CN101473707B - 电极结合方法和元件安装装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的电极结合方法包括：等离子体清洁步骤，用大气压等离子体(8)辐射诸如半导体器件之类的元件(1)和基底(10)中的至少一个的被清洁的电极表面(3)从而进行清洁；惰性气体氛围保持步骤，在大气压等离子体(8)的辐射结束之前，用第一惰性气体(4)覆盖被清洁的电极表面(3)及其附近，并在此后还保持该状态；以及结合步骤，在惰性气体氛围保持步骤结束之前，结合元件(1)的电极和基底(10)上的电极。电极表面(3)由此进行等离子体清洁，而没有损坏待结合到基底(10)上的元件(1)的可能性，在结合电极时保持该清洁状态，以提供高结合力和高可能性的结合状态。

Description

电极结合方法和元件安装装置
技术领域
本发明涉及将元件电极结合到基底上电极的电极结合方法，以及适用该方法的元件安装装置，具体来说，涉及这样的电极结合方法和元件安装装置，其用等离子体来清洁电极表面，并在结合电极时保持该状态，以提供高可靠性的结合状态。
背景技术
迄今已经知道有多种电极结合方法，该方法将各种类型元件加载到具有平电极或隆起电极的基底上，所述元件诸如具有隆起电极或平电极的半导体器件、以及具有装备有隆起电极或平电极柔性基底的元件，该方法用超声波结合或热压法结合将这些电极彼此结合在一起。如果超声波结合或热压法结合使用在电极表面上的氧化物膜上，或存在有机物脏物和吸附的潮气，则结合表面可能包含这些东西而造成结合力的减弱。因此，还已经知道元件和基底的电极表面用酸洗进行湿法清洗，或在真空处理腔室中用等离子体处理方法进行清洁，由此，从电极表面除去氧化物膜或除去有机物脏物，以提供有高结合力和可靠性的结合状态。
实施清洁过程的清洁装置通常需要大型器件和高成本，然而，清洁装置的安装远离将元件加载和结合到基底上的安装装置。于是就出现这样的问题：基底和元件在清洁装置和安装装置之间运输时，因空气中的潮气、氧气、二氧化碳等，又会发生氧化物膜、有机物脏物和吸附的潮气，从而降低结合力。
然后，作为解决该问题的一种结合方法，已知有一种包括如下步骤的结合方法(如图10A至10C所示)：将结合的物件(电子元件)61和被结合的物件(基底)62放置成彼此靠近，使它们的平表面保持大致平行，从气体喷嘴63将惰性气体64供应到两者之间，于是，惰性气体填充在间隙中，再从电源65中施加电力在结合的物件61和被结合的物件62之间，以产生等离子体66(图10A)；然后，停止供应电力以消除等离子体66(图10B)；然后，将结合的物件61与被结合的物件62放置成相接触以进行结合(图10C)(见日本专利公开出版物No.2004-223600)。
如图11所示，还可知道一种方法，该方法包括：将来自气体源71的惰性气体和活性气体的混合气体通过流量调节装置72供应到大气压等离子体发生装置73；在大气压等离子体发生装置73中对混合气体施加高频电场，以产生大气压等离子体74；以及从等离子体喷嘴75将产生的大气压等离子体74喷淋到结合的物件(电子元件)76和被结合的物件(基底)77的结合区域，以用等离子体清洁结合区域的表面，同时，使结合的物件76和被结合的物件77的清洁结合区域在结合装置78内彼此接触，以结合结合的物件76和被结合的物件77(见日本专利公开出版物No.2004-228346)。
顺便提一下，在图10A至10C中所示的结合方法中，从电源65中施加电力至结合的物件61和被结合的物件62之间，以在其间产生等离子体66，其后，高电荷的等离子体66位于结合的物件61和被结合的物件62之间。这导致出现这样的问题：如果结合的物件61是带有电极的半导体器件，则由于带电等的原因，存在着结合物件61本身损坏的可能性，随之结合物件61本身的质量水平下降。
此外，在图11所示的结构中，由大气压等离子体发生装置73产生的大气压等离子体74只有很短的寿命，一旦到达大气压等离子体发生装置73外面就急剧地减弱。这要求大气压等离子体发生装置73和等离子体喷嘴75之间距离很短。在实际的装置中，因为个别仪器布置空间的缘故，难于实施如图11所示的如此模式。还有这样的问题：从等离子体喷嘴75进入到空气中的大气压等离子体74，与空气中含有的湿气和氧气碰撞并消失，已知来自等离子体喷嘴75的大气压等离子体74的有效辐射范围是在离等离子体喷嘴75的极端处为3mm之内。同时，如图12所示，如果结合的物件(电子元件)76较小，那么，形成结合的物件(电子元件)76的电极76a和被结合的物件(基底)77的电极77a的那个区域范围在几个毫米内，而如果结合的物件(电子元件)76较大，则该区域就在几十毫米内。在如此的情形中，有这样的问题：由于在许多情形中，用大气压等离子体74辐射的电极76a的表面不能如区域A那样辐射，所以，即使如区域B那样成功地辐射，被辐射的电极76a的表面也不再能从等离子体效应中获益。
本发明已经设计来解决上述传统的问题，本发明的一目的是提供一种电极结合方法，该方法不可能损坏待结合到基底上的元件，即使元件具有大的电极布置面积，该方法也能够用等离子体清洁电极表面，还能够在结合电极时保持清洁的状态，以提供高结合力和高可靠性的结合状态。
