CN101546175A - 用于结合机的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于结合机的控制方法，该方法包括：将用于将芯片结合到结合目标上的结合头定位于初始位置；传送头拾取芯片并移动到初始位置，从而将该芯片传送到结合头；通过移动到预定位置的照相机，感测被传送到结合头的芯片的位置以及该芯片将被结合于结合目标上的位置，以计算位置变化量；在补偿位置变化量之后，通过结合头将芯片结合到结合目标上；以及升高结合头以移动到初始位置。根据本发明，用于将芯片结合到结合目标上的过程中的振动被最小化，并因而提高了结合过程的精度，并且缩短了用于结合过程的时间，因此可以增加生产率。

Description

用于结合机的控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于结合机(焊接机，bonding machine)的控制方法，更具体地说，涉及这样一种用于结合机的控制方法，该方法能够缩短用于结合芯片的时间并且能够使结合机中的振动最小化。

背景技术

通常，结合机用于通过将诸如半导体芯片的微型部件结合至封装件而在芯片与封装件之间建立电性互连。半导体芯片可以通过热压缩或超声波结合方法而结合于封装件。

图1是示出示例性结合机的示意图，并且图2是局部地示出该结合机的侧视图。

结合机具有基架100，该基架设置有引导单元200和传送单元300，所述引导单元用于沿其传送设置有多个金属图案的引线框架或带，所述传送单元用于将引线框架或带传送到引导单元200或从引导单元200传送引线框架或带。下面，将引线框架或带称为结合目标F。

用于将芯片结合到结合目标F上的结合单元400设置于引导单元200上方，并且结合工作台500位于引导单元200下方以便可以上下移动。

结合单元400包括：头框架420，位于连接到基架100的子框架410处，从而可前后(即，沿Y轴方向)滑动；第一驱动单元(未示出)，用于驱动头框架420；结合头430，安装于头框架420处，从而可左右(即，沿X轴方向)、上下(即，沿Z轴方向)以及沿转动方向移动，并且可操作用来拾取芯片以结合该芯片；第二驱动单元440，用于左右移动结合头430；第三驱动单元450，用于上下移动结合头430；第四驱动单元460，用于转动结合头430；加热装置(未示出)；真空吸附单元(未示出)等。

照相机单元600位于子框架410下方，从而可前后移动。照相机单元600包括用于在目标上向上和向下聚焦的照相机610以及用于前后移动照相机610的照相机驱动单元(未示出)。照相机610通过照相机驱动单元的操作而向前移动，从而感测被吸附于结合头430的芯片的位置以及该芯片将要结合于结合目标F上的位置。

用于供应芯片的芯片供应单元700位于基架100处。并且，用于拾取由芯片供应单元700所供应的芯片并将所述芯片移动至预定位置的芯片传送单元800也位于基架100处。

芯片供应单元700包括：晶片台(未示出)，上面布置有多个芯片的晶片能够被安装于该晶片台上；台驱动单元(未示出)，用于移动晶片台；以及排出器(ejector)(未示出)，用于支撑布置于晶片上的芯片中的待被拾取的芯片。并且，晶片通过邻近于芯片供应单元700的晶片供应单元(未示出)而被供应到晶片台上。

芯片传送单元800包括：引导框架810，安装于基架100处；传送头820，可移动地安装于引导框架810，并且可操作用来拾取布置在芯片供应单元700处的晶片上的芯片；以及头驱动单元830，用于移动传送头820。

图3是示出结合机主要部件的操作过程的各步骤的顺序图。参照该图，将对结合机的操作进行描述。

首先，通过传送单元300的操作，将结合目标F沿引导单元200移动预定距离。操作芯片传送单元800的头驱动单元830，因而相应地，传送头820拾取安装在晶片台上的晶片上的芯片，然后将该芯片移动到芯片传送位置P1(图3中的步骤A1)。

通过结合单元400的第一和第二驱动单元的操作，将结合头430从初始位置P2移动到芯片传送位置P1的上方(图3中的步骤A2)。结合头430通过第三驱动单元450的操作而下降，然后吸附由芯片传送单元800的传送头820拾取的芯片。

通过照相机驱动单元的操作，照相机610朝向预定位置P3向前移动。当结合头430移动到芯片传送位置时，照相机610同时移动到预定位置P3(图3中的步骤A2)。

在结合头430于芯片传送位置P1处吸附已被吸附到传送头820上的芯片之后，通过第一、第二和第三驱动单元的操作将结合头430移动到其初始位置P2(图3中的步骤A3)。当结合头430移动到其初始位置P2时，将一移动完成信号传送到控制单元(未示出)。

