CN114464557A - 用于将半导体装置从晶片传递到载体结构的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明描述用于将半导体装置从晶片传递到载体结构的方法和系统的实施例。在一个实施例中，用于将半导体装置从晶片传递到载体结构的方法包括将载体结构定位成接合表面在第一平面中延伸，及使用多个可旋转传递组件将半导体装置从晶片传递到所述载体结构的所述接合表面上。所述可旋转传递组件的中心与所述第一平面平行定位。

Description

用于将半导体装置从晶片传递到载体结构的方法和系统
本申请是申请号为2016102981129、申请日为2016年5月6日、发明名称为“用于将半导体装置从晶片传递到载体结构的方法和系统”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于将半导体装置从晶片传递到载体结构的方法和系统。
背景技术
在半导体制造工艺中，出于封装目的，将半导体装置从半导体晶片传递到例如条带或引线框架等载体结构上。在典型的芯片传递系统中，芯片传递单元和芯片倒装单元用于从半导体晶片中拾取半导体芯片、倒装半导体芯片的朝向以及将半导体芯片放置于载体结构上。例如，芯片传递单元可以用于从晶片中拾取集成电路(integrated circuit，IC)管芯且将IC管芯传递到芯片倒装单元上，所述芯片倒装单元通常被放置于芯片传递单元与载体基板之间。芯片倒装单元可以用于倒装IC管芯的朝向且将倒装的IC管芯放置于载体基板上。例如，通常将晶片定位成主动侧(还称为凸起侧、顶侧或前侧)面对着芯片传递和芯片倒装单元。芯片传递单元拾取凸起侧上的IC管芯，而芯片倒装单元倒装IC管芯，使得凸起侧向上并且在凸起侧面向上的情况下将倒装的IC管芯放置于载体基板上。
发明内容
本发明描述用于将半导体装置从晶片传递到载体结构的方法和系统的实施例。在一个实施例中，用于将半导体装置从晶片传递到载体结构的方法包括：将载体结构定位成接合表面在第一平面中延伸；以及使用多个可旋转传递组件将半导体装置从晶片传递到所述载体结构的所述接合表面上。可旋转传递组件的中心与第一平面平行定位。
在实施例中，可旋转传递组件包括第一可旋转传递组件和第二可旋转传递组件。第一可旋转传递组件和第二可旋转传递组件中的每一个可旋转传递组件包括至少两个传递头。将半导体装置从晶片传递到载体结构的接合表面上包括使第一可旋转传递组件的传递头旋转至拾取位置以从晶片拾取半导体装置以及使第一可旋转传递组件的传递头旋转至倒装位置。
在实施例中，使第一可旋转传递组件的传递头旋转至倒装位置包括使第一可旋转传递组件的传递头从拾取位置旋转180度。
在实施例中，所述方法进一步包括在使用第一可旋转传递组件的传递头在拾取位置从晶片中拾取半导体装置之前检查半导体装置的对准。
在实施例中，方法进一步包括在使第一可旋转传递组件的传递头旋转至倒装位置之前检查半导体装置的对准。
在实施例中，所述方法进一步包括在使第一可旋转传递组件的传递头旋转至倒装位置之前检查半导体装置的对准，包括在使所述半导体装置从拾取位置旋转90度之后检查所述半导体装置的对准。
在实施例中，将半导体装置从晶片传递到载体结构的接合表面上进一步包括：使第二可旋转传递组件的传递头旋转至倒装位置；将所述半导体装置从第一可旋转传递组件的传递头传递到所述第二可旋转传递组件的所述传递头；以及使所述第二可旋转传递组件的所述传递头旋转以将所述半导体装置放置于所述接合表面上。
在实施例中，使第二可旋转传递组件的传递头旋转以将半导体装置放置于接合表面上包括使所述第二可旋转传递组件的所述传递头从倒装位置旋转270度。
在实施例中，所述方法进一步包括在半导体装置接合在载体结构的接合表面上的接合位置处之前检查所述载体结构的对准。
在实施例中，所述方法进一步包括在半导体装置接合在载体结构的接合表面上的接合位置处之后检查所述载体结构的对准。
在实施例中，所述方法进一步包括将半导体装置密封到载体结构中以及在将所述半导体装置密封到载体层中之后检查接合表面的对准。
在实施例中，所述方法进一步包括将晶片定位为半导体装置的表面在第二平面中延伸，其中所述第二平面垂直于第一平面。
在一个实施例中，用于将半导体装置从晶片传递到载体结构的系统包括：载体运动机构，所述载体运动机构被配置成将载体结构定位成接合表面在第一平面中延伸；以及可旋转传递组件，所述可旋转传递组件被配置成将半导体装置从晶片传递到所述载体结构的所述接合表面上。可旋转传递组件的中心与第一平面平行定位。
在实施例中，可旋转传递组件包括第一可旋转传递组件和第二可旋转传递组件。第一可旋转传递组件和第二可旋转传递组件中的每一个可旋转传递组件包括至少两个传递头。第一可旋转传递组件被配置成使传递头旋转至拾取位置以从晶片拾取半导体装置并且使所述传递头旋转至倒装位置。
