CN111095504A - 无助焊剂焊球安装装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于晶片(12)上的多个焊球(86)的无助焊剂处理的系统，包括：可移动调节的真空支撑吸盘(18)，用于保持被处理的晶片(12)上多个焊球(86)的支撑。可移动调节的无助焊剂粘合剂施加器(32)在处理室内，按照与晶片(12)的粘合剂沉积关系布置。可移动调节的流体分配器在处理室内布置成按照施加的粘合剂最小化处理关系，针对施加到晶片(12)的无助焊剂粘合剂(38)。

Description

无助焊剂焊球安装装置
技术领域
本发明涉及用于制造附连有焊球的晶片、衬底、PCB或面板衬底芯片的装置，更具体地说，涉及在焊球安装装置中利用无助焊剂粘合剂对晶片进行放置处理的装置。
背景技术
焊球安装机通常具有如下工艺流程：在该工艺流程中，晶片由机械臂拾取并放置在助焊剂站上。通过该站上的对准标记将掩模对准晶片上的凸块焊盘。可通过模板或掩模施加助焊剂。助焊剂是不透明的，因此焊球安装对准标记将被焊剂对准模板覆盖，以防止焊剂覆盖焊球安装对准标记。使用焊球安装站处的光学视觉装置，通过焊球安装对准标记将掩模对准晶圆。检查之后，晶片将被放置到处理室内。污染是常见的。因此，不透明的焊剂需要几套模板和掩模。需要多套对准机构。
本发明的目的是克服现有技术的污染、浪费的材料和过多的时间的缺点。
本发明的另一个目的是减少现有技术系统的工艺步骤和开销。
本发明的又一个目的是提供一种晶片处理室，该晶片处理室利用光学器件确保焊球放置在其适当的位置，并且还利用光学器件识别并定位任何焊球错位。
本发明的再一个目的是提供一种清扫机构，以去除和回收晶片装置上任何过量提供的粘合剂。
本发明的简要说明
本发明包括一种布置到工艺的最初组装模块，其实现多个焊球到晶片的无助焊剂附连以供用于电子工业，所述工艺包括：在晶片上沉积无助焊剂的粘合剂；在晶片上的无助焊剂的粘合剂上吹压缩的干燥空气，以便控制其上无助焊剂的粘合剂的厚度；通过布置在晶片上的模版中的孔阵列，将焊球阵列放置到晶片上的无助焊剂粘合剂上；将附连到球安装头的底侧的线环阵列下降到晶片之上的模版上的焊球阵列；振动晶片之上的模版上的焊球阵列中的线环的阵列；在模版上的焊球阵列上吹压缩的干燥空气，以转移残留在晶片之上的模版上的任何多余的杂散焊球；以及抽真空并收集被吹过的压缩的干燥空气转移的任何多余的杂散焊球。该工艺包括：通过将多个焊球从球安装头投放在模版上将焊球阵列放置在晶片上的模版上；在三区真空吸盘上支撑晶片，以将晶片牢固地固定在其上；在三区真空吸盘内布置可垂直移动的支撑销阵列，以便通过气动销控制过程以可控方式实现晶片下降到真空吸盘上。最初的组装模块之后是进一步的处理，例如，其他晶片/焊盘处理模块中的热处理。
本发明还包括一种在晶片处理工艺容纳室中用于晶片上的多个焊球的无助焊剂处理的系统，所述系统包括：可移动调节的真空支撑吸盘，用于在晶片被处理时，在工艺容纳室内保持包含多个焊球的晶片的支撑；可移动调节的无助焊剂粘合剂施加器，在工艺容纳室内，按照粘合剂沉积关系布置在晶片上；以及可移动调节的流体帘分配器，在工艺容纳室内，布置成按照施加的粘合剂最小化处理关系，针对施加到晶片的任何无助焊剂粘合剂，向晶片施加流体帘，其中流体帘是压缩空气。本文中使用的术语“晶片”也可被称为电子工业中使用的晶片芯片、衬底或面板。
可移动调节的流体帘分配器优选地包括可移动地布置在被处理晶片上的空气喷嘴阵列。空气喷嘴和可移动调节的无助焊剂粘合剂施加器优选地均在同一龙门架装置上被支撑。系统包括与被处理的晶片相邻布置的利用真空的多余焊球收集容器，以便收集未经由模版中的孔通过传送被适当布置在晶片上的多余焊球。系统还包括可插入工艺容纳室或模块内的相机装置，用于在通过多余焊球收集容器去除多余焊球之后检查和分析所处理的晶片的焊盘位置准确性。
本发明还包括一种用于在晶片处理室内处理期间进行焊球至晶片附连的光学控制系统，所述系统包括：高架构件，所述高架构件在晶片处理室的上端支撑上部传感器装置；下部可移动调节的焊球和晶片真空支撑吸盘；以及可移动调节的模版掩模，所述可移动调节的模版掩模布置在吸盘和上部传感器装置之间，其中上部传感器在其球对准工艺期间，监视晶片上的焊球穿过可移动调节的模版掩模的对准。上部传感器被安装在上部龙门架装置上，其中上部传感器能够沿X和Y方向移动。上部传感器中的每一个包括相机，所述相机具有透镜组件、光传感器和人造光源。晶片真空支撑吸盘首先定位在相机下方相距一定垂直距离处，使得晶片处于焦点处，并且其中相机拍摄晶片的多个图像，以便传输到控制计算机。本发明还包括焊盘对准装置，用于将任何未对准的焊盘相对于其上布置的可移动调节的模版掩模重新定向。
