TW201608665A - 晶片撿拾單元、具有該撿拾單元之晶片焊接裝置以及晶片焊接方法 - Google Patents

晶片撿拾單元、具有該撿拾單元之晶片焊接裝置以及晶片焊接方法 Download PDF

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Abstract

一種晶片撿拾單元，包括：一支撐板、一退出部、至少一反轉撿拾部、一視覺部及一視覺驅動部。支撐板，用以支撐具有複數個晶片之一晶圓。退出部，設置於支撐板下方以退出每一晶片。反轉撿拾部，設置於支撐板上方以撿拾被退出部退出之晶片且包括一旋轉部，以反轉撿拾晶片。視覺部，設置於支撐板上方以偵測被反轉撿拾部撿拾晶片的位置。視覺驅動部，連接至視覺部，設置以移動視覺部，當反轉撿拾部撿拾退出晶片時，偵測下一個接續撿拾晶片之位置。

Description

晶片撿拾單元、具有該撿拾單元之晶片焊接裝置以及晶片焊接 方法
本發明係有關於一種晶片撿拾單元、具有該撿拾單元之晶片焊接裝置以及晶片焊接方法，特別是與一種撿拾裝置撿拾每一個由晶圓切割的複數個晶片，一裝置包括撿拾裝置及焊接每一晶片於一基板上以及晶片焊接於一基板上的辦法。
一般而言，半導體裝置可藉由重複一連串製造過程形成於矽晶圓上。半導體裝置形成於晶圓上可藉由切割過程分為複數個晶片且晶片可獨立撿拾接著焊接於基板上。
特別地，一黏著片或一晶元切割膠帶可黏著於包括個別晶片的晶圓背面且黏著片可固定於圓形環狀的一固定框上。此固定框可藉由晶片焊接裝置中一支撐板支撐且一晶片退出裝置可設置於晶片下方。每一晶片可藉由晶片退出裝置向上推出以使晶片很容易與黏著片分離且可進一步被設置於晶圓上方之撿拾裝置撿拾。之後撿拾晶片可被傳送且焊接至基板上。
為於精確位置撿拾晶片，晶片待撿拾位置藉由一 視覺裝置檢查然後進行撿拾過程。然而，因為視覺裝置固定於晶圓上方一預定位置，撿拾裝置可能於撿拾其中一晶片時，位於視覺裝置的下方。因此，此時視覺裝置在撿拾晶片的過程中為等待狀態且在撿拾完晶片後，才接著偵測要接續撿拾晶片的位置。因此，晶片焊接處理所需時間或許因而增加。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一晶片撿拾單元，能夠當偵測到晶片位置後，由一晶圓接續地撿拾晶片。
本發明同時提供一晶片焊接裝置包括上述的晶片撿拾單元。
本發明同時提供一晶片焊接方法，使用晶片焊接裝置來焊接晶片。
本發明之一目的在於提供一種晶片撿拾單元，包括：一支撐板，用以支撐具有複數個晶片之一晶圓；一視覺部，設置於支撐板上方以偵測晶片位置；一退出部，設置於支撐板下方以退出視覺部偵測的晶片；至少一反轉撿拾部，設置於支撐板上方以撿拾被退出部退出之晶片且包括一旋轉部，以反轉撿拾晶片；及一視覺驅動部，連接至視覺部，設置以移動視覺部，當反轉撿拾部撿拾退出晶片時，偵測下一個接續撿拾晶片之位置。
依據本發明實施例，此晶片撿拾單元更包括：一撿拾驅動部，以移動反轉撿拾部接續撿拾晶片。
依據本發明實施例，此晶片撿拾單元包括：一第一及一第二反轉撿拾部共軸設置以交互撿拾晶片。
依據本發明實施例，此晶片撿拾單元更包括：一檢拾驅動部以移動第一及第二反轉撿拾部以交互且接續撿拾晶片。
依據本發明實施例，撿拾驅動部移動第一及第二反轉撿拾部於相同方向且其中視覺部藉由視覺驅動部移動。
依據本發明實施例，撿拾驅動部包括一線性馬達。
依據本發明實施例，此晶片撿拾單元更包括：一第一及一第二撿拾驅動部以分別移動第一及第二反轉撿拾部以交互且接續撿拾晶片。
依據本發明實施例，此晶片撿拾單元更包括：一退出驅動部於相同方向移動退出部且其中視覺部藉由視覺移動部移動。
依據本發明實施例，此晶片撿拾單元更包括：一支撐驅動部，移動支撐板於藉由視覺移動部移動之視覺部的垂直方向。
