專利名稱：用于傳送襯底進(jìn)行鍵合的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于傳送襯底的裝置，特別是涉及一種用于傳送襯底進(jìn)行鍵合應(yīng)用的裝置。
背景技術(shù)：
在使用于半導(dǎo)體封裝件的裝配的導(dǎo)線或晶粒鍵合機(jī)中，用于安裝電子器件的襯底沿著襯底傳送裝置的傳送機(jī)構(gòu)(conveyor)被傳送和定位以進(jìn)行圖案識(shí)別、襯底定位和襯底上的導(dǎo)線或晶粒鍵合。傳送襯底的一種傳統(tǒng)方法是通過(guò)沿著引導(dǎo)軌道使用若干個(gè)定位器支撐襯底的方式。如圖IA至IC所示，襯底傳送裝置100應(yīng)用了傳統(tǒng)的移動(dòng)流程，其在兩個(gè)定位設(shè)備之間傳送襯底102。輸入定位器106和輸出定位器108沿著引導(dǎo)軌道104定位對(duì)齊以直線地轉(zhuǎn)送襯底102。襯底102從輸入定位器106被轉(zhuǎn)送到輸出定位器108，大體上中途通過(guò)引導(dǎo)軌道104的輸入端和輸出端。圖IA所示為沿著引導(dǎo)軌道104設(shè)置在鍵合位置處的窗口夾具110。輸入定位器106和窗口夾具110均緊靠于引導(dǎo)軌道104，以抵靠于已裝載于引導(dǎo)軌道104的輸入端的襯底102夾持固定。輸出定位器108沿著引導(dǎo)軌道104的下游設(shè)置，并在待命位置保持開(kāi)啟狀態(tài)以接收襯底102。當(dāng)襯底102被固定在窗口夾具110時(shí)，晶粒鍵合在晶粒鍵合位置處得以完成。在襯底102已經(jīng)被進(jìn)一步定位和到達(dá)輸出定位器108之后，輸出定位器108夾持在襯底102上，如圖IB所示。與此同時(shí)，輸入定位器106打開(kāi)以釋放現(xiàn)在由窗口夾具110和輸出定位器108支撐的襯底102。在輸入定位器106打開(kāi)并待命來(lái)接收另一個(gè)襯底102以沿著引導(dǎo)軌道104定位的同時(shí)，輸出定位器108繼續(xù)朝向引導(dǎo)軌道104的端部定位襯底102，以卸載鍵合后的襯底102，如圖IC所示。這種傳統(tǒng)的定位裝置要求輸入定位器106、輸出定位器108和窗口夾具110的開(kāi)啟和閉合。時(shí)間被浪費(fèi)在這些附加的動(dòng)作上，影響了加工產(chǎn)能。而且，從輸入定位器106轉(zhuǎn)送襯底102至輸出定位器108可能會(huì)給襯底102引入位置偏差，因?yàn)槿缟纤觯撧D(zhuǎn)送要求每個(gè)輸入定位器106和輸出定位器108開(kāi)啟和閉合以釋放或夾持固定襯底102。因此，在每次轉(zhuǎn)送之后，襯底102重新調(diào)整以修正任意被引入的位置偏差是必要的。在沿著引導(dǎo)軌道104的晶粒鍵合位置處，通過(guò)預(yù)檢查完成的放置補(bǔ)償同樣也是需要的。一種應(yīng)用多個(gè)定位器以傳送襯底的現(xiàn)有組件描述于公開(kāi)號(hào)為2006-156444、發(fā)明名稱為“工件的組裝設(shè)備和傳送設(shè)備/方法”的日本專利中。該組件使用兩個(gè)拾取和放置傳送臂用于在工作站之間傳送襯底。由于需要在定位器之間傳送襯底，因此，這種組件遇到了上述的難題和缺陷。所以，開(kāi)發(fā)一種用于高效地傳送襯底的襯底傳送裝置是令人期望的，其在傳送處理過(guò)程中沒(méi)有引入位置偏差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于從一個(gè)位置傳送襯底到另一個(gè)位置的裝置，以進(jìn)行鍵合操作，其和傳統(tǒng)的雙定位器裝置相比具有更高的產(chǎn)能。