另一目的是提供一种适用上述电极结合方法的元件安装装置，以提供高结合力和高可靠性的结合状态。
发明内容
根据本发明的电极结合方法包括：等离子体清洁步骤，用大气压等离子体辐射元件和基底中的至少一个的被清洁的电极表面从而进行清洁；惰性气体氛围保持步骤，在大气压等离子体的辐射结束之前，用第一惰性气体覆盖被清洁的电极表面及其附近，并在此后还保持该状态；以及结合步骤，在惰性气体氛围保持步骤结束之前，结合元件的电极和基底上的电极。应该指出的是，尽管氮气不是字面意义上的惰性气体，但在本发明中它几乎可与实际的惰性气体一样使用。如本文中所使用的，氮气因此被包括在惰性气体内。
根据上述结构，用大气压等离子体辐射被清洁的电极表面，而不是将电力供应到元件和基底之间来产生等离子体。因此能够用等离子体来清洁电极表面，而不会有这样的可能性：待结合到基底上的元件电极可能带电并由于电荷而损坏。由于被清洁的电极表面被第一惰性气体覆盖，所以可能保持清洁的状态。其后在保持清洁状态时结合诸电极，电极因此可提供高结合力和高可靠性的结合状态。
在等离子体清洁步骤中，最好通过使用布置在辐射大气压等离子体附近的接地电极，从等离子体中除去离子电荷，于是，辐射主要地只包括基团。这还可减小元件电极可能带电并由于电荷而损坏的可能性。
在等离子体清洁步骤中，在用大气压等离子体辐射之前，最好用第一惰性气体覆盖被清洁的电极表面及其附近，于是，藉由第一惰性气体，用大气压等离子体中的基团辐射被清洁的电极表面。然后，由于基团在第一惰性气体中有较长寿命，且第一惰性气体在要辐射的全部被清洁电极表面上形成基团，所以即使被清洁的电极具有大的布置面积，所有电极表面仍能可靠地用等离子体进行清洁。
在惰性气体氛围保持步骤中，最好供应第一惰性气体，以使其沿被清洁的电极表面流动，并在其沿被清洁的电极表面流过之后，抽吸走第一惰性气体。这能够用第一惰性气体覆盖被清洁的全部电极表面而不失效，并可靠地保持清洁的状态。此外，如果第一惰性气体在如上所述的大气压等离子体辐射之前如此地供应，则就有可能以较高的可靠性用等离子体清洁所有电极表面。
等离子体清洁步骤可使用大气压等离子体，该大气压等离子体通过对接近大气压的第二惰性气体和活性气体的混合气体施加高频电场而产生。该大气压等离子体可用结构简单和紧凑的大气压等离子体发生装置来产生。
等离子体清洁步骤还可合适地使用一种用如下方法产生的等离子体：使活性气体或第三惰性气体和活性气体的混合气体与由对第二惰性气体施加高频电场产生的大气压等离子体碰撞。这以低功率产生有可靠性和稳定性的大气压等离子体，使活性气体或混合气体与大气压等离子体碰撞而在大量辐射下有效地产生活性气体的基团。被清洁的宽大的电极表面的大面积由此用低功率进行有效的清洁。
第一、第二和第三惰性气体合适地使用彼此相同或不同类型的气体，这样的气体选自氩气、氦气、氙气、氖气、氮气，以及这些类型气体中的一种或多种气体的混合气体。如果活性气体是氢气，则活性气体可除去氧化物膜，如果是氧气的话则可分解和移去有机物。
在结合步骤中，如果基底上的电极表面是金，而元件电极是金隆起，则可将超声波振动合适地施加到结合的电极之间。
在结合步骤中，如果基底上的电极和元件的电极中至少有一个是用钎焊材料制成，那么，可用热压法合适地结合电极。
此外，在结合步骤中，可在结合之前，对基底上的电极和元件的电极中至少一个附连各向异性的导电膜或非导电膜，或涂敷各向异性的导电涂层或非导电涂层。这可容易地提高结合力而不失效。
根据本发明的元件安装装置是将元件加载在基底上并结合基底电极和元件电极的元件安装装置，该装置包括：基底定位装置，用于将基底定位至预定位置；元件供应单元，用于供应元件；元件加载装置，用于从元件供应单元中拾取元件，转移元件，将元件加载在基底上，并结合基底电极和元件电极；大气压等离子体辐射装置，用于用大气压等离子体辐射基底和元件中至少一个的电极；惰性气体供应装置，用于供应第一惰性气体以使被大气压等离子体辐射的电极表面被第一惰性气体覆盖；以及控制单元，用于控制基底定位装置、元件供应单元、元件加载装置、大气压等离子体辐射装置、以及惰性气体供应装置。该控制单元执行控制，以在用大气压等离子体辐射电极表面结束之前致动惰性气体供应装置，并在结合基底和元件的电极时，使被大气压等离子体辐射的电极表面保持被第一惰性气体覆盖。
根据上述结构，能够实践上述电极结合方法和将元件安装在基底上，于是，元件电极和基底电极具有高结合力地稳定结合在一起。
较佳地是，第一惰性气体的排出端口和吸入端口布置成使第一惰性气体沿着被大气压等离子体辐射的电极表面流动。这能够用第一惰性气体覆盖全部电极表面而不失效，并可靠地保持清洁的状态。
惰性气体供应装置最好供应99％或更高纯度的氮气以作为第一惰性气体，该氮气通过PSA(变压吸附)型或薄膜分离型的氮气发生器直接从空气中获得。这能够用低成本的结构形成第一惰性气体氛围，而无需纯度极高的惰性气体。
就个别装置的布置和结构来说，最好惰性气体供应装置布置在元件加载装置上，而大气压等离子体辐射装置布置在元件加载装置的可移动范围之内的元件供应单元或基底定位装置附近。这能够在用元件加载装置转移元件时用等离子体清洁被元件加载装置拾取的元件电极，并形成惰性气体氛围来保持清洁的状态。在此状态中，元件加载装置可结合元件和基底的电极，以将元件安装在基底上。
