CN113544834A - 具有加热式自动夹头更换器的裸片接合系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种裸片接合系统，其包括具有快速地加热及冷却，更换尖端以处置不同大小的裸片，且自动地装载及卸载尖端同时维持处置小于200um²的裸片所需的精度的能力的加热式接合头。

Description

具有加热式自动夹头更换器的裸片接合系统

相关申请案

本申请案主张2019年3月18日申请的第62/819,996号美国临时申请案的权益。本申请案的全文以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开涉及裸片接合系统，且更特定来说，涉及一种具有加热式自动夹头更换器、晶片加热器、对准相机及凸轮型晶片处置器的裸片接合系统。

背景技术

典型的裸片接合应用涉及将裸片放置在衬底上。这可在衬底处于环境温度(例如其中环氧树脂)或在升高的温度下进行，其中加热式衬底通常从下方加热到回流焊温度，同时接合头将裸片固持在衬底的顶部上(例如其中使用预先沉积的焊料或其中将裸片放在焊料预成型件的顶部上)。

当在同一衬底上回流焊多个裸片时，期望使接合头将裸片而非衬底加热到回流焊温度，以免影响(若干)任何先前附接的相邻裸片。

在其它情况下，例如当使用聚焦能量源(例如激光)从下方加热衬底时，期望加热裸片以最小化回流焊所需的激光能量，由此减少对裸片及衬底的热冲击。此外，聚焦能量源，如果依靠于提供过多热，那么可能引起衬底破裂，由此毁坏衬底。

迄今为止，加热式接合头通常已被设计用于专门应用，即接合头特定于裸片大小且被设计来保持稳定的温度。加热式接合头通常没有使其温度快速斜升或斜降或适应不同裸片大小的能力。

此外，加热式接合头在从常用的输入装置(例如华夫盘、gel-pack及晶片)拾取裸片时，需要被冷却到～50℃，因为输入装置是塑料托盘或膜且无法处置更高的温度。

另外，目前最先进的裸片接合系统利用各种技术来确保在开始接合操作之前裸片对其将接合到的晶片的平面度，然而，此类技术通常相对较慢，将裸片及/或衬底置于损坏风险，或必须在单个晶片上的每一裸片接合操作之前完成。例如，使用激光进行3d表面映射以确保裸片对晶片是平面的虽然准确，但必须在每次接合操作之前完成。使裸片对晶片自行平面化从而确保对准的万向节头，尽管相当快速且有效，但在对准期间可能引起衬底的刮擦，从而导致较低良率。

甚至再进一步，为了高精度裸片接合系统量化且最后减少最终放置误差，通常创建误差预算。这个误差预算通常分成各种类别，例如门架中的运动误差、成像误差、系统校准误差、在拾取裸片期间引入的误差及在将裸片放置在衬底上时引入的误差。可使用完善的方法(例如高性能门架系统、高质量成像光学装置及照明装置)及将系统保持在温度稳定的环境中以维持系统校准来最小化这些误差。然而，即使使用最先进的设备及技术，当取置系统拾取通常呈现于托盘中或直接从切割晶片拾取的小装置时，不可避免地引入‘拾取’误差。

一种最小化拾取误差的方式是使用位于门架工作区域中但安装在特定位置处的机器平台上的固定式面朝上相机。固定式相机使定位在裸片的底部上的裸片基准点成像，且计算‘拾取’误差。接着，当将裸片放置在其最终位置上时，门架系统解决拾取误差。虽然这通常是有效的，但其并非没有挑战及限制。

安装在机器平台上的固定式面朝上相机的位置必须精确地进行校准用于高精度接合。然而，环境温度或门架的任何变化(这通常是由于其电机生成的热所致)影响面朝上相机的校准且有时也被称为漂移。

一种解决由于热所致的面朝上相机‘漂移’的方式是每‘x’秒或分钟强制执行一次校准步骤。然而，这是耗时的且增加机器循环时间。

因此，需要一种具有加热式接合头的裸片接合系统，所述接合头具有以下能力：快速地加热及冷却、更换‘尖端’以处置不同大小的裸片、自动装载及卸载尖端同时维持处置小于200um²的裸片所需的精度，且最小化拾取误差及晶片破裂的可能性同时快速地且有效地确保(若干)裸片对晶片的平面度，优选情况是每晶片仅需要一个平面化程序。