本發明之另一目的在於提供一種晶片焊接裝置，包括：一晶片撿拾單元及一晶片焊接單元。晶片撿拾單元包含一支撐板支撐具有複數個晶片之一晶圓、一視覺部設置於支撐板上方以偵測晶片位置、一退出部設置於支撐板下方以退出視覺部偵測的晶片、至少一反轉撿拾部設置於支撐板上方以撿拾被退出部退出之晶片且包括一旋轉部，以反轉撿拾晶片及一視覺驅動部，連接至視覺部，設置以移動視覺部，當反轉撿拾部撿拾退出晶片時，偵測下一個接續撿拾晶片之位置。而晶片焊接單元，設置於反轉撿拾部附近以接收反轉晶片且焊接反轉晶 片於一基板上。
依據本發明實施例，晶片焊接單元包括：一晶片傳送部撿拾及傳送反轉晶片；一基板載入部，由外載入基板至一焊接區域；及一焊接部焊接由基板之晶片傳送部傳送之晶片。
依據本發明實施例，晶片焊接單元更包括：一緩衝傳送部設置鄰近於晶片傳送部，設置以撿拾及傳送撿拾晶片且藉由反轉撿拾部反轉。
依據本發明實施例，晶片焊接單元更包括一中間傳送部，移動設置於晶片傳送部與焊接部間且中間傳送部接收複數個反轉晶片後，傳送反轉晶片至焊接部。
依據本發明實施例，焊接部包括複數個焊接點以同步焊接複數個反轉晶片於基板上。
本發明之又一目的在於提供一種晶片焊接方法，包括：使用一視覺部設置於具有複數個晶片的一晶圓上，以偵測複數個晶片中任一晶片位置；退出視覺部於晶圓上偵測到之晶片；撿拾及反轉退出晶片且同時移動視覺部朝向另一個接續撿拾晶片在被撿拾的晶片附近以偵測位置；及焊接反轉晶片於一基板上。
依據本發明實施例，數個反轉晶片，包括反轉晶片藉由一晶片傳送部接續傳送至一中間傳送部，接著藉由中間傳送部同時傳送至一焊接部以焊接反轉晶片。
為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例並配合所附圖式做詳細說明。
10‧‧‧晶圓
20‧‧‧晶片
30‧‧‧黏著片
40‧‧‧基板
100‧‧‧支撐板
110‧‧‧開口
150‧‧‧支撐驅動部
200‧‧‧退出部
250‧‧‧退出驅動部
300‧‧‧第一反轉撿拾部
310‧‧‧第一旋轉部
400‧‧‧第二反轉撿拾部
410‧‧‧第二旋轉部
450‧‧‧撿拾驅動部
500‧‧‧視覺部
600‧‧‧視覺驅動部
700‧‧‧晶片焊接單元
710‧‧‧晶片傳送部
720‧‧‧中間傳送部
730‧‧‧基板載入部
740‧‧‧焊接部
750‧‧‧緩衝傳送部
1000‧‧‧晶片焊接裝置
X‧‧‧軸向
Y‧‧‧軸向
Z‧‧‧軸向
第1圖係表示本發明實施例中晶片焊接裝置之示意圖；第2圖係表示描述第1圖中本發明之晶片焊接裝置之示意圖；及第3A至3C圖係表示應用第1圖中本發明之晶片焊接裝置之晶片焊接方法之示意圖。
依據本發明實施例之用於晶片焊接之裝置與方法將藉由參考對應圖式描述於後作細部揭露。本發明可修改或是實施於不同型式，因此特定實施例描述於圖式與細部說明書中。然而本發明揭露不應建構限制於此處的實施例。甚至應了解修改、等效及替代物，在不脫離本發明之精神和範圍內亦落在本發明範圍內。於每一圖示中如參考編號指示相似元件。於圖示中，結構維度的增大或縮小以清楚描述。
“第一”或”第二”名詞可用於描述不同元件，然而元件不應限制於這些名詞。這些名詞僅用於區別彼此。例如在不背離本發明範圍下第一元件可被命名為第二元件或反之。
用於此處的名詞僅描述特定實施例但不限制本發明之揭露。單數名詞可包含複數名詞除非指示相反。於說明書中，名詞用於”包含””包括””具有””含有”用於指定功能、數字、步驟、運作、元件、構件的揭露或是組合情況但不應預先限制建構排除現有或額外增加一至多個其他的功能、數字、步驟、 運作、元件、構件的揭露或是組合情況。
除非其他情況定義，所有名詞包括技術及科技名詞，此處應用等同於習知技藝之應用。應完全了解的是名詞如一般定義為字典中應解釋具有的意義與相關習知技術具有上下文意義，而非解釋成為具有理想或是超出正式意義除非本身清楚定義。