本发明还包括一种在晶片处理工艺容纳室中处理晶片上的多个焊球的方法，所述方法包括：通过机械臂将带有焊盘的晶片提升到晶片处理工艺容纳室或模块中；通过从布置在晶片处理工艺容纳室内的可移动调节的真空吸盘延伸的多个可竖直移动的支撑销，在晶片处理加工容纳室内支撑带有焊盘的晶片；通过真空将带有焊球的晶片固定到多个真空杯上，每个真空杯布置在可竖直移动的支撑销的顶端；将可移动的支撑销缩回可移动调节的真空吸盘；从可移动调节的真空吸盘中的多个真空通道向带有焊盘的晶片的底侧施加进一步的真空，将带有焊盘的晶片固定于此；跨越可移动调节的真空吸盘上支撑的带有焊盘的晶片的上表面沉积无助焊剂的粘合剂；跨越带有焊盘的晶片的带有粘合剂的上表面吹压缩的干燥空气帘；在带有焊盘的晶片的表面上布置带有孔的模版；将多个焊球从带有焊盘的晶片上方支撑的球安装头投放至带有焊盘的晶片；在晶片上的焊球上方吹另外的压缩的干燥空气帘，以去除晶片上的多余焊球；从带有焊盘的晶片真空抽出并收集与带有孔的模版中孔未对准且未被容纳于其中的多余焊球；以及从带有焊盘的晶片处理容纳室中移出带有焊盘的晶片，用于其他处理室进行处理。该方法包括以下步骤：将振动的清扫装置下降到晶片处理容纳室中的带有焊盘的晶片和带有孔的模版上方的位置；在其上具有焊球的带有焊盘的晶片上振动清扫装置，以确保焊球位于带有孔的模版的孔内。沿模版的边缘施加真空，以实现从带有焊盘的晶片收集多余焊球。
本发明还包括一种在晶片芯片处理施加室中用于将焊球组装在带有焊盘的晶片芯片或衬底或面板上的工艺，所述工艺包括以下步骤：将晶片芯片以自动方式移动到晶片芯片处理施加室中；将晶片芯片下降到气动控制的支撑销装置上，所述气动控制的支撑销从可移动调节的真空吸盘垂直向上延伸；通过可移动调节的真空吸盘间的多个真空通道将晶片芯片固定到可移动调节的真空吸盘上；将龙门架支撑的粘合剂喷嘴和压缩空气传送嘴装置引入晶片芯片处理施加室；从粘合剂喷嘴，跨越下面的晶片芯片的上表面，喷粘合剂流体；将压缩的干燥空气帘从压缩的空气传送嘴喷到晶片芯片的上表面，以从其去除过量的粘合剂流体；在可移动调节的真空吸盘上粗对准晶片芯片；将带有孔的模版引入晶片芯片处理施加室内，处于晶片芯片的上方；在晶片芯片处理施加室内，通过龙门架上支撑的相机阵列相对于模版精确对准晶片；在晶片芯片处理施加室内，通过龙门架上支撑的验证相机验证模版相对于晶片芯片的对准；将X、Y和Z方向可移动的球安装头引入晶片芯片处理施加室；将多个焊球投放在晶片芯片上的带有孔的模版上；以及振动多个焊球上的线环装置，以便引导焊球进入晶片芯片的表面上的带有孔的模版的孔内；跨越带有孔的模版吹压缩的干燥空气帘，以将多余的焊球移动到模版的边缘；抽真空收集多余的焊球并存储供后面使用。该工艺包括以下步骤：跨越粘合剂吹压缩的干燥空气帘，以便从晶片去除过量的粘合剂；以及对准晶片上的最小化的粘合剂上的焊球。
本发明还包括一种在半导体工业中使用的晶片芯片组装装置，其中晶片芯片组装的一部分包括生产模块中的对准工艺，包括以下步骤：在可移动调节的吸盘上支撑带有焊盘的芯片；在带有孔的模版下移动可移动调节的吸盘和带有焊盘的芯片；将带有孔的模版保持在基板上的固定位置，其中孔限定独特的孔图案；在模块内且在模版上方支撑一对成像相机；捕捉带有孔的模版的独特的孔图案的至少一些孔的至少两个图像；以及将独特的孔图案的图像发送到控制计算机，进行存储和分析。该晶片芯片组装工艺可包括：将图像的孔的子集识别为复合特征；通过控制计算机按照全局坐标系，存储模版上复合特征的精确位置，其中坐标系相对于基板静止元件是固定的；在对准窗口上放置一对对准相机；通过每个对准相机捕捉带有焊盘的晶片的图像；通过控制计算机分析对准相机捕捉的图像；比较由成像相机和对准相机捕捉的图像，以确定模版中的孔和可移动调节的吸盘上的带有焊盘的晶片之间的相对方位；以及将可移动调节的吸盘支撑的带有焊盘的晶片移动到带有孔的模版下方的适当位置，等待在其上进行焊球部署。
附图说明
结合以下附图，本发明的目的和优点将变得更加明显，其中：
图1表示利用本发明的结构和原理的工艺步骤；
图2A、2B和2C以侧视图示出了将晶片装载到支撑盘上及在其上固定的自动过程；
图3A示出在施加室内装载的支撑吸盘的侧视图，施加室具有龙门控制的粘合剂喷涂装置和过量粘合剂去除装置；
图3B示出了图3A中表示的侧视图，其中龙门控制的粘合剂喷涂装置将粘合剂施加到处于吸盘顶部的晶片的顶面上；
图3C示出了图3B中表示的侧视图，其中龙门控制的过量粘合剂去除装置用于去除施加于此的过量粘合剂并且将该过量粘合剂从施加室排出；
图4A示出了经由适当的电路通过多个对准控制相机的操作和控制适当地对准在旋转控制的真空吸盘上的带有焊盘的晶片的侧视图；
图4B示出图4A所示的吸盘支撑的晶片的俯视图，其中对准控制相机本身由高架梁/龙门装置中的伺服电机控制；
图5以侧视图示出了其上真空固定晶片的吸盘，其上部具有孔对准模版，并且通过上部验证控制相机装置观察并控制；
图6A以俯视图示出其上布置多个焊盘的晶片；
图6B示出与下方布置的晶片对准的孔对准模版；
图7以俯视图示出了安装在可移动龙门上的对准相机装置，可移动龙门支撑在模版之上，模版固定在基板上的固定位置；
图8类似于图7，以俯视图示出晶片之上支撑并锁定位置的对准相机装置；
图9以俯视图示出对准相机拍摄的晶片图像和对准相机拍摄的模版图像，各自用于控制计算机的进一步处理以及模版下部的吸盘上的晶片的后续对准。
图10示出对准相机装置拍摄的多个模版孔的图像；
图11示出编号1模版图像与编号1晶片图像的比较以及编号2模版图像与编号2晶片图像的比较，以便于移动支撑吸盘在模版下方对齐；
图12A示出模版中的孔与晶片上的焊盘的未对准特征的复合，图12B示出现已正确放置的吸盘上支撑的装有焊盘的晶片的当前正确对齐的关系；
图13A示出晶片-模版对准的验证图像，此处示出晶片上的焊盘和其上的模版孔之间的正确对准；
图13B示出由验证相机拍摄的晶片-模版对准的验证图像，示出模版孔阵列之下装有焊盘的晶片的未对准的示例；