在另一结构中，惰性气体供应装置可布置在基底定位装置上，大气压等离子体辐射装置布置在元件加载装置上。这能够用等离子体来清洁与元件加载装置相对的基底电极，并从惰性气体供应装置供应惰性气体以形成惰性气体氛围，由此，保持基底电极的清洁状态。应该认识到，这可以与上述元件电极的清洁相组合，以使元件和基底的电极都得到清洁而可进行安装。
此外，如果用来检测拾取的元件上的电极相对于参考位置的位移量的第一识别装置布置在元件加载装置可移动范围之内，且用来检测基底上的电极相对于参考位置的位移量的第二识别装置布置在元件加载装置上，那么，就可用高精度定位元件电极和基底电极，确保高可靠性的结合状态。
附图说明
图1A至1D是根据本发明的电极结合方法的实施例1的过程解释图；
图2是放大的结构图，示出根据实施例1的抽吸头、供气头以及大气压等离子体辐射装置；
图3A和3B显示抽吸头结构的实例，根据实施例1的供气头一体地形成在抽吸头内，图3A是纵向截面图，图3B是从下面观看的立体图；
图4A至4F是元件安装方法的过程解释图，实施例1的电极结合方法适用于该元件安装方法；
图5A至5D是根据本发明电极结合方法的实施例2的过程解释图；
图6是实施例2的另一结构实例的纵向截面图；
图7是实施例2的再一结构实例的立体图；
图8是显示根据元件安装装置的实施例3的示意结构的立体图，本发明的电极结合方法适用于该元件安装装置；
图9是显示根据实施例3的元件安装装置的控制结构的方框图；
图10A至10C是传统电极结合方法的过程解释图；
图11是实施另一传统电极结合方法的装置的示意结构图；以及
图12是示出图11所示电极结合方法的问题的解释图。
具体实施方式
下面将给出根据本发明电极结合方法的实施例和该方法适用的元件安装装置的描述。
(实施例1)
首先，将参照图1A至4F来描述根据本发明电极结合方法的实施例1。
图1A至1D示出根据本实施例的电极结合方法的基本步骤。首先，在图1A的步骤中，吸住半导体器件1或元件并保持在抽吸头2上。如图2放大图所示，抽吸头2设置有供气头5，该供气头朝向被保持的半导体器件1的电极布置表面3(包括被清洁的电极表面)排出第一惰性气体4。与第一惰性气体的气体源(未示出)连接的供气管6连接到该供气头5。接下来，在图1B的步骤中，用从大气压等离子体辐射装置7中排出的大气压等离子体8辐射电极布置表面3，用大气压等离子体8来清洁电极布置表面3。在大气压等离子体8辐射结束之前，第一惰性气体4从供气头5排出，以使电极布置表面3和其附近保持在惰性气体氛围中。对于气体源，最好通过PSA(变压吸附)型或薄膜分离型的氮气发生器直接从空气中获得第一惰性气体4，因为可以用低成本获得99％或更高纯度的氮气，具有该等级纯度的第一惰性气体4就有足够的有效性。
在此实例中，将描述使用大气压等离子体的清洁原理。在大气压(压力在500至1500mmHg范围内)附近，当惰性气体供应到反应空间并连同施加一高频电场时，反应空间内的惰性气体原子被排出的等离子体中的电子激励或离子化为基团、离子和电子。基团是处于高能亚稳态的原子，其具有与周围同类或不同类原子进行反应的特性以激励或离子化这些原子，由此返回到稳态。电子也与同类或不同类原子连续地碰撞以产生基团、离子和电子，由此，产生基团的反应以滚雪球的方式进行下去。因此，如果存在诸如氢气和氧气那样活性气体，则惰性气体基团也激励或离子化周围的活性气体原子，从而产生活性气体的基团、离子和电子。当包括活性气体基团的该大气压等离子体从反应空间中排出而辐射待处理物件表面时，活性气体基团与待处理物件表面的材料发生反应，用诸如还原和消除表面氧化物及分解和移去表面有机物的等离子体处理过程实施清洁。
在上述图1B步骤中，如果在空气中的话，那么从大气压等离子体辐射装置7中排出的大气压等离子体8将会立即消失。然而，在所示实例中，供气头5排出第一惰性气体4，而第一惰性气体4覆盖电极布置表面3及其附近，在此状态中，大气压等离子体8朝向电极布置表面3排出。第一惰性气体4的存在阻止大气压等离子体8中的基团消失掉，于是，电极布置表面3得到可靠的辐射。此外，如箭头所示，抽吸头2可沿下面的大气压等离子体辐射装置7移动，以使全部的电极布置表面3连续地被具有活性气体基团的大气压等离子体8有效地辐射。这样，用大气压等离子体8清洁了全部的电极布置表面3。
接下来，在图1C的步骤中，即使在如上所述地用大气压等离子体8清洁电极布置表面3之后，第一惰性气体4还是继续从供气头5排出，以使电极布置表面3及其附近保持在惰性气体氛围内。在此状态中，抽吸头2朝向半导体器件1加载到基底10上的那个位置移动。接下来，在图1D的步骤中，半导体器件1定位刚好在基底10的半导体器件加载位置上方，而基底10固定在用作为基底定位装置的基底固定台9上。然后，使抽吸头2和基底固定台9彼此靠近，以使基底10的电极和半导体器件1的电极接触。其后，用超声波结合或热压法结合将这些电极彼此结合。保持由第一惰性气体4形成的惰性气体氛围，直到结合步骤结束，当结合完成时，停止排出第一惰性气体4。
