結(jié)合頭組件，其包括結(jié)合工具，所述結(jié)合工具被構(gòu)造成將多個(gè)半導(dǎo)體元件結(jié)合到基板；和 校準(zhǔn)工具，其包括接觸部分，所述接觸部分被構(gòu)造成定位在結(jié)合工具和支撐結(jié)構(gòu)之間，其中，所述接觸部分被構(gòu)造成在校準(zhǔn)操作中同時(shí)被結(jié)合工具和支撐結(jié)構(gòu)中的每個(gè)接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)合機(jī)，還包括獨(dú)立于結(jié)合頭組件的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)攜帶校準(zhǔn)工具。
3.如權(quán)利要求2所述的結(jié)合機(jī)，其中，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)被構(gòu)造成將校準(zhǔn)工具沿著結(jié)合機(jī)的X軸和I軸中的每個(gè)軸線移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求2所述的結(jié)合機(jī)，其中，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)被構(gòu)造成攜帶結(jié)合機(jī)的光學(xué)組件。
5.如權(quán)利要求1所述的結(jié)合機(jī)，其中，校準(zhǔn)工具的接觸部分包括兩個(gè)彼此相對(duì)的接觸部分，每個(gè)接觸部分限定相應(yīng)球面。
6.如權(quán)利要求1所述的結(jié)合機(jī)，其中，校準(zhǔn)工具包括梁部，所述梁部沿z軸方向具有順應(yīng)性，并且構(gòu)造成支撐校準(zhǔn)工具的接觸部分。
7.如權(quán)利要求1所述的結(jié)合機(jī)，其中，結(jié)合頭組件被構(gòu)造成沿結(jié)合機(jī)的I軸、z軸和繞Θ軸運(yùn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求1所述的結(jié)合機(jī)，其中，支撐結(jié)構(gòu)沿結(jié)合機(jī)的X軸移動(dòng)。
9.如權(quán)利要求1所述的結(jié)合機(jī)，其中，校準(zhǔn)工具的接觸部分被構(gòu)造成接觸支撐結(jié)構(gòu)的多個(gè)結(jié)合部位，以便為所述多個(gè)結(jié)合部位中的每個(gè)確定z軸位置數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述的結(jié)合機(jī)，其中，所述多個(gè)結(jié)合部位中的每個(gè)的z軸位置數(shù)據(jù)包括所述多個(gè)結(jié)合部位中的各結(jié)合部位中的多個(gè)位置的z軸高度值。
11.如權(quán)利要求10所述的結(jié)合機(jī)，還包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其被構(gòu)造成接收z軸位置數(shù)據(jù)，并且確定所述多個(gè)結(jié)合部位中的每個(gè)的z軸位置數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
12.如權(quán)利要求11所述的結(jié)合機(jī)，其中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)確定對(duì)于所述多個(gè)結(jié)合部位中的每個(gè)而言是否每個(gè)z軸高度值位于針對(duì)彼此的預(yù)定公差內(nèi)來(lái)判斷所述多個(gè)結(jié)合部位中的每個(gè)的z軸位置數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
13.如權(quán)利要求11所述的結(jié)合機(jī)，其中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)利用軟件使用所述多個(gè)結(jié)合部位中的每個(gè)的相應(yīng)z軸高度值為所述多個(gè)結(jié)合部位中的每個(gè)產(chǎn)生最佳擬合平面。
14.如權(quán)利要求13所述的結(jié)合機(jī)，其中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)確定是否每個(gè)最佳擬合平面落入許用標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)而判斷所述多個(gè)結(jié)合部位中的每個(gè)z軸位置數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
15.如權(quán)利要求14所述的結(jié)合機(jī)，其中，所述許用標(biāo)準(zhǔn)范圍通過(guò)一或多個(gè)斜度值確定。
16.如權(quán)利要求11所述的結(jié)合機(jī)，其中，如果計(jì)算機(jī)系統(tǒng)判斷出所述多個(gè)結(jié)合部位中的至少一個(gè)的z軸位置數(shù)據(jù)不滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，則對(duì)結(jié)合工具和支撐結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)執(zhí)行調(diào)節(jié)。
17.如權(quán)利要求16所述的結(jié)合機(jī)，其中，所述調(diào)節(jié)包括改變結(jié)合工具的接觸部分的定向。
