帶有多個用于傳送電子器件進(jìn)行鍵合的旋轉(zhuǎn)傳送臂的鍵合裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鍵合裝置，該鍵合裝置包含有：i）支撐設(shè)備，其用于支撐成批的電子器件；ii）彈出設(shè)備，用于從成批的電子器件處彈出電子器件；iii）多個轉(zhuǎn)移設(shè)備，每個轉(zhuǎn)移設(shè)備用于轉(zhuǎn)移襯底以在襯底上鍵合電子器件；以及iv）多個傳送設(shè)備，每個傳送設(shè)備具有旋轉(zhuǎn)傳送臂，一旦電子器件被彈出設(shè)備在一個或多個拾取位置從成批的電子器件處彈出，那么該旋轉(zhuǎn)傳送臂被操作來在一個或多個拾取位置從成批的電子器件處傳送電子器件至各自的襯底之一上，以在那里進(jìn)行鍵合。本發(fā)明還公開了一種鍵合電子器件至襯底上的方法。
【專利說明】帶有多個用于傳送電子器件進(jìn)行鍵合的旋轉(zhuǎn)傳送臂的鍵合 裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鍵合裝置，該裝置包含有多個用于傳送器件(如半導(dǎo)體晶粒）的傳 送設(shè)備。這種鍵合裝置，尤其但非排他地適用于將半導(dǎo)體晶粒鍵合至引線框上。

【背景技術(shù)】
[0002] 圖1所示為傳統(tǒng)的晶粒鍵合機(jī)100,其包含有：由旋轉(zhuǎn)鍵合頭118所驅(qū)動的單獨(dú)的 旋轉(zhuǎn)傳送臂114,用于支撐具有成批的半導(dǎo)體晶粒（a supply of semiconductor dies)的 晶圓128的單獨(dú)的晶圓XY平臺126,用于支撐進(jìn)行大面積晶粒鍵合的襯底132的單獨(dú)的作 業(yè)夾具ΧΥ平臺122。在旋轉(zhuǎn)傳送臂114的夾體在拾取位置110處使用真空從晶圓128上 拾取半導(dǎo)體晶粒之后，旋轉(zhuǎn)傳送臂114朝向襯底132旋轉(zhuǎn)以傳送半導(dǎo)體晶粒至襯底132上， 該襯底132上已經(jīng)滴涂有環(huán)氧樹脂。在半導(dǎo)體晶粒已經(jīng)鍵合在襯底132上之后，旋轉(zhuǎn)傳送 臂114旋轉(zhuǎn)回復(fù)至拾取位置110以從晶圓128上拾取下一個半導(dǎo)體晶粒。這樣是可能的， 因為晶圓ΧΥ平臺126是活動的以隨著拾取位置110對齊定位下一個半導(dǎo)體晶粒。
[0003] 該傳統(tǒng)的晶粒鍵合機(jī)100的一個不足在于在從晶圓128上拾取半導(dǎo)體晶粒和將其 放置在襯底132上的先后順序操作。這種先后順序操作限制了傳統(tǒng)的晶粒鍵合機(jī)100的產(chǎn) 能容量。因此，這個發(fā)明的目的是尋求改善該傳統(tǒng)的晶粒鍵合機(jī)100的這種不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 因此，本發(fā)明第一方面提供一種鍵合裝置，該鍵合裝置包含有：i)支撐設(shè)備，其用 于支撐成批的電子器件；i i)彈出設(shè)備，用于從成批的電子器件處彈出電子器件；i i i)多 個轉(zhuǎn)移設(shè)備，每個轉(zhuǎn)移設(shè)備用于轉(zhuǎn)移襯底以在襯底上鍵合電子器件；以及iv)多個傳送設(shè) 備，每個傳送設(shè)備具有旋轉(zhuǎn)傳送臂，一旦電子器件被彈出設(shè)備在一個或多個拾取位置從成 批的電子器件處彈出，那么該旋轉(zhuǎn)傳送臂被操作來在一個或多個拾取位置從成批的電子器 件處傳送電子器件至各自的襯底之一上，以在那里進(jìn)行鍵合。