应该认识到，如图2所示，大气压等离子体辐射装置7构造成从其圆筒形反应容器11的一端供应第二惰性气体和活性气体的混合气体12，而高频电压从高频电源14施加到一对围绕反应容器11周缘布置的电极13a和13b以产生高频电场。由此，大气压等离子体8产生在反应容器11内并从反应容器11的另一端排出。所要施加的高频电压是正弦形、脉冲形等。应该认识到，该结构可包括布置在反应容器11周缘上的线圈或天线来代替一对电极13a和13b。另外，该结构可包括一对相对的并布置在相反侧上的平电极。还有较佳的是，连接到接地的接地电极15布置在从中排出大气压等离子体8的反应容器11的另一端内的开口附近，由此，在排出的大气压等离子体8中消除掉离子，以使半导体器件1的电极布置表面3主要单独由基团辐射。这可以并甚至以更高可靠性排除半导体器件1的电极可能带电和因电荷而损坏的可能性。
对于上述抽吸头2和供气头5结构的具体实例，抽吸头2最好如图3A和3B所示地与供气头5形成一体。抽吸头2由抽吸头块体16构成，该块体具有在其底部中心处的用于吸住半导体器件1的抽吸表面17，以及四边围绕的用于均匀地对四个围边分配第一惰性气体的均匀分配腔18。形成在抽吸表面17内的多个抽吸孔17a通过形成在内部的抽吸通道20连接到形成在顶部的抽吸端口19。均匀分配腔18通过形成在内部的气体通道22连接到形成在顶部的供气端口21。均匀分配腔18的底部供应开口23向内倾斜地形成，以便朝向抽吸表面17供气。抽吸端口19连接到抽吸装置(未示出)，而供气端口21连接到第一惰性气体源(未示出)。这样，抽吸头2和供气头5以一体的方式较佳地彼此组合在一起，以形成紧凑的结构。
此外，当在图1D的步骤中结合电极时，如果基底10上的电极表面镀以金，而形成在半导体器件1上的电极是金隆起，则用于将超声波振动施加到进行结合的电极之间的超声波结合是较佳的。在此情形中，较佳的加热温度为50℃至250℃，超声波频率为20至200kHz，压力为0.1至10MPa。应该认识到，超声波结合不局限于上述金对金的结合，但也可应用到其它材料。除此之外，当基底10上的电极和半导体器件1的电极至少之一是诸如钎焊球和钎焊镀层之类的钎焊材料制成时，用于对两个电极进行热压结合的热压法结合是较佳的。在此情形中，较佳的加热温度是150℃至300℃。此外，结合之前，可在基底10上的电极和半导体器件1的电极至少之一上，附连各向异性的导电膜或非导电膜，或涂敷各向异性的导电涂层或非导电涂层。这可容易地提高结合力而不失效，并可在结合同时密封基底10和半导体器件1之间的间隙。
接下来，将参照图4A至4F来描述根据本实施例的将半导体器件安装在基底上的步骤。首先，在图4A的步骤中，元件加载装置25具有抽吸头2、供气头5和由用来识别基底10上电极的图像识别照相机之类构成的第二识别装置24，该元件加载装置25移动到元件供应单元26，以便用抽吸头2吸住和拾取半导体器件1。接下来，在图4B的步骤中，元件加载装置25移动通过大气压等离子体辐射装置7上方，用等离子体清洁半导体器件1的电极布置表面3，同时，第一惰性气体4从供气头5排出，以使半导体器件1的电极布置表面3及其附近用如上所述的第一惰性气体4氛围覆盖。其后，保持该用惰性气体氛围覆盖的状态，以避免有机物和湿气附到电极上以及形成氧化物膜。接下来，在图4C的步骤中，定位元件加载装置25，使半导体器件1的电极或识别记号刚好在由图像识别照相机等构成的第一识别装置27上方，由此，识别吸住的半导体器件1的电极或识别记号的位置，并探测与其规定位置的偏差。接下来，在图4D的步骤中，定位元件加载装置25，使第二识别装置24刚好在基底10上电极或识别记号的上方，第二识别装置24识别基底10上电极或识别记号的位置，并探测与其规定位置的偏差。接下来，在图4E的步骤中，纠正所识别出的位置偏差量，以定位元件加载装置25，于是，半导体器件1的电极刚好定位在基底10上的电极上方。在图4F的步骤中，将半导体器件1的电极和基底10上的电极结合起来，同时，保持半导体器件1的电极布置表面3用惰性气体氛围覆盖的状态。在结合完成之后，停止从供气头5排出第一惰性气体4。这就完成了半导体器件1在基底10上的安装。其后，返回到图4A的步骤以重复上述操作，由此，连续地将半导体器件1安装在基底10上。
(实施例2)
接下来，将参照图5A至7来描述根据本发明电极结合方法的实施例2。应该认识到，在以下对实施例的描述中，与上述实施例中部件相同的部件将用相同的附图标记表示，并省略对其描述。主要地只给出差别之处的描述。
上述实施例1处理了这样的情况：大气压等离子体辐射装置7是固定的，并与元件加载装置25分离开安装，元件加载装置25移动通过，以使半导体器件1的电极布置表面3用等离子体进行处理。然而，在本实施例中，大气压等离子体辐射装置28布置在元件加载装置25上。具体来说，如图5A和5B所示，元件加载装置25的抽吸头2被垂直运动装置29支承，以便能够上下移动，其周围被用作为惰性气体供应装置的底部敞开盖子30所覆盖，于是，当抽吸头2处于提升位置时，抽吸头2容纳在盖子30的底部区域内，而当处于下降位置时，它从盖30的底部下伸出来而定位。然后，第一惰性气体4从该盖子30内的上方朝向抽吸头2的周围供应，大气压等离子体辐射装置28布置在盖子30底部区域的一侧上，这样，其等离子体排出喷嘴31穿过盖子30的底部区域，并稍许向上倾斜地打开。
