CN114688974A - 面板级封装中半导体裸片的贴片后检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及面板级封装中半导体裸片的贴片后检测方法和系统，公开了具有高精度和高可扩展性的面板级封装(PLP)。所述面板级封装(PLP)包括贴片，即将裸片接合到对准载具的裸片接合区域。并进行贴片前和贴片后检测，以确保裸片被接合到所述对准载具地准确位置上。

Description

面板级封装中半导体裸片的贴片后检测方法和系统

优先权引用

本公开要求于2020年12月30日提交的美国专利申请(申请号：17/138,782)的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及半导体器件的封装。特别地，本公开涉及面板级封装中，半导体器件的贴片后检测。

背景技术

近年来，半导体器件的面板级封装(Panel Level Packaging)受到极大关注。这是由于与常规晶圆级封装(Wafer Level Packaging)技术相比，可同时封装更多半导体器件。面板级封装涉及在用于半导体器件贴片(bond)的大型载具(carrier)上接合单个半导体器件。例如，裸片(die)以矩阵形式布置在载具上，具有成行和列的裸片。根据其尺寸，载具可明显容纳比晶圆更多的裸片，例如，比晶圆多容纳3倍至5倍的裸片。这样可增加封装产量并降低了成本。

在面板级封装中需要着重考虑，在半导体器件(例如裸片)接合到载具之后，将裸片精确定位在载具之上，从而确保将裸片精准地接合在载具之上的预定目标位置。在面朝下(face-down)贴片工艺中，具有裸片图案(die patterns)(例如裸片接触垫(die contactpads))的裸片的活性面被贴合到载具的表面，裸片活性面上的基准(fiducials)对贴片检测设备不再可见，从而给贴片后检测带来了技术难度。

传统上，进行面朝下的贴片检测，若采用基板载具(substrate carrier)，需利用X射线检测系统进行贴片后检测；若采用钢载具，需利用短波红外(Short Wave Infra-Red)检测系统进行贴片后检测；若采用玻璃载具，则需在贴片过程后，将玻璃载具翻转，使半导体器件的活性面透过玻璃载具可见，再进行贴片后检测。利用X射线检测系统以及短波红外(SWIR)检测系统进行贴片后检测的费用非常昂贵；而其他检测方式，均需从贴片机中移出载具，因此只能进行离线检测(off-line)检测，而无法进行实时(real-time)检测，并且从贴片机上移出载具耗费时间，还可能损坏载具上接合的半导体器件或裸片。

因此，基于上述讨论，本公开为面板级封装提供了实时贴片后检测，不仅具有成本效益，还可确保较高的贴片精度和良品率。

发明内容

本公开的实施方式总体上涉及半导体器件的封装。特别地，本公开涉及使用对准载具(alignment carrier)进行半导体器件(例如裸片)的贴片。对准载具可用于单裸片封装或多裸片封装中裸片的贴片，诸如多芯片模块(MCM)。通过具有相机或对准模块的半导体器件贴片器来促进半导体器件的贴片，所述相机或对准模块被构造为可将半导体器件对准所述对准载具。

本发明公开了一种贴片后检测的方法。所述贴片后检测的方法包括以下步骤：提供一具有裸片接合区域的载具，其中所述裸片接合区域具有局部载具基准，可导出所述裸片接合区域的目标接合位置；提供一选定裸片，用于接合到所述载具的所述裸片接合区域中的一选定裸片接合区域，其中所述选定裸片的活性面接合到所述选定裸片接合区域；将所述选定裸片对准所述选定裸片接合区域上的目标接合位置；在所述选定裸片对准所述目标接合位置之后，将所述选定裸片接合到所述裸片接合区域，成为已接合裸片；以及对所述已接合裸片进行贴片后检测。其中，将所述选定裸片对准所述目标接合位置进一步包括以下步骤：根据所述选定裸片接合区域的所述局部载具基准确定所述目标接合位置；确定所述选定裸片的活性面上的一裸片参考点；为所述裸片参考点确定参考点偏移；以及将所述裸片参考点对准所述目标接合位置。其中，所述贴片后检测进一步包括以下步骤：根据所述选定裸片接合区域的所述局部载具基准，确定所述目标接合位置；根据所述已接合裸片的位置和所述参考点偏移，确定贴片后裸片参考点；以及确定所述贴片后裸片参考点是否对准所述目标接合位置。

本发明还公开了一种用于裸片贴片器的贴片后检测系统。所述贴片后检测系统包括：集成相机模块和用于从所述集成相机模块接收输入的处理器。其中，所述集成相机模块被配置为：当对准载具安装在所述裸片贴片器的基座组件上时，在垂直方向向下观察，用于检测所述对准载具上的选定裸片接合区域的局部载具基准，其中所述对准载具包括裸片接合区域，每个所述裸片接合区域均包括所述局部载具基准，由其确定目标接合位置；以及在垂直方向向上观察，用于观察所述选定裸片的活性面，其包括裸片基准，其中裸片参考点由所述裸片基准确定。其中，所述处理器被配置为进行贴片后检测，包括以下步骤：根据所述选定裸片接合区域的局部载具基准确定所述目标接合位置；从存储器中获取参考点偏移，在裸片对准过程中用于确定裸片参考点；基于所述选定裸片的接合位置和所述参考点偏移推导贴片后裸片参考点，以及确定所述贴片后裸片参考点是否对准所述目标接合位置。

通过参照以下描述和附图，本文中公开的实施方式的这些和其他优点和特征将变得明显。此外，应当理解，本文中所描述的各种实施方式的特征不是互相排斥的，而是可以以各种组合和排列而存在。

附图说明

附图被并入在说明书中并形成说明书的一部分，其中相似的标号表示相似的部件，附图例示了本公开的优选实施方式，并且与描述一起用于解释本公开的各种实施方式的原理。

图1是半导体晶圆的多个视图；

图2是用于裸片贴片的对准载具的实施例的简化俯视图；

图3是对准载具的裸片贴合区的另一个实施例；

图4a是贴片机的实施例的简化侧视图；

图4b-c是贴片机的集成相机模块的实施例的简化俯视图和侧视图；

图5a是贴片机的预先对准检测的简化图；

图5b是具有多个第一和第二裸片参考点的裸片的示例性实施例；

图5c-d是裸片活性面上图案的替代实施例，可用作第一裸片基准；

图5e是载具上的裸片贴合区域的替代实施例；

图5f-g是确定偏移的替代实施例；

图5h是由2个裸片参考点生成一个参照点的实施例；

图6a-b是裸片贴片机的贴合后检测的实施例的简化图；

图7是对准载具一部分的示例图，用于将多个裸片贴合到裸片贴合区域；

图8a-8g是在对准载具上进行裸片贴片以及贴片后检测的的工艺的实施例的简化图；

图9是采用裸片贴片机的各种部件进行裸片贴合和贴合后检测的工艺流程的实施例；

图10是将裸片贴合到对准载具并进行贴合后检测的简化流程的实施例。

附图标记：

100：半导体晶圆；100a：俯视图；100b：侧视图；100c：侧视图；105：裸片/器件；120：切割线；200：(透明或玻璃)对准载具；220：裸片接合区域块；240：裸片接合区域；245：对准裸片接合区域；250：局部载具对准标记或局部载具基准；252：裸片附接区域；400：裸片贴片器；410：对准载具；414：裸片；420：基座组件；430：接合组件；430a：第一集成对准相机子单元(俯视)；430b：第二集成对准相机子单元(仰视)；435：支撑件或机架组件；438a：第一光源；438b：第二光源；439：光偏转器子单元；440：接合组件致动器；441：接合头；442：接合工具(接合器)；442a：第一反射器或反射镜；442b：第二反射器或反射镜；444：接合头致动器；446：棱镜；450：集成相机模块；500：预先对准检测；505：裸片；511：下表面；512：上表面；514：第一裸片对准标记或第一裸片基准；515：第一裸片参考点；515₁：主要第一裸片参考点；515₂：次要第一裸片参考点；517：第二裸片基准；518：第二裸片参考点；518₁：主要第二裸片参考点；518₂：次要第二裸片参考点；520：对准载具；525：裸片接合区域；526：生成参考点；527：局部载具对准标记或局部载具基准；540：参考点偏移量；541：通孔特征；544：电路图案；550：相机模块；551：引线框；555：棱镜；600：贴片后检测；710：对准载具；714₁：第一裸片；714₂：第二裸片；740：裸片接合区域；750：局部载具对准标记或局部载具基准；800：工艺；802：裸片贴片器；810：对准载具或面板；814：裸片；816：裸片；820：基座组件；840：接合组件致动器；842：接合头；850：相机模块；860：裸片供给器组件；900：工艺流程；910、915、920、930、935、940、950、960、970：步骤；1000：工艺流程；1005、1010、1015、1020、1025、1030、1040、1045、1050、1060、1065、1070、1075、1080：步骤。