结合头430的初始位置P2和照相机的预定位置P3位于同一条线上。

在结合头430移动到其初始位置P2的情况下，在照相机610感测到被吸附于结合头430的芯片所在的位置以及该芯片将被结合到结合目标F上的位置之后，计算被吸附于结合头430的芯片的位置与结合目标F上的结合位置之间的变化量。接着，在照相机610向后移动之后，通过所述变化量补偿结合头430的位置，并且移动结合头430的位置，以便将吸附于结合头430的芯片结合到结合目标F上的结合位置上(图3中的步骤A4)。在结合头430将芯片结合到结合目标F上的同时，结合工作台500支撑结合目标F。

在芯片通过结合头430而被结合到结合目标F上之后，结合头430向后移动直至到达其初始位置P2，并且通过传送单元300的操作而将结合目标F(即，下一个引线框架或带)移动特定距离。而且，传送头820拾取布置在晶片台处的晶片上的另一芯片，并且移动到芯片传送位置P1。

将结合头430从其初始位置P2移动到芯片传送位置P1，并且吸附由传送头820拾取的另一芯片。通过上述过程，将另一芯片结合到结合目标F上的结合位置上。

当重复进行上述过程时，布置在晶片上的芯片就被结合到结合目标F上。

但是，在根据现有技术的用于结合机的控制方法中，结合头430被移动到芯片传送位置P1，以便从已拾取了芯片的传送头820接收芯片，这导致结合头430的振动和缓慢移动。

即，为了将结合头430移动到芯片传送位置，结合头430与安装有结合头430的头框架、以及安装于头框架处的第一、第二、第三和第四驱动单元一起移动。由于这些笨重的移动部件，所以产生了较大的振动，并且结合头430不能快速地移动。因此，结合过程的精度降低，并且该过程花费较长的时间。

而且，由于应该在结合头430吸附由传送头820拾取的芯片并接着移动到初始位置P2之后检查移动完成信号，从而可能延迟结合过程。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种用于结合机的控制方法，该控制方法能够缩短结合芯片所需的时间并将结合机中的振动最小化。

如此处所实施并广泛描述的，为了达到这些和其它优点并且根据本发明的目的，提供了一种用于结合机的控制方法，该方法包括：将用于将芯片结合到结合目标上的结合头定位于初始位置；传送头拾取芯片并移动到初始位置，从而将该芯片传送到结合头；通过移动到预定位置的照相机，感测被传送到结合头的芯片的位置以及该芯片待被结合于结合目标上的位置，从而计算位置变化量；在通过结合头补偿位置变化量之后，将芯片结合到结合目标上；以及升高结合头以移动到初始位置。

传送头将芯片传送到结合头的操作以及将照相机移动到预定位置的操作同时进行。

在传送头将芯片传送到结合头的操作以及将照相机移动到预定位置的操作同时进行的情况下，结合头、传送头和照相机位于同一条线上。

在照相机被移回到其初始位置的同时，结合头可以补偿位置变化量，然后下降，以便将吸附于结合头的芯片结合到结合目标上。

而且，结合头可以补偿位置变化量，同时下降以便将被吸附于结合头的芯片结合到结合目标上。

本发明的上述和其他的目的、特征、方面和优点将通过下面结合附图的本发明的详细描述而变得更加显而易见。

附图说明

附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解且被结合进来并构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来解释本发明的原理。

附图中：

图1是局部地示出了一般结合机的一个实例的示意性主视图；

图2是局部地示出了该结合机的放大侧视图；

图3是示出了用于结合机的现有技术控制方法中的各步骤的顺序图；

图4是局部地示出了一结合机的放大侧视图；

图5是示出了根据本发明一个实施例的用于结合机的控制方法的流程图；以及

图6是示出了根据本发明一个实施例的用于结合机的控制方法中的各步骤的顺序图。

具体实施方式

现在将详细描述本发明的优选实施例，附图中示出了本发明的实例。

如图1和4所示，结合机包括：引导单元200，安装于基架100处，从而引导结合目标F的传送；传送单元300，安装于引导单元200处，从而传送结合目标F；结合单元400，设置于引导单元200上方，从而将芯片结合到结合目标F上；结合工作台500，位于引导单元200下方；芯片供应单元700，位于基架100处，从而供应芯片；芯片传送单元800，将芯片从芯片供应单元700传送到结合单元；以及照相机单元600，感测被吸附于结合单元400的芯片的位置以及该芯片将要结合到结合目标F上的位置。

结合单元400包括：头框架420，位于连接于基架100的子框架410处，以便可前后(即，沿Y轴方向)滑动；第一驱动单元470，用于驱动头框架420；结合头430，可移动地安装于头框架420处，并且可操作用来拾取并结合芯片；第二驱动单元440，用于左右移动结合头430；第三驱动单元450，用于上下移动结合头430；以及第四驱动单元460，用于转动结合头430。另外，结合头430设置有加热装置480以及用于吸附芯片的真空吸附单元(未示出)。