接下来，将描述采用上述结构的安装步骤。首先，在图5A的步骤中，元件加载装置25移至元件供应单元26，垂直运动装置29下降抽吸头2来抽吸和保持半导体器件1。接下来，在图5B的步骤中，垂直运动装置29提升抽吸头2，使被吸住的半导体器件1容纳在盖子30内。还将第一惰性气体4供应到盖30内以形成惰性气体氛围，包括半导体器件1底部的电极布置表面3。应该认识到，第一惰性气体4可以一直供应到盖子30内以形成惰性气体氛围。接下来，在图5C的步骤中，致动大气压等离子体辐射装置28，从等离子体排出喷嘴31排出大气压等离子体8。其后，大气压等离子体8排出到第一惰性气体4的氛围内。这使大气压等离子体8广泛地形成到第一惰性气体4内，于是，形成的等离子体32沿着半导体器件1底部散布，并用等离子体清洁半导体器件1的全部电极布置表面3而无失效。当等离子体清洁完成时，停止大气压等离子体辐射装置28的工作，同时保持盖子30内的惰性气体氛围。接下来，在图5D的步骤中，元件加载装置25移至基底10上方以进行定位，同时保持盖子30内的惰性气体氛围。然后，垂直运动装置29下降抽吸头2，来结合半导体器件1的电极和基底10的电极，由此，将半导体器件1安装在基底10上。这样，本实施例也可提供与上述第一实施例相同的操作和效果。
下面，将参照图6来描述本实施例的另一结构实例。图5A至5D的实例处理这样的情形：第一惰性气体4从上方供应到盖子30内，以使全部盖子30的内部，包括被吸在抽吸头2上的半导体器件1底部处的电极布置表面3，都置于惰性气体氛围内。在图6的结构实例中，用作为惰性气体供应装置的底部敞开的盖子33布置成包围抽吸头2的周围。第一惰性气体的排出端口34形成在该盖子33一侧，惰性气体的抽吸端口35形成在另一侧，于是，从排出端口34排出的第一惰性气体4，沿被吸在抽吸头2上的半导体器件1底部处的电极布置表面3流动，并被抽吸回到抽吸端口35内，由此，在流动的第一惰性气体4中将电极布置表面3保持在惰性气体氛围内。然后，大气压等离子体辐射装置28的等离子体排出喷嘴31在靠近排出端口34下方略微向上倾斜地打开。
根据该结构实例，排出的大气压等离子体8与从排出端口34排出的第一惰性气体4碰撞，大气压等离子体8的基团被沿电极布置表面3流动的第一惰性气体4携带走。这在所有的电极布置表面3上形成等离子体32，由此，在全部电极布置表面3上进行有效的等离子体清洁。
接下来，参照图7来描述本实施例的还有另一结构实例。在图5A至5D和图6的实例中，对于大气压等离子体辐射装置7和等离子体排出喷嘴31的截面的构造和大小不作具体的描述。产生大气压等离子体的反应空间通常较小，因为空间大的话就难于产生等离子体，其截面通常也是圆形或矩形的。因此，排出的大气压等离子体8也很小。因此，大的半导体器件1的电极布置表面3难于一下子用等离子体清洁干净，大气压等离子体辐射装置28或等离子体排出喷嘴31必须移动而沿电极布置表面3扫描，等离子体处理需要时间。
图7的结构实例旨在解决该问题。用来排出第一惰性气体4的供气头5的排放端口36形成为平的矩形截面，其宽度对应于半导体器件1的电极布置表面3的宽度尺寸，该排放端口36构造成使第一惰性气体4沿电极布置表面3横贯全部宽度流动。除此之外，大气压等离子体辐射装置37构造成其反应容器38也具有平的矩形截面，其宽度对应于电极布置表面3的宽度尺寸，并设置有一对相反侧上的平电极(未示出)。从高频电源(未示出)将高频电压施加到一对平电极之间，以使平的反应容器38内部经受高频电场，从该反应容器38一端供应第二惰性气体和活性气体的混合气体12，由此，排出平又宽的大气压等离子体8。然后，大气压等离子体辐射装置37布置成使排出的大气压等离子体8与第一惰性气体4排出端口36附近的第一惰性气体4流动碰撞。
根据该结构实例，从大气压等离子体辐射装置37排出的大气压等离子体8与沿电极布置表面3从排出端口36流出的第一惰性气体4流动碰撞，所述排出端口36的宽度对应于电极布置表面3的全部宽度，由此，大气压等离子体8基团被沿电极布置表面3流动的第一惰性气体4携带走。这能同时地和均匀地在全部电极布置表面3上形成等离子体32而没有失效，由此，在短时间内一下子有效地用等离子体清洁了全部电极布置表面3。
(实施例3)
接下来，将参照图8和9来描述适用本发明电极结合方法的元件安装装置的实施例3。
根据本实施例的元件安装装置旨在实践实施例1的电极结合方法，该装置由元件加载装置39和完全结合装置40构成，它们平行地布置。元件加载装置39具有：基底运输装置42，其带入、带出和定位基底，并布置在底座41的顶上；元件加载装置25，其由三维移动的机械臂构成并布置在竖立在底座41后面的支承立柱43上；以及抽吸头2，其具有供气头5并布置在它的移动部分44上。第二识别装置24也布置在移动部分44上。除此之外，元件供应单元26布置在底座41前面，而第一识别装置27和大气压等离子体辐射装置7布置在该元件供应单元26旁边。此外，完全结合装置40构造成包括：基底运输装置46，其带入、带出和定位基底10，并布置在底座45的顶上；以及热压头48，其布置在竖立在底座45后面的支承立柱47上。热压头48加热并压紧加载于基底10上的半导体器件1，以用热压法完全结合它们的电极。
如图9所示，元件加载装置39的基底运输装置42、元件加载装置25和其抽吸头2、第二识别装置24、大气压等离子体辐射装置7、以及第一识别装置27都由控制单元51控制其运行，控制单元51基于存储在存储单元50内的操作程序和各种类型数据根据操作单元49发出的指令来控制运行。此外，运行状态、各种处理结果等显示在显示单元52上。