发明内容

本文中公开一种裸片接合系统，其包括具有快速地加热及冷却，更换尖端(其可在本文中被称为末端执行器)以处置不同大小的裸片，且自动地装载及卸载尖端同时维持处置小于约200um²的裸片所需的精度的能力的加热式接合头。

在实施例中，所述裸片接合系统进一步包括搁置在凸轮上的晶片处置器，所述凸轮允许将其对裸片接合头的迅速平面化且在使用同一晶片的后续裸片接合操作之间不需要重新平面化。

在进一步实施例中，所述裸片接合系统还包括衬底加热器，所述衬底加热器起作用以使用基本上包围其中待接合裸片的区域的接触式加热器从下方加热晶片，从而允许其在聚焦能量源(例如激光)瞄准穿过其以供应实行裸片接合操作所必需的额外热之前进行预热，由此最小化晶片破裂及错位的机率。

本文中所描述的特征及优点并非无所不包的且特定来说，鉴于附图、说明书及权利要求书，许多额外特征及优点对于所属领域的一般技术人员来说将是显而易见的。此外，应注意，说明书中所使用的语言主要出于可读性及指导目的而选择，且并非为了限制发明标的物的范围。

附图说明

图1是根据本公开的实施例的凸轮可调晶片台及晶片预热器的等距视图；

图2是根据本公开的实施例的凸轮可调晶片台、晶片预热器及聚焦能量源的等距视图；

图3是根据本公开的实施例的凸轮可调晶片台及聚焦能量源的截面视图；

图4是根据本公开的实施例的具有晶片支撑结构的凸轮可调晶片台及聚焦能量源的截面视图；

图5是根据本公开的实施例的凸轮可调晶片台、晶片预热器及聚焦能量源的截面视图；

图6是根据本公开的实施例的进一步包含处于缩回位置中的近场相机的凸轮可调晶片台及聚焦能量源的等距视图；

图7是根据本公开的实施例的进一步包含处于缩回位置中的近场相机的凸轮可调晶片台及聚焦能量源的侧视图；

图8是根据本公开的实施例的进一步包含处于延伸位置中的近场相机的凸轮可调晶片台及聚焦能量源的等距视图；

图9是根据本公开的实施例的进一步包含处于延伸位置中的近场相机的凸轮可调晶片台及聚焦能量源的侧视图；

图10是展示根据本公开的实施例配置的没有尖端或末端执行器的加热式接合头的透视图，其中标识加热器电源引脚及冷却口；

图11是展示根据本公开的实施例配置的尖端或末端执行器的透视图；

图12是根据本公开的实施例的没有连接到裸片接合头的图10的尖端或末端执行器的加热式接合头的透视图；

图13是根据本公开的实施例的图10的加热式接合头的透视图，所述加热式接合头具有连接到其的图11的尖端或末端执行器及连接到裸片接合头的整个组合件；

图14是根据本公开的实施例的图10的加热式接合头的侧视图，所述加热式接合头具有连接到其的图11的尖端或末端执行器及连接到裸片接合头的整个组合件；

图15是展示根据本公开的实施例配置的裸片接合头的透视图，其经定位在具有经配置以将尖端或末端执行器保持在标称XYZT位置中的多个凹穴的机器平台上方，一个凹穴含有一个尖端或末端执行器；

图16是展示根据本公开的实施例的裸片接合头的透视图，其经定位在具有经配置以将尖端或末端执行器保持在标称XYZT位置中的多个凹穴的机器平台正上方，某一凹穴含有一个尖端或末端执行器，裸片接合头被描绘为从机器平台的凹穴拾取尖端或末端执行器；及

图17是展示根据本公开的实施例的裸片接合头的侧视图，其经定位在具有经配置以将尖端或末端执行器保持在标称XYZT位置中的多个凹穴的机器平台正上方，某一凹穴含有一个尖端或末端执行器，裸片接合头被描绘为从机器平台的凹穴拾取尖端或末端执行器。