[0005] 本發(fā)明第二方面提供一種將電子器件鍵合至襯底上的方法，該方法包含有以下步 驟：第一轉(zhuǎn)移設(shè)備轉(zhuǎn)移第一襯底，而第二轉(zhuǎn)移設(shè)備轉(zhuǎn)移第二襯底；在第一拾取位置，彈出設(shè) 備從成批的電子器件處彈出電子器件；第一旋轉(zhuǎn)傳送臂在第一拾取位置從成批的電子器件 處傳送彈出的電子器件至第一襯底，以在那里進(jìn)行鍵合，與此同時，第二旋轉(zhuǎn)傳送臂將在第 一拾取位置或第二拾取位置從成批的電子器件處已經(jīng)傳送的另一個電子器件鍵合至第二 襯底。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 現(xiàn)在僅僅通過示例的方式，結(jié)合附圖來描述本發(fā)明的較佳實施例，其中。
[0007] 圖1所示為具有單個旋轉(zhuǎn)傳送臂的傳統(tǒng)晶粒鍵合機(jī)。
[0008] 圖2所示為根據(jù)本發(fā)明較佳實施例所述的、包含有兩個旋轉(zhuǎn)鍵合頭和晶粒彈出設(shè) 備的鍵合裝置的立體示意圖。
[0009] 圖3a和圖3b所示為圖2的鍵合裝置的第一種配置形式，其中兩個旋轉(zhuǎn)鍵合頭包 含有拾取點(diǎn)定位機(jī)構(gòu)。
[0010] 圖4a至圖4d所示為圖2的鍵合裝置的第二種配置形式，其中晶粒彈出設(shè)備包含 有馬達(dá)系統(tǒng)；以及。
[0011] 圖5所示為圖2的鍵合裝置的第三種配置形式，其定義了通用的拾取位置。

【具體實施方式】
[0012] 圖2所示為根據(jù)本發(fā)明較佳實施例所述的、以雙旋轉(zhuǎn)鍵合臂鍵合系統(tǒng)形式存在的 鍵合裝置200的立體示意圖。鍵合裝置200包含有：i)單個支撐設(shè)備(所示為可移動的晶 圓XY平臺26);ii)晶粒供應(yīng)設(shè)備(所示為晶圓25,其包含有成批的晶粒)，其設(shè)置在晶圓XY 平臺26上；iii)彈出設(shè)備(所示為晶粒彈出設(shè)備28,其包含有彈出銷)，用于推動晶圓25的 半導(dǎo)體晶粒；iv)第一和第二傳送設(shè)備(所示為第一和第二旋轉(zhuǎn)傳送臂14和16,它們分別由 第一和第二旋轉(zhuǎn)鍵合頭18、20所驅(qū)動);以及v)第一和第二轉(zhuǎn)移設(shè)備(所示為第一和第二襯 底轉(zhuǎn)移設(shè)備22和24)，用于轉(zhuǎn)移和支撐襯底32、34。襯底32、34的一些示例包括用于晶粒 鍵合的引線框，和用于倒裝芯片鍵合的BGA (ball-grid array)襯底。
[0013] 鍵合裝置200被如此配置來操作，以致于當(dāng)在第一鍵合位置36處第一旋轉(zhuǎn)傳送臂 14鍵合已經(jīng)取自晶圓25的半導(dǎo)體晶粒至襯底32上時，第二旋轉(zhuǎn)傳送臂16在拾取位置12 同時從晶圓25上拾取另一個半導(dǎo)體晶粒。其后，第二旋轉(zhuǎn)傳送臂16朝向第二襯底34旋轉(zhuǎn)， 以在第二位置38處將那另一個半導(dǎo)體晶粒鍵合在那里，同時，在第一旋轉(zhuǎn)傳送臂14同步地 朝向晶圓25旋轉(zhuǎn)以在另一個拾取位置10處拾取下一個晶粒。該動作順序不斷重復(fù)，一直 到鍵合處理得以完成。由于第一和第二旋轉(zhuǎn)傳送臂14和16的拾取和放置操作同時地得以 完成，所以鍵合裝置200的產(chǎn)能有益地能夠得以翻倍。
[0014] 為了獲得晶粒拾取處理的精確度，光學(xué)設(shè)備(所示為光學(xué)系統(tǒng)30)的光學(xué)參考點(diǎn)被 使用來相對于拾取位置10、12對齊定位，以便于設(shè)置拾取位置10、12的精確位置。類似地， 晶粒彈出設(shè)備28的彈出銷的中心位置同樣也使用光學(xué)系統(tǒng)30相對于兩個拾取位置10、12 對齊定位。
[0015] 鍵合裝置200的第一種配置形式表不在圖3a和圖3b中。具體地，第一和第二鍵 合頭18、20包含有定位機(jī)構(gòu)300、302以為傳送臂14、16在x、y方向上相對于拾取位置10、 12提供位置調(diào)整。尤其是，第一和第二鍵合頭18、20的定位機(jī)構(gòu)300、302被配置，以便于使 用光學(xué)系統(tǒng)30隨著各個拾取位置10、12單個地移動和對齊定位第一和第二傳送臂14、16 的各自的夾體。類似地，晶粒彈出設(shè)備28的彈出銷的中心也能使用光學(xué)系統(tǒng)30相對于拾 取位置10、12對齊定位。所以，精確的晶粒拾取處理能夠有益地得以實現(xiàn)。