在实施例中，第一可旋转传递组件被配置成使传递头从拾取位置旋转180度。
在实施例中，系统包括对准装置，所述对准装置被配置成在使用第一可旋转传递组件的传递头在拾取位置从晶片拾取半导体装置之前检查所述半导体装置的对准。
在实施例中，第二可旋转传递组件被配置成使传递头旋转至倒装位置；将半导体装置从第一可旋转传递组件的传递头传递到所述第二可旋转传递组件的所述传递头；以及使所述第二可旋转传递组件的所述传递头旋转以将所述半导体装置放置于接合表面上。
在一个实施例中，用于将IC管芯从晶片传递到载体结构的方法包括：将载体结构定位成接合表面在第一平面中延伸；将晶片定位成IC管芯的表面在第二平面中延伸，其中所述第二平面垂直于所述第一平面；检查IC管芯在所述晶片上的对准；使用可旋转传递组件将所述IC管芯从晶片传递到所述载体结构的接合表面上；以及在将倒转的IC管芯传递到所述接合表面上前后检查所述IC管芯的对准。可旋转传递组件包括第一可旋转传递组件和第二可旋转传递组件。第一可旋转传递组件和第二可旋转传递组件的中心与第一平面平行定位。将IC管芯从晶片传递到载体结构的接合表面上包括：使用第一可旋转传递组件倒装所述IC管芯；以及使用第二可旋转传递组件将所述倒装的IC管芯传递到所述接合表面上。
在实施例中，使用第一可旋转传递组件倒装IC管芯包括使所述第一可旋转传递组件的传递头从IC管芯拾取位置旋转180度。
本发明的实施例的其它方面和优点将从以下详细描述中变得显而易见，以下详细描述是结合借助于本发明原理的例子而描述的附图进行的。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的半导体装置传递系统的示意性框图。
图2描绘图1中所描绘的半导体装置传递系统的实施例。
图3至6示出图2中所描绘的半导体装置传递系统的机器周期的例子。
图7描绘图2中所描绘的半导体装置传递系统的可旋转传递组件的实施例。
图8示出图7中所描绘的可旋转传递组件的正视图。
图9示出图7中所描绘的可旋转传递组件的截面图。
图10描绘图2中所描绘的半导体装置传递系统的实施例。
图11示出图10中所描绘的半导体装置传递系统的部分特写图。
图12是根据本发明的实施例的用于将半导体装置从晶片传递到载体结构的方法的过程流程图。
贯穿描述，可以使用类似的附图标记来识别类似的元件。
具体实施方式
容易理解的是，如本文中大体描述且在附图中示出的实施例的组成部分可以用各种各样不同的配置来布置和设计。因此，以下如图所表示的各种实施例的详细描述并非旨在限制本发明的范围，而仅仅是表示各种实施例。虽然在图式中呈现了实施例的各个方面，但是除非特别地说明，否则图式未必按比例绘制。
所描述的实施例应视为在所有方面均仅为说明性而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求书而不是由此详细描述来指定。在权利要求书等效物的含义和范围内的所有变化均涵盖在权利要求书的范围内。
本说明书通篇凡提到特征、优点或类似语言并不暗示可以通过本发明实现的所有特征和优点应该在或在任何单一实施例中。相反，提到所述特征和优点的语言应理解成表示结合实施例所描述的具体特征、优点或特性包括在至少一个实施例中。因此，本说明书通篇中对特征、优点和类似语言的论述可以(但未必)参考同一实施例。
此外，本发明的所描述的特征、优点和特性可以用任何合适方式在一个或多个实施例中组合。相关领域的技术人员将认识到，鉴于本文的描述，本发明可以在没有特定实施例的具体特征或优点中的一个或多个具体特征或优点的情况下实践。在其它情况下，在某些实施例中可以认识到可能不是存在于本发明的所有实施例中的另外的特征和优点。
本说明书通篇凡提到“一个实施例”、“实施例”或类似语言，意味着结合所指示实施例描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，本说明书通篇的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”和类似语言可以(但未必)全部参考同一个实施例。
一般来说，光学检验发生在各个位置处以确保在芯片传递和倒装期间的适当管芯位置。然而，因为芯片倒装单元通常被放置于芯片传递单元与载体基板之间，所以光学检验过程处于机器周期的装置传递路径上，所述装置传递路径是其中半导体芯片通过芯片传递单元和芯片倒装单元从晶片移动或传送到载体基板的路径。因此，光学检验过程可以将机器输出减缓(例如)50％。