第1圖係表示本發明實施例中晶片焊接裝置之示意圖且第2圖為第1圖係表示本發明實施例中晶片焊接裝置之示意圖。
請參考第1圖及第2圖，依據本發明實施例，一晶片焊接裝置1000包括：一支撐板100，一退出部200，一第一反轉撿拾部300、一第二反轉撿拾部400，一視覺部500、一視覺驅動部600及一晶片焊接單元700。
支撐板100可用於支撐包括藉由切割過程形成個體的複數個晶片20之一晶圓10。一黏著片30或一晶元切割膠帶可黏著於晶圓10。黏著片30可固定於圓形環狀的一固定框(未顯示)上。支撐板100支撐固定框且具有開口110以退出每一晶片20。雖未顯示於圖中，支撐板100可包含：一圓形環延伸器以支撐黏著片30於晶片與固定框間、一夾持器以維持固定框及一夾持驅動部以垂直移動夾持器。特別地，夾持驅動部可向下移動夾持器以延伸黏著片30且晶片間距離可因而延伸。
晶片焊接裝置1000可包括一支撐驅動部150，沿X軸與Y軸方向水平移動支撐板100以進行由晶圓10獨立出來的晶片20之焊接過程。
退出部200設置於支撐板100下方以退出晶片20。退出部200位於支撐板100下方，透過黏著片30推每一晶片20以允許晶片20很容易由黏著片30分離。為達此目的，退出部200設置以允許部分晶片20而非晶片20整個區域被推出。例如，退出部200可包含一退出針或桿來退出晶片20。
晶片焊接裝置1000可包括一退出驅動部250用以水平移動退出部200以接續退出晶片20。例如，退出驅動部250可移動退出部200於X、Y軸方向。可選擇地，退出驅動部250移動退出部200於X軸方向而支撐驅動部150可移動支撐板100於Y軸方向。
第一及第二反轉撿拾部300,400可設置於支撐板100上方。每一第一及第二反轉撿拾部300,400可選擇及接續地撿拾受退出部200接續退出的晶片20。第一及第二反轉撿拾部300,400可包括一第一撿拾器及一第二撿拾器移動式設置於垂直方向以分別使用真空壓力來撿拾晶片20。再者，第一及第二反轉撿拾部300,400可分別具有一第一旋轉部310及一第二旋轉部410。第一旋轉部310及第二旋轉部410可180度旋轉撿拾晶片20以反轉撿拾晶片20。
晶片焊接裝置1000可包括一撿拾驅動部450用以移動第一及第二反轉撿拾部300,400以選擇及接續地撿拾晶片20。特別地，第一及第二反轉撿拾部300,400共軸設計，如第1圖及第2圖之X軸方向且撿拾驅動部450設置在X軸方向來移動第一反轉撿拾部300和第二反轉撿拾部400，例如，撿拾驅動部450可藉由利用線性馬達設置。或者是，撿拾 驅動部450藉由一第一馬達、一第一滾珠螺桿、一第一滾珠螺母及一第一線性運動導軌以移動第一反轉撿拾部300且一第二馬達、一第二滾珠螺桿、一第二滾珠螺母及一第二線性運動導軌以移動第二反轉撿拾部400。
在此情況下，支撐板100可藉由支撐驅動部150移動於Y軸方向且退出部200與第一及第二反轉撿拾部300,400移動於相同方向，譬如藉由退出驅動部250於X軸方向以接續地於X軸方向退出晶片20。
可選擇地，晶片焊接裝置1000可包括一第一及一第二撿拾驅動部以分別移動第一及第二反轉撿拾部300,400於X軸方向以選擇及接續地撿拾晶片20。
視覺部500可設置於支撐板100上方。視覺部500在使用退出部200及第一及第二反轉撿拾部300,400退出及撿拾晶片20前，可檢查待藉由退出部200退出之晶片20是否位於正確位置。例如，視覺部500可包含一攝影機以擷取晶片20的影像以偵測晶片20的位置。再者，當有錯誤發生於檢查後晶片20位置時，一控制器(未顯示)可控制運作支撐驅動部150以正確補償錯誤以使得晶片20位於正確位置。
視覺驅動部600連接於視覺部500以移動視覺部500。細部地，視覺驅動部600移動視覺部500以當第一及第二反轉撿拾部300,400撿拾退出的晶片20時，偵測另一接續撿拾晶片20位置。例如，當第一及第二反轉撿拾部300,400藉由撿拾驅動部450移動於X軸方向時，視覺驅動部600可設置移動視覺部500相同於第一及第二反轉撿拾部300,400之相 同方向，如第1圖及第2圖所示沿X軸方向。