具体实施方式

本公开的实施方式总体上涉及半导体器件或集成电路(IC)。特别地，本公开涉及使用对准载具进行半导体器件(例如裸片)的贴片。对准载具可用于单裸片封装或多裸片封装中裸片的贴片，例如多芯片模块(MCM)。通过具有相机或对准模块的半导体器件贴片器来促进半导体器件的贴片，所述相机或对准模块被构造为可将半导体器件对准所述对准载具。

图1是半导体晶圆100的简化俯视图，例如俯视图100a和侧视图100b-100c。晶圆100可以是轻掺杂的p型硅晶圆。也可以采用其他类型的晶圆。在晶圆100的活性面上形成多个器件或裸片105。例如，活性面可以是晶圆100的上表面，而非活性面可以是晶圆100的下表面。器件或裸片105沿着第一方向(x方向)排成行，并沿着第二方向(y方向)排成列。完成晶圆加工后，如侧视图100c所示，沿着切割线120在x方向和y方向上对晶圆100进行切割，将晶圆100分离成个体器件或裸片105。

已处理晶圆(processed wafer)可以是来自外部供应商的来料加工晶圆(incoming processed wafer)。例如，封装销售商可接收已处理晶圆。将已处理晶圆切成单个裸片，并使用对准载具和装有对准模块的裸片贴片器进行封装，裸片贴片器可将用于贴片的裸片和对准载具进行对准。

图2示出了对准载具200的实施方式的简化俯视图。对准载具200被构造为用于裸片的贴片，例如将裸片接合至对准载具200。如图所示，对准载具200是矩形载具。其他形状的载具亦可。在一个优选的实施方式中，对准载具200由低膨胀系数(CTE)的材料形成，以减小其在温度变化期间的线性变化。例如，对准载具200可由膨胀系数(CTE)等于或小于8的材料制成。此外，所用材料应足够坚固以承受贴片工艺期间的各种操作。优选地，所用材料具有磁性，使对准载具200能够在贴片的研磨工艺(grinding process)中被牢固地保持。例如，低膨胀系数(CTE)材料可包括例如合金42(CTE为3-4.5)和合金46(CTE为7-8)。其他类型的低膨胀系数(CTE)材料亦可。使用具有其他膨胀系数(CTE)材料(包括CTE大于8的材料)亦可。对准载具200的尺寸可为700毫米乘700毫米。对准载具200的其他尺寸亦可。

在一个实施方式中，对准载具200包括裸片接合区域240。裸片接合区域240被构造为可容纳用于贴片的裸片105。例如，对准载具200的各个裸片接合区域240均被构造为容纳用于贴片的裸片105。在一个实施方式中，裸片接合区域240包括局部载具对准标记或局部载具基准250，用于将裸片105与裸片附接区域252对准。例如，每个裸片接合区域240包括其专属的局部载具基准250，用于附接裸片105。裸片附接区域252是裸片接合区域240上用于附接裸片105的区域。如图所示，局部载具基准250具有圆形的形状。局部载具基准250也可具有其他形状。优选地，所有局部载具基准250均具有相同的形状。

在一个实施方式中，裸片接合区域240包括至少2个局部载具基准250。设置大于2个局部载具基准250亦可。例如，裸片接合区域240可包括2至4个局部载具基准250。设置其他数量的局部载具基准250亦可，包括多于4个局部载具基准250。如图所示，裸片接合区域240包括4个局部载具基准250。例如，局部载具基准250位于裸片接合区域240的4个角落处，形成一个矩形的四角。局部载具基准250的其他构造亦可。

在一个实施方式中，优选地，局部载具基准250位于裸片附接区域252之外。例如，如图所示，局部载具基准250围绕在裸片附接区域252的周围。在一些实施例中，如图3所示，局部载具基准250设置在裸片附接区域252之内，在这种情况下，当裸片105接合到裸片附接区域252之后，将会覆盖了局部载具基准250，因此在贴片过程后，局部载具基准250将不可见。在另一些实施例中，局部载具基准250可同时设置于裸片附接区域252的之内和之外。当局部载具基准250设在裸片附接区域252之外时，局部载具基准250在贴片过程后仍然可见，这有利于进行贴片后检测。回到图2，裸片接合区域240可被构造为容纳单个裸片105或多个裸片105，例如用于多芯片模块(MCM)。在用于多芯片模块(MCM)的情况下，在裸片附接区域252之外设置局部载具基准250，可将局部载具基准250作为公共的局部载具基准，从而有利于将多个裸片105接合到裸片接合区域240。如果局部载具基准250被设置在多个裸片105其中之一的裸片附接区域252之内，则可提供附加的局部载具基准，从而有利于多芯片模块(MCM)的其他裸片105进行贴片。

在一个实施方式中，局部载具基准250被构造为可由共线视觉相机(collinearvision camera)进行检测而进行对准。可使用例如激光钻孔在对准载具200的裸片接合区域240上形成局部载具基准250。可形成局部载具基准250的其他技术亦可。优选地，局部载具基准250是浅对准标记(shallow alignment mark)，可通过研磨去除而利于回收对准载具200。例如，当不再生产一种裸片105时，可去除局部载具基准250，再形成新的局部载具基准250，从而对另一种或不同类型的裸片105进行贴片。

传统方式基于全局对准标记(global alignment mark)来计算裸片的接合位置；相对地，本公开为每个裸片接合区域240均设置了局部载具基准250，从而提高了在每个裸片接合区域240进行裸片接合的位置精度。此外，通过设置局部载具基准250，对准载具200的变形或其他定位误差的影响可被最小化，从而提高了裸片105在对准载具200上的位置精度，因此可提高产量和可扩展性。

对准载具200的裸片接合区域240可以矩阵形式构造，裸片接合区域240的行和列在分别在第一方向和第二方向上。例如，裸片接合区域240以矩阵形式布置，每个裸片接合区域240被构造为可容纳一个裸片105。对准载具200可包括至少2个指定的对准裸片接合区域245。例如，对准载具200可包括2至4个对准裸片接合区域245。设置其他数量的对准裸片接合区域245亦可。对准裸片接合区域245可位于裸片接合区域240的矩阵的角落处。对准裸片接合区域245也可采用其他构造。

除了对准裸片接合区域245被指定用于对准裸片(alignment die)之外，对准裸片接合区域245类似于对准载具200上的裸片接合区域240。例如，对准裸片是接合到对准裸片接合区域245的裸片105。对准裸片可以是普通(normal)或活性(live)裸片，例如接合在对准载具200的裸片接合区域240中的裸片105。将普通或活性裸片封装并出售给客户而成为产品。例如，对准裸片可以是活性裸片，同时用于对准之目的。

在其他情况下，可出于对准目的而专门构造对准裸片。设置特定的对准裸片可轻易将其与普通或活性裸片区分。在这种情况下，对准裸片不可正常使用。优选地，对准裸片的上表面被处理而具有特征，易于对准相机的检测。因此可在对准图像中形成对比而易于检测。其他类型的对准裸片亦可。对准裸片可在与普通裸片相同或不同的晶圆上进行处理。

在一个实施方式中，可将对准载具200划分或分割成裸片接合区域块220。例如，裸片接合区域块220是采用空隙(space)而相互分隔的不同的块。在一些实施方式中，裸片接合区域块220可以是相同的块。例如，可将裸片接合区域240划分为块，但未用空隙相隔开。例如，裸片接合区域块220可以是裸片接合区域240的连续矩阵。

裸片接合区域块220可被构造为容纳用于贴片的多个裸片105。将对准载具200分割成具有较小尺寸的裸片接合区域块220，可减少由对准载具200的较大尺寸引起的移位误差(displacement error)。例如，裸片接合区域块220为大尺寸的对准载具200提供了规模优势，同时保留了小尺寸的对准载具200的对准优势。如图所示，对准载具200被分为4个裸片接合区域块220。将对准载具200分为其他数量的裸片接合区域块220亦可。对于600毫米乘600毫米的对准载具200，裸片接合区域块220可为约270毫米乘270毫米。优选地，裸片接合区域块220被构造为相同的尺寸。裸片接合区域块220的其他数量和尺寸亦可。裸片接合区域块220的数量和尺寸可能取决于不同的因素，例如对准载具200的材料、尺寸，以及工艺条件。裸片接合区域块220的尺寸的选择应即可保持规模优势，同时又可实现较高的加工产量。

在一个实施方式中，一个裸片接合区域块220包括至少一个对准裸片接合区域245，用于将对准裸片接合到对准裸片接合区域245。设置多于一个对准裸片接合区域245亦可。例如，一个裸片接合区域块220可包括1至4个、或更多个对准裸片接合区域245。优选地，可在裸片接合区域块220的角落处设置对准裸片接合区域245。例如，对准裸片接合区域245可设置在裸片接合区域块220的4个角落或1至3个角落处。将对准裸片接合区域245定位在裸片接合区域块220的其他位置亦可。对准裸片接合区域245越多，贴片工艺就越准确。然而，在对准裸片被专门用于对准目的时，由于更多的裸片接合区域240被分配给对准裸片，将会降低对准载具200可处理的裸片的数量。在一些实施方式中，相邻的裸片接合区域块220可共享对准裸片接合区域245。例如，在一个裸片接合区域块220设置1个对准裸片接合区域245的情况下，其可共享来自相邻的裸片接合区域块220的另一个对准裸片接合区域245。在裸片接合区域块220之间共享对准裸片接合区域245的其他构造亦可。