图1是根据本发明的实施例的半导体装置传递系统100的示意性框图。在图1中所描绘的实施例中，半导体装置传递系统包括晶片固持装置102、两个可旋转传递组件104-1、104-2、载体运动机构106、对准组件108以及传递组件系统控制器110，所述传递组件系统控制器110可以包括传递组件驱动器装置。半导体装置传递系统可以用于半导体装置封装。例如，半导体装置传递系统可以用于将半导体装置从晶片传递到例如引线框架或载带等载体结构，所述载体结构位于载体运动机构处。可以通过半导体装置传递系统传递的半导体装置的例子包括，但不限于，集成电路(integrated circuit，IC)芯片、IC管芯和其它IC模块。IC管芯的大小可以处于任何合适的范围中。例如，IC管芯的大小可以在用于二极管的0.22毫米(mm)×0.22mm与用于裸管芯的至多5mm×5mm的范围内，所述裸管芯例如晶片级芯片尺寸封装(Wafer Level Chip Scale Packaging，WLCSP)管芯。尽管半导体装置传递系统在图1中被示为包括某些组件，但是在一些实施例中，半导体装置传递系统包括用于实施更少或更多功能的更少或更多组件。例如，半导体装置传递系统可以包括两个或两个以上可旋转传递组件。
半导体装置传递系统100的晶片固持装置102被配置成针对通过可旋转传递组件104-1、104-2拾取的半导体装置将晶片固持在适当位置，所述晶片包括多个半导体装置(例如，IC管芯或制造于IC管芯上的芯片以及半导体封装)。在一些实施例中，晶片固持装置位于移动平台(例如，自旋轮或传送带)上或包括移动平台，使得晶片固持装置可以连续地改变通过可旋转传递组件拾取半导体装置的位置。在实施例中，将晶片横跨在X-Y晶片台上以在拾取位置处使个别IC管芯转位到可旋转传递组件并且将个别IC管芯对准到可旋转传递组件。
半导体装置传递系统100的载体运动机构106用于定位或移动载体结构(例如，引线框架或载带)。载体运动机构可以具有通过其馈送载体结构的通道。在一些实施例中，载体结构具有其上放置半导体装置的接合表面。载体结构的例子包括但不限于引线框架和载带。在一些实施例中，载体运动机构是移动平台(例如，输送机系统)，使得载体结构可以连续地改变半导体装置所放置的位置。载体运动机构的例子是环状卷对卷引线框架转位器(indexer)、带对带转位器以及卷对卷载带转位器。
半导体装置传递系统100的可旋转传递组件104-1、104-2用于将半导体装置从由晶片固持装置102固持的晶片传递到载体结构的接合表面上，所述载体结构位于载体运动机构106处。可旋转传递组件中的每一个可旋转传递组件可以具有至少两个传递头并且传递头中的每一个传递头用于一次传递一个半导体装置。可旋转传递组件可以通过抽吸、通过力或通过其它可适用方式拾取和固持半导体装置。在一些实施例中，可旋转传递组件的至少一个传递头包括具有至少一个拾取开口的固持装置，用于通过改变拾取开口处的压力而拾取、固持和释放半导体装置。当传递头处于半导体装置拾取位置中时，使拾取开口极接近半导体装置，并且在开口中产生低压，由此半导体装置被吸到开口处且抵靠着开口。在保持低压的同时，通过传递头将半导体装置传递到另一芯片传递位置，并且通过将较高压力施加到拾取开口来释放半导体装置。
半导体装置传递系统100的对准组件108被配置成在从晶片固持装置102处的晶片到位于载体运动机构106处的载体结构的传递过程期间检查半导体装置的对准。在一些实施例中，对准组件光学地检查半导体装置的对准。在实施例中，对准组件包括受传递组件系统控制器110控制的机器视觉系统(例如，CMOS相机等的光学系统)。对准组件可以在从晶片固持装置处的晶片拾取半导体装置之前检查半导体装置的对准；在传递半导体装置时检查半导体装置的对准；在将半导体装置放置于载体结构上之前检查半导体装置的对准；和/或在将半导体装置放置于载体结构上之后检查半导体装置的对准。尽管半导体装置传递系统在图1中被示为包括一个对准组件，但是在一些实施例中，半导体装置传递系统包括一个以上对准组件，所述对准组件位于半导体装置传递系统内的不同位置中并且用于检查半导体装置在不同位置中的传递。
半导体装置传递系统100的传递组件系统控制器110用于控制可旋转传递组件104-1、104-2，例如，用于驱动可旋转传递组件104-1、104-2以将半导体装置从晶片固持装置102处的晶片传递到载体结构的接合表面上，所述载体结构位于载体运动机构106处。在一些实施例中，每个可旋转传递组件通过传递组件系统控制器驱动，所述传递组件系统控制器例如，位置伺服系统或机电伺服系统。在实施例中，每个传递组件包括伺服电动机反馈控制系统，所述伺服电动机反馈控制系统是允许角位置的精确控制的旋转致动器并且受传递组件系统控制器的控制。