晶片焊接單元700可設置鄰近藉由撿拾驅動部450驅動之第一及第二反轉撿拾部300,400。例如，兩晶片焊接單元700可分別設置鄰近每一第一及第二反轉撿拾部300,400，藉由第一及第二反轉撿拾部300,400接收被撿拾及反轉的晶片20，然後焊接反轉晶片20於一基板40上。
晶片焊接單元700可包括：一晶片傳送部710、一中間傳送部720、一基板載入部730及一焊接部740。晶片傳送部710可撿拾被第一及第二反轉撿拾部300,400反轉之晶片20，然後傳送晶片20至中間傳送部720。中間傳送部720可接收複數個晶片20。例如，中間傳送部720可接收預設數量藉由晶片傳送部710傳送的晶片20，接著同時傳送晶片20至焊接部740。基板載入部730可載入基板40至一焊接區域，其中焊接過程藉由焊接部740從外面進行。焊接部740可個別焊接由中間傳送部720傳送之晶片20於基板40上。特別地，晶片焊接單元700可包括：至少一緩衝傳送部750設置鄰近晶片傳送部710，運作方式相同於晶片傳送部710。晶片20藉由第一及第二反轉撿拾部300,400撿拾且反轉的晶片當中間傳送部720傳送複數個晶片20至焊接部740時，可被晶片傳送部710及緩衝傳送部750撿拾，以減少焊接製程所需時間。
焊接部740可包括一焊接頭以個別焊接晶片20至基板40。可選擇地，焊接部740可包括複數個焊接頭以同時焊接晶片20於基板40以減少焊接製程所需時間。
下面將藉由參考第3A至3C圖描述一種使用晶片 焊接裝置1000來焊接晶片20於基板40方法的細節。
第3A至3C圖係表示應用第1圖中本發明之晶片焊接裝置之晶片焊接方法之示意圖。
請參考第3A圖，首先，為焊接每一晶片20於基板40上，藉由第一反轉撿拾部300撿拾之晶片20的位置由視覺部500偵測。同時，第二反轉撿拾部400的第二撿拾器可往下移以撿拾鄰近晶片20，其位於待撿拾晶片20於X軸方向的旁邊。此時，鄰近晶片20的位置已預先藉由視覺部500檢查。總而言之，如第3A圖描述步驟，當藉由任一第一及第二反轉撿拾部300,400撿拾之待撿拾晶片20位置藉由視覺部500檢查時，其他反轉撿拾部可同時執行撿拾其他晶片20的運作。
請參考第3B圖，當第一反轉撿拾部300藉由撿拾驅動部450移動朝向待撿拾晶片20，視覺部500可藉由視覺驅動部600移動放置於晶片20上方，以同時被第二反轉撿拾部400接續撿拾。此時，第二反轉撿拾部400的第二撿拾器可撿拾鄰近晶片20。
請參考第3C圖，當第一反轉撿拾部300之第一撿拾器撿拾待撿拾晶片20時，視覺部500可偵測將接續被第二反轉撿拾部400撿拾之晶片20的位置。此時，第二反轉撿拾部400移向晶片傳送部710，其設置於第3C圖右側且進一步旋轉第二撿拾器以反轉鄰近晶片20。
然後，當鄰近晶片20由第二反轉撿拾部400傳送至晶片傳送部710時，第一反轉撿拾部300朝向晶片傳送部710，移動此時位於第3C圖左側且進一步旋轉第一撿拾器以反 轉被撿拾晶片20。
如上所述，當第一及第二反轉撿拾部300,400輪流接續地撿拾晶片20，視覺部500同時接續由視覺驅動部600移動以偵測晶片20位置，使得撿拾晶片20的運作可連續進行而不需停止運轉。
晶片20由第一及第二反轉撿拾部300,400傳送至晶片傳送部710可接續接收於中間傳送部720。當晶片20數量達到預定值時，中間傳送部720可傳送晶片20至焊接驅動部740。然後，焊接部740可個別或同時焊接晶片20至藉由基板載入部730載入之基板40。