[0016] 值得注意的是，晶圓XY平臺26可移動以相對于拾取位置10、12和晶粒彈出設(shè)備 28的彈出銷定位晶圓25。
[0017] 鍵合裝置200的第二種配置形式表示在圖4a至圖4d中。具體地，晶粒彈出設(shè)備 28的彈出銷的中心和光學(xué)系統(tǒng)30的光學(xué)參考點(diǎn)交替地在拾取位置10、12之間切換。這通 過在晶粒彈出設(shè)備28中添加馬達(dá)系統(tǒng)400而得以實現(xiàn)。光學(xué)系統(tǒng)30的光學(xué)參考點(diǎn)能夠或 者通過將另一組馬達(dá)系統(tǒng)402添加至光學(xué)系統(tǒng)30或者使用適當(dāng)編程的計算機(jī)系統(tǒng)算法而 得以調(diào)整。
[0018] 圖4a表明了晶粒彈出設(shè)備28的彈出銷的中心和光學(xué)系統(tǒng)30的光學(xué)參考點(diǎn)相對 于拾取位置10對齊定位。這允許第一旋轉(zhuǎn)傳送臂14在這個拾取位置10處從晶圓25處拾 取半導(dǎo)體晶粒。與此同時，第二旋轉(zhuǎn)傳送臂16將已經(jīng)從晶圓25處取出的半導(dǎo)體晶粒鍵合 至第二襯底34上。
[0019] 在第一旋轉(zhuǎn)傳送臂14在拾取位置25處從晶圓25處拾取半導(dǎo)體晶粒之后，晶粒彈 出設(shè)備28和光學(xué)系統(tǒng)30二者移動以分別隨著另一個拾取位置12對齊定位彈出銷的中心 和光學(xué)參考點(diǎn)，如圖4b所示。具體而言，馬達(dá)系統(tǒng)400、402分別移動晶粒彈出設(shè)備28和光 學(xué)系統(tǒng)30,以隨著另一個拾取位置12對齊定位。其后，第二旋轉(zhuǎn)傳送臂16朝向晶圓25旋 轉(zhuǎn)，以在另一個拾取位置12處從晶圓25拾取另一個半導(dǎo)體晶粒。與此同時，第一旋轉(zhuǎn)傳送 臂14將已經(jīng)從晶圓25處取出的半導(dǎo)體晶粒鍵合至第一襯底32上。
[0020] 接下來，如圖4d所示，在第一旋轉(zhuǎn)傳送臂14朝向晶圓25旋轉(zhuǎn)以在拾取位置10處 從晶圓25上拾取又一個半導(dǎo)體晶粒以前，馬達(dá)系統(tǒng)400、402分別移動晶粒彈出設(shè)備28和 光學(xué)系統(tǒng)30,以隨著拾取位置10對齊定位，如圖4c所示。與此同時，第二旋轉(zhuǎn)傳送臂16將 已經(jīng)從晶圓25處取出的半導(dǎo)體晶粒鍵合至第二襯底34上。
[0021] 圖5所示為鍵合裝置200的第三種配置形式。在這個配置形式中，第一和第二旋 轉(zhuǎn)傳送臂14、16被如此配置，以致于在通用的拾取位置13處第一和第二旋轉(zhuǎn)傳送臂14、16 的移動路徑38、40相互彼此交叉。通過將光學(xué)參考點(diǎn)和彈出銷的中心相對于這個通用的拾 取位置13對齊定位，在沒有加入如上所述的拾取點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)和/或馬達(dá)系統(tǒng)400、402的情 形下，良好的拾取流程能夠得以提供。
[0022] 在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍內(nèi)，本發(fā)明的不同實施例也能夠被設(shè)計出。
【權(quán)利要求】
1. 一種鍵合裝置，該鍵合裝置包含有： 支撐設(shè)備，其用于支撐成批的電子器件； 彈出設(shè)備，用于從成批的電子器件處彈出電子器件； 多個轉(zhuǎn)移設(shè)備，每個轉(zhuǎn)移設(shè)備用于轉(zhuǎn)移襯底以在襯底上鍵合電子器件；以及 多個傳送設(shè)備，每個傳送設(shè)備具有旋轉(zhuǎn)傳送臂，一旦電子器件被彈出設(shè)備在一個或多 個拾取位置從成批的電子器件處彈出，那么該旋轉(zhuǎn)傳送臂被操作來在一個或多個拾取位置 從成批的電子器件處傳送電子器件至各自的襯底之一上，以在那里進(jìn)行鍵合。