在一些实施例中，可旋转传递组件104-1、104-2的中心与载体结构的接合表面在其中延伸的平面平行定位，所述载体结构位于载体运动机构106处。因为可旋转传递组件的中心与载体结构的接合表面平行定位，所以用于倒装芯片传递检验的对准组件的检验位置与载体基板的检验位置分离，并且对准组件108可以放置于机器周期的装置传递路径的外部，所述装置传递路径是其中通过可旋转传递组件使半导体芯片从晶片固持装置102处的晶片旋转到载体结构的路径。因此，半导体管芯检验可以与半导体管芯放置和拾取并行完成，而不是与半导体管芯放置或传递串行完成，并且半导体装置对准过程不会像典型的半导体装置传递系统一样减缓机器周期，在所述典型的半导体装置传递系统中，芯片倒装单元被放置于芯片传递单元与载体基板之间。因此，与其中芯片倒装单元被放置于芯片传递单元与载体基板之间的典型半导体装置传递系统相比，半导体装置传递系统100使机器周期能够以较高频率操作且具有较高半导体装置吞吐量。
图2描绘半导体装置传递系统200的实施例，在所述半导体装置传递系统200中，可旋转传递组件104-1、104-2的中心与载体结构212的接合表面在其中延伸的平面平行定位，所述载体结构212通过载体运动机构106定位。在图2中所描绘的半导体装置传递系统中，两个可旋转传递组件204-1、204-2用于将半导体装置220(例如，IC芯片或管芯)从由晶片固持装置202固持的晶片传递到载体结构的接合表面216上，所述载体结构通过载体运动机构定位，并且对准组件208-1、208-2、208-3用于检查半导体装置在不同位置中的传递。可旋转传递组件的旋转中心218-1、218-2位于图2中所描绘的点划线230处。由晶片固持装置202固持的晶片位于第一平面235中/在第一平面235中移动，载体结构的接合表面在第二平面240中延伸，所述第二平面240平行于点划线230且垂直于第一平面235，并且第三平面(即，装置传递平面)245垂直于第一平面235和第二平面240，在所述第三平面245中，从晶片拾取半导体装置并且通过可旋转传递组件104-1、104-2将半导体装置传递到载体结构。图2中所描绘的可旋转传递组件204-1、204-2和对准组件208-1、208-2、208-3是图1中所描绘的可旋转传递组件104-1、104-2和对准组件108的实施例。图2中所描绘的半导体装置传递系统是图1中所描绘的半导体装置传递系统的一个可能实施例。然而，图1中所描绘的半导体装置传递系统不限于图2中示出的实施例。
每个可旋转传递组件204-1具有多个传递头，所述传递头可以是任何合适数目的传递头(例如，4个传递头或8个传递头)。在一些实施例中，可旋转传递组件204-1具有四个传递头222-1、222-2、222-3、222-4并且可旋转传递组件204-2也具有四个传递头222-5、222-6、222-7、222-8。一般来说，四个头部机构以4x90度增量位置的移动而移动以完成半导体管芯传递周期。在每个90度的移动之后，发生某一过程，例如，在3点钟处管芯拾取、在12点钟处管芯检验、在9点钟处管芯移交等。每个传递头用于一次传递一个半导体装置。例如，在传递周期内，可旋转传递组件204-1的传递头222-1可用于拾取第一半导体装置，传递头222-2可用于传递第二半导体装置，传递头222-3可用于传递第三半导体装置并且传递头222-4可用于传递第四半导体装置。通过将第二可旋转传递组件204-2定位成紧靠可旋转传递组件204-1且与载体结构212的接合表面216平行，在传递过程中半导体装置的旋转与载体结构平行。因此，半导体装置的倒装功能可以类似速度实现并且将类似过程用作非倒装半导体传递系统。
对准组件208-1、208-2、208-3位于半导体装置传递系统200内的不同位置中并且用于检查半导体装置在不同位置中的传递。具体地说，对准组件208-1位于可旋转传递组件204-1与可旋转传递组件204-2之间并且用于在使用可旋转传递组件204-1的传递头从晶片固持装置202拾取半导体装置之前检查半导体装置的对准。对准组件208-2位于可旋转传递组件204-1上方并且可以用于在将半导体装置从可旋转传递组件204-1传递到可旋转传递组件204-2之前以及在将半导体装置接合到载体结构212之后检查半导体装置的对准。在一些实施例中，在半导体装置在晶片固持装置处从原始拾取位置旋转90度之后，对准组件208-2检查半导体装置的对准。对准组件208-3位于可旋转传递组件204-2上方并且可以用于在将半导体装置接合在载体结构212的接合表面216上的芯片接合位置处之前以及在将半导体装置接合到载体结构之后检查半导体装置的对准。对准组件208-1、208-2、208-3可以例如通过将光照射在半导体装置处以及检查光通过半导体装置的反射来光学检查半导体装置的对准。