图14示出球安装过程，其中其上带有焊盘和粘合剂的真空吸盘升高与对准模版的下侧接触配合，并且多个焊球通过其上布置的球安装头引导到晶片焊盘上的正确位置；
图15示出通过多余焊球去除装置扫过去除多余焊球，以及多余焊球从模版上表面的同步回收；以及
图16示出光学检查装载的晶片，多个焊盘以及安装的焊球布置在其上。
本发明的详细描述
现在详细参照附图，尤其是图1，示出本发明的示意图，因为本发明涉及具有缩短的组装过程的无助焊剂焊球安装组件的工艺模块，该过程随后将需要垂直构造的热处理装置，如在姊妹申请中所述。在图1中大体叙述的工艺被更具体地描述如下：FOUP(frontoperating unified pod container前开式统一容器)具有自动装置，该自动装置将带有焊盘的晶片装载到处理室中；液体粘合剂被施加到晶片的上表面；过量的粘合剂通过压缩的干燥空气被驱离芯片，仅在其上留下一层薄膜；利用预对准器机械臂粗调晶片，然后将其装载到真空支撑吸盘上；光机械系统将晶片精确对准到一个对准的固定模版；通过模版中的孔将焊料球施加到晶片上的施加有粘合剂的焊盘上；进一步施加吹扫压缩的干燥空气，去除多余的球，多余的球由附近的真空抽吸系统回收；然后对晶片进行光学检查，以确认或根据需要校正球的位置。然后，适当装载的晶片将由机械臂撤回，以在其他模块中进行后续处理。
从图2A所示的侧视图开始，在以下附图中更具体地描述了上述过程，其中示出了机械臂10，该机械臂10将晶片12输送到温度和湿度受控的施加室14中。晶片12预载有多个焊球接收焊盘16。在施加室(模块)14内还布置有3独立区的真空吸盘18。多个支撑销20从支撑吸盘18的上表面延伸。如图2A和2B所示，支撑销20可垂直移动并且具有布置在其最高端或远端的真空杯22。如图2B所示，机械臂10将晶片12放置在支撑销20的上端上。如图2C所示，承载晶片12的支撑销20优选地被气动地完全抽入真空吸盘18中并成为凹入的销20。一旦晶片12接触吸盘18，布置在吸盘18内的多个真空通道24就被启动以将晶片12牢固地保持在适当位置。真空通道24在吸盘18的表面上分为三个区，每个区可以通过适当的计算机控制电路25彼此独立地控制。
图1中所记载工艺的下一步首先在图3A中示出，其中侧视图示出了施加室14具有下端，而不管真空支撑吸盘18是否位于该位置。龙门架30延伸到晶片14上方的腔室14内并处于腔室14内部，晶片12预先装载有其焊盘16，龙门架30可通过计算机控制的伺服电机以可控制的方式跨越移动(横向、纵向或双向)。粘合剂喷嘴阵列32布置在龙门架30的下端，从而能够通过龙门架30中的导管向其下方的晶片12上喷射液态粘合剂“b”。在龙门架30的下端还布置有“气刀”34，以便在必要时通过计算机控制的龙门架30移动，跨越下方的晶片12的宽度施加计算机控制的压缩干燥空气帘。龙门架30的启动在晶片12上方扫描喷嘴32和气刀34。
图3B示出了粘合剂“b”，在龙门架30横越(traverse)其下方的晶片12的宽度时该粘合剂“b”被喷射在带有焊盘的晶片12上、这意味着晶片12和焊盘16两者上。要注意的是，如图3B的右手侧所示，显示粘合剂“b”在晶片12上以及可能在焊盘16上具有过多的堆积。图3C表示在其下方的施加有粘合剂的晶片12上方的龙门架30的横越。
图3C中的龙门架30描绘了气刀34，该气刀34优选地包括喷嘴阵列92(在下文中进一步描述)，其在支撑在真空吸盘18上的载有粘合剂的晶片12的表面上扫过湿度和温度受控的压缩干燥空气帘。压缩的干燥空气可以垂直于或相对于晶片12的水平面成角度地吹出。压缩的干燥空气吹帘或气流的机械和/或蒸发作用将多余的粘合剂从晶圆12驱离，如施加室14的左侧所示，并通过其内部的下部排水口36进入收集容器(未显示)。在晶片12的右手侧上的示出的晶片12上的粘合剂38的薄膜如图3C所示。可以通过控制压缩干燥空气的流速、龙门架30的扫描速度、气刀34的位置或它们的喷嘴形状来控制变薄的粘合剂膜38的厚度。
在图4A中示出了由真空支撑吸盘18保持的晶片12的对准过程的侧视图，还示出了晶片12及其相应的焊盘16，其中焊盘16已经接收了其粘合剂“b”的薄膜。对准相机装置40布置在施加室14内，在龙门架装置42上，该相机装置40通过伺服电动机53和54在该龙门架装置42上沿X和Y方向可控制地移动。每个对准相机40包括透镜组件，光传感器或人造光源。同样在图4A中示出的真空支撑吸盘18被支撑，并且可以由多轴平台56在X，Y和Z方向上启动，并且可以通过控制计算机52经由相互作用在θ方向(绕z轴)上旋转。如图4B所示，将吸盘18首先定位在相机40下方的垂直距离处，使得晶片12处于焦点上。相机通过对准窗口，基板57上的开口55，观察晶片12。图4A中对准光束“I”表示相机的“视场”，该对准视场是从对准照相机对40中的一个发出向下指向下方的焊盘16阵列。在图4A中还示出了单独支撑和控制的验证相机62，将在下文中进一步描述。
图4B示出了一对对准摄像机40，它们安装在作为龙门架42的一部分的横梁44上，并且由计算机控制以便在该横梁44上沿X方向独立移动。梁44本身在Y方向上启动，但是梁44平行于X方向。每个相机40优选地包括用于该组件对准过程的透镜组件，光传感器和人造光源，真空吸盘18最初定位在相机40下方的垂直距离处，使得晶片12的表面处于焦点。然后，对每个相机40进行编程，以捕获晶片12上不同位置的图像，并将这些图像通过适当的电路52发送给控制计算机50。通过控制计算机50对该视觉信息进行处理，以指示晶片12在真空吸盘18上的精确位置。一旦确定了晶片12的精确位置，平台56通过电路52就按照指示启动吸盘18，以便将晶片12对准在适当的X、Y和θ方向上，如图4A所示，使得只需要单个附加的平移步骤以将晶片12的焊盘16直接对准在球模版60上的相应孔72的正下方，这在下文中描述的图5、图6A和6B中示出。