2. 如權(quán)利要求1所述的鍵合裝置，其中，該支撐設(shè)備設(shè)置在多個轉(zhuǎn)移設(shè)備之間。
3. 如權(quán)利要求1所述的鍵合裝置，其中，該多個傳送設(shè)備包含有第一和第二傳送設(shè)備， 該第一和第二傳送設(shè)備分別具有第一和第二旋轉(zhuǎn)傳送臂。
4. 如權(quán)利要求3所述的鍵合裝置，其中，該第一和第二旋轉(zhuǎn)傳送臂被配置來在通用的 拾取位置從成批的電子器件處拾取電子器件，該通用的拾取位置是第一和第二旋轉(zhuǎn)傳送臂 的各自移動路徑的交叉處。
5. 如權(quán)利要求3所述的鍵合裝置，其中，該第一和第二旋轉(zhuǎn)傳送臂被操作來在不同的 拾取位置分別從成批的電子器件處拾取電子器件。
6. 如權(quán)利要求5所述的鍵合裝置，其中，該傳送設(shè)備中的每一個包含有定位機(jī)構(gòu)，以用 于相對于各自的拾取位置調(diào)整旋轉(zhuǎn)傳送臂的位置。
7. 如權(quán)利要求5所述的鍵合裝置，該鍵合裝置還進(jìn)一步包含有： 光學(xué)設(shè)備，用于確定不同的拾取位置。
8. 如權(quán)利要求7所述的鍵合裝置，該鍵合裝置還進(jìn)一步包含有： 馬達(dá)系統(tǒng)，用于將光學(xué)設(shè)備移動于不同的拾取位置之間。
9. 如權(quán)利要求7所述的鍵合裝置，該鍵合裝置還進(jìn)一步包含有： 另一個馬達(dá)系統(tǒng)，其用于將彈出設(shè)備移動于不同的拾取位置之間。
10. -種將電子器件鍵合至襯底上的方法，該方法包含有以下步驟： 第一轉(zhuǎn)移設(shè)備轉(zhuǎn)移第一襯底，而第二轉(zhuǎn)移設(shè)備轉(zhuǎn)移第二襯底； 在第一拾取位置，彈出設(shè)備從成批的電子器件處彈出電子器件； 第一旋轉(zhuǎn)傳送臂在第一拾取位置從成批的電子器件處傳送彈出的電子器件至第一襯 底，以在那里進(jìn)行鍵合，與此同時，第二旋轉(zhuǎn)傳送臂鍵合在第一拾取位置或第二拾取位置從 成批的電子器件處已經(jīng)傳送的另一個電子器件至第二襯底。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，該第一和第二旋轉(zhuǎn)傳送臂被配置來在通用的拾 取位置從成批的電子器件處拾取電子器件，該通用的拾取位置位于第一和第二旋轉(zhuǎn)傳送臂 的各自移動路徑的交叉處。
12. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，該方法還包含有以下步驟： 定位機(jī)構(gòu)調(diào)整第一和第二旋轉(zhuǎn)傳送臂各自相對于不同的拾取位置的位置。
13. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，該方法還包含有以下步驟： 光學(xué)設(shè)備確定不同的拾取位置。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，該方法還包含有以下步驟： 馬達(dá)系統(tǒng)將光學(xué)設(shè)備移動于不同的拾取位置之間。
15. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，該方法還包含有以下步驟： 另一個馬達(dá)系統(tǒng)將彈出設(shè)備移動于不同的拾取位置之間。
【文檔編號】H01L21/67GK104157594SQ201410199562
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月14日
【發(fā)明者】林鉅淦, 鄧諺羲, 林永輝 申請人:先進(jìn)科技新加坡有限公司