图3至6示出图2中所描绘的半导体装置传递系统200的机器周期的例子。机器周期包括两个阶段，所述两个阶段是其中半导体装置220进行移动/传递的移动阶段以及其中半导体装置的运动/传递被停止的处理阶段。在处理阶段处执行的半导体装置的检验(例如，在图2中示出的传递头222-1上的半导体管芯的检验)通常在装置传递路径外部。然而，在移动阶段处执行的半导体装置的检验通常在装置传递路径内部，且因此需要通过及时方式完成。半导体装置传递系统200可以在移动阶段期间减少检验时间(例如，在移动阶段期间仅需要单个图像进入)，这会改进系统吞吐量。图3描绘对准检查步骤，在所述对准检查步骤中在拾取半导体装置之前检查半导体装置220相对于晶片固持装置202的对准。如图3中示出，在通过可旋转传递组件204-1的传递头222-3拾取半导体装置之前，对准组件208-1检查在芯片拾取位置360处半导体装置相对于晶片固持装置202的对准。在一些实施例中，对准组件208-1光学检查半导体装置相对于晶片固持装置的表面的对准。例如，对准组件通过将光照射在半导体装置处以及检查光通过半导体装置的反射来检查半导体装置的对准，以便确定半导体装置是否垂直于晶片固持装置。如果对准检查步骤确定半导体装置在晶片固持装置202处未适当地对准，那么对准组件可以引起晶片固持装置的运动或通知技术员调整晶片固持装置。在实施例中，覆盖层380(例如，条带层)覆盖载体结构212(例如，卷在载体结构212上)。
在图3中示出的对准检查步骤确定半导体装置220在晶片固持装置202处适当地对准之后，从晶片拾取半导体装置。在图3中，目标半导体装置通过光对准以及晶片上的后续管芯位置调整(例如，晶片上的管芯转位校正)在拾取位置处对准。图4描绘在通过可旋转传递组件204-1的传递头222-3从晶片拾取半导体装置以及通过传递头222-3朝向12点钟处的检验位置传递半导体装置不久之后的半导体装置传递系统200。如图4中示出，可旋转传递组件204-1的传递头222-3旋转至芯片拾取位置360以拾取半导体装置。在此传递移动中，传递头222-2被转位至9点钟处的管芯传递位置。
在从晶片固持装置202拾取半导体装置220之后，使可旋转传递组件204-1旋转以将半导体装置传递到可旋转传递组件204-2。图5描绘半导体装置传递步骤，在所述半导体装置传递步骤中，将半导体装置从可旋转传递组件204-1传递到可旋转传递组件204-2。如图5中示出，可旋转传递组件204-1的传递头222-3旋转至芯片倒装位置560，通过可旋转传递组件204-2的传递头222-7从所述芯片倒装位置560拾取半导体装置。在一些实施例中，可旋转传递组件204-1的传递头222-3从芯片拾取位置360旋转180度至芯片倒装位置。在将半导体装置从可旋转传递组件204-1传递到可旋转传递组件204-2的过程期间可以通过对准组件208-2执行对准检查。例如，在可旋转传递组件204-1的传递头222-3从芯片拾取位置旋转90度之后，对准组件208-2光学检查半导体装置的对准。
在将半导体装置220传递到可旋转传递组件204-2之后，使可旋转传递组件204-2旋转以将半导体装置放置于载体结构212上。半导体装置(例如，半导体管芯)可以在管芯接合过程中放置于水平接合垫上。可替换的是，在管芯分类或包带过程中可以将半导体装置(例如，半导体芯片或方形扁平无引脚(QFN)封装)放置于气泡带或载带的空腔中。图6描绘刚好在将半导体装置220从可旋转传递组件204-2传递到载体结构的接合表面216上之前的半导体装置传递系统200。如图6中示出，使可旋转传递组件204-2的传递头222-7旋转以将半导体装置放置于载体结构的接合表面上的开口660(例如，间隙或孔)中。在一些实施例中，覆盖层380(例如，条带层)覆盖开口(例如，卷在开口上)，以将半导体装置密封到载体层中。在将半导体装置放置于载体结构上期间或之后可以通过对准组件208-2、208-3执行对准检查。例如，刚好在将半导体装置放置于载体结构上的开口中之前以及刚好在将半导体装置放置于载体结构上的开口中之后，对准组件208-3可以光学检查半导体装置的对准，同时在通过载体层将半导体装置密封到载体结构中之后，对准组件208-2可以光学检查半导体装置的对准。
在半导体管芯使用典型的半导体倒装芯片组件从一个传递组件传递到另一传递组件期间，旋转传递头可以阻断光学对准检验或质量保证检验。解阻光学对准会花费时间并且减缓机器周期。半导体装置传递系统200可以减少或甚至克服由旋转传递头导致的对准检验的阻断。如图2至6中示出，可旋转传递组件204-1、204-2的中心与载体结构212的接合表面216平行定位。因此，对准组件208-1、208-2、208-3可以放置于机器周期的装置传递路径的外部，所述装置传递路径是其中使半导体芯片220通过可旋转传递组件从晶片固持装置202处的晶片旋转到载体结构的路径。因此，通过对准组件执行的半导体装置对准过程不会像典型的半导体装置传递系统一样减缓机器周期，在所述典型的半导体装置传递系统中，芯片倒装单元被放置于芯片传递单元与载体基板之间。因此，与其中芯片倒装单元被放置于芯片传递单元与载体基板之间的典型半导体装置传递系统相比，半导体装置传递系统200使机器周期能够以较高频率操作且具有较高半导体装置吞吐量。