元件安装装置将半导体器件1安装在基底10上，由于该操作与实施例1中参照图4A至4F所述的安装操作相同，所以，其描述将被引用以供参考，而冗余的描述将被略去。
上述实施例仅处理这样的情形：要安装在基底10上的元件是半导体器件1，而元件并不局限于此。具有要结合到基底电极上的电极的各种类型的元件也适用于此，例如，具有装备有电极的柔性基底的IC部件。
上述实施例还只处理这样的情形：使用大气压等离子体8来清洁半导体器件1、元件的电极。然而，应该认识到，基底10的电极，或者元件的电极和基底10的电极两者都可用大气压等离子体8进行清洁。应该指出的是，清洁基底10的电极的较佳结构应是这样：用作为惰性气体供应装置的供气头5布置在用作为基底定位装置的基底运输装置42上；以及大气压等离子体辐射装置28布置在元件加载装置25上。
上述实施例还只处理这样的情形：使用大气压等离子体8，其由第二惰性气体和活性气体的混合气体12形成，或对混合气体施加高频电场而产生。然而，也可使用大气压等离子体，其使活性气体或第三惰性气体和活性气体的混合气体与通过对第二惰性气体施加高频电场产生的大气压等离子体碰撞，由此来产生上述的大气压等离子体。在此情形中，可以低功率产生有可靠性和稳定性的大气压等离子体，使活性气体或混合气体与大气压等离子体碰撞而在大量辐射下有效地产生活性气体的基团。这允许用低功率进行有效的清洁。
工业应用性
如上所述，根据本发明，用等离子体辐射被清洁的电极表面，于是，电极表面受到等离子体清洁，而不可能损坏要结合到基底上的元件。此外，即使清洁过后，第一惰性气体还继续覆盖清洁过的电极表面，以在结合电极时保持清洁的状态，从而提供高可靠性的结合状态。这允许合适地应用于元件安装装置，将各种类型元件安装在基底上。

Claims (9)

1.一种电极结合方法，包括：
等离子体清洁步骤，用大气压等离子体(8)辐射元件(1)和基底(10)中的至少一个的被清洁的电极表面(3)从而进行清洁；
惰性气体氛围保持步骤，在所述大气压等离子体(8)的辐射结束之前，用第一惰性气体(4)覆盖被清洁的所述电极表面(3)及其附近，并在此后还保持该状态；以及
结合步骤，在所述惰性气体氛围保持步骤结束之前，结合所述元件(1)的电极和所述基底(10)上的电极。
2.如权利要求1所述的电极结合方法，其特征在于，在所述等离子体清洁步骤中，通过使用布置在所述辐射大气压等离子体(8)附近的接地电极(15)，从所述等离子体(8)中除去离子电荷，于是，辐射包括基团。
3.如权利要求1所述的电极结合方法，其特征在于，在所述等离子体清洁步骤中，在用所述大气压等离子体(8)辐射之前，用第一惰性气体(4)覆盖被清洁的所述电极表面(3)及其附近，于是，藉由所述第一惰性气体(4)，用所述大气压等离子体(8)中的基团辐射被清洁的所述电极表面(3)。
4.如权利要求1所述的电极结合方法，其特征在于，在所述惰性气体氛围保持步骤中，供应第一惰性气体(4)以使其沿被清洁的所述电极表面(3)流动，并在所述第一惰性气体(4)沿被清洁的所述电极表面(3)流过之后，抽吸走所述第一惰性气体(4)。
5.一种元件安装装置，用于将元件(1)加载在基底(10)上并结合所述基底(10)的电极和所述元件(1)的电极，所述装置包括：
基底定位装置(9、42)，用于将所述基底(10)定位至预定位置；
元件供应单元(26)，用于供应所述元件(1)；
元件加载装置(25)，用于从所述元件供应单元(26)中拾取所述元件(1)，转移所述元件，将所述元件加载在所述基底(10)上，并结合所述基底(10)的电极和所述元件(1)的电极；
大气压等离子体辐射装置(7、28、37)，用于用大气压等离子体(8)辐射所述基底(10)和所述元件(1)中的至少一个的所述电极；
惰性气体供应装置(5、30、33)，用于供应第一惰性气体(4)，以使被所述大气压等离子体(8)辐射的所述电极表面被所述第一惰性气体(4)覆盖；以及
控制单元(51)，用于控制所述基底定位装置(42)、所述元件供应单元(26)、所述元件加载装置(25)、所述大气压等离子体辐射装置(7、28、37)、以及所述惰性气体供应装置(5、30、33)，其中，
所述控制单元(51)执行控制，以在用所述大气压等离子体(8)辐射所述电极表面结束之前致动所述惰性气体供应装置(5、30、33)，并在结合所述基底(10)和所述元件(1)的所述电极时，使被所述大气压等离子体(8)辐射的所述电极表面保持被所述第一惰性气体(4)覆盖。
6.如权利要求5所述的元件安装装置，其特征在于，所述第一惰性气体(4)的排出端口(34)和吸入端口(35)布置成使所述第一惰性气体(4)沿着被大气压等离子体(8)辐射的所述电极表面(3)流动。
7.如权利要求5所述的元件安装装置，其特征在于，所述惰性气体供应装置(5、30、33)供应99％或更高纯度的氮气以作为所述第一惰性气体(4)，所述氮气通过PSA(变压吸附)型或薄膜分离型的氮气发生器直接从空气中获得。