18.如權(quán)利要求17所述的結(jié)合機(jī)，其中，結(jié)合工具的接觸部分的定向通過(guò)下述方式被調(diào)節(jié):釋放結(jié)合工具的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，改變結(jié)合工具接觸部分的定向，然后重新鎖定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
19.如權(quán)利要求1所述的結(jié)合機(jī)，其中，結(jié)合機(jī)為熱壓結(jié)合機(jī)。
20.如權(quán)利要求1所述的結(jié)合機(jī)，還包括助焊劑站，其被構(gòu)造成在多個(gè)半導(dǎo)體元件中的每個(gè)被結(jié)合到基板之前向多個(gè)半導(dǎo)體元件中的每個(gè)的焊料觸點(diǎn)提供助焊材料。
21.如權(quán)利要求20所述的結(jié)合機(jī)，其中，結(jié)合工具的接觸部分被構(gòu)造成接觸助焊劑站的接觸區(qū)域的多個(gè)X軸和I軸向位置，以便確定關(guān)于接觸區(qū)域的z軸位置數(shù)據(jù)。
22.如權(quán)利要求21所述的結(jié)合機(jī)，其中，關(guān)于接觸區(qū)域的z軸位置數(shù)據(jù)包括接觸區(qū)域的多個(gè)X軸和I軸向位置處的z軸高度值。
23.如權(quán)利要求22所述的結(jié)合機(jī)，還包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其被構(gòu)造成接收關(guān)于接觸區(qū)域的z軸位置數(shù)據(jù)，并且確定關(guān)于接觸區(qū)域的z軸位置數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
24.如權(quán)利要求1所述的結(jié)合機(jī)，其中，校準(zhǔn)工具的接觸部分被結(jié)合工具移動(dòng)，并通過(guò)結(jié)合工具的移動(dòng)被帶到與支撐結(jié)構(gòu)接觸。
25.一種用于確定結(jié)合工具與結(jié)合機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)之間平行度級(jí)別的方法，所述方法包括下述步驟: (a)將校準(zhǔn)工具的接觸部分定位在結(jié)合工具和支撐結(jié)構(gòu)之間； (b)降低結(jié)合工具以帶動(dòng)校準(zhǔn)工具的接觸部分到達(dá)支撐結(jié)構(gòu)的結(jié)合部位中的接觸位置，在此校準(zhǔn)工具的接觸部分同時(shí)與結(jié)合工具和接觸位置接觸；和 (C)在結(jié)合工具和支撐結(jié)構(gòu)中的每個(gè)與校準(zhǔn)工具的接觸部分接觸的狀態(tài)下，確定接觸位置的z軸高度值。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，步驟(a)包括利用獨(dú)立于結(jié)合頭組件的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)將校準(zhǔn)工具的接觸部分定位在結(jié)合工具和支撐結(jié)構(gòu)之間，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)攜帶著校準(zhǔn)工具。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)被構(gòu)造成將校準(zhǔn)工具沿著結(jié)合機(jī)的X軸和y軸中的每個(gè)移動(dòng)。
28.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，校準(zhǔn)工具的接觸部分包括兩個(gè)彼此相對(duì)的分別限定出相應(yīng)球面的接觸部分，在校準(zhǔn)操作中這兩個(gè)彼此相對(duì)的接觸部分中的每個(gè)被結(jié)合工具和支撐結(jié)構(gòu)中的一個(gè)接觸。
29.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，校準(zhǔn)工具包括梁部，所述梁部沿著z軸具有順應(yīng)性，攜帶著校準(zhǔn)工具的接觸部分。
30.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，對(duì)于結(jié)合部位中的多個(gè)接觸位置中的每個(gè)，反復(fù)執(zhí)行每個(gè)步驟(b)和(C)，藉此為多個(gè)接觸位置中的每個(gè)確定z軸高度值。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中，多個(gè)接觸位置中的每個(gè)的z軸高度值集中包含在結(jié)合部位的z軸位置數(shù)據(jù)中，所述方法還包括下述步驟:利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)確定結(jié)合部位的z軸位置數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)確定每個(gè)z軸高度值是否位于針對(duì)彼此的預(yù)定公差內(nèi)來(lái)判斷結(jié)合部位的z軸位置數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
33.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用軟件利用結(jié)合部位的z軸位置數(shù)據(jù)產(chǎn)生用于結(jié)合部位的最佳擬合平面。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)確定最佳擬合平面是否落入許用標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)而判斷結(jié)合部位的z軸位置數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其中，許用標(biāo)準(zhǔn)范圍通過(guò)一或多個(gè)斜度值定義。