在图5的侧视图中示出了上文提到的带孔或带孔-球模版60，其布置在室14内真空支撑吸盘18的上方。示出的真空支撑吸盘18由其下方的平台56可移动地控制。示出了向下看的验证相机62，其安装在球模版60上方。验证相机62可以通过适当的计算机控制通过气动支撑装置63在“Z”方向上垂直移动。首先将晶片12从其对准相机装置40下方的位置沿“Y”方向平移至球模版60和验证照相机62正下方的位置。然后，将吸盘18上的晶片12沿“Z”方向移动，以使其接触或几乎接触球模版60的底部。当晶片12上升到球模版60且验证相机62处于其下位置时，球模版60和晶片12位于验证相机62的焦平面内。指示计算机控制的验证相机62拍摄晶片12上的单个位置的图像。控制计算机50使用此信息来确认晶片12和球模版60之间的最终对准。一旦确认，验证相机62就由受控的提升气动驱动器63升起，并避开球安装头70，如下面图6A和6B所示并且对其进行描述。
这些焊盘16中的每一个最终都应在X和Y方向上居中放置在球模版60中的孔72之一的下方。在图6A中以俯视图示出晶片12、其焊盘16与孔模版60之间的布置。左侧的图6B示出了晶片12本身，具有整齐对准的多个焊盘16。在右侧，图6A示出了具有多个焊盘16的晶片12本身。图6B中示出的模版60其上具有类似整齐对准的孔72阵列。当晶片12适当对准时，这些焊盘16中的每一个最终都应在X和Y方向上居中放置在球模版60中的孔72之一的下方。然后，控制计算机指示验证相机62拍摄这些对齐的焊盘16和孔72的子集的照片。如果控制计算机50确定相机视野内的所有焊盘16和孔72处于适当对准，则假定整个晶片16适当对准。
图7示出对准过程，其中在工具设置期间，在处理开始之前，龙门架42将两个对准相机40定位在模版60上方。模版60被保持在基板57上的固定位置，并且在其设置和处理过程中保持固定。模版60包含多个孔72和对应于将被处理的特定晶片12的独特孔图案。当每个相机40(两者)均位于模版60上时，每个相机捕获模版60的一部分的图像，该图像是孔72的整体图案的一部分。这些图像部分在图9中标识为模版图像#1(92)和模版图像#2(94)。这些图像部分92和94被发送到控制计算机50以进行存储和分析。如图10所示，每个图像捕获多个模版孔72。实际上，孔72的数量可以是数百个。一旦控制计算机50接收到图像，该图像和软件就识别出图像92或94内的孔96的子集，该孔的子集形成独特的图案，这将被称为“复合特征”。识别此复合特征后，视觉软件将确定复合特征的精确位置和方向。结果是，在训练期间，软件根据全局坐标系识别并记住两个复合特征在模板60上的精确位置。该“全局坐标”相对于工具的静止元件，例如基板57，是固定的。
然后，龙门架44将对准相机40和40在对准窗口55上进行定位，如图8所示。然后，相机位置被锁定在适当的位置，并且在晶片12的处理和生产期间全部保持固定。当处理晶片12时，如图4A所示，晶片12被装载到支撑吸盘18上，并定位在对准摄像机40和40下方。晶片12包含多个焊盘16。每个相机40和40捕获晶片12的一部分的图像，即整个焊盘图案的一部分。这些图像部分在图9中标识为晶片图像#1(93)和晶片图像#2(95)。然后将这些图像发送到控制计算机50进行分析。如图10所示，每个图像93和95可以捕获多个或更多焊盘16。一旦控制计算机50接收到图像93和/或95，该视觉软件就识别出图像93和/或95内的焊盘96的子集，该子集形成独特的图案，类似于模版60上的“复合特征”。识别出复合特征后，视觉软件现在将模版图像#1(92)与晶片图像#1(93)，模版图像#2(94)与晶片图像#2(95)进行比较，图11示出该比较。软件计算支撑吸盘18必须做出的X、Y、Z和θ(Theta)运动，使得每对晶片模版复合特征的最终位置和取向将如图12B所示匹配，然后控制计算机50通过适当的电路52命令支撑吸盘18执行这些计算出的运动。晶片12因此被对准并且被向上接近或与模版60的底部接触。
在支撑吸盘18完成其运动并且晶片12在模版60下方的位置之后，必须确认晶片与模版的对准。为此，验证相机62捕获模版60和晶片12的单个图像。该图像被标记为“验证图像”97，如图9所示。与对准相机40和40一样，验证相机62捕获整个孔-焊盘图案的子集。验证相机62将该图像发送到控制计算机50，在该计算机上视觉软件识别该图像中的孔72和焊盘16。视觉软件计算每个焊盘16和每个孔72的中心，并进行比较。基于焊盘16的中心和孔72的中心的相对位置，软件程序确定晶片12和模版60的最终对准是如图13A所示的验证图像一样的良好，还是如图13B所示的验证图像一样地差。如果晶片12和模版16完全对准，则每个焊盘16的中心将与孔72的中心匹配，如图13A所示的验证图像所示。