8.如权利要求5所述的元件安装装置，其特征在于，所述惰性气体供应装置(5、30、33)布置在所述元件加载装置(25)上，而所述大气压等离子体辐射装置(7)布置在所述元件加载装置(25)的可移动范围之内的所述元件供应单元(26)或所述基底定位装置(9、42)附近。
9.如权利要求5所述的元件安装装置，其特征在于，所述惰性气体供应装置(5、30、33)布置在所述基底定位装置(9、42)上，而所述大气压等离子体辐射装置(7)布置在所述元件加载装置(25)上。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101146323B1 (ko) * 2007-04-02 2012-05-21 삼성테크윈 주식회사 부품실장기의 부품인식장치 및 이를 이용한 부품실장방법
JP2008311265A (ja) * 2007-06-12 2008-12-25 Nec Electronics Corp 接合装置およびこの接合装置を用いた電子装置の製造方法
JP5329150B2 (ja) * 2008-08-12 2013-10-30 キヤノンマシナリー株式会社 ダイボンダ
DE102009056122A1 (de) 2009-11-30 2011-06-01 Smartrac Ip B.V. Verfahren zur Kontaktierung eines Chips
JP2012049470A (ja) * 2010-08-30 2012-03-08 Nec Corp 半導体保持装置及びこれを備えた半導体接合装置
DE102013104933A1 (de) * 2012-06-06 2013-12-12 Hanning Elektro-Werke Gmbh & Co. Kg Verfahren zur elektrischen Kontaktierung eines Aluminiumdrahts
DE102012220353B4 (de) 2012-11-08 2015-11-26 Sauer Ultrasonic Gmbh Werkzeug, Werkzeugmaschine und Bearbeitungsverfahren
CN104425289B (zh) * 2013-09-11 2017-12-15 先进科技新加坡有限公司 利用激发的混合气体的晶粒安装装置和方法
KR101581424B1 (ko) * 2014-04-07 2015-12-30 한국과학기술연구원 이차전지 및 그 제조방법
US10475763B2 (en) * 2015-05-26 2019-11-12 Asm Technology Singapore Pte Ltd Die bonding apparatus comprising an inert gas environment
US10297567B2 (en) * 2015-12-18 2019-05-21 Intel Corporation Thermocompression bonding using plasma gas
TW201816909A (zh) * 2016-10-27 2018-05-01 矽品精密工業股份有限公司 安裝設備及安裝方法
US10754355B2 (en) * 2016-12-02 2020-08-25 Pacesetter, Inc. Weld shielding apparatus and method of use
JP6435004B2 (ja) * 2017-03-30 2018-12-05 オリジン電気株式会社 接合部材製造装置及び接合部材の製造方法
US11342302B2 (en) 2018-04-20 2022-05-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Bonding with pre-deoxide process and apparatus for performing the same
CN110391146B (zh) * 2018-04-20 2021-10-22 台湾积体电路制造股份有限公司 利用预先去氧化物工艺的接合及其执行装置
KR102225956B1 (ko) * 2018-10-19 2021-03-12 세메스 주식회사 다이 본딩 장치, 기판 본딩 장치, 다이 본딩 방법 및 기판 본딩 방법
JP7287647B2 (ja) * 2019-03-05 2023-06-06 株式会社新川 接合条件評価装置
CN111933602A (zh) * 2019-08-28 2020-11-13 格物感知（深圳）科技有限公司 去膜的铝硅键合工艺
WO2021229633A1 (ja) * 2020-05-11 2021-11-18 株式会社Fuji プラズマ発生装置、プラズマ発生方法、および制御装置
JP2022174463A (ja) * 2021-05-11 2022-11-24 澁谷工業株式会社 ボンディング装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW543352B (en) * 2001-04-17 2003-07-21 Plasmion Corp Method and apparatus for fabricating printed circuit board using atmospheric pressure capillary discharge plasma shower