具体实施方式

出于本公开的目的，X、Y及Z轴应被理解为是指三个正交线性轴，而“T”，也可被称为Theta或Θ，是指转轴。

此外，如本文中所使用，术语“凸轮型”在用于参考晶片处置器100时，应被理解为是指能够操纵晶片300的滚转、俯仰及偏航以实现平面化的晶片处置器100。在非凸轮型晶片处置器100实施例中，晶片处置器100的Z轴运动仍然存在。在甚至其它实施例中，晶片处置器100可为凸轮型的，但在实施例中通过同步所有凸轮106而限于Z轴运动。

图1到9展示凸轮可调或凸轮型晶片处置器100，其通过仅需要每晶片300执行一个对准程序来最大化效率同时确保晶片300对裸片接合头1200的平面度，前提是使用单个尖端1100(其在本文中也可被称为末端执行器1100)以将裸片接合至其(在实施例中，在尖端100更换之后也必须执行对准程序)。

在实施例中，凸轮型晶片处置器100利用三个电机102，其中每一电机102均匀地分布在晶片处置器100四周且具有附装到其的凸轮106，凸轮106各自搁置在连接到晶片处置器100的单独底座104上，从而提供裸片接合头1200对晶片300的精细对准。更具体来说，此类实施例允许对安装在晶片处置器100上的晶片300的滚转、俯仰及偏航进行精确控制，从而允许晶片300的平面度与待接合裸片精确地匹配。

在实施例中，待接合裸片通过加热器1000及可移除尖端1100所附装到的裸片接合头1200悬在晶片上方。在实施例中，裸片接合头1200本身安置在高架门架上以允许其粗略定位。

在实施例中，三个距离传感器用于将晶片300对裸片接合头1200平面化，所述距离传感器中的一者用于对晶片300进行轮廓化。在实施例中，平坦真空压板用于将晶片300固定到凸轮型晶片处置器100。

在实施例中，电机102是步进电机。

现在参考图3到9，这些图展示其上安装有平坦真空压板的图1到2的凸轮型晶片处置器100。在实施例中，平坦真空压板包括安置在其上表面周围的真空通道，所述真空通道经连接到安置在晶片处置器100是其部分的裸片接合系统上的真空源，从而允许紧密地且平坦地抵靠晶片处置器100固持晶片300，从而实现高度的裸片接合准确度。

在实施例中，晶片处置器100以三种通用方式中的一者使用。在第一实施例中，凸轮型晶片处置器100经由一个或两个表面上的传感器反馈对裸片及/或尖端1100的底部平面化，所述裸片及/或尖端1100可为可移除的。在第二实施例中，晶片预热器108(例如图1、2及5中所描绘的晶片预热器)用于平面化晶片上的局部区域。在此类实施例中，晶片300凸轮化并非必需的，因为此类实施例的晶片预热器108相对于裸片接合头1200上的尖端1100的底部永久平面化，所述尖端1100可为可移除的。在第三实施例中，万向节尖端1100与非凸轮型晶片处置器100一起使用用于裸片放置。

现在具体地参考图1，展示凸轮可调晶片处置器100(其在本文中也可被称为晶片台100)及晶片预热器108的等距视图。图1中所展示的实施例包括三个电机102，每一电机102经连接到凸轮106，所述凸轮106包括凸轮凸角106，所述凸轮凸角106经配置以在旋转时与单独晶片台突起104进行滑动接触，由此经由晶片台突起104向晶片台100赋予可变运动。通过对这些电机102的精确、独立控制，可操纵晶片台100及安装到其的任何晶片300的滚转、俯仰及偏航以实现平面化。通过同步这些电机的旋转，可实现晶片台100的Z轴运动。

图1还展示根据本公开的实施例的晶片预热器108。晶片预热器108包括底座部分110及基部112，所述基部112在实施例中经安装到可移动平台以容许其与晶片台100的特定区及安装到晶片台100的晶片300的对准。在此类实施例中，晶片预热器108可用于既加热又局部平面化晶片300。

在实施例中，晶片预热器108相对于经配置以固持待接合裸片的尖端1100永久平面化。

在实施例中，晶片预热器108包括经配置以允许聚焦能量源200透射穿过其中的中空中心区段。

在实施例中，晶片预热器108独自用于加热及平面化两者。

在其它实施例中，此平面化系统及方法可与凸轮型晶片框架100组合，所述凸轮型晶片框架100在实施例中通过凸轮106的同步移动，仅用作Z轴定位器以移除晶片300且将晶片300附接到晶片预热器108。在此类实施例中，凸轮型晶片处置器100可经定位在晶片预热器108的晶片接触部分正下方，从而允许凸轮型晶片处置器100限制晶片300边缘的下垂，由此减少接合操作期间在晶片300上的应力。