对准裸片还可用作裸片接合区域块220的附加参考点。通过在裸片接合区域块220设置对准裸片，可减小下游工艺(诸如模塑)中发生的线性误差和非线性误差。例如，可显著降低线性和非线性定位误差。另外，对准裸片可用作裸片接合区域块220之内的裸片105的参考原点。

如上所述，对准载具200由金属材料形成，并具有局部载具对准标记或局部载具基准250。采用金属材料可配合磁性台，在多个工艺中将对准载具200牢固地保持在适当的位置。例如，可使用磁性台将对准载具200牢固地保持在适当的位置，而对模塑复合物(moldcompound)进行研磨。

在其他实施方式中，对准载具200可由玻璃或其他类型的透明材料形成。局部载具对准标记或局部载具基准250可形成在透明对准载具200之上。在其他情况下，局部载具对准标记250可独立于透明对准载具200，例如玻璃对准载具。例如，局部载具对准标记250可形成在单独的标记片材(mark sheet)(例如纸或树脂)之上，并可贴附到透明对准载具200的底部。采用独立的局部载具对准标记250，可消除在对准载具200上进行标记的工艺，因此可显著地降低制造成本。来自裸片贴片器(die bonder)的相机模块的光可以穿过透明对准载具200，检测标记片材上的局部载具对准标记250。采用独立的局部载具对准标记250可容易实现，并可消除在对准载具200上进行标记的工艺。此外，设置独立于透明对准载具200的局部载具对准标记250，可避免大量生产具有局部载具对准标记250的玻璃对准载具200的需要。由于玻璃对准载具200易碎，并且标记工艺昂贵，这样能够节省大量资金。

为了促进贴片还可使用胶带。例如，可将胶带施加在对准载具200的活性面上。例如，胶带覆盖了活性面，包括局部载具对准标记250和裸片接合区域240。在一个实施方式中，胶带是热离型胶带(thermal release tape)。也可使用其他类型的胶带促进贴片。胶带应当足够透明，使具有相机的裸片贴片器的对准单元能够检测到局部载具对准标记250，用于将裸片105与对准载具200相对准。例如，胶带可以是半透明的，使对准单元的光能够穿透胶带而检测到局部载具对准标记250。在一个实施方式中，对准单元的相机被构造为可垂直向下，对对准载具200上的局部载具对准标记250进行成像；同时也可垂直向上，对裸片105的接合表面进行成像，以便将裸片105准确接合到对准载具200之上的裸片接合区域240。另外，胶带的粘性应足够强，当通过裸片贴片器的接合工具将裸片105对准并放置在对准载具200之上时，可将裸片105保持不动。在施加胶带后，对准载具200就做好贴片前的准备。

图4a示出了裸片贴片器(die bonder)400的实施方式的简化图。如图所示，裸片贴片器400包括用于支撑对准载具(alignment carrier)410的基座组件(base assembly)420。例如，基座组件420被构造为支持对准载具410以进行贴片。裸片贴片器400还包括安装在支撑件或机架组件(support or gantry assembly)435上的接合组件(bondingassembly)430，例如，接合组件430位于基座组件420的上方。接合组件430包括接合头(bonding head)441和接合组件致动器(bonding assembly actuator)440。接合组件致动器440被构造为使接合头441可在z轴方向(例如垂直方向)朝向或远离对准载具200而移动。接合头441包括接合头致动器(bonding head actuator)444和接合工具或接合器(bondingtool or bonder)442。接合头致动器444控制接合器442以拾取或释放裸片414。

支撑件或机架组件435被构造用于致动接合组件430，以将接合头441连续定位在对准载具410上的裸片接合区域240。例如，支撑件435包括支撑对准组件(supportalignment assembly)，被构造为在x-y平面上对准接合头441，以将接合头441连续定位在用于贴片的裸片接合区域240。例如，支撑对准组件可进行接合头441到用于贴片的裸片接合区域240的粗略对准。在粗略对准之后，支撑对准组件再进行接合头441的精细对准，以将裸片414接合到裸片接合区域240的裸片附接区域252。粗略对准可包括使接合头441在x方向和/或y方向上移动至裸片接合区域240，而精细对准可包括在x方向和/或y方向上移动接合头441，以及通过裸片贴片器400使裸片414在x-y平面旋转。

在一个实施方式中，支撑对准组件包括x轴致动器、y轴致动器和角度(θ)致动器，用于执行沿着水平x-y平面的平面运动和/或围绕接合头441的轴线的角运动，以便于进行粗略对准和精细对准。粗略对准和精细对准可连续地或不连续地进行。例如，连续的粗略对准和精细对准可在由接合头441从供给器组件(feeder assembly)(未示出)拾取裸片414之后连续进行；不连续的粗略对准和精细对准可在由接合头441拾取裸片414之前执行粗略对准，之后再执行精细对准。

为了实现裸片414与裸片接合区域240的对准，接合组件430包括集成相机模块(integrated camera module)450。例如，集成相机模块450延伸，对对准载具410上的裸片接合区域240和接合头441的接合工具442上的裸片414进行成像。粗略对准可在使用或者不使用集成相机模块450的情况下进行。例如，可基于对准裸片接合区域245的位置而粗略地确定裸片接合区域240的位置。或者也可通过使用集成相机模块450进行粗略对准。精细对准则可通过集成相机模块450辅助实现。例如，集成相机模块450可用于预先对准检测，将裸片414和裸片接合区域240对准并进行接合；以及在裸片414接合到裸片接合区域240之后进行的贴片后检测。

集成相机模块450包括相机和用于发光的光源，以进行图像拍摄。例如，光源能够发出穿透对准载具410上胶带的光，从而通过集成相机模块450识别局部载具对准标记250，并通过移动接合头441使裸片414对准裸片接合区域240的裸片附接区域252。例如，一个或多个光源可产生波长为约600纳米(nm)的光以穿透胶带。能够穿透胶带的其他波长亦可。在一个实施方式中，集成相机模块450包括用于观察对准载具410的俯视相机或底相机(lookdown camera or bottom camera)。

光还可使集成相机模块450能够观察接合头441上的裸片414，则可通过在x-y平面上旋转裸片414使其对准裸片附接区域252。例如，相机拍摄目标位置的图像以及裸片414的图像。在一个实施方式中，集成相机模块450包括用于观察裸片414的表面的仰视相机或顶相机(lookup camera or top camera)。裸片接合控制器(die bonder controller)计算接合头441相对于目标位置在x方向和y方向上的偏移值以及在x-y平面上的角度。计算完成后，裸片接合控制器就相应地调整接合头441，从而将裸片414附接在裸片附接区域252的目标位置。

所述系统可使用活性或非活性面而将裸片414接合在对准载具410之上。例如，裸片414可以面朝上或面朝下的构造接合到对准载具410。例如，面朝上是指裸片414的非活性面被接合到对准载具410，而面朝下是指裸片414的活性面被接合到对准载具410。对于面朝下的构造，可在裸片414的活性面上涂覆透明层，例如Ajinomoto Build-up Film(ABF)层。这可使集成相机模块450能够进一步利用裸片414上的特征作为对准特征或基准。例如，仰视相机可观察裸片414的活性面上的特征，以用作裸片对准标记或裸片基准(diealignment mark or die fiducial)。在一些情况下，可对裸片414的非活性面进行处理产生仰视相机所需要检测的裸片对准标记或裸片基准。通过使用仰视相机，裸片贴片器400可通过裸片414的底部或接合面上的多个特征的群集来提高精度。

如上所述，裸片贴片器400被构造为具有接合组件430，其具有接合头441。为了增加产量，可为裸片贴片器400构造具有多个安装在支撑件435上的接合组件430。例如，裸片贴片器400可被构造具有4个或6个接合组件430，用于在对准载具410上同时对多个裸片414进行接合。在一些情况下，可使用多个接合组件430对多个对准载具410同时进行贴片工艺。各个接合组件430可被构造为彼此独立操作。例如，每个接合组件430包括其各自的支撑件435和集成相机模块450，用于使裸片414与裸片附接区域252独立地进行对准。

同样如上所述，支撑对准组件(support alignment assembly)执行粗略对准和精细对准。在一些实施方式中，基座组件420可包括可平移台(translatable table)，用于在支撑对准组件对对准载具410执行精细对准的同时执行粗略对准。其他可将接合头441与对准载具410上的裸片接合区域240对准的构造亦可。

图4b和图4c示出了集成相机模块450各种简化视图。例如，图4b示出了集成相机模块450的俯视图，而图4c示出了集成相机模块450的侧视图。例如，图4c所示的集成相机模块450的侧视图可以是从正面或从x方向观察。