CN1639853A (zh) * 2002-03-11 2005-07-13 东洋钢板株式会社 电子电路设备和其生产方法
CN1685490A (zh) * 2002-09-24 2005-10-19 须贺唯知 接合装置及接合方法
CN1685491A (zh) * 2002-09-26 2005-10-19 东丽工程株式会社 接合装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2537304B2 (ja) * 1989-12-07 1996-09-25 新技術事業団 大気圧プラズマ反応方法とその装置
JP2657850B2 (ja) * 1990-10-23 1997-09-30 株式会社半導体エネルギー研究所 プラズマ発生装置およびそれを用いたエッチング方法
JP3753194B2 (ja) * 1995-12-14 2006-03-08 セイコーエプソン株式会社 プラズマ処理方法及びその装置
US6320155B1 (en) * 2000-01-11 2001-11-20 Geomat Insights, Llc Plasma enhanced wire bonder
JP2002110613A (ja) * 2000-09-26 2002-04-12 Matsushita Electric Works Ltd プラズマ洗浄装置及びプラズマ洗浄方法
TW531801B (en) * 2000-11-14 2003-05-11 Sekisui Chemical Co Ltd Normal plasma processing method and processing device
US6693043B1 (en) * 2002-09-20 2004-02-17 Novellus Systems, Inc. Method for removing photoresist from low-k films in a downstream plasma system
JP2006134899A (ja) * 2002-11-28 2006-05-25 Toray Eng Co Ltd 接合方法および装置
JP2006134900A (ja) * 2002-11-28 2006-05-25 Toray Eng Co Ltd 接合方法および装置
JP2004228346A (ja) 2003-01-23 2004-08-12 Konica Minolta Holdings Inc 電子部品の実装装置及び実装方法
JP4147950B2 (ja) 2003-01-27 2008-09-10 松下電器産業株式会社 接合方法及び装置
JP4575839B2 (ja) * 2004-05-28 2010-11-04 パナソニック株式会社 接合装置及び接合方法
JP2006086311A (ja) * 2004-09-16 2006-03-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 部品実装方法および装置
US20070068623A1 (en) * 2005-09-27 2007-03-29 Yunsang Kim Apparatus for the removal of a set of byproducts from a substrate edge and methods therefor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW543352B (en) * 2001-04-17 2003-07-21 Plasmion Corp Method and apparatus for fabricating printed circuit board using atmospheric pressure capillary discharge plasma shower
CN1639853A (zh) * 2002-03-11 2005-07-13 东洋钢板株式会社 电子电路设备和其生产方法
CN1685490A (zh) * 2002-09-24 2005-10-19 须贺唯知 接合装置及接合方法
CN1685491A (zh) * 2002-09-26 2005-10-19 东丽工程株式会社 接合装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2004-228346A 2004.08.12

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Publication number Publication date
WO2007148836A3 (en) 2008-04-17
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