在图14中表示了球安装过程，其中如图14和图15所示，已将晶片12升高到模版60的底部。球形安装头70通过其一侧被自动地带入施加室14中，并被可控制地降低到模版60中的孔72附近，球形安装头70通过“粗”“Y”方向气动控制装置78和“Z”向气动控制装置80计算机控制。下文将进一步讨论图14所示的“精细”“Y”方向气动控制装置74。粗“Y”方向气动控制装置78将球安装头70移开验证相机62。在一个优选实施例中，球安装头70是横向延伸的清扫构件82的阵列，在一个优选实施例中，清扫构件82由附连到球安装头70的下侧的细线圈或线环83组成。在另一个优选实施例中，薄的柔性刷(为附图清楚起见，未示出)代替在球安装头70的下侧上的线圈或线环83。那些清扫构件82、或者更具体地讲在球形安装头70下方的那些线环83几乎接触或几乎不接触模版60。球安装头70内的储存器84被编程为释放一定数量的焊球86，从而将其分散在模版60的上表面上。控制计算机50通过适当的电路52来启动波发生器88，以开始振动清扫构件82，优选地是线环83，以与模版60的表面上的焊球86进行刷式接触。线83(或清扫构件82刷)的刷振动接触焊球86，并且线83的振动导致焊球86移动。当焊球在模版60上移动时，它们掉入模版中的孔72，并粘在适当地排列在其下方的涂有粘合剂“b”的晶片焊盘16上。通过以不同的尺寸来回摆动线，例如使用安装在球安装头70上的精细“Y”气动控制驱动器74仅几毫米的摆动，连同安装在球安装头70上的其他单独的驱动器78和80，进一步促进了焊球86的分布和模版60中的孔60的填充，再次如图14所示。在将焊球86分布到模版60的表面上的孔72间之后，可控地作用球安装头70，使其向上移动并避开下面在图15中详述的压缩干燥空气清扫。
图15中再次示出了先前讨论的焊球清扫和回收。一旦焊球86穿过模版60中的孔72并粘在晶片12上的带有粘合剂的焊盘16上，就启动气刀34以扫过带有焊球的模版60的表面，由此当气刀34在由气动臂94承载时而使气刀34运动时，从其喷嘴92产生压缩干燥空气的气帘。在压缩的干燥空气气帘扫过带有焊球的模版60之前，驱动未正确地固定到晶片12的焊盘16上的粘合剂“b”上的多余焊球86，从而使松散的焊球86朝向处于压缩干燥空气吹扫过程的下游端的真空收集容器90行进。因此，那些未落入模版60中的接收孔72中的焊球86在气刀34(压缩的干燥空气喷嘴装置92)前被扫走，并被收集容器90捕获。这些焊球86可以在另外的晶片的进一步处理中重新使用。
在图16中示出了对最终组装的晶片12的光学检查。具有其适当的焊盘16阵列和多个焊球86的晶片12由真空支撑吸盘18承载。用于对准扫描的(线扫描)相机98向下排列，其包括透镜组件、人造光源中的光传感器，同时其下方的真空支撑吸盘18则通过线扫描相机98的视场支撑组装的晶片12的运动，以产生整个晶片12的合成图像。该图像由控制计算机50处理，以确认晶片12上的每个焊球86的对准，以确定是否存在任何缺失或多余的可能必须处理的焊球86。本发明的另一实施例包括上文通过单组光学器件(相机)描述的多个相机，用于对准和最终检查。

Claims (23)

1.一种工艺，其用于实现多个焊球到布置于晶片上焊盘阵列上的无助焊剂组装以便构成晶片产品，从而实现晶片产品在电子工业中的应用，所述工艺包括：
在所述晶片上沉积无助焊剂的粘合剂；
在晶片上的无助焊剂的粘合剂上吹压缩的干燥空气，以便控制其上无助焊剂的粘合剂的厚度；
在晶片上布置可移动的带有孔的模版；
将带有焊盘的晶片与带有孔的模版对准；
通过计算机光学视觉系统验证：对准的带有焊盘的晶片和带有孔的模版已对准；
通过布置在晶片上的带有孔的模版中的孔阵列，将焊球阵列放置到晶片上的无助焊剂粘合剂上；
将附连到球安装头的底侧的线环阵列下降到模版上的焊球阵列；
振动在模版上的焊球阵列中的线环的阵列，以进一步导致球穿过模版中的孔；
在模版上的焊球阵列上吹压缩的干燥空气，以转移残留在模版上的任何多余的杂散焊球；
抽真空并收集被吹过的压缩干燥空气转移的任何多余的杂散焊球。
2.如权利要求1所述的工艺，包括以下步骤：
通过将多个焊球从球安装头投放在模版上将焊球阵列放置在晶片上。
3.如权利要求1所述的工艺，包括以下步骤：
在三区真空吸盘上支撑晶片，以将晶片牢固地固定在其上。
4.如权利要求3所述的工艺，包括以下步骤：
在三区真空吸盘内布置可垂直移动的支撑销阵列，以便通过气动销控制过程以可控方式实现晶片下降到真空吸盘。
5.一种在晶片处理工艺容纳室中用于晶片上的多个焊球的无助焊剂处理的系统，所述系统包括：
可移动调节的真空支撑吸盘，用于在晶片被处理时，在工艺容纳室内保持包含多个焊球的晶片的支撑；
可移动调节的无助焊剂粘合剂施加器，在工艺容纳室内，按照粘合剂沉积关系布置在晶片上；以及
可移动调节的流体帘分配器，在工艺容纳室内，布置成按照施加的粘合剂最小化处理关系，针对施加到晶片的任何无助焊剂粘合剂，向晶片施加流体帘，其中流体帘是压缩空气。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述可移动调节的流体帘分配器包括可移动地布置在被处理晶片上的空气喷嘴的阵列。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述空气喷嘴和所述可移动调节的无助焊剂粘合剂施加器均在同一龙门架装置上被支撑。