集成相机模块450包括第一集成对准相机子单元430a和第二集成对准相机子单元430b。集成对准相机子单元430a、430b是高分辨率的共线相机子单元(high resolutioncollinear camera subunit)，一个用于观察对准载具410，另一个用于观察裸片414。例如，第一集成对准相机子单元(俯视)430a被构造为对对准载具410进行观察或成像，而第二集成对准相机子单元(仰视)430b被构造为在光偏转器子单元(optical deflector subunit)439中对裸片414进行观察或成像。如图所示，集成对准相机子单元430a、430b在x-y平面中并排设置。集成对准相机子单元430a、430b包括与共线相机(collinear camera)相连接的高分辨率镜头。光源(第一光源438a或第二光源438b)被构造为发出能够穿透胶带的光，所述胶带覆盖了位于对准载具410上的对准标记。例如，光源可产生波长为600纳米(nm)的光。足以穿透胶带或透明介电层的其他波长亦可。

光被传递到光偏转器子单元439。光偏转器子单元439被构造为将来自第一光源438a的光经由第一反射器或反射镜442a而反射到棱镜446，棱镜446将来自第一光源438a的光向下反射到对准载具410(俯视相机)，并将来自第二光源438b的光从第二反射器或反射镜442b反射到棱镜446，棱镜446进一步将来自第二反射器或反射镜442b的光向上反射到裸片414(俯视相机)。这使集成相机模块450能够同时对对准载具410上的裸片414和裸片附接区域252拍摄图像，从而实现对准所需的直接视线(direct line of sight)。

如上所述，集成相机模块450利用仰视相机和俯视相机对裸片414和对准载具410上的局部载具对准标记250同时进行识别。同时识别对准载具410上的局部载具对准标记250和裸片414可提高贴片的精度。此外，通过在x-y平面构造相机，集成相机模块450在z方向或垂直方向上可具有紧凑结构。有利于减少接合头441沿着接合头441和对准载具410之间的垂直距离朝向对准载具410的移动，从而提高了生产率。

图5a是采用裸片贴片器400进行预先对准检测500的简化图示。检查裸片505的预先对准，将其接合到对准载具520的裸片接合区域525。在一个实施例中，裸片505被配置为面朝下地接合到对准载具520。例如，裸片505的下表面511为活性面，接合到对准载具520之上。裸片贴片器400从供给器组件(未示出)拾取裸片505。例如，拾取裸片505的上表面512。在一个实施例中，上表面512是裸片505的非活性面。供给器组件缩回，相机模块550延伸到适当位置，对裸片505进行预先对准检测500，以将裸片505接合到裸片接合区域525。

在一个实施例中，预先对准检测500包括检查裸片505的下表面511和对准载具520的裸片接合区域525。例如，相机模块550被配置为使用仰视相机检查裸片505的下表面511，以及使用俯视相机检查对准载具520的裸片接合区域525。在一个实施例中，棱镜555将光引导至裸片505的下表面511和对准载具520的裸片接合区域525，从而分别捕获裸片505的下表面511和对准载具520的裸片接合区域525的图像。

通过仰视相机进行预先对准检测500，识别位于裸片505的下表面511上的第一裸片对准标记或第一裸片基准514。例如，第一裸片对准标记514是裸片505的活性面上的特征。例如，第一裸片对准标记514包括4个第一裸片基准514，设置在裸片505的角落处，具有圆形形状(例如通孔)。第一裸片基准514亦可位于其他位置、具有其他形状和数量。第一裸片基准514的位置和形状可取决于裸片505的布局以及所用的第一裸片基准514的类型。第一裸片对准标记514可被称为裸片图案基准。第一裸片基准514的坐标可由裸片505的客户提供。例如，可在电子文件中提供第一裸片基准514的x和y坐标。电子文件可被裸片贴片器400用于对准。

基于第一裸片对准标记514，产生第一裸片参考点515。第一裸片参考点515也为裸片图案参考点。第一裸片参考点515可由第一裸片参考点坐标(x，y)(例如，参考点I(x，y))定义。第一裸片参考点515可以是裸片505表面上的虚拟点。第一裸片参考点515的位置可基于第一裸片对准标记514，并可任意选择。例如，第一裸片参考点可以是第一裸片对准标记514的几何中心。基于第一裸片对准标记514的第一裸片参考点515的其他位置亦可。例如，第一裸片参考点515的位置可由执行贴片和封装的供应商选择。第一裸片参考点515的x和y坐标嵌入用于下游工艺的电子文件中。例如，向裸片位置检测(die location check)的机器提供第一裸片参考点515的坐标，用于下游工艺(例如电路创建)中的对准目的。

在一个实施例中，裸片505的活性面可包括4个第一裸片基准514。第一裸片参考点515可以是4个第一裸片基准514的几何中心。取决于第一裸片基准514的位置，第一裸片参考点515可能对应于或不对应于裸片505的几何中心。其他数量的第一裸片基准514和第一裸片参考点515的位置亦可。

在一些实施例中，可从第一裸片基准514产生2个或多个第一裸片参考点515。例如，基于第一裸片基准514产生多个第一裸片参考点515。在一个实施例中，生成2个第一裸片参考点515。例如，生成1个主要第一裸片参考点515₁和1个次要第一裸片参考点515₂。主要第一裸片参考点515₁可基于第一裸片基准514，而次要第一裸片参考点515₂可相对于主要第一裸片参考点515₁发生偏移(即第一裸片参考点偏移)。在具有2个或多个次要第一裸片参考点515₂的情况下，其可能与主要第一裸片参考点515₁或与其他次要第一裸片参考点515₂具有不同的偏移量。用于产生次要第一裸片参考点515₂的其他技术亦可。多个第一裸片参考点515₁可用于确定裸片505的位置的x-y坐标和角度偏移。第一裸片参考点515的坐标嵌入到电子文件中以进行下游工艺。

在一个实施例中，识别裸片505的边缘。例如，仰视相机识别裸片505的轮廓。第二裸片基准517被限定在裸片505的边缘上。第二裸片基准517可位于裸片505的边缘位置的角落处。例如，第二裸片基准517包括位于裸片505的四个角落的4个第二裸片基准517。提供其他数量的第二裸片基准517或边缘位置亦可。例如，可通过相对于角落处的偏移来确定第二裸片基准517。第二裸片基准517也可称为硅基准(silicon fiducial)。

基于第二裸片基准517产生第二裸片参考点518。第二裸片参考点518可由其坐标(x，y)(例如，参考点II(x，y))来定义。第二裸片参考点518可以是裸片505表面上的虚拟点。第二裸片参考点518的位置可以第二裸片基准517为基准，并可任意选择。例如，第二裸片参考点518可以是第二裸片基准517的几何中心。取决于第二裸片基准517的位置，第二裸片参考点518可能对应于或不对应于裸片505的几何中心。基于第二裸片基准517的第二裸片参考点518的其他位置亦可。第二裸片参考点518也可称为硅参考点(silicon referencepoint)。例如，第二裸片参考点518的位置可由执行贴片和封装的供应商选择。第二裸片参考点518的x和y坐标嵌入用于下游处理的电子文件中。

在一些实施例中，可以从第二裸片基准517产生2个或多个第二裸片参考点518。例如，基于第二裸片基准517产生多个第二裸片参考点518。在一个实施例中，产生2个第二裸片参考点518。例如，产生一个主要第二裸片参考点518₁和一个次要第二裸片参考点518₂。主要第二裸片参考点518₁可基于第二裸片基准517，而次要第二裸片参考点518₂可从主要第二裸片参考点518₁发生偏移(即第二裸片参考点偏移)。在2个或多个次要第二裸片参考点518₂的情况下，其可具有与主要第二裸片参考点518₁或与其他次要第二裸片参考点518₂不同的偏移量。用于产生第二裸片参考点518的其他技术亦可。多个第二裸片参考点518可用于确定裸片505的位置的x-y坐标和角度偏移。第二裸片参考点518的坐标嵌入到电子文件中以进行下游工艺。

取决于如何确定第一裸片参考点515和第二裸片参考点518，或者第一裸片基准514和第二裸片基准517的位置，第一裸片参考点515和第二裸片参考点518可彼此偏移。例如，如图所示，第一裸片参考点515和第二裸片参考点518偏移了偏移量540。第二裸片参考点518相对于第一裸片参考点515的偏移量540也可称为参考点偏移量(reference pointoffset)。或者，第一裸片参考点515和第二裸片参考点518可彼此重叠，例如一个在另一个之上。如此，参考点偏移量540为零。第一裸片参考点515用于贴片前的预先对准检测，而第二裸片参考点518用于贴片后检测。这是因为在贴片后第一裸片参考点515不再可见。

仰视相机可完成预先对准检测。例如，确定第一裸片参考点515。第一裸片参考点515可对应于裸片505的位置。此外，参考点偏移量540可储存在裸片贴片器400的系统内存中。