在其它实施例中，晶片300本身是可移动的，而晶片预热器108保持固定。在再其它实施例中，晶片300能够沿X及Y方向进行大幅度移动且沿Z方向进行有限移动，而晶片预热器108仅能够沿Z方向移动。

在实施例中，晶片预热器包含加热器108，在实施例中圆形加热器108，所述加热器108经安置在其尖端处，即距安装基部112最远的末端，所述安装基部112通过底座110与所述加热器108分开。在实施例中，加热器108通常通过热绝缘体(在实施例中，陶瓷盘)与其剩余部分及裸片接合系统热隔离。在实施例中，晶片预热器108进一步包括与聚焦能量源200(例如激光200)连通的中空中心区段，所述聚焦能量源200具有足够功率来完成裸片接合操作。

在实施例中，位于晶片预热器108的尖端处的加热器108起作用以将晶片300的一部分预热到足以最小化聚焦能量源200完成裸片接合操作所需的能量的温度，由此减少晶片300破裂的机率，由此在确保强接合的同时改善良率。

图10到14展示根据本公开的实施例的加热器(裸片加热器1000)的额外设计。图10到14中所展示的裸片加热器1000利用多个杆1004或引脚1004，所述杆1004或引脚1004均匀地且同心地安置在裸片加热器1000的中心轴周围且充当裸片加热器1004的支座。在这种设计中，杆1004用作柔性安装件，从而允许实现亚微米准确度的可重复热膨胀及收缩特性，因为热膨胀及收缩导致裸片加热器1000的中心轴在每次热循环后精确地返回到其设定点。另外，杆1004的使用有助于将裸片加热器1000与裸片接合系统的剩余部分隔离，从而减少其寄生热损失，同时最小化由于到或来自裸片加热器1000的热传导所致的其热膨胀及收缩。

在实施例中，裸片加热器1000通过强制空气冷却来冷却。在实施例中，在使用期间裸片加热器所附接到的裸片接合系统提供用于冷却的强制空气。在实施例中，使用喷嘴抵靠裸片加热器1000的背侧引导冷却空气以将空气聚焦在其上。

在实施例中，杆1004通过使用夹爪、固定螺钉或其它合适保持构件保持在裸片接合系统中，如所属领域的一般技术人员已知。

图10到14中所展示的加热器实施例还包括凹槽1008，所述凹槽1008包括环绕圆形中心突起的真空口1006，所述真空口1006本身在实施例中包括第二居中定位的真空口1010。在实施例中，凹槽1008经配置以通过使用穿过真空口1006抽吸的真空来保持可移除尖端1100，所述可移除尖端1100也可被认为是接头1100，其允许裸片加热器1004取置多种裸片且适应多种安装位置(例如，需要细长的裸片固持延伸部的深井)。在实施例中，实施例的第二居中定位真空口1010用于将真空提供到尖端1100，所述尖端1100在实施例中将所述真空传递穿过连接器1102，从而提供一或若干裸片在其上的牢固保持。

在实施例中，可移除尖端1100包括连接器1102，所述连接器1102经配置以允许可移除尖端1100与待接合裸片之间的连接。在实施例中，连接器1102在裸片加热器1000与可移除尖端1100及/或由其保持的裸片之间提供电力、真空及/或信息的连通。在实施例中，连接器1102提供裸片加热器1000与可移除尖端1100之间的真空的选择性连通，从而允许由此选择性地保持一或若干裸片。

在实施例中，可移除尖端1100包括至少一个对准特征1104，所述对准特征1104在实施例中用于在实施例中通过与位于机器平台1500的至少一个凹穴中的榫钉1504介接来获得尖端1100的粗略对准。

在实施例中，可移除尖端1100包括至少两个对准孔隙1106，所述对准孔隙1106在实施例中与作为基准点的至少一个近场相机组合件600结合使用以获得精细对准。在实施例中，可移除尖端1100包括三个此类对准孔隙1106。