从结合目标F到结合单元400的高度比现有技术的结合机中的该高度高。此处，该高度可以通过子框架410调节。

结合工作台500位于基架100处，并且通过上下移动而支撑结合头430。

芯片供应单元700包括：晶片台(未示出)，上面布置有多个芯片的晶片可被安装于该晶片台上；台驱动单元(未示出)，用于移动晶片台；以及排出器(未示出)，用于支撑布置于晶片上的芯片中的待被拾取的芯片。并且，晶片通过邻近于芯片供应单元700的晶片供应单元(未示出)而被供应到晶片台上。

芯片传送单元800包括：引导框架810，安装于基架100处；传送头840，可移动地安装在引导框架810处，并且拾取布置在芯片供应单元700处的晶片上的芯片；以及头驱动单元830，用于移动传送头840，从而将由传送头840拾取的芯片传送到结合头430。

照相机单元600位于子框架410下方，从而可前后移动。照相机单元600包括用于在目标上向上和向下聚焦的照相机610以及用于前后移动照相机610的照相机驱动单元(未示出)。照相机610通过照相机驱动单元的操作而移动到预定位置，从而感测被吸附于结合头430的芯片所在的位置以及该芯片将要结合于结合目标F上的位置。

由于从结合目标F到结合单元400的高度比现有技术中的该高度高，所以照相机610和传送头840两者被同时设置于结合目标F与结合头430之间。

因此，传送头840将芯片传送到结合头430的位置、为照相机610的预定位置以及结合头430可以布置于同一条竖直线上。

传送头840将芯片传送到结合头430的位置在照相机610的预定位置的上方。

图5是示出了根据本发明的用于结合机的控制方法的一个实施例的流程图，并且图6是示出了根据本发明的用于结合机的控制方法中的结合机操作步骤的顺序图。

将参照图5和6描述用于结合机的控制方法的实施例。

首先，通过传送单元300的操作，将结合目标F沿引导单元200移动预定距离。

将结合单元的结合头430定位于其初始位置P2处(图6中的步骤B1)。

通过头驱动单元830的操作，传送头840从安装于晶片台上的晶片上拾取芯片并且移动到被定位于初始位置P2处的结合头430，从而将该芯片传送到结合头430(图6中的步骤B2)。这里，传送头840被定位于结合头430的下方，从而将吸附于传送头840的芯片定位于结合头430的吸附表面上。

接着，结合头430吸附由传送头840传送的芯片。

通过照相机驱动单元的操作，将照相机610移动到其预定位置P3。移动到预定位置P3的照相机610进而被设置于结合头430与结合目标F之间。

优选地，传送头840将芯片传送到结合头430的操作以及照相机610移动到预定位置P3的操作同时进行。从而，结合头430、传送头840和照相机610都布置于同一条线上，并且传送头840位于照相机610的上方(图6中的步骤B2)。

在将芯片传送到结合头430之后，传送头840移动到芯片供应单元700，以便拾取晶片上的另一芯片。

照相机610感测被吸附于结合头430的芯片所在的位置以及该芯片将被结合到结合目标F上的位置。接着，通过照相机610计算所感测到的位置之间的变化量。

通过照相机驱动单元的操作，将照相机610移回到其初始位置。

在照相机610移回到其初始位置的同时，结合头430补偿芯片的位置与初始位置P2处的结合位置之间的变化量。

当照相机610移回到其初始位置并且结合头430同时下降时，将吸附于结合头430的芯片结合到结合目标F上的结合位置(图6中的步骤B3)。

可替换地，被吸附于结合头430的芯片的位置与结合目标F上的结合位置之间的变化量可以在结合头430下降到结合目标F上的结合位置的同时而被补偿。

在结合头430将芯片结合到结合目标F上的结合位置的同时，结合工作台500支撑结合目标F和结合头430。特别地，结合工作台500支撑结合目标F的下表面，从而通过加热和按压操作，结合头430可以将该芯片结合到结合目标F上。

通过根据位置变化量而沿X轴方向、Y轴方向和转动方向移动结合头，结合头将吸附于结合头430的芯片的位置与结合目标F上的结合位置彼此对齐。这里，分别通过第一驱动单元470、第二驱动单元440和第四驱动单元460，结合头430沿X轴方向、Y轴方向和转动方向移动。并且，通过第三驱动单元450的操作，结合头430向下移动。

吸附于结合头430的芯片的位置与结合目标F上的结合位置之间的变化量(例如，相对偏移量)主要根据通过传送头840传送到结合头430的芯片被吸附于结合头430的吸附表面上的位置而产生。这里，该位置变化量是微小的。同时，当通过传送单元300将结合目标F传送预定距离时，该位置变化量可能由传送距离的误差而微小地产生。