通过俯视相机进行预先对准检测，包括在对准载具520的裸片接合区域525中识别局部载具对准标记或局部载具基准527的位置。局部载具基准527用于确定目标接合位置。例如，目标接合位置基于局部载具基准527。在一个实施例中，目标接合位置是基于局部载具基准527的载具参考点(carrier reference point)。在一实施例中，对准载具520的裸片接合区域525包括4个局部载具基准527。基于局部载具对准标记527生成载具参考点(carrier reference point)。例如，载具参考点可以是局部载具基准527的几何中心，并且对应于裸片接合区域525的几何中心。为载具参考点提供其他数量的局部载具基准527或其位置亦可。

在一个优选的实施例中，目标接合位置包括多个载具参考点。在一个实施例中，基于局部载具基准527，产生2个载具参考点。例如，裸片接合区域525包括一个主要载具参考点和一个次要载具参考点。其他数量的载具参考点亦可。载具参考点的数量可对应于第一裸片参考点515的数量。在其他情况下，载具参考点的数量可不同于第一裸片参考点515的数量。主要载具参考点可基于局部载具基准527，而次要载具参考点可相对于主要载具参考点发生偏移(即载具参考点偏移)。存在2个或多个次要载具参考点的情况下，其可能与主要载具参考点或其他次要载具参考点具有不同的偏移量。用于生成次要载具参考点的其他技术亦可。

俯视相机完成了预先对准检测。例如，确定局部载具基准527的位置。局部载具基准527的位置可以存储在系统存储器中。

预先对准检测后，裸片505与对准载具520上的目标接合位置对准。例如，裸片505在x和y方向以及成角度地与目标接合位置对准。裸片505的对准可包括第一裸片参考点515和载具参考点的对准偏移(alignment offset)。根据第一裸片参考点515和载具参考点的位置，对准偏移可能具有非零数值。例如，当对准偏移具有非零值的情况下，第一裸片参考点515相对于载具参考点发生偏移。在对准偏移具有零值的情况下，第一裸片参考点515直接与载具参考点对准。用于将裸片505对准目标接合位置的其他技术亦可。对准偏移可存储在系统存储器中。在其他情况下，载具参考点的数量不需要对应于第一裸片参考点515的数量。优选地，对准载具520和裸片505应分别有至少2个所述参考点。可在2个参考点之间形成一条虚拟线。在裸片505和对准载具520的2个参考点之间插入该虚拟线，可确定角度偏移(angular offset)以及x和y轴上的偏移(x-y偏移)。一旦对准，接合头441会将裸片505接合到目标接合区域。

图5b示出了具有多个第一裸片参考点515和第二裸片参考点518的裸片505的示例性实施例。如图所示，裸片505的下表面511为活性面，具有第一裸片基准514。在一个实施例中，从第一裸片基准514产生2个第一裸片参考点515，即主要第一裸片参考点515₁和次要第一裸片参考点515₂。例如，主要第一裸片参考点515₁可以是第一裸片基准514的中心，而次要第一裸片参考点515₂可相对于主要第一裸片参考点515₁发生偏移。例如，次要第一裸片参考点515₂可在y方向(向上)发生偏移。第一裸片参考点515的偏移可称为第一裸片参考点偏移。用于生成第一裸片参考点515的其他配置或技术亦可。

裸片505的边缘可包括第二裸片基准517。例如，第二裸片基准517可位于裸片505的边缘的角落处。第二裸片基准517用于生成2个第二裸片参考点518，即主要第二裸片参考点518₁和次要第二裸片参考点518₂。例如，主要第二模具参考点518₁可以是第二裸片基准517的中心，而次要第二裸片参考点518₂可相对于主要第二裸片参考点518₁发生偏移。例如，次要第二裸片参考点518₂可在y方向(向下)发生偏移。第二裸片参考点518的偏移可称为第二裸片参考点偏移。用于生成第二裸片参考点518的其他配置或技术亦可。

裸片参考点515，518可由裸片参考点坐标(x，y)定义。例如，裸片参考点I(1)(x，y)，裸片参考点I(2)(x，y)，裸片参考点II(1)(x，y)和裸片参考点II(2)(x，y)。如上所述的示例性实施例包括2个第一裸片参考点515和2个第二裸片参考点518。应当理解，亦可从第一裸片基准514和第二裸片基准517计算其他数量的第一裸片参考点515和第二裸片参考点518。

如图所示，主要第一裸片参考点515₁相对于主要第二裸片参考点518₁发生偏移。例如，主要第一裸片参考点515₁和主要第二裸片参考点518₁具有主要裸片参考点偏移。一旦通过贴片后检测(例如通过识别第二裸片基准517)确定了主要第二裸片参考点518₁，则次要第二裸片参考点518₂可通过主要第二裸片参考点518₁和第二裸片参考点偏移来确定；而主要第一裸片参考点515₁可通过从主要第二裸片参考点518₁的和主要裸片考点偏移来确定。次要第一裸片参考点515₂可通过从主要第一裸片参考点515₁和第一裸片参考点偏移来确定。用于确定第一裸片参考点515和第二裸片参考点518的其他技术亦可。

图5c-d示出了位于裸片505的活性面上的图案的替代实施例，其可用作第一裸片基准514。参考图5c，裸片505的下表面511为活性面，包括通孔特征541。如图所示，通孔特征541在活性面上可具有各种图案或分布。可选择一些通孔特征541作为第一裸片基准514，并从第一裸片基准514可推导出第一裸片参考点515。在其他实施例中，如图5d所示，裸片505的下表面511为活性面，可具有电路图案544。可选择电路图案544的一些特征当作第一裸片基准514，产生第一裸片参考点515。

图5e示出了对准载具520上的裸片接合区域525的替代实施例。如图所示，裸片接合区域525安装有引线框551。例如，引线框551可基于局部载具基准527安装到裸片接合区域525之上。局部载具基准527可用作对准标记，将裸片505接合到具有引线框551的裸片接合区域525。引线框551可包括用作局部载具基准527的特征或图案，将裸片505安装到裸片接合区域525。

图5f-g示出了确定偏移的替代实施例。例如，如图5f-g所示，可直接从第一裸片基准514和第二裸片基准517生成偏移，而无需生成参考点。第一裸片基准514和第二裸片基准517之间的偏移(也称为裸片基准偏移)是已知的。每个第一裸片基准514可具有对应于第二裸片基准517的裸片基准偏移。根据第一裸片基准514和第二裸片基准517的位置，裸片基准偏移可以相同或不同。在贴片后检测时，识别第二裸片基准517。一旦识别了第二裸片基准517，就可以基于裸片基准偏移来确定第一裸片基准514的位置。

在其他实施例(未示出)中，可基于第二裸片基准517和第一裸片参考点515生成基准-参考点偏移(fiducial-reference point offset)。第一裸片参考点515可相对于每个第二裸片基准517具有基准-参考点偏移。基准-参考点偏移可以相同或不同，取决于第一裸片参考点515和第二裸片基准517的位置。在贴片后检测时，识别第二裸片基准517。可基于相对于第二裸片基准517和基准-参考点偏移来确定第一裸片参考点515。不同的基准-参考点偏移可用于不同的第二裸片基准517。优选地，具有多个第二裸片基准517，例如2个第二裸片基准517。多个第二裸片基准517能够确定角度偏移以及x-y偏移。

在另一个实施例(未示出)中，可从第二裸片参考点518和第一裸片基准514产生参考点-基准偏移(reference point-fiducial offset)。每个第一裸片基准514可具有其各自的参考点-基准偏移。例如，可在贴片后检测时，基于第二裸片基准517确定第二裸片参考点518。再基于参考点-基准偏移来确定第一裸片基准514。第一裸片基准514和第二裸片基准517的数量可以相同。例如，裸片505可具有4个第一裸片基准514和4个第二裸片基准517。每个第一裸片基准514可关联或具有一个对应的第二裸片基准517。第一裸片基准514和第二裸片基准517分别形成第一矩形和第二矩形。可以计算第一矩形和第二矩形之间的角度偏移和中心偏移。

图5h说明了可从2个裸片参考点而产生1个生成参考点526(generated referencepoint)。例如，裸片参考点515，518是已知的或可基于例如第二裸片基准517确定。裸片参考点可具有坐标裸片参考点(1)(x，y)和(2)(x，y)。例如，裸片参考点可以是第二裸片参考点518。生成参考点526可由第二裸片参考点518确定。例如，生成参考点526位于多个第二裸片参考点518之间。生成参考点526可具有参考点(a，b)和θ。例如，生成参考点526可用作第一裸片参考点515。在贴片后检测时，第二裸片参考点518可通过例如第二裸片基准517而识别。基于第二裸片参考点518，以及参考点(a，b)和θ来确定生成参考点526。

图6a是由裸片贴片器400进行贴片后检测600的简化图示。接合了裸片505的对准载具520进行贴片后检测600，确定两者是否对准。在一个实施例中，裸片505被配置为面朝下接合到对准载具520之上。例如，接合到对准载具520之上的裸片505的底表面是活性面。在接合之后，相机模块550延伸到具有裸片505的裸片接合区域525的位置，进行贴片后检测600。