图7描绘图2中所描绘的可旋转传递组件204-1的实施例。在图7中所描绘的实施例中，可旋转传递组件704包括四个传递头722-1、722-2、722-3、722-4。可旋转传递组件被配置成围绕轴790旋转，所述轴790由电动机779在顺时针方向或逆时针方向驱动。晶片714上的芯片720的表面通过在由箭头746、748示出的任何方向上移动晶片而与芯片拾取位置中的传递头722相对地定位。在旋转组件的操作中，通过传递头722-1从晶片714拾取芯片720并且在两个转位步骤之后使芯片720旋转至芯片倒装位置(即，传递头722-3的位置)。图2中所描绘的可旋转传递组件204-2可以与图7中所描绘的可旋转传递组件704相同或相似地实施。
在可旋转传递组件704中，每个传递头722-1、722-2、722-3或722-4包括分别臂760a至760d、一对平行片弹簧762、分别块764a至764d、分别筒夹766a至766d、分别臂768a至768d以及分别压力弹簧770a至770d。传递头连接到电动机731的冷却本体731d，所述电动机731用于驱动轴790。每个臂760a至760d从可旋转传递组件基本上径向延伸到轴790。在臂760a至760d中的每一个臂的末端附近，所述对平行片弹簧762的末端固定地安装并且所述对片弹簧762的相对端分别支撑块764a至764d。在每个块764a至764d中，筒夹766a至766d分别固定地安装。筒夹766a-766d用于通过抽吸、通过力或通过其它可适用方式拾取和固持半导体装置720(例如，IC芯片或管芯)。在一些实施例中，筒夹具有用于通过改变拾取开口处的压力而拾取、固持和释放半导体装置的至少一个拾取开口。当筒夹处于半导体装置拾取位置中时，使拾取开口极接近半导体装置，并且在开口中产生低压，由此半导体装置被吸到开口处且抵靠着开口。在保持低压的同时，通过筒夹将半导体装置传递到另一芯片传递位置，并且可以通过将较高压力施加到拾取开口来释放半导体装置。每个传递头还分别包括臂768a至768d，所述臂768a至768d从可旋转传递组件基本上径向延伸到轴790。压力弹簧770a至770d安装在臂768a至768d的末端与相应块764a至764d之间。
图8示出图7中所描绘的可旋转传递组件704的正视图。如图8中示出，传递头722-1的块764a通过电线772连接到传递头722-3的块764c，并且传递头722-2的块764b通过电线774连接到传递头722-4的块764d。电线772固定地连接(例如，夹持)到杠杆776，所述杠杆776连接到由电动机779驱动的可旋转轴杆。
图9示出可旋转传递组件704的截面图。如图9中示出，轴790由电动机731(图7)驱动，所述电动机731包括定子731a、磁环731b、线圈块731c、冷却主体731d和转子731e，所述转子731e固定地连接到磁环731b并且由轴承731f支撑。耦合部分777a、777b固定地连接到由电动机779驱动的可旋转轴杆。电线774连接到杠杆780，所述杠杆780又连接到由轴承782支撑的耦合部分781a、781b。耦合部分781a、781b连接到由电动机783驱动的可旋转轴杆，所述电动机783容纳在电动机731内部的中空空间中。连接到电动机779和783的两个杠杆776和780可以彼此独立地驱动并且围绕轴190独立于电动机731驱动。
在一些实施例中，图2中所描绘的半导体装置传递系统200被实施为一个机器，例如，半导体装置传递站。图10描绘图2中所描绘的半导体装置传递系统的实施例，所述半导体装置传递系统被实施为半导体装置传递站1000。在图10中所描绘的实施例中，半导体装置传递站包括底座1052、主体1050，所述主体1050包括晶片固持装置1002、可旋转传递组件1004-1、1004-2和用于定位载体结构的载体运动机构1006。半导体装置传递站还包括对准组件，所述对准组件被可旋转传递组件阻挡并且因此在图10中未示出。
图11示出图10中所描绘的半导体装置传递系统1000的部分特写图，所述部分特写图示出可旋转传递组件1004-1、1004-2的背面。如图11中示出，可旋转传递组件1004-1包括四个传递头1022-1、1022-2、1022-3、1022-4和旋转主体1028-1，并且可旋转传递组件1004-2包括四个传递头1022-5、1022-6、1022-7、1022-8和旋转主体1028-2。
图12是根据本发明的实施例的用于将半导体装置从晶片传递到载体结构的方法的过程流程图。在框1202处，将载体结构定位成接合表面在第一平面中延伸。在框1204处，使用可旋转传递组件将半导体装置从晶片传递到载体结构的接合表面上，其中可旋转传递组件的中心与第一平面平行定位。载体结构可以与图2至6中所描绘的载体结构212相似或相同。可旋转传递组件可以与图1中所描绘的可旋转传递组件104-1、104-2、图2至6中所描绘的可旋转传递组件204-1、204-2、图7中所描绘的可旋转传递组件704和/或图10中所描绘的可旋转传递组件1004-1、1004-2相似或相同。