因此，本發(fā)明提供一種用于在襯底上完成鍵合的鍵合裝置，該裝置包含有第一襯底固定部件和第二襯底固定部件，第一襯底固定部件用于在鍵合期間夾持第一襯底，第二襯底固定部件用于在鍵合期間夾持第二襯底，第一襯底固定部件和第二襯底固定部件中每一個(gè)被操作來(lái)在其各自的用于接收襯底的裝載位置、鍵合襯底的鍵合位置和鍵合后的襯底從襯底固定部件處移離的卸載位置之間順序移動(dòng)；第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其被操作來(lái)沿著第一進(jìn)給路徑從其裝載位置驅(qū)動(dòng)第一襯底固定部件至其鍵合位置，以及沿著第一返回路徑從其卸載位置驅(qū)動(dòng)第一襯底固定部件至其裝載位置；以及第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其被操作來(lái)沿著第二進(jìn)給路徑從其裝載位置驅(qū)動(dòng)第二襯底固定部件至其鍵合位置，以及沿著第二返回路徑從其卸載位置驅(qū)動(dòng)第二襯底固定部件至其裝載位置。參閱后附的描述本發(fā)明實(shí)施例的附圖，隨后來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明是很方便的。附圖和相關(guān)的描述不能理解成是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明的特點(diǎn)限定在權(quán)利要求書中。


通過(guò)參考根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例詳細(xì)介紹，并參考附圖很容易理解本發(fā)明，其中。圖IA至圖IC為用于沿著引導(dǎo)軌道在兩個(gè)定位設(shè)備之間傳送襯底的傳統(tǒng)移動(dòng)流程的平面示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明第一較佳實(shí)施例所述的襯底傳送裝置的立體示意圖。圖3所示為圖2中的襯底傳送裝置的平面示意圖，其表明了該裝置的兩個(gè)定位設(shè)備的雙工作路徑。圖4所示為根據(jù)本發(fā)明第二較佳實(shí)施例所述的襯底傳送裝置的立體示意圖。以及圖5所示為從圖4中的方向P所視的襯底傳送裝置的側(cè)視示意圖，其表明了它的兩個(gè)定位設(shè)備的工作路徑。
具體實(shí)施例方式在此本發(fā)明較佳實(shí)施例將結(jié)合附圖進(jìn)行描述。圖2為根據(jù)本發(fā)明第一較佳實(shí)施例所述的襯底傳送裝置10的立體示意圖。每個(gè)襯底12可能會(huì)被單獨(dú)地傳送，或者多個(gè)單個(gè)的襯底可能會(huì)被安裝在載體上并一起被傳送。襯底傳送裝置10包含有位于該裝置10的第一側(cè)面上的線性引導(dǎo)軌道14，其具有輸入端和相對(duì)的輸出端。在該裝置10圍繞通過(guò)該裝置鍵合位置的中心線和第一側(cè)面相對(duì)的第二側(cè)面上設(shè)置有另一個(gè)線性引導(dǎo)軌道(參見(jiàn)圖3)，使用晶粒鍵合機(jī)在該鍵合位置半導(dǎo)體晶粒被鍵合到襯底12上。第一定位設(shè)備15裝配在該裝置10的第一側(cè)面，而第二定位設(shè)備16則沿著該裝置10的第二側(cè)面裝配。第一定位設(shè)備15和第二定位設(shè)備16中的每一個(gè)包含有帶有由各自的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所驅(qū)動(dòng)的X托架(carriage) 11和Y托架13的X-Y定位平臺(tái)。