相机模块550被配置为使用俯视相机来检查裸片接合区域525。例如，棱镜555将光引导到对准载具520上的裸片接合区域525，并捕获具有裸片505的裸片接合区域525的图像。例如，捕获裸片接合区域525内已接合的裸片505的上表面512的图像。在一个实施例中，如图所示，裸片505被配置为设置在局部载具基准527之内，使局部载具基准527在贴片之后仍可见。

根据图像，可由第二裸片基准517产生第二裸片参考点518。例如，识别裸片505的边缘上的第二裸片基准517，并计算第二裸片参考点518。在一个实施例中，再基于合适的参考点偏移产生第一裸片参考点515。例如，基于主要裸片参考点偏移，由主要第二裸片参考点518₁产生主要第一裸片参考点515₁。用于确定第一裸片参考点515的其他技术亦可。例如，合适的参考点偏移可以是基准偏移、基准-参考点偏移或参考点-基准偏移。

此外，还可识别对准载具520上的局部载具基准527。例如，局部载具基准527用作目标接合位置的参考。在一个实施例中，将第一裸片参考点515与目标接合位置(例如局部载具基准527或载具参考点)进行比较，从而进行贴片后检测600。对准偏移(alignmentoffset)可以从系统存储器中读取。如果贴片后检测600确定第一裸片参考点515与目标接合位置的距离(包括对准偏移)小于或等于贴片后检测600的偏移阈值(offsetthreshold)，则被检测的裸片505通过了贴片后检测600，并且裸片505的贴片后检测600结束。另一方面，如果贴片后检测600失败，例如，当第一裸片参考点515与目标接合位置的距离(包括对准偏移)大于贴片后检测600的偏移阈值，则将被检测的裸片505的图像存储用于故障分析。

在某些情况下，计算多个第一裸片参考点515。附加的第一裸片参考点515可基于第一裸片参考点偏移。多个第一裸片参考点515能够对已接合的裸片505与目标接合位置之间的角度错位进行检测。

在其他实施例中，如图6b所示，裸片505在接合之后覆盖了局部载具基准527。因此，局部载具基准527对于俯视相机是不可见的。裸片505和裸片接合区域525的其他配置亦可。若接合后裸片505覆盖了局部载具基准527，则对准载具520上的局部载具基准527的位置被记忆并存储在裸片贴片器400的系统存储器中。当贴片后检测600时，俯视相机可调用局部载具基准527的位置，并读取裸片505的边缘处的第二裸片基准517。对准载具520之上的目标接合位置是根据局部载具基准527的所调用的位置而生成的。

如上所述，裸片505的贴片后检测600可在裸片505接合之后，并在不移除对准载具520的情况下进行。例如，在裸片505接合之后，对准载具520在裸片贴片器400上保持完整，进行贴片后检测600。如此可在使用裸片贴片器400进行裸片接合后立即进行实时(real-time)的贴片后检测600。此外，可对每个裸片505进行贴片后检测600，或者可间歇式(intermittent)地对一些裸片505进行贴片后检测600。例如，开始时为了使工艺合格，可对每个裸片505进行贴片后检测600。然后，随着工艺的成熟，一些裸片505可间歇性地进行贴片后检测600。例如，可以每第10个裸片505进行贴片后检测600。其他间歇性或周期性地检测一些已接合的裸片505亦可。

图7示出了对准载具710的实施例的一部分的简化图。对准载具710包括以矩阵形式布置的多个裸片接合区域740。裸片接合区域740可如上所述，分成裸片接合区域块。围绕在裸片接合区域740周围的是局部载具对准标记或局部载具基准750。例如，为每个裸片接合区域740提供4个局部载具基准750，围绕在裸片接合区域740的角落处。提供其他数量的局部载具基准750以及局部载具基准750的其他配置亦可。

在一个实施例中，裸片接合区域740可具有裸片附接区域，其被配置为附接多个裸片。例如，如图所示，裸片附接区域包括第一裸片附接区域和第二裸片附接区域，配置为用于附接第一裸片714₁和第二裸片714₂。将其他数量的裸片附接到裸片附接区域亦可。裸片附接区域上的多个裸片可使用相同的局部载具基准750进行附接。使用相同的局部载具基准750可确保裸片在裸片附着区域上进行相对准确的定位。此外，使用相同的局部载具基准750能够为裸片之间的互连提供准确的裸片定位，例如较高的孔环公差(high annularring tolerance)。此外，使用相同的局部载具基准750可消除由于孔洞位置引起的误差。例如，如果使用单独的局部载具基准750来定位多个裸片，则由孔洞位置引起的误差可能被添加到裸片之间的位置误差中。

如上所述，局部载具基准750设置在裸片接合区域740的裸片附接区域之外。如上所述，这样就能够使用相同的局部载具基准750来附接裸片。然而，在一些情况下，局部载具基准750也可设置在裸片附接区域之内。在这种情况下，裸片接合区域740的每个裸片附接区域可能需要各自的局部载具基准750的集合。在其他情况下，局部载具基准750的组合可能存在于裸片接合区域740的裸片附接区域之内以及之外。应当理解，用于裸片接合区域740的裸片附接区域的局部载具基准750可具有多种配置。

图8a-8g示出了用于在对准载具810上进行贴片和贴片后检测600的工艺800的实施例的简化图。图8a示出了裸片贴片器802，例如在图4a-4c中所描述的。对准载具或面板810设置在基座组件820之上。支撑对准组件(support alignment assembly)可将接合头842和对准载具810之上的裸片接合区域相对准。例如，将接合头842与对准载具810的粗略对准。裸片供给器组件860将裸片814供给到接合头842。例如，裸片供给器组件860延伸至接合头842的下方。

参考图8b，接合头842的接合器(bonder)从裸片供给器组件860处拾取裸片814。例如，接合组件致动器840将接合头842定位在裸片814的上方，并且接合组件致动器840致动接合头842的接合器，拾起裸片814。接合器可采用真空压力从裸片供给器组件860上拾取裸片814。当裸片814被拾取后，裸片供给器组件860撤回，露出对准载具810之上的裸片附接区域，将用于附接裸片814。可以理解，对准载具810的粗略对准可在裸片814被拾取之后进行。

在图8c中，相机模块850延伸到进行预先对准检测的位置。例如，相机模块850的仰视相机检测裸片814的下表面和边缘，同时俯视相机检测对准载具810的裸片接合区域。

预先对准检测用于确定偏移。例如，预先对准检测确定参考点偏移。仰视相机识别裸片814上的第一裸片基准和第二裸片基准。例如，识别位于裸片814的活性面上的第一裸片基准，并识别位于裸片814的边缘处的第二裸片基准。根据第一裸片基准计算第一裸片参考点(在此称为原始的第一裸片参考点)；根据第二裸片基准计算第二裸片参考点(在此称为原始的第二裸片参考点)。原始的第一裸片参考点和原始的第二裸片参考点之间的偏移称为原始裸片参考点偏移(original die reference point offset)。存在2个或多个第一裸片参考点和第二裸片参考点的情况下，附加的第一裸片参考点和附加的第二裸片参考点可相对于原始的第一裸片参考点和原始的第二裸片参考点发生偏移(称为第一和第二参考点偏移)，原始的第一裸片参考点和原始的第二裸片参考点定义为基于第一裸片基准和第二裸片基准。第一和第二参考点偏移可具有相同的偏移值。亦可提供具有不同偏移值的第一和第二参考点偏移。在其他实施例中，偏移可具有另一种类型。例如，偏移可以是基准偏移(fiducial offset)、基准-参考点偏移(fiducial-reference point offset)、或参考点-基准偏移(reference point–fiducial offset)。偏移存储在系统内存中。

确定对准偏移(alignment offset)。例如，对准偏移可以是封装中心到裸片中心的偏移。例如，对准偏移是第一裸片参考点相对于基于载具基准(carrier fiducial)的载具参考点(carrier reference point)的偏移。对准偏移可存储在系统存储器中。

预先对准检测还可确定对准载具810之上的目标接合位置。例如，俯视相机读取对准载具810之上的局部载具基准以及位于目标接合位置上方的相机模块850的位置。在一实施例中，目标接合位置基于对准载具之上的局部载具基准。在其他实施例中，目标接合位置可在具有引线框图案的引线框之上，引线框图案可作为局部载具基准。

目标结合位置可包括1个或多个载具参考点。优选地，基于局部载具基准生成2个或多个载具参考点。在一个实施例中，产生2个载具参考点。亦可生成其他数量的载具参考点。载具参考点的数量可对应于第一裸片参考点的数量。在其他情况下，载具参考点的数量可与第一裸片参考点的数量不同。

在一实施例中，局部载具基准的位置保存在系统存储器中。例如，保存位于目标接合位置之上的相机模块850的位置。这适用于当裸片在贴片后覆盖了局部载具基准的情况。

在预先对准之后，将裸片对准目标接合位置或裸片接合区域内的裸片附接区域。裸片附接区域可以是对准载具810的裸片接合区域内的一个区域。对准包括定位接合头842和相机模块850，使裸片在x和y方向以及旋转方向与裸片附接区域上的目标接合位置相对准。例如，相机模块850与裸片和裸片附接区域具有直接视线(direct line of sight)。