8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，包括与被处理的晶片相邻布置的利用真空的多余焊球收集容器，以便收集未被适当布置在晶片上的多余焊球。
9.如权利要求5所述的系统，其特征在于，包括可插入工艺容纳室内的相机装置，用于在通过多余焊球收集容器去除多余焊球之后检查和分析所处理的晶片的焊盘位置准确性。
10.一种用于在晶片处理室内处理期间将焊球附连至晶片的光学控制系统，所述系统包括：
高架构件，所述高架构件在晶片处理室的上端支撑上部传感器装置；
下部可移动调节的焊球和晶片真空支撑吸盘；以及
可移动调节的模版掩模，所述可移动调节的模版掩模布置在吸盘和上部传感器装置之间，其中上部传感器装置在其球对准工艺期间，监视晶片上的焊球穿过可移动调节的模版掩模的对准。
11.如权利要求10所述的光学控制系统，其特征在于，上部传感器被安装在上部龙门架装置上，其中上部传感器能够沿X和Y方向移动。
12.如权利要求11所述的光学控制系统，其特征在于，上部传感器中的每一个包括相机，所述相机具有透镜组件、光传感器和人造光源。
13.如权利要求12所述的光学控制系统，其特征在于，所述晶片真空支撑吸盘首先定位在相机下方的一定垂直距离处，使得晶片处于焦点处，并且其中相机拍摄晶片的多个图像，以便传输到控制计算机。
14.如权利要求13所述的光学控制系统，其特征在于，包括焊盘对准装置，用于将任何未对准的焊盘相对于其上布置的可移动调节的模版掩模重新定向。
15.一种在晶片处理工艺容纳室中处理晶片上的多个焊球的方法，所述方法包括：
通过机械臂将带有焊盘的晶片提升到晶片处理工艺容纳室中；
通过从布置在晶片处理工艺容纳室内的可移动调节的真空吸盘延伸的多个可竖直移动的支撑销，在晶片处理加工容纳室内支撑带有焊盘的晶片；
通过真空将带有焊球的晶片固定到多个真空杯上，每个真空杯布置在可竖直移动的支撑销的顶端；
将可移动的支撑销缩回可移动调节的真空吸盘；
从可移动调节的真空吸盘的多个真空通道向带有焊盘的晶片的底侧施加进一步的真空，将带有焊盘的晶片固定于此；
跨越可移动调节的真空吸盘上支撑的带有焊盘的晶片的上表面沉积无助焊剂的粘合剂；
跨越带有焊盘的晶片的带有粘合剂的上表面吹压缩的干燥空气帘；
在带有焊盘的晶片上布置带有孔的模版；
将带有焊盘的晶片移动到带有孔的模版之下；
将多个焊球从带有焊盘的晶片上方支撑的球安装头投放至带有焊盘的晶片；
在晶片上的焊球上方吹另外的压缩的干燥空气帘，以增进焊球到晶片上并且去除晶片上的多余焊球；以及
从带有焊盘的晶片真空抽出并收集带有孔的模版中未对准的多余焊球；以及
从带有焊盘的晶片处理容纳室中移出带有焊盘的晶片，用于其他处理室进行处理。
16.如权利要求15所述的方法，包括以下步骤：
将振动的清扫装置下降到晶片处理容纳室中的带有焊盘的晶片上方的位置；
在其上具有焊球的带有焊盘的晶片上振动清扫装置，以确保焊球位于带有孔的模版的孔内。
17.如权利要求16所述的方法，包括以下步骤：
沿模版的边缘施加真空，以实现从带有焊盘的晶片收集多余焊球。
18.一种在晶片芯片处理施加室中用于将焊球组装在带有焊盘的晶片的工艺，所述工艺包括以下步骤：
将附连焊球的焊盘的阵列施加到晶片芯片的上表面；
将晶片芯片以机器方式移动到晶片芯片处理施加室中；
将晶片芯片下降到气动控制的支撑销装置上，所述气动控制的支撑销从可移动调节的真空吸盘垂直向上延伸；
通过可移动调节的真空吸盘间的多个真空通道将晶片芯片固定到可移动调节的真空吸盘上；
将龙门架支撑的粘合剂喷嘴和压缩的空气传送嘴装置引入晶片芯片处理施加室；
从粘合剂喷嘴，跨越下面的晶片芯片的上表面，喷射粘合剂流体；
将压缩的干燥空气帘从压缩的空气传送嘴喷到晶片芯片的上表面，以从其去除过量的粘合剂流体；
在可移动调节的真空吸盘上粗对准晶片芯片；
将带有孔的模版引入晶片芯片处理施加室内，其处于晶片芯片的上方；
在晶片芯片处理施加室内，通过龙门架上支撑的验证相机验证模版相对于晶片芯片的对准；
将X、Y和Z方向可移动的球安装头引入晶片芯片处理施加室；
将多个焊球投放在晶片芯片上的带有孔的模版上；以及
振动多个焊球上的线环装置，以便引导焊球进入晶片芯片的表面上的带有孔的模版的孔内。
19.如权利要求18所述的工艺，包括以下步骤：
跨越粘合剂吹压缩的干燥空气帘，以便从晶片去除过量的粘合剂；
20.如权利要求18所述的工艺，包括以下步骤：
对准晶片上的最小化的粘合剂上的焊球。
21.一种在半导体工业中使用的晶片芯片组装，其中晶片芯片组装的一部分包括在芯片晶片组装生产模块中的光学晶片芯片对准工艺，包括：
在可移动调节的吸盘上支撑带有焊盘的芯片；
在带有孔的模版下移动可移动调节的吸盘和带有焊盘的芯片；
将带有孔的模版保持在基板上的固定位置，其中孔限定独特的孔图案；
在模块内且在模版上方支撑一对成像相机；
捕捉带有孔的模版的独特的孔图案的至少一些孔的至少两个图像；以及
将独特的孔图案的图像发送到控制计算机，进行存储和分析。
22.如权利要求21所述的晶片芯片组装工艺，包括：
将来自图像的孔的子集识别为复合特征；
通过控制计算机按照全局坐标系，存储模版上复合特征的精确位置，其中坐标系相对于基板静止元件是固定的。
23.如权利要求22所述的晶片芯片组装工艺，包括：
在对准窗口上放置一对对准相机；
通过每个对准相机捕捉带有焊盘的晶片的图像；
通过控制计算机分析对准相机捕捉的图像；