第一定位設(shè)備15被表明帶有X托架11和Y托架13，以致于第一定位設(shè)備15和第二定位設(shè)備16可獨(dú)立于彼此移動(dòng)。第一定位設(shè)備15和第二定位設(shè)備16分別耦接和支撐第一襯底固定部件18和第二襯底固定部件20，該第一襯底固定部件18和第二襯底固定部件20可按次序地沿著進(jìn)給路徑從引導(dǎo)軌道14的輸入端(包括裝載區(qū)域)移動(dòng)至輸出端(包括卸載區(qū)域)。在襯底12的鍵合期間，第一襯底固定部件18和第二襯底固定部件20每個(gè)均夾持襯底12，并沿著單獨(dú)的返回路徑返回到襯底裝載區(qū)域，該返回路徑和進(jìn)給路徑分隔開(kāi)。所以，第一襯底固定部件18和第二襯底固定部件20中的每一個(gè)可沿著各自的第一循環(huán)工作路徑ABCD和第二循環(huán)工作路徑A’ B’ C’ D’移動(dòng)，每個(gè)完整的循環(huán)工作路徑為四邊形形狀。這些循環(huán)工作路徑圍繞鍵合位置相互鏡像。特別是，在水平面上每個(gè)返回路徑⑶、C’ D’與進(jìn)給路徑AB、A’ B’在水平方向上是分隔開(kāi)的，以便于一個(gè)襯底固定部件18、20沿著返回路徑CD、C’ D’的移動(dòng)不會(huì)阻礙另一個(gè)襯底固定部件。第一襯底固定部件18在進(jìn)給路徑AB上的位置可能和第二襯底固定部件20在進(jìn)給路徑A’ B’上的位置部分重疊。每個(gè)襯底固定部件18、20裝載襯底12的時(shí)間應(yīng)被錯(cuò)開(kāi)。所以，襯底能被連續(xù)地定位，而每個(gè)定位設(shè)備15、16的空閑時(shí)間得以減少。在所闡述的本發(fā)明較佳實(shí)施例中，每個(gè)襯底固定部件18、20被布置來(lái)在垂直方向上夾持襯底12。襯底固定部件18、20也可以被配置來(lái)在水平方向上運(yùn)載襯底12。襯底固定部件18、20固定和夾持襯底12，以在不必須如同上述傳統(tǒng)襯底傳送裝置100將襯底12從一個(gè)定位器傳送至另一個(gè)定位器的情形下，通過(guò)移動(dòng)襯底12經(jīng)過(guò)裝載、滴注、晶粒鍵合和卸載的區(qū)域的方式，從引導(dǎo)軌道14的輸入端沿著AB和A’ B’進(jìn)給襯底12至其輸出端。裝載、晶粒鍵合和卸載的位置或區(qū)域以直線的方式設(shè)置，以便于線性引導(dǎo)軌道14設(shè)置在所述的直線的相對(duì)兩側(cè)。所以，將額外的時(shí)間分配在襯底傳送期間定位器和窗口夾具的開(kāi)啟和閉合上或者在圖案識(shí)別時(shí)延上是沒(méi)有必要的，因?yàn)樵谶M(jìn)給過(guò)程中沒(méi)有需要重新定位襯底12。在襯底12已經(jīng)被卸載在引導(dǎo)軌道14的輸出端之后，每個(gè)襯底固定部件18、20通過(guò)回復(fù)路徑⑶/C’ D’返回到引導(dǎo)軌道14的輸入端。接下來(lái)，第一定位設(shè)備15和第二定位設(shè)備16將重新定位襯底固定部件18、20至裝載位置A和A’，并重復(fù)將更多的襯底12從引導(dǎo)軌道14的輸入端進(jìn)給至其輸出端的步驟。圖3所示為圖2中的襯底傳送裝置10的平面示意圖，其表明了該裝置10的兩個(gè)定位設(shè)備15、16的雙工作路徑。第一襯底固定部件18沿著第一循環(huán)工作路徑ABCD移動(dòng)，而第二襯底固定部件20移動(dòng)經(jīng)過(guò)另一個(gè)循環(huán)工作路徑A’ B’ C’ D’。第一襯底固定部件18固定和夾持在襯底12上，并在不必須將襯底12傳送給另一個(gè)定位器的情形下，沿著AB在X方向上將襯底12從引導(dǎo)軌道14的輸入端進(jìn)給至其輸出端。