸線垂直的第二軸線運(yùn)動的裝置。
5.權(quán)利要求1所述的小片接合設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括圖像系統(tǒng)用于檢測被拾取的小片相對于所述一軸線方位，還包括一定位裝置，用于所述小片在接合前將所述小片相對于所述一軸線定位在所要求方向。
6.權(quán)利要求1所述的小片接合設(shè)備，其特征在于，所述載片臺運(yùn)動裝置包括用于轉(zhuǎn)動所述載片臺的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。
7.權(quán)利要求1所述的小片接合設(shè)備，其特征在于，包括一推桿組件和根據(jù)在拾取位置的小片的方位轉(zhuǎn)動推桿組件的裝置。
8.小片接合設(shè)備，包括一用于支承由許多小片組成的園片的載片臺，用于從拾取位置拾取小片并將此小片運(yùn)送到接合位置的拾取裝置，和運(yùn)動載片臺的運(yùn)動裝置，以便使所選定的小片移動到拾取位置，所述運(yùn)動裝置適合于轉(zhuǎn)動所述載片臺和沿二根正交的軸線移動所述載片臺，其中所述載片臺包括用于夾持不同尺寸園片可以互換的夾持裝置，且其中所述載片臺可按用戶的選擇運(yùn)動，或通過旋轉(zhuǎn)和沿一根軸線移動，或通過沿二根正交的軸線移動，將小片運(yùn)動到拾取位置。
9.小片接合設(shè)備，包括一用于支承由許多小片組成的園片的載片臺，用于從拾取位置拾取小片并將該小片傳送到接合位置的拾取裝置，和運(yùn)動載片臺的裝置，以便使所選定的小片能移動到拾取位置，所述運(yùn)動裝置適合于轉(zhuǎn)動所述載片臺并沿二根正交的軸線移動所述載片臺，其中所述載片臺可按用戶選擇運(yùn)動，或通過旋轉(zhuǎn)和沿一根軸線移動，或者通過沿二根正交的軸線移動，將小片移動到拾取位置。
10.一種將目標(biāo)小片移動到小片接過程拾取位置的方法，包括如下步轉(zhuǎn)動園片，直到目標(biāo)小片位于所選軸線上，使所述園片沿所述軸線作線性運(yùn)動，直到該目標(biāo)小片處于拾取位置。
全文摘要
本發(fā)明提供的小片接合設(shè)備,為了使目標(biāo)小片移動到拾取位置,通過轉(zhuǎn)動和沿一直線軸移動來運(yùn)動載片臺,這樣,與沿二正交直線軸運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)這一運(yùn)動的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備相比,減少了設(shè)備占的運(yùn)動空間在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,還可提供沿第二根正交軸線移動,從而用戶可選擇將目標(biāo)小片移動到拾取位置的方法。
文檔編號H01L21/00GK1356721SQ01140148
公開日2002年7月3日 申請日期2001年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月27日
發(fā)明者劉少榮, 區(qū)玉璋 申請人:先進(jìn)自動器材有限公司