在实施例中，中心突起是非圆形的，从而允许可移除尖端1100的旋转比摩擦力独自所允许的更大约束。

在实施例中，中心突起具有与裸片加热器1004的剩余部分相同的高度，但前述凹槽1008除外。

在实施例中，尖端1100经配置为万向节，在实施例中使用门架安装式万向节。此类实施例适合与非凸轮型晶片处置器100一起使用。在其它实施例中，非加热式万向节尖端1100也可与非凸轮型晶片处置器100一起使用。在再其它实施例中，非万向节、非加热式尖端可与凸轮型晶片处置器100一起使用，例如图1到9中所描绘及在以下段落中所描述的凸轮型晶片处置器。在甚至再其它实施例中，非万向节、加热式尖端1100可与凸轮型晶片处置器100一起使用。

图12到14中展示图10中所展示的裸片加热器1000的替代实施例，其中裸片加热器1000经附接到裸片接合头1200，所述裸片接合头1200在实施例中经连接到门架(图中未描绘)。这些图中所展示的加热器设计允许增强的机械可重复性，其由于缺少来自裸片加热器1000支撑及约束表面的质量、相对简单的平面度镜像而允许更准确地放置裸片，更快速地加热及冷却，且部分由于其引脚1004支撑系统的热隔离效应而最小化到更大系统的热传导。

此外，加热器包括至少两个真空连接1002。第一真空连接1002将真空源连接到安置在前述凹槽1008中的孔口1006，所述孔口1006经配置以接受经配置以装配在其中的可移除尖端，从而允许选择性地保持可移除尖端1100。这种配置允许容易替换可移除尖端1100以允许不同裸片的接合或允许在需要不同可移除尖端1100的位置中发生接合。第二真空连接1002将真空源(其可为同一或不同真空源)连接到裸片加热器1000的中心孔口1010。在实施例中，经配置以与这个裸片加热器1000一起使用的可移除尖端1100包括邻近位于裸片加热器1000对面的裸片保持区域的孔口1102，所述孔口1102连接到这个中心孔口1010，从而允许穿过其中施加真空，由此允许待接合裸片的选择性保持(即，取置功能)。

在实施例中，前述杆1004是用于双重目的的电柱1004或引脚1004，即将裸片加热器1000固定到裸片接合系统的剩余部分与将功率及接地供应到裸片加热器1004。在其它实施例中，前述杆1004可仅用于将裸片加热器1000固定到裸片接合系统的剩余部分。在实施例中，使用六个杆1004，但在不脱离本公开的教示的情况下可使用更多或更少杆1004。

现在参考图15到17，展示具有经配置以将尖端1100保持在标称XYZT位置中的多个凹穴1502的机器平台1500。

在实施例中，具有经配置以将尖端1100保持在标称XYZT位置中的多个凹穴1502的机器平台1500被展示为在拾取尖端1100的过程中伴随裸片接合头1200。在实施例中，机器视觉技术用于对准裸片接合头1200及尖端1100以确保足够准确度。在实施例中，仰视及俯视相机的组合用于对准裸片接合头1200及尖端1100。在利用仰视及俯视相机的实施例中，所述相机可经配置以具有相对浅景深且实现景深控制离焦。

如在本公开的各种实施例中，此相机系统可被称为近场光学组合件600且还可用于在被配置时确保最小放置误差，使得一个相机在定位在门架工作区域上方时朝向待接合裸片仰视且第二相机经定位以朝向裸片接合位置附近的衬底(例如晶片)俯视。由于近场光学系统600大致相同，而不管其概念是应用于裸片接合头1200/尖端1100对准还是裸片对衬底对准，如下文所论述，所述系统应被理解为可用于任一背景下，即使其仅在一者或另一者中具体地描述。

更具体来说，在实施例中，近场光学组合件600包括一对相机、光学装置及照明源。一个相机经配置以仰视裸片基准点(或裸片接合头1200)，而另一相机俯视裸片待放置在其附近的对应衬底基准点(或待固定到裸片接合头1200的尖端1100)。在标称XYTheta放置位置处拾取及呈现裸片，但具有足够的‘Z’间隔以引入近场光学组合件600。