尽管以特定次序示出和描述了本文中的方法的操作，但是可以更改所述方法的操作次序，使得可以逆序执行某些操作，或使得可以至少部分地与其它操作同时执行某些操作。在另一实施例中，可以间断的和/或交替的方式实施不同操作的指令或子操作。
另外，虽然已经描述或描绘的本发明的具体实施例包括本文中描述或描绘的若干组成部分，但是本发明的其它实施例可以包括更少或更多组成部分以实施更少或更多特征。
此外，虽然已经描述和描绘了本发明的具体实施例，但是本发明不限于如此描述和描绘的部分的具体形式或布置。本发明的范围将由在此所附的权利要求书及其等效物限定。

Claims (20)

1.一种用于将半导体装置从晶片传递到载体结构的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
定位载体结构，以使接合表面在第一平面中延伸；以及
使用多个可旋转传递组件将半导体装置从晶片传递到所述载体结构的所述接合表面上，其中所述可旋转传递组件的中心与所述第一平面平行定位；
提供一个或多个对准组件以在从晶片固持装置处的晶片拾取所述半导体装置之前检查所述半导体装置的对准，在传递所述半导体装置时检查所述半导体装置的对准，在将所述半导体装置放置于所述载体结构上之前检查所述半导体装置的对准，和/或在将所述半导体装置放置于所述载体结构上之后检查所述半导体装置的对准，以及
所述一个或多个对准组件放置于机器周期的装置传递路径的外部，所述装置传递路径是其中通过所述可旋转传递组件使所述半导体装置从所述晶片固持装置处的晶片旋转到所述载体结构的路径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可旋转传递组件包括第一可旋转传递组件和第二可旋转传递组件，其中所述第一可旋转传递组件和所述第二可旋转传递组件中的每一个可旋转传递组件包括至少两个传递头，其中将所述半导体装置从所述晶片传递到所述载体结构的所述接合表面上包括：
使所述第一可旋转传递组件的传递头旋转至拾取位置以从所述晶片拾取所述半导体装置；以及
使所述第一可旋转传递组件的所述传递头旋转至倒装位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，使所述第一可旋转传递组件的所述传递头旋转至所述倒装位置包括使所述第一可旋转传递组件的所述传递头从所述拾取位置旋转180度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括：在使用所述第一可旋转传递组件的所述传递头在所述拾取位置从所述晶片中拾取所述半导体装置之前，检查所述半导体装置的对准。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括：在使所述第一可旋转传递组件的所述传递头旋转至所述倒装位置之前，检查所述半导体装置的对准。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在使所述第一可旋转传递组件的所述传递头旋转至所述倒装位置之前检查所述半导体装置的所述对准包括：在所述半导体装置从所述拾取位置旋转90度之后，检查所述半导体装置的所述对准。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述半导体装置从所述晶片传递到所述载体结构的所述接合表面上进一步包括：
使所述第二可旋转传递组件的传递头旋转至所述倒装位置；
将所述半导体装置从所述第一可旋转传递组件的所述传递头传递到所述第二可旋转传递组件的所述传递头；以及
使所述第二可旋转传递组件的所述传递头旋转以将所述半导体装置放置于所述接合表面上。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，使所述第二可旋转传递组件的所述传递头旋转以将所述半导体装置放置于所述接合表面上包括：使所述第二可旋转传递组件的所述传递头从所述倒装位置旋转270度。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括：在所述半导体装置接合在所述载体结构的所述接合表面上的接合位置处之前，检查所述载体结构的对准。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括：在所述半导体装置接合在所述载体结构的所述接合表面上的所述接合位置处之后，检查所述载体结构的对准。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括：