第二襯底固定部件20和第一襯底固定部件18分隔開(kāi)來(lái)，其固定和夾持另一個(gè)襯底12，并沿著A’ B’將襯底12從引導(dǎo)軌道14的輸入端傳送至其輸出端。兩個(gè)襯底固定部件18、20定位襯底12以或者在同一個(gè)鍵合位置或者在不同的鍵合位置進(jìn)行鍵合。在相同的或者不同的卸載位置B和B’進(jìn)行晶粒鍵合之后，第一定位設(shè)備15和第二定位設(shè)備16卸載襯底12，然后通過(guò)沿著CD/C’ D’移動(dòng)襯底固定部件18、20返回朝向D和D’然后再到A和A’的方式，分別返回到位于相同的或者不同的裝載位置A和A’的引導(dǎo)軌道14的輸入端。第一定位設(shè)備15和第二定位設(shè)備16交替地傳送襯底12進(jìn)行鍵合。當(dāng)?shù)谝欢ㄎ辉O(shè)備15在卸載一襯底12和裝載另一襯底12中銜接時(shí)，另一襯底12仍然在被鍵合。由于在這種配置中設(shè)置有至少兩個(gè)定位設(shè)備，因此每個(gè)定位設(shè)備的任何空閑時(shí)間被大大地減少。圖4所示為根據(jù)本發(fā)明第二較佳實(shí)施例所述的襯底傳送裝置10’的立體示意圖。襯底傳送裝置10’包含有安裝在通用基座22上的第一定位設(shè)備15’和第二定位設(shè)備16’。第一定位設(shè)備15’和第二定位設(shè)備16’還包含有第一 Y定位平臺(tái)24、第二 Y定位平臺(tái)觀以及第一 Z定位平臺(tái)26、第二 Z定位平臺(tái)30。第一襯底固定部件18和第二襯底固定部件20分別安裝在第一定位設(shè)備15’和第二定位設(shè)備16’上，并可按照定位設(shè)備15’和16’沿著正交的CTZ方向在各自的定位平臺(tái)上的移動(dòng)而移動(dòng)。每個(gè)定位平臺(tái)包含有托架，這些托架是可獨(dú)立地被操作的(actuable)，以便于第一襯底固定部件18和第二襯底固定部件20可沿著這些托架自由地被傳送。在圖4中，包含有一對(duì)軌道的X托架21沿著X方向傳送第一襯底固定部件18，而同樣也包含有一對(duì)軌道的Y托架23沿著Y方向傳送第一襯底固定部件18。第二定位設(shè)備16’的Z托架31被表明具有一對(duì)軌道，以用于沿著Z方向傳送第二襯底固定部件20。第一襯底固定部件18沿著第一循環(huán)工作路徑EFGH移動(dòng)，而第二襯底固定部件20通過(guò)第二循環(huán)工作路徑E’ F’ G’ H’移動(dòng)，兩個(gè)循環(huán)工作路徑均位于垂直平面上。第一循環(huán)工作路徑EFGH可能和第二循環(huán)工作路徑E’ F’ G’ H’部分重疊。每個(gè)襯底固定部件18、20裝載襯底12的時(shí)間應(yīng)該被錯(cuò)開(kāi)。而且，為了確保在第一定位設(shè)備15’和第二定位設(shè)備16’的移動(dòng)中沒(méi)有障礙，兩個(gè)襯底固定部件18、20的進(jìn)給路徑和返回路徑位于不同的高度位置。圖5所示為從圖4中的方向P所視的襯底傳送裝置10’的側(cè)視示意圖，其表明了它的兩個(gè)定位設(shè)備的工作路徑。第一襯底固定部件18沿著循環(huán)工作路徑EFGH移動(dòng)，以在通過(guò)返回路徑GH返回以前首先沿著進(jìn)給路徑EF進(jìn)給襯底12。如圖所述，襯底12被固定在晶粒鍵合位置以進(jìn)行晶粒鍵合。第一定位設(shè)備15’和第二定位設(shè)備16’在空間上相分隔開(kāi)，且第一定位設(shè)備15’位置設(shè)置高于第二定位設(shè)備16’。這樣，襯底固定部件18、20的進(jìn)給路徑和返回路徑位于不同的高度位置，以便于一個(gè)定位設(shè)備的移動(dòng)不會(huì)被另一個(gè)定位設(shè)備所阻礙。