在实施例中，近场光学组合件600经安装在高精度、悬挂式XY门架装置上。在裸片及衬底固定的情况下，近场光学组合件600经引入两者之间且使一对(或更多对)裸片基准点及对应衬底基准点成像。接着在缩回近场光学组合件600之前计算理想裸片与衬底对准之间的误差。接着在沿Z移动以将裸片放置在其最终位置处之前，命令门架沿XYT进行增量运动。

重要的是，近场光学组合件600校准需要稳定以使机器性能稳定。如果环境变化或如果由过程或机器元件(例如加热元件)引入热，那么近场光学组合件600易受热漂移影响。将整个机器放在热稳定环境中可能无法实现这个目标，因为不存在控制机器元件而不限制机器功用及/或循环时间的良好方式，因为其在机器运行的过程中被积极使用。出于这些原因，已发现，与整个机器相比对精密对准设备(即近场对准光学组合件600)进行热控制或对机器元件进行限制是更好的。使用稳定的近场光学组合件600，尤其是相对于整个机器在质量及大小上相对较小的近场光学组合件，机器校准变得较不关键。

为了将近场光学组合件600保持在稳定温度下，仅空气冷却将是不够的，因为机器内部及外部的空气温度将至少部分由于正常的工厂操作条件而不可避免地变动。实现温度稳定性的更有效方式是水冷却近场光学组合件600。在实施例中，这是使用外部冷却器来实现，所述外部冷却器将贮槽中的水冷却到稳定温度。接着将水泵送到近场光学组合件600中，所述近场光学组合件600包括用于供水流动穿过的加工通道。‘较暖’的水循环回到贮槽，在所述贮槽处较暖的水与较冷的水混合。

在实施例中，冷却器在机器关闭、闲置或运行时连续地操作，从而始终将近场光学组合件600保持在稳定的温度设置。如果在温度稳定后进行校准，如在实施例中所做的那样，那么不管用户在机器上运行的过程或环境条件的变化如何，机器均保持在规格内。

现在参考图16，展示具有经配置以将尖端1100保持在标称XYZT位置中的多个凹穴1502的图15的机器平台1500的视图，所述凹穴1502各自含有尖端1100，其中裸片加热器1000经连接到拾取尖端1100以供使用的裸片接合头1200。

在实施例中，裸片加热器1000的外部真空口1002用于使用真空口1006来将尖端1100固定到裸片加热器1000且使用中心真空口1010/1102来将裸片固定到尖端1100，从而允许组件或裸片的受控拾取及释放。在实施例中，中心口1102还充当定位销，从而允许尖端1100膨胀而不影响裸片或组件放置准确度。在实施例中，尖端1100的中心真空口1102形成倒角以允许尖端1100与裸片之间的至少部分自行定位。

在实施例中，为了快速热响应及高热稳定性，裸片加热器1000由氮化铝(AlN)或类似陶瓷材料制成。

在实施例中，裸片加热器1000及尖端1100能够加热到高温，在实施例中～450℃。

在实施例中，使用非加热式尖端1100。在实施例中，具有用于将裸片定位在窄腔内的延伸部的非加热式裸片与裸片加热器1000结合使用。在实施例中，非加热式尖端由不锈钢(SS)制成，而在其它实施例中，非加热式尖端由碳化钨(WC)制成。

在实施例中，裸片加热器1000的外真空口1002用于提供真空以通过真空口1006固定尖端1100，而居中定位的真空口1010用于提供真空以固定裸片或尖端1100被设计以放置到其的其它组件。在实施例中，尖端1100包括连接中心真空口1102的腔，所述腔用于将裸片或其它组件固定到尖端1100的区，所述区经配置以通过中心真空口1102与所述裸片或组件(例如中心真空口1102)介接。

在实施例中，冷却剂经引入到加热器中以迅速地冷却加热器及任何附接的尖端1100，从而加快循环时间。在实施例中，使用多个冷却口。在实施例中，气体、液体、固体及相变冷却介质用作冷却剂。在实施例中，取决于特定应用，空气或氮气用作冷却剂。冷却剂也可经注入到陶瓷基体中，由此含有冷却剂，或简单地被允许在被引入到裸片加热器1000之后分散。

在实施例中，可为K型热电偶的热电偶用于测量裸片加热器1000的温度。在实施例中，加热器电源引脚1004内所含的电线涂覆有聚四氟乙烯(PTFE)。

在实施例中，尖端1100由AlN制成以提供快速热响应。在另一实施例中，尖端1100由铜钨(CuW)制成，其提供耐热性、耐烧蚀性、高导热性及导电性且易于加工。在再一实施例中，尖端1100由碳化钨(WC)制成。