当裸片对准目标接合位置，相机模块850即缩回，如图8d所示。缩回相机模块850可暴露对准载具810上的裸片附接区域。在图8e中，接合组件被致动，用于垂直移动接合头842，将裸片附接到对准载具810之上的裸片附接区域。

在图8f中，相机模块850延伸到适当的位置，以便在裸片附接后进行贴片后检测。例如，如果裸片被指定用于贴片后检测，则相机模块850会延伸到位。相机模块850可基于在对准载具810之上的可见的局部载具基准而延伸到位。在另一个实施例中，相机模块850可基于作为信息存储在系统存储器中的目标接合位置而延伸到位。例如，系统调用存储在存储器中的局部载具基准的位置和相应的相机模块850的位置。这适用于当裸片覆盖了局部载具基准而使其不可见的情况。

开始贴片后检测。例如，贴片后检测可按图6a-b中的描述进行。贴片后检测可确定接合到裸片接合区域的裸片是否对准，例如是否在贴片后检测偏移(post bondinspection offset)之内。其他贴片后检测的技术亦可，用于确定已接合的裸片是否在特定的偏移阈值内而正确对准。

在一个实施例中，如果贴片后检测失败，则识别出失败的裸片。未通过检测的裸片的图像可保存在系统内存之中。随后可进行故障分析。然后上述过程继续进行下一个裸片的接合，如图8g所示。另一方面，如果接合的裸片通过了贴片后检测，上述过程将继续下一个裸片的接合，如图8g所示，而无需保存通过检测的裸片的图像。或者，也可保存通过检测的裸片的图像。为了下一个裸片的接合，接合头842平移到对准载具810之上的下一个裸片附接区域，并且裸片供给器组件860向裸片贴片器802提供下一个裸片816，用于裸片接合。

重复上述过程，将裸片对准并附接到裸片附接区域，直到对准载具810之上的所有裸片附接区域都与裸片接合。在每个裸片接合后，如果已接合的裸片被指定用于贴片后检测，则可进行贴片后检测。此外，可对系统的控制器进行编程，从而对于对准载具810之上的特定裸片接合区域，知晓提供至接合工具的是对准裸片还是活性裸片。

如上所述，裸片贴片器802可被配置具有可平移的基座组件820而进行粗略对准，而支撑对准组件(support alignment assembly)进行精细对准。此外，对准裸片可与活性裸片相同或专门用于对准目的。

图9示出了裸片贴片器的各种组件，进行裸片接合以及贴片后检测的工艺流程900的实施例。工艺流程900涉及的裸片贴片器的各种组件。如图所示，在步骤910，当接合头拾取1个裸片之后，系统控制器指示裸片贴片器进行预先对准检测。例如，系统控制器可以是可编程逻辑控制器(PLC)。对准前检测包括步骤915，计算接合后检测偏移(post bondinspection offset)。例如，在接合头拾取一个裸片后，进行预先对准检测。这包括将相机模块延伸到位，进行预先对准检测。

在一个实施例中，预先对准检测可确定偏移。例如，预先对准检测可确定参考点偏移(reference point offset)。包括采用仰视相机识别裸片上的第一裸片基准和第二裸片基准。由第一裸片基准和第二裸片基准计算得出第一裸片参考点和第二裸片参考点。第一裸片参考点和第二裸片参考点之间的偏移称为参考点偏移(reference point offset)。存在2个或多个第一裸片参考点和第二裸片参考点的情况下，附加的第一裸片参考点和附加的第二裸片参考点可相对于原始的第一裸片参考点和原始的第二裸片参考点发生偏移(称为第一和第二参考点偏移)，原始的第一裸片参考点和原始的第二裸片参考点定义为基于第一裸片基准和第二裸片基准。第一和第二参考点偏移可具有相同的偏移值。在其他实施例中，上述偏移可具有另一种类型。例如，上述偏移可以是基准偏移(fiducial offset)、基准-参考点偏移(fiducial-reference point offset)、或参考点-基准偏移(referencepoint–fiducial offset)。在步骤930，上述偏移存储在系统内存中。另外，对准偏移也可存储在系统内存中。例如，对准偏移是目标接合区域和第一裸片参考点之间的偏移。可对应于封装中心到裸片中心的偏移。

在一个实施例中，在步骤920，确定对准载具之上的目标接合位置。例如，俯视相机读取对准载具之上的局部载具基准，并将相机模块定位在目标接合位置的上方。在一个实施例中，目标接合位置基于对准载具上的局部载具基准。在其他实施例中，目标接合位置可在具有引线框图案的引线框之上，所述引线框图案具有可作为局部载具基准的特征。

目标结合位置可包括一个或多个载具参考点。优选地，基于局部载具基准生成2个或多个载具参考点。在一个实施例中，产生了2个载具参考点。亦可生成其他数量的载具参考点。载具参考点的数量可对应于第一裸片参考点的数量。在其他情况下，载具参考点的数量可与第一裸片参考点的数量不同。

在一个实施例中，在步骤935，局部载具基准的位置保存在系统存储器中。例如，保存位于目标结合位置上方的相机模块的位置。这适用于当裸片在贴片后覆盖了局部载具基准的情况。

完成预先对准检测之后，在步骤940，控制器将裸片对准目标接合位置，例如基于第一裸片参考点和目标接合位置。对准包括定位接合头，使裸片和对准载具上的裸片接合区域上的目标接合位置相对准。例如，裸片在x和y方向以及旋转方向上与目标接合位置相对准。对准之后，相机模块与裸片和芯片附接区域具有直接视线(direct line of sight)。当裸片对准目标接合位置后，裸片就可接合到对准载具。例如，相机模块缩回，并且致动接合头将裸片接合到对准载具之上的目标接合位置。

当裸片接合后，在步骤950，控制器启动贴片后检测。例如，在步骤960，相机模块延伸到检测位置。相机模块可基于位于对准载具之上的可见的局部载具基准而延伸到位。在另一个实施例中，相机模块可基于作为信息存储在系统存储器中的目标接合位置而延伸到位。例如，系统调用存储在存储器中的局部载具基准的位置，并相应地定位相机模块。这适用于当裸片覆盖了局部载具基准而使其不可见的情况。

贴片后检测包括检测具有已接合的裸片的裸片接合区域，用于确定裸片是否对准。例如，从系统存储器中获取偏移，例如参考点偏移，并且如果需要，还可获取局部载具基准的位置。已接合的裸片的对准可基于裸片到目标接合位置的偏移来确定。例如，贴片后检测可确定第一裸片参考点与目标接合位置之间的距离(接合后检测偏移)是否小于或等于接合后检测偏移阈值(post bond inspection offset threshold)。如果接合后检测偏移超过接合后检测偏移阈值，则贴片后检测失败。如果接合后检测偏移等于或小于接合后检测偏移阈值，则贴片后检测通过。完成对已接合的裸片进行贴片后检测之后，在步骤970处，贴片后检测终止。

图10示出了用于对准载具之上的裸片接合和贴片后检测的整体工艺流程1000的示例性实施例。

工艺流程1000从步骤1005处开始。可在步骤1010处进行初始化。初始化可包括关于贴片流程的信息。例如，对准载具的大小、裸片接合区域块的数量及大小、一行中裸片的数量以及一列中的裸片的数量。此外，初始化信息还可包括贴片工艺的起点，例如裸片接合区域块中的起始块以及该起始块内的起始裸片的位置，以及活性裸片的位置和对准裸片的位置。其他信息还可包括对准载具的CAD文件中的载具对准点(carrier alignment point)以及裸片CAD文件中的裸片对准点(die alignment point)，从而帮助对准。

在步骤1015处，将裸片提供至裸片贴片器。例如，特定的裸片(活性裸片或对准裸片)通过裸片供给器组件提供给接合头。接合头从裸片供给器组件上拾取裸片。当裸片被拾取之后，裸片供给器组件缩回，从而暴露将进行裸片接合的裸片接合区域。例如，在裸片被拾取之前进行裸片接合区域的粗略对准。在其他情况下，也可在裸片被拾取之后进行裸片接合区域的粗略对准。

在步骤1020处，进行预先对准检测。例如，相机模块延伸而进行预先对准检测。例如，相机模块的仰视相机检测裸片的下表面和边缘，而俯视相机检测对准载具的裸片接合区域。如上所述，预先对准检测可基于局部载具基准而确定偏移和目标接合位置。偏移和局部载具基准的位置可存储在系统存储器中。此外，对准偏移也可存储在内存中。

预先对准之后，在步骤1025处进行裸片对准。裸片对准包括将裸片对准目标接合位置。裸片对准包括定位接合头和相机模块，使裸片在x和y方向以及旋转方向，与裸片接合区域中的裸片附接区域的目标接合位置相对准。当裸片对准了目标接合位置，相机模块就缩回，从而暴露对准载具上的裸片附接区域。在步骤1030处，致动接合组件垂直移动接合头，用于将裸片附接到对准载具上的裸片附接区域。