值得欣賞的是，本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的襯底傳送裝置10提高了襯底12的進(jìn)給產(chǎn)能。由于在襯底從引導(dǎo)軌道14的輸入端傳送至輸出端期間，襯底12沒(méi)有在定位器之間傳送，所以位置偏差不會(huì)出現(xiàn)。因此，僅僅一個(gè)視覺(jué)系統(tǒng)需要設(shè)置在引導(dǎo)軌道14的輸入端，以在開(kāi)始進(jìn)給之前將襯底12定位在襯底固定部件18、20上。而且，由于在整個(gè)定位過(guò)程中襯底固定部件18、20牢牢地支撐該襯底12，所以沒(méi)有必要使用任何窗口夾具以在鍵合位置夾持襯底12。從而，襯底12從一個(gè)定位器轉(zhuǎn)送至另一個(gè)定位器以及用于襯底12重新定位的額外圖案識(shí)別所引起的延時(shí)能夠得以避免。沿著引導(dǎo)軌道14進(jìn)給襯底12進(jìn)行鍵合操作的加工周期時(shí)間被顯著地減少。而且，由于具有至少兩個(gè)獨(dú)立移動(dòng)的定位設(shè)備同時(shí)工作，所以，每個(gè)定位設(shè)備的空閑時(shí)間被減少。和現(xiàn)有技術(shù)相比，裝置的整體產(chǎn)能得以增加。此處描述的本發(fā)明在所具體描述的內(nèi)容基礎(chǔ)上很容易產(chǎn)生變化、修正和/或補(bǔ)充，可以理解的是所有這些變化、修正和/或補(bǔ)充都包括在本發(fā)明的上述描述的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于在襯底上完成鍵合的鍵合裝置，該裝置包含有第一襯底固定部件和第二襯底固定部件，第一襯底固定部件用于在鍵合期間夾持第一襯底，第二襯底固定部件用于在鍵合期間夾持第二襯底，第一襯底固定部件和第二襯底固定部件中每一個(gè)被操作來(lái)在其各自的用于接收襯底的裝載位置、鍵合襯底的鍵合位置和鍵合后的襯底從襯底固定部件處移離的卸載位置之間順序移動(dòng)；第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其被操作來(lái)沿著第一進(jìn)給路徑從其裝載位置驅(qū)動(dòng)第一襯底固定部件至其鍵合位置，以及沿著第一返回路徑從其卸載位置驅(qū)動(dòng)第一襯底固定部件至其裝載位置；以及第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其被操作來(lái)沿著第二進(jìn)給路徑從其裝載位置驅(qū)動(dòng)第二襯底固定部件至其鍵合位置，以及沿著第二返回路徑從其卸載位置驅(qū)動(dòng)第二襯底固定部件至其裝載位置。
2.如權(quán)利要求1所述的鍵合裝置，其中，第一襯底固定部件和第二襯底固定部件具有相同的鍵合位置。
3.如權(quán)利要求1所述的鍵合裝置，其中，第一襯底固定部件和第二襯底固定部件具有相同的裝載位置和卸載位置。
4.如權(quán)利要求1所述的鍵合裝置，其中，由第一襯底固定部件和第二襯底固定部件沿著第一進(jìn)給路徑和第二進(jìn)給路徑經(jīng)過(guò)的位置部分重疊。
5.如權(quán)利要求4所述的鍵合裝置，其中，第一返回路徑和第一進(jìn)給路徑分隔開(kāi)，而第二返回路徑和第二進(jìn)給路徑分隔開(kāi)。
6.如權(quán)利要求1所述的鍵合裝置，其中，每個(gè)襯底固定部件的裝載位置、鍵合位置和卸載位置設(shè)置在直線上。
7.如權(quán)利要求6所述的鍵合裝置，其中，第一襯底固定部件安裝在第一線性引導(dǎo)軌道上，而第二襯底固定部件安裝在第二線性引導(dǎo)軌道上，第一線性引導(dǎo)軌道和第二線性引導(dǎo)軌道沿著各自的裝載位置、鍵合位置和卸載位置的旁邊延伸。