将所述半导体装置密封到所述载体结构中；以及
在将所述半导体装置密封到载体层中之后，检查所述接合表面的对准。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：定位晶片，以使半导体装置的表面在第二平面中延伸，其中所述第二平面垂直于所述第一平面。
13.一种用于将半导体装置从晶片传递到载体结构的系统，其特征在于，所述系统包括：
载体运动机构，所述载体运动机构被配置成将载体结构定位，以使接合表面在第一平面中延伸；
多个可旋转传递组件，所述可旋转传递组件被配置成将半导体装置从晶片传递到所述载体结构的所述接合表面上，其中所述可旋转传递组件的中心与所述第一平面平行定位；以及
提供一个或多个对准组件以在从晶片固持装置处的晶片拾取所述半导体装置之前检查所述半导体装置的对准，在传递所述半导体装置时检查所述半导体装置的对准，在将所述半导体装置放置于所述载体结构上之前检查所述半导体装置的对准，和/或在将所述半导体装置放置于所述载体结构上之后检查所述半导体装置的对准，以及
所述一个或多个对准组件放置于机器周期的装置传递路径的外部，所述装置传递路径是其中通过所述可旋转传递组件使所述半导体装置从所述晶片固持装置处的晶片旋转到所述载体结构的路径。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述可旋转传递组件包括第一可旋转传递组件和第二可旋转传递组件，其中所述第一可旋转传递组件和所述第二可旋转传递组件中的每一个可旋转传递组件包括至少两个传递头，其中所述第一可旋转传递组件被配置成：
使传递头旋转至拾取位置以从所述晶片拾取所述半导体装置；以及
使所述传递头旋转至倒装位置。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述第一可旋转传递组件被配置成使所述传递头从所述拾取位置旋转180度。
16.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，进一步包括对准装置，所述对准装置被配置成：在使用所述第一可旋转传递组件的所述传递头在所述拾取位置从所述晶片拾取所述半导体装置之前，检查所述半导体装置的对准。
17.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述第二可旋转传递组件被配置成：
使传递头旋转至所述倒装位置；
将所述半导体装置从所述第一可旋转传递组件的所述传递头传递到所述第二可旋转传递组件的所述传递头；以及
使所述第二可旋转传递组件的所述传递头旋转以将所述半导体装置放置于所述接合表面上。
18.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，进一步包括对准装置，所述对准装置被配置成：在所述半导体装置接合在所述载体结构的所述接合表面上的接合位置处前后，检查所述载体结构的对准。
19.一种用于将集成电路(IC)管芯从晶片传递到载体结构的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将载体结构定位，以使接合表面在第一平面中延伸；
将晶片定位，以使IC管芯的表面在第二平面中延伸，其中所述第二平面垂直于所述第一平面；
检查所述晶片上的IC管芯的对准；
使用多个可旋转传递组件将所述IC管芯从晶片传递到所述载体结构的所述接合表面上，其中所述可旋转传递组件包括第一可旋转传递组件和第二可旋转传递组件，其中所述第一可旋转传递组件和所述第二可旋转传递组件的中心与所述第一平面平行定位，其中将所述IC管芯从所述晶片传递到所述载体结构的所述接合表面上包括：使用所述第一可旋转传递组件倒装所述IC管芯以及使用所述第二可旋转传递组件将所述倒装的IC管芯传递到所述接合表面上；以及
在将所述倒装的IC管芯传递到所述接合表面上前后，检查所述IC管芯的对准，
提供一个或多个对准组件以在从晶片固持装置处的晶片拾取所述IC管芯之前检查所述IC管芯的对准，在传递所述IC管芯时检查所述IC管芯的对准，在将所述IC管芯放置于所述载体结构上之前检查所述IC管芯的对准，和/或在将所述IC管芯放置于所述载体结构上之后检查所述IC管芯的对准，以及
所述一个或多个对准组件放置于机器周期的装置传递路径的外部，所述装置传递路径是其中通过所述可旋转传递组件使所述IC管芯从所述晶片固持装置处的晶片旋转到所述载体结构的路径。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，使用所述第一可旋转传递组件倒装所述IC管芯包括使所述第一可旋转传递组件的传递头从IC管芯拾取位置旋转180度。
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