36.如權(quán)利要求31所述的方法，還包括下述步驟:如果計(jì)算機(jī)系統(tǒng)判斷出z軸位置數(shù)據(jù)不滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，則調(diào)節(jié)結(jié)合工具和支撐結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其中，調(diào)節(jié)步驟包括改變結(jié)合工具的接觸部分的定向。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其中，結(jié)合工具的接觸部分的定向通過(guò)下述方式改變:釋放結(jié)合工具的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，改變結(jié)合工具接觸部分定向，然后重新鎖定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
39.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，對(duì)于支撐結(jié)構(gòu)的多個(gè)結(jié)合部位中的每個(gè)中的多個(gè)接觸位置中的每個(gè)，反復(fù)執(zhí)行每個(gè)步驟(b)和(C)，藉此確定多個(gè)結(jié)合部位中的每個(gè)中的多個(gè)接觸位置中的每個(gè)的Z軸高度值。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其中，多個(gè)接觸位置中的每個(gè)的z軸高度值被集中包含于所述多個(gè)結(jié)合部位中的各結(jié)合部位的z軸位置數(shù)據(jù)中，所述方法還包括下述步驟:利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)確定每個(gè)結(jié)合部位的z軸位置數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，還包括下述步驟:如果計(jì)算機(jī)系統(tǒng)判斷出結(jié)合部位中的至少一個(gè)的z軸位置數(shù)據(jù)不滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，則調(diào)節(jié)結(jié)合工具和支撐結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，其中，調(diào)節(jié)步驟包括改變結(jié)合工具的接觸部分的定向。
43.一種確定結(jié)合工具的接觸部分與結(jié)合機(jī)的助焊劑站的接觸區(qū)域之間平行度級(jí)別的方法，所述方法包括下述步驟: (a)將校準(zhǔn)工具的接觸部分定位在結(jié)合工具和助焊劑站的接觸區(qū)域之間； (b)降低結(jié)合工具以帶動(dòng)校準(zhǔn)工具的接觸部分到達(dá)助焊劑站的接觸區(qū)域中的接觸位置，在此校準(zhǔn)工具的接觸部分同時(shí)與結(jié)合工具的接觸部分和助焊劑站的接觸區(qū)域中的接觸位置接觸；和 (C)在結(jié)合工具的接觸部分和助焊劑站的接觸區(qū)域中的每個(gè)與校準(zhǔn)工具的接觸部分接觸的狀態(tài)下，確定助焊劑站的接觸區(qū)域中的接觸位置的z軸高度值。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，其中，對(duì)于助焊劑站的接觸區(qū)域中的多個(gè)接觸位置中的每個(gè)，重復(fù)執(zhí)行步驟(b)和(C)，藉此確定助焊劑站的接觸區(qū)域中的多個(gè)接觸位置中的每個(gè)的z軸高度值。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其中，助焊劑站的接觸區(qū)域中的多個(gè)接觸位置中的每個(gè)的z軸高度值被集中包含于助焊劑站的接觸區(qū)域的z軸位置數(shù)據(jù)中，所述方法還包括下述步驟:利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)確定助焊劑站的接觸區(qū)域的z軸位置數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
【專利摘要】一種結(jié)合機(jī)用于結(jié)合半導(dǎo)體元件，所述結(jié)合機(jī)包括：支撐結(jié)構(gòu)，其被構(gòu)造成支撐基板；結(jié)合頭組件，其包括結(jié)合工具，所述結(jié)合工具被構(gòu)造成將多個(gè)半導(dǎo)體元件結(jié)合到基板；和校準(zhǔn)工具，其包括構(gòu)造成被定位在結(jié)合工具和支撐結(jié)構(gòu)之間的接觸部分，所述接觸部分被構(gòu)造成在校準(zhǔn)操作期間同時(shí)被結(jié)合工具和支撐結(jié)構(gòu)中的每個(gè)接觸。
【IPC分類】H01L21-60, H01L21-68
【公開(kāi)號(hào)】CN104701198
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410725379
【發(fā)明人】M·P·施密特-蘭, M·B·瓦塞爾曼, C·W·布朗
【申請(qǐng)人】庫(kù)利克和索夫工業(yè)公司
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2014年12月3日
【公告號(hào)】US9136243, US20150155254