8.如權(quán)利要求7所述的鍵合裝置，其中，第一線性引導(dǎo)軌道和第二線性引導(dǎo)軌道設(shè)置在穿過(guò)每個(gè)襯底固定部件的裝載位置、鍵合位置和卸載位置的直線的相對(duì)側(cè)。
9.如權(quán)利要求1所述的鍵合裝置，其中，第一襯底固定部件和第二襯底固定部件被操作來(lái)沿著各自的第一循環(huán)工作路徑和第二循環(huán)工作路徑移動(dòng)，每個(gè)完整的循環(huán)工作路徑為四邊形形狀。
10.如權(quán)利要求9所述的鍵合裝置，其中，第一循環(huán)工作路徑和第二循環(huán)工作路徑圍繞鍵合位置鏡像。
11.如權(quán)利要求9所述的鍵合裝置，其中，第一循環(huán)工作路徑和第二循環(huán)工作路徑位于水平平面上。
12.如權(quán)利要求9所述的鍵合裝置，其中，第一循環(huán)工作路徑和第二循環(huán)工作路徑位于垂直平面上。
13.如權(quán)利要求12所述的鍵合裝置，其中，每個(gè)襯底固定部件的進(jìn)給路徑和返回路徑位于不同的高度位置。
14.如權(quán)利要求1所述的鍵合裝置，其中，鍵合工具包含有晶粒鍵合機(jī)，該晶粒鍵合機(jī)被操作來(lái)在鍵合位置將半導(dǎo)體晶粒鍵合至襯底上。
15.如權(quán)利要求1所述的鍵合裝置，其中，襯底固定部件被配置來(lái)在垂直方位上夾持襯底。
16.如權(quán)利要求1所述的鍵合裝置，該裝置還包含有第一定位設(shè)備和第二定位設(shè)備，第一定位設(shè)備和第一襯底固定部件相耦接，第二定位設(shè)備和第二襯底固定部件相耦接，第一定位設(shè)備可獨(dú)立于第二定位設(shè)備移動(dòng)。
17.如權(quán)利要求16所述的鍵合裝置，其中，每個(gè)定位設(shè)備還包含有多個(gè)定位平臺(tái)，該多個(gè)定位平臺(tái)被操作來(lái)在垂直于其進(jìn)給路徑的方向上定位每個(gè)襯底固定部件。
18.如權(quán)利要求1所述的鍵合裝置，其中，第一襯底固定部件和第二襯底固定部件被配置來(lái)交替地傳送襯底至第一襯底固定部件和第二襯底固定部件的鍵合位置進(jìn)行鍵合。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于在襯底上完成鍵合的鍵合裝置，包含有第一襯底固定部件用于在鍵合期間夾持第一襯底，第二襯底固定部件用于在鍵合期間夾持第二襯底，每一個(gè)襯底固定部件被操作來(lái)在其各自的用于接收襯底的裝載位置、鍵合襯底的鍵合位置和鍵合后的襯底從襯底固定部件處移離的卸載位置之間順序移動(dòng)；第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其被操作來(lái)沿著第一進(jìn)給路徑從其裝載位置驅(qū)動(dòng)第一襯底固定部件至其鍵合位置，以及沿著第一返回路徑從其卸載位置驅(qū)動(dòng)第一襯底固定部件至其裝載位置；第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其被操作來(lái)沿著第二進(jìn)給路徑從其裝載位置驅(qū)動(dòng)第二襯底固定部件至其鍵合位置，以及沿著第二返回路徑從其卸載位置驅(qū)動(dòng)第二襯底固定部件至其裝載位置。
文檔編號(hào)H01L21/60GK102593030SQ201110453629
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者古中威, 吳敏聰, 林永輝 申請(qǐng)人:先進(jìn)自動(dòng)器材有限公司