在实施例中，尖端1100的中心孔隙经配置以连接裸片加热器1000的真空口1006，这允许将裸片或组件可释放地且可控制地固定到尖端1100，到尖端1100的裸片经配置以固持其上的部分。在实施例中，尖端1100的裸片固持部分是底座1102，而在其它实施例中，其是邻近尖端1100的锥形部分的平坦部分。在实施例中，精确形状、厚度及构造变动以适应裸片或组件待放置在其上的衬底的尺寸。

在实施例中，非加热式尖端1100包括颈部部分且展示锥形尖端1100。在实施例中，邻近锥形区的区的平坦部分含有将裸片加热器1000的真空口1006连接到其的孔隙，从而允许裸片或组件的受控拾取及释放。这个实施例的颈部部分允许将裸片放置在衬底中的腔内。

在实施例中，裸片加热器包括加热器电源及热电偶引脚、冷却空气排放口、冷却空气入口及具有用于空气冷却的通道的陶瓷绝缘体。

已出于说明及描述的目的而呈现对本公开的实施例的前文描述。本提交案的每一页及其上的所有内容，无论是被表征、被标识或被编号，均出于所有目的而被认为是本申请案的实质性部分，而不管申请案内的形式或位置如何。本说明书并非意在详尽性或将本公开限于所公开的精确形式。鉴于本公开，许多修改及变动是可能的。

Claims (31)

1.一种裸片接合系统，所述系统包括：

晶片处置器，其包括至少三个底座，每一底座与由电机可旋转地驱动的凸轮凸角连通，使得每一底座随着所述凸轮凸角的旋转而升高及降低。

2.根据权利要求1所述的裸片接合系统，其进一步包括加热式接合头，所述加热式接合头经配置以接受多种裸片特定尖端。

3.根据权利要求2所述的裸片接合系统，其中所述加热式接合头经配置以使用真空来保持尖端。

4.根据权利要求1所述的裸片接合系统，其进一步包括衬底加热器，所述衬底加热器起作用以使用基本上包围其中待接合裸片的区域的接触式加热器从下方加热搁置在所述晶片处置器上的晶片。