一旦结合头430将芯片结合到结合目标F上，就将结合头430向上移动，从而将结合头移动到其初始位置P2。并且，当通过传送单元300的操作而将结合目标F移动预定距离时，用于另一芯片的结合位置位于初始位置P2的下方。优选地，结合头430移动到其初始位置P2的操作以及传送单元300移动结合目标F的操作同时进行。

一旦结合头430移回到初始位置P2，则传送头840移动，以将由传送头840拾取的另一芯片传送到移动至初始位置P2的结合头430。

通过上述过程将吸附于结合头430的另一芯片结合到结合目标F上的结合位置上。

当重复进行上述过程时，布置在芯片供应单元700处的晶片上的芯片结合到结合目标F(诸如设置有多个金属图案的引线框架或带)上。

在本发明中，当结合头430位于其初始位置P2时，芯片传送单元800的传送头840拾取芯片并将该芯片传送到结合头430的下方。因此，结合头430吸附被传送的芯片，从而将该芯片结合到结合目标F上。

由于传送头840拾取芯片并将该芯片直接传送到结合头430，所以能够减少结合头430的必要移动。在现有技术的控制方法中，在被移动到芯片传送位置P1之后，结合头430向下移动以吸附由传送头840拾取的芯片，然后移回到初始位置P2，因此，结合头430的移动相当多。但是，根据本发明，由于传送头840拾取芯片并将该芯片传送到位于初始位置P2的结合头430，所以结合头430可以移动很少。

由于减少了结合头430的移动(具体地说，沿水平方向的移动)，所以由于结合头430的移动而产生的振动较小，并且缩短了进行结合过程所需的时间。

同时，由于传送头840移动到位于初始位置P2处的结合头430以传送芯片，所以传送头840移动得较远。但是，由于传送头840相对较轻，所以产生的振动较小，并且传送头840移动得较快，因此缩短了进行结合过程所需的时间。

另外，由于将传送头840定位于结合头430下方以将芯片传送到结合头430的操作以及将照相机单元600的照相机610移动到预定位置的操作同时进行，所以与照相机610和传送头840分别顺序地移动相比，可以缩短进行结合过程所需的时间。

同时，由于结合头430的位置(即结合单元400的位置)比现有技术中所实施的位置稍高以便允许将传送头840和照相机610同时定位于结合头430与结合目标F之间，所以结合头430被更远地移动到结合目标F上的结合位置。但是，与结合头430移动到芯片传送位置的现有技术相比，移动距离大大缩短，并且结合头430竖直地移动，从而产生较小的振动。

另外，在本发明中，不执行现有技术中将结合头430传送到芯片传送位置P1以获取芯片并将结合头再次移动到初始位置P2以检查移动完成信号的步骤，因而进一步缩短了该过程所需的时间。

如上所述，在本发明中，用于将芯片结合到结合目标F上的过程中的振动被最小化，因此提高了结合过程的精度，并且因此可以提高结合机的可靠性，而且缩短了用于结合过程的必要时间，因此可以增加生产率，从而能够增强结合机的竞争力。

上面的实施例和优点仅是示例性的，不应被认为是限制本公开。本教导可以很容易应用于其它类型的装置。本说明书是示例性的，并不用来限制权利要求的范围。对于本领域技术人员来说，许多替换方式、修改、和变型将是显然的。此处所描述的示例性实施例的特征、结构、方法、和其它性质可以以多种方式结合以获得附加的和/或可替换的示例性实施例。

由于在不脱离本发明的精神的前提下可以以多种形式实施本发明，所以还应该理解，除非以其它方式指明，否则上述实施例不限于上面描述中的任何细节，而是应该在所附权利要求所限定的范围内广泛构造，从而落在权利要求的界限和范围或者这些界限和范围的等同物的范围内的所有变化和修改均旨在被所附权利要求所包括。

Claims (5)

1.一种用于结合机的控制方法，包括：

将用于将芯片结合到结合目标上的结合头定位于初始位置；

在传送头拾取芯片并移动到所述初始位置之后，将所述芯片传送到所述结合头；

通过移动到预定位置的照相机，感测被传送到所述结合头的所述芯片的位置以及所述芯片待被结合于所述结合目标上的位置，以计算位置变化量；

在补偿所计算的位置变化量之后，通过所述结合头将所述芯片结合到结合目标上；以及

升高结合头以将所述结合头移动到所述初始位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述传送头将芯片传送到所述结合头的操作以及所述照相机移动到预定位置的操作同时进行。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述传送头将芯片传送到所述结合头的操作以及所述照相机移动到预定位置的操作同时进行的情况下，所述结合头、所述传送头和所述照相机位于同一条线上。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述照相机被移回到其初始位置的同时，所述结合头补偿所述位置变化量，然后所述结合头下降，以便将已被传送到所述结合头的芯片结合到所述结合目标上。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述结合头补偿所述位置变化量的同时，所述结合头下降以将被传送到所述结合头的芯片结合到所述结合目标上。

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