比较由成像相机和对准相机捕捉的图像，以确定模版中的孔和可移动调节的吸盘上的带有焊盘的晶片之间的相对方位；以及
将可移动调节的吸盘支撑的带有焊盘的晶片移动到带有孔的模版下方的适当位置，等待在其上进行焊球部署。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108022865B (zh) * 2017-11-16 2019-09-20 北京创昱科技有限公司 晶片定位及装载系统
KR20210058962A (ko) * 2018-09-28 2021-05-24 보스턴 프로세스 테크놀로지스, 아이엔씨. 다중 모듈 칩 제조 장치
JP7220554B2 (ja) * 2018-12-04 2023-02-10 東京エレクトロン株式会社 プローブ装置、及び、プローブ装置の調整方法
US11440117B2 (en) * 2019-09-27 2022-09-13 Jian Zhang Multiple module chip manufacturing arrangement
KR102249384B1 (ko) * 2020-07-17 2021-05-06 정관식 플럭스 프리 플립칩 패키지 제조장치 및 제조방법
KR102661443B1 (ko) * 2020-09-10 2024-04-30 세메스 주식회사 기판 처리 장치, 잉크젯 장치 및 메인터넌스 방법

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997032457A1 (en) * 1996-02-28 1997-09-04 Hitachi, Ltd. Method for manufacturing electronic circuit device
JP2000216199A (ja) * 1999-01-21 2000-08-04 Ricoh Co Ltd 異方性導電ペ―ストを用いた電子部品の接続方法およびそのためのコレット
CN101356866A (zh) * 2006-01-27 2009-01-28 揖斐电株式会社 焊锡球搭载方法及焊锡球搭载装置
US20090283575A1 (en) * 2008-05-15 2009-11-19 International Business Machines Corporation Techniques for arranging solder balls and forming bumps
CN101879641A (zh) * 2009-04-23 2010-11-10 株式会社日立工业设备技术 焊球印刷装置
CN102610535A (zh) * 2011-01-21 2012-07-25 三星半导体(中国)研究开发有限公司 植球装置、焊球拾取方法以及焊球安装方法
CN104347453A (zh) * 2013-08-01 2015-02-11 Psk有限公司 处理基板的装置和方法
CN105914165A (zh) * 2015-02-20 2016-08-31 株式会社日立制作所 基板处理装置、基板处理系统以及基板处理方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5468681A (en) * 1989-08-28 1995-11-21 Lsi Logic Corporation Process for interconnecting conductive substrates using an interposer having conductive plastic filled vias
US5431332A (en) * 1994-02-07 1995-07-11 Motorola, Inc. Method and apparatus for solder sphere placement using an air knife
US5872051A (en) * 1995-08-02 1999-02-16 International Business Machines Corporation Process for transferring material to semiconductor chip conductive pads using a transfer substrate
US6869008B2 (en) * 1998-05-29 2005-03-22 Hitachi, Ltd. Method of forming bumps
JP3619410B2 (ja) * 1999-11-18 2005-02-09 株式会社ルネサステクノロジ バンプ形成方法およびそのシステム
US7632750B2 (en) * 2006-07-07 2009-12-15 Semigear Inc Arrangement for solder bump formation on wafers
TWI273666B (en) * 2004-06-30 2007-02-11 Athlete Fa Corp Method and device for mounting conductive ball