5.根据权利要求4所述的裸片接合系统，其中所述衬底加热器经配置以支撑所述待接合晶片的一部分。

6.根据权利要求4所述的裸片接合系统，其中所述衬底加热器进一步包括中空中心孔隙，所述中空中心孔隙经配置以允许聚焦能量源穿过其中且撞击由所述晶片处置器支撑的晶片。

7.根据权利要求6所述的裸片接合系统，其进一步包括聚焦能量源，所述聚焦能量源经配置以引导聚焦能量束穿过所述衬底加热器的所述中空中心孔隙。

8.根据权利要求7所述的裸片接合系统，其中所述聚焦能量源是激光。

9.根据权利要求1所述的裸片接合系统，其中所述电机是步进电机。

10.一种裸片加热器，所述裸片加热器包括：

中心加热器部分，其经配置以进行加热；及

多个杆，其经固定到所述中心加热器部分，所述杆经配置以允许保持所述中心加热器部分，

其中所述多个杆均匀地且同心地安置在所述裸片加热器的中心轴周围。

11.根据权利要求10所述的裸片加热器，其中所述多个杆用作柔性安装件。

12.根据权利要求11所述的裸片加热器，其中所述杆经配置以由固定螺钉保持。

13.根据权利要求11所述的裸片加热器，其中所述杆经配置以将功率及接地供应到所述裸片加热器。

14.根据权利要求10所述的裸片加热器，其进一步包括凹槽，所述凹槽与真空源连通，所述凹槽环绕具有与所述裸片加热器的表面的剩余部分基本上相同的高度的突起。

15.根据权利要求14所述的裸片加热器，其中所述突起是圆形的且居中地安置在所述裸片加热器上。

16.根据权利要求14所述的裸片加热器，其中所述突起是非圆形的且居中地安置在所述裸片加热器上。

17.根据权利要求10所述的裸片加热器，其中所述裸片加热器经配置以保持可移除尖端，所述可移除尖端经配置以取置一或多个特定裸片。

18.根据权利要求17所述的裸片加热器，其中所述裸片加热器经配置为万向节。

19.一种裸片接合系统，所述系统包括：

晶片处置器，其经配置以支撑晶片，其中所述晶片处置器进一步经配置以至少沿z轴平移晶片；及

裸片预热器，其经配置以使用基本上包围其中待接合裸片的区域的接触式加热器从下方抬起且加热搁置在所述晶片处置器上的晶片。

20.根据权利要求19所述的裸片接合系统，其中所述裸片预热器进一步包括绝缘体，所述绝缘体经配置以将所述接触式加热器与所述裸片接合系统的剩余部分绝缘。

21.根据权利要求19所述的裸片接合系统，其中所述裸片预热器进一步包括经配置以允许聚焦能量源穿过其中且撞击由所述晶片处置器支撑的晶片的中空中心孔隙。

22.根据权利要求21所述的裸片接合系统，其进一步包括聚焦能量源，所述聚焦能量源经配置以引导聚焦能量束穿过所述衬底加热器的所述中空中心孔隙。

23.一种裸片接合系统，所述系统包括：

裸片加热器，其包括由凹槽环绕的中心突起，所述裸片加热器进一步包括与真空源连通的至少两个真空口、与所述凹槽安置在一起且经配置以保持尖端的第一真空口及基本上居中地安置在所述中心突起上的第二真空口，所述第二真空口经配置以将真空提供到所述尖端；及

多个凹穴，其经配置以保持裸片特定尖端以供所述裸片加热器使用，所述裸片加热器进一步经配置以拾取尖端且将尖端返回到凹穴，

其中所述尖端经配置以与一或多个待取置裸片介接且通过真空保持所述裸片。

24.根据权利要求23所述的裸片接合系统，其中所述尖端进一步包括至少一个基准点。

25.根据权利要求23所述的裸片接合系统，其中所述尖端进一步包括至少两个基准点。

26.根据权利要求25所述的裸片接合系统，其中所述尖端进一步包括经配置以在所述尖端与所述裸片加热器之间提供粗略对准的至少一个对准特征。

27.根据权利要求26所述的裸片接合系统，其中所述多个凹穴中的至少一者进一步包括经配置以与由其保持的尖端介接且限制所述尖端的运动的榫钉。

28.根据权利要求27所述的裸片接合系统，其进一步包括至少一个近场相机组合件，所述近场相机组合件经配置以在从所述多个凹穴中的一者拾取尖端期间辅助所述裸片加热器及尖端的对准的校准。

29.根据权利要求28所述的裸片接合系统，其中所述近场相机组合件包括至少一个仰视相机及至少一个俯视相机。

30.一种裸片接合系统，所述系统包括：

晶片处置器，其包括至少三个底座，每一底座与由电机可旋转地驱动的凸轮凸角连通，使得每一底座随着所述凸轮凸角的旋转而升高及降低；

裸片预热器，其经配置以使用基本上包围其中待接合裸片的区域的接触式加热器从下方加热搁置在所述晶片处置器上的晶片，其中所述裸片预热器进一步包括经配置以允许聚焦能量源穿过其中且撞击由所述晶片处置器支撑的晶片的中空中心孔隙；

聚焦能量源，其经配置以引导聚焦能量束穿过所述衬底加热器的所述中空中心孔隙；

裸片加热器，其包括固定到其与经配置以可移除地保持尖端的表面相对的中心部分的多个杆，所述尖端经配置以允许取置一或多个裸片，所述杆经配置以允许通过所述裸片接合系统保持所述中心部分，所述裸片加热器进一步经配置以接受多种裸片特定尖端且使用真空来保持所述尖端；及

多个凹穴，其经配置以保持裸片特定尖端以供所述裸片加热器使用，所述裸片加热器进一步经配置以拾取尖端且将尖端返回到凹穴，

其中所述多个杆均匀且同心地安置在所述裸片加热器的中心轴周围。

31.根据权利要求19所述的裸片接合系统，其进一步包括至少一个近场相机，所述至少一个近场相机经配置以在裸片接合操作或尖端从所述多个凹穴中的一者的拾取中的至少一者期间辅助所述裸片加热器的对准的校准。

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