在步骤1040处，系统确定是否对已接合的裸片进行贴片后检测。如果已接合的裸片被指定进行贴片后检测，则进行贴片后检测。如果无需进行贴片后检测，则进行到步骤1060。在步骤1045处，进行贴片后检测。例如，贴片后检测包括延伸具有俯视相机的相机模块，用于检测具有已接合的裸片的对准载具。如果可见，相机模块可根据局部载具基准检测裸片接合区域；如果不可见，相机模块可基于局部载具基准所调用的位置来检测裸片接合区域，确定目标接合区域和裸片的轮廓，从而基于在系统内存中存储的偏移来确定裸片的位置。

例如，贴片后检测可确定从目标接合位置到第一裸片参考点的距离(包括从内存中获取的对准偏移)(称为贴片后检测偏移)是否小于或等于贴片后检测偏移阈值。如果贴片后检测偏移超过贴片后检测偏移阈值，则贴片后检测失败。进行至步骤1050处，保存贴片后检测的图像，用于故障分析。接着进行到步骤1060处。如果贴片后检测偏移等于或小于贴片后检测偏移阈值，则贴片后检测通过，工艺流程1000继续到步骤1060处。

在步骤1060处，系统确定是否有更多的裸片需要进行接合。例如，当对准载具被分割成裸片接合区域块的情况下，系统确定是否有更多的裸片需要接合到裸片接合区域块之中。如果需要，则工艺流程1000进行到步骤1065处，为对准载具上进行接合的下一个裸片的位置而设置系统。然后工艺流程1000继续到步骤1015处。如果在裸片接合区域块中没有更多的裸片需要进行接合，则工艺流程1000进行到步骤1070处，确定对准载具上是否有更多的裸片接合区域块用于裸片接合。如果有，则工艺流程1000进行到步骤1075处，为下一个裸片接合区域块中的第一个裸片的位置而设置系统。工艺流程1000再继续到步骤1015处。如果没有更多的裸片接合区域块需要接合，则工艺流程1000在步骤1080处终止。

本公开可在不脱离其精神或本质特征的情况下以其他具体形式实施。因此，前述实施例在所有方面都被认为是说明性的，而不是限制在此描述的本发明。因此，本发明的范围由所附权利要求而不是由前述说明来决定，并且权利要求之等同含义和范围内的所有变化都旨在包含在其中。

Claims (20)

1.一种贴片后检测的方法，包括：

提供一具有裸片接合区域的载具，其中所述裸片接合区域具有局部载具基准，可导出所述裸片接合区域的目标接合位置；

提供一选定裸片，用于接合到所述载具的所述裸片接合区域中的一选定裸片接合区域，其中所述选定裸片的活性面接合到所述选定裸片接合区域；

将所述选定裸片对准所述选定裸片接合区域上的目标接合位置，其中将所述选定裸片对准所述目标接合位置包括：

根据所述选定裸片接合区域的所述局部载具基准确定所述目标接合位置，

确定所述选定裸片的活性面上的一裸片参考点，

为所述裸片参考点确定参考点偏移，以及

将所述裸片参考点对准所述目标接合位置；

在所述选定裸片对准所述目标接合位置之后，将所述选定裸片接合到所述裸片接合区域，成为已接合裸片；以及

对所述已接合裸片进行贴片后检测，其中所述贴片后检测包括：

根据所述选定裸片接合区域的所述局部载具基准，确定所述目标接合位置，

根据所述已接合裸片的位置和所述参考点偏移，确定贴片后裸片参考点，以及

确定所述贴片后裸片参考点是否对准所述目标接合位置。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述确定裸片参考点包括：

确定至少两个裸片参考点。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述至少两个裸片参考点通过一裸片参考点偏移而偏移。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述确定目标接合位置包括：

基于所述局部载具基准而确定一载具参考点。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述确定载具参考点包括：

确定多个所述载具参考点。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述至少两个载具参考点通过一载具参考点偏移而偏移。

7.如权利要求1所述的方法，其中：

所述确定裸片参考点包括：

在所述选定裸片的活性面上识别第一裸片基准，以及

根据所述第一裸片基准计算所述裸片参考点；以及

所述确定参考点偏移包括

识别所述选定裸片的边缘上的第二裸片基准，以及

基于所述第二裸片基准计算第二裸片参考点，

其中，所述参考点偏移是所述裸片参考点和所述第二裸片参考点之间的偏移。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述确定参考点偏移包括：

在所述选定裸片的活性面上识别第一裸片基准；以及

识别所选裸片的边缘上的所述第二裸片基准；

其中，所述参考点偏移是所述第一裸片基准和所述第二裸片基准之间的偏移。

9.如权利要求1所述的方法，其中

所述确定裸片参考点包括：

在所述选定裸片的活性面上识别第一裸片基准，以及

根据所述第一裸片基准计算所述裸片参考点；以及

所述确定参考点偏移包括：

识别所述选定裸片的边缘上的第二裸片基准，

其中，所述参考点偏移是所述裸片参考点和所述第二裸片基准之间的偏移。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述确定参考点偏移包括：

识别所述选定裸片的活性面上的第一裸片基准；

识别所述选定裸片的边缘上的第二裸片基准；以及

基于所述第二裸片基准计算第二裸片参考点；

其中，所述参考点偏移是所述第二裸片参考点和所述第一裸片基准之间的偏移。

11.一种用于裸片贴片器的贴片后检测系统，包括：

集成相机模块，被配置为当对准载具安装在所述裸片贴片器的基座组件上时，在垂直方向向下观察，用于检测所述对准载具上的选定裸片接合区域的局部载具基准，其中所述对准载具包括裸片接合区域，每个所述裸片接合区域均包括所述局部载具基准，由其确定目标接合位置；以及

在垂直方向向上观察，用于观察所述选定裸片的活性面，其包括裸片基准，

其中裸片参考点由所述裸片基准确定；以及

处理器，用于从所述集成相机模块接收输入，其中所述处理器被配置为进行贴片后检测，包括：

根据所述选定裸片接合区域的局部载具基准确定所述目标接合位置，

从存储器中获取参考点偏移，在裸片对准过程中用于确定裸片参考点，

基于所述选定裸片的接合位置和所述参考点偏移推导贴片后裸片参考点，以及

确定所述贴片后裸片参考点是否对准所述目标接合位置。

12.如权利要求11所述的系统，其中所述处理器被配置为执行检测，所述检测包括预先对准检测，用于将所述选定裸片和所述选定裸片接合区域上的所述目标接合位置相对准，其中所述预先对准检测包括：

根据所述选定裸片接合区域的所述局部载具基准确定所述目标接合位置，确定所述选定裸片的活性面上的所述裸片参考点，以及

为所述裸片参考点确定所述参考点偏移，其中所述参考点偏移存储在所述存储器中以供获取。

13.如权利要求12所述的系统，其中所述确定裸片参考点包括：

确定多个所述裸片参考点。

14.如权利要求13所述的系统，其中所述多个裸片参考点通过一裸片参考点偏移而偏移。

15.如权利要求12所述的系统，其中所述确定目标接合位置包括：

基于所述局部载具基准确定载具参考点，其中所述载具参考点包括多个所述载具参考点。

16.如权利要求15所述的系统，其中所述多个载具参考点通过一载具参考点偏移而偏移。

17.如权利要求12所述的系统，其中

所述确定裸片参考点包括：

在所述选定裸片的活性面上识别第一裸片基准，以及

根据所述第一裸片基准计算所述裸片参考点；以及

所述确定参考点偏移包括：

识别所述选定裸片的边缘上的第二裸片基准，以及

基于所述第二裸片基准计算第二裸片参考点，

其中，所述参考点偏移是所述裸片参考点和所述第二裸片参考点之间的偏移。

18.如权利要求12所述的系统，其中所述确定参考点偏移包括：

在所述选定裸片的活性面上识别第一裸片基准；以及

识别所述选定裸片的边缘上的第二裸片基准，

其中，所述参考点偏移是第一裸片基准和第二裸片基准之间的一偏移。

19.如权利要求12所述的系统，其中

所述确定裸片参考点包括：

在所述选定裸片的活性面上识别第一裸片基准，以及

根据所述第一裸片基准计算所述裸片参考点；以及

所述确定参考点偏移包括：

识别所述选定裸片的边缘上的第二裸片基准，

其中，所述参考点偏移是所述裸片参考点和所述第二裸片基准之间的偏移。

20.如权利要求12所述的系统，其中所述确定参考点偏移包括：

识别所述选定裸片的活性面上的第一裸片基准；

识别所述选定裸片的边缘上的第二裸片基准；以及

基于所述第二裸片基准计算第二裸片参考点，

其中，所述参考点偏移是所述第二裸片参考点和所述第一裸片基准之间的偏移。

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