US7918383B2 (en) * 2004-09-01 2011-04-05 Micron Technology, Inc. Methods for placing substrates in contact with molten solder
JP4896778B2 (ja) 2007-03-13 2012-03-14 アスリートＦａ株式会社 搭載装置およびその制御方法
JP5183250B2 (ja) 2007-04-16 2013-04-17 アスリートＦａ株式会社 マスクおよびこのマスクを用いたプリント配線板の製造方法
JP5098434B2 (ja) * 2007-05-21 2012-12-12 株式会社日立プラントテクノロジー ハンダボール印刷装置
JP2009253018A (ja) * 2008-04-07 2009-10-29 Shinkawa Ltd ボンディング装置及びボンディング方法
JP2010129929A (ja) 2008-11-28 2010-06-10 Canon Inc 基板保持装置、基板保持方法、露光装置およびデバイス製造方法
JP2009071332A (ja) 2008-12-15 2009-04-02 Athlete Fa Kk 導電性ボールを搭載するための装置
JP5251699B2 (ja) * 2009-04-23 2013-07-31 株式会社日立プラントテクノロジー ハンダボール印刷装置およびハンダボール印刷方法
KR101044135B1 (ko) * 2009-11-30 2011-06-28 삼성전기주식회사 인쇄회로기판의 제조방법
DE102011013172A1 (de) * 2011-02-28 2012-08-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Paste zum Verbinden von Bauteilen elektronischer Leistungsmodule, System und Verfahren zum Auftragen der Paste
US8921221B2 (en) * 2011-06-20 2014-12-30 International Business Machines Corporation IMS (injection molded solder) with two resist layers forming solder bumps on substrates
US20130147129A1 (en) * 2011-12-08 2013-06-13 Nan Ya Technology Corporation Wafer supporting structure
SG11201408451WA (en) * 2012-07-03 2015-01-29 Heptagon Micro Optics Pte Ltd Use of vacuum chucks to hold a wafer or wafer sub-stack
KR101980181B1 (ko) 2015-04-27 2019-05-20 아스리트 에프에이 가부시키가이샤 결속 선형 부재, 볼 투입 헤드, 볼 탑재 장치 및 볼 탑재 방법

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997032457A1 (en) * 1996-02-28 1997-09-04 Hitachi, Ltd. Method for manufacturing electronic circuit device
EP0884936A1 (en) * 1996-02-28 1998-12-16 Hitachi, Ltd. Method for manufacturing electronic circuit device
JP2000216199A (ja) * 1999-01-21 2000-08-04 Ricoh Co Ltd 異方性導電ペ―ストを用いた電子部品の接続方法およびそのためのコレット
CN101356866A (zh) * 2006-01-27 2009-01-28 揖斐电株式会社 焊锡球搭载方法及焊锡球搭载装置
US20090283575A1 (en) * 2008-05-15 2009-11-19 International Business Machines Corporation Techniques for arranging solder balls and forming bumps
CN101879641A (zh) * 2009-04-23 2010-11-10 株式会社日立工业设备技术 焊球印刷装置
CN102610535A (zh) * 2011-01-21 2012-07-25 三星半导体(中国)研究开发有限公司 植球装置、焊球拾取方法以及焊球安装方法
CN104347453A (zh) * 2013-08-01 2015-02-11 Psk有限公司 处理基板的装置和方法
CN105914165A (zh) * 2015-02-20 2016-08-31 株式会社日立制作所 基板处理装置、基板处理系统以及基板处理方法

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