依據本發明揭露如上之實施例，當第一反轉撿拾部300或是第二反轉撿拾部400撿拾其中一個晶片20，視覺部500可藉由視覺驅動部600移動，以偵測另一個接續要準備撿拾的晶片20位置。然而，第一及第二反轉撿拾部300,400可連續撿拾晶片20而無需中斷運作。因此，整個焊接晶片20製程所需時間可充分縮短，因而成本節省及生產力改善得以預期。
再者，為由晶圓10撿拾每一晶片20，支撐板100於焊接裝置1000的元件中有相對較重的重量，因而於運作時可能有較高振動的可能性，可以僅沿著Y軸或是X軸方向移動且退出部200、第一及第二反轉撿拾部300,400及視覺部500，可僅沿著X軸或是Y軸方向移動。因此，可預期的由於支撐板移動所造成的震動噪音得以減少，因此工作環境得以改善。
雖然晶片撿拾單元、具有該撿拾單元之晶片焊接裝置，以及晶片焊接方法已於參考實施例中敘述，但並非用以限制發明範圍。因此應了解的是任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾。
10‧‧‧晶圓
20‧‧‧晶片
30‧‧‧黏著片
100‧‧‧支撐板
110‧‧‧開口
150‧‧‧支撐驅動部
200‧‧‧退出部
250‧‧‧退出驅動部
300‧‧‧第一反轉撿拾部
310‧‧‧第一旋轉部
400‧‧‧第二反轉撿拾部
410‧‧‧第二旋轉部
450‧‧‧撿拾驅動部
500‧‧‧視覺部
600‧‧‧視覺驅動部
700‧‧‧晶片焊接單元
710‧‧‧晶片傳送部
720‧‧‧中間傳送部
750‧‧‧緩衝傳送部
1000‧‧‧晶片焊接裝置
X‧‧‧軸向
Y‧‧‧軸向
Z‧‧‧軸向

Claims (16)

  1. 一種晶片撿拾單元，包括：一支撐板，用以支撐具有複數個晶片之一晶圓；一視覺部，設置於該支撐板上方以偵測該晶片位置；一退出部，設置於該支撐板下方以退出該視覺部偵測的該晶片；至少一反轉撿拾部，設置於該支撐板上方以撿拾被該退出部退出之該晶片且包括一旋轉部，以反轉該撿拾晶片；及一視覺驅動部，連接至該視覺部，設置以移動該視覺部，當該反轉撿拾部撿拾該退出晶片時，偵測下一個接續撿拾晶片之位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之晶片撿拾單元，更包括：一撿拾驅動部，以移動該反轉撿拾部接續撿拾該晶片。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之晶片撿拾單元，包括：一第一及一第二反轉撿拾部共軸設置以交互撿拾該晶片。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之晶片撿拾單元，更包括：一撿拾驅動部以移動該第一及該第二反轉撿拾部以交互且接續撿拾該晶片。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之晶片撿拾單元，其中，該撿拾驅動部移動該第一及該第二反轉撿拾部於相同方向且其中該視覺部藉由該視覺驅動部移動。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之晶片撿拾單元，其中，該撿拾驅動部包括一線性馬達。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之晶片撿拾單元，更包括：一 第一及一第二撿拾驅動部以分別移動該第一及該第二反轉撿拾部以交互且接續撿拾該晶片。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之晶片撿拾單元，更包括：一退出驅動部於相同方向移動該退出部且其中該視覺部藉由該視覺移動部移動。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之晶片撿拾單元，更包括：一支撐驅動部，移動該支撐板於藉由該視覺移動部移動之該視覺部的垂直方向。
  10. 一種晶片焊接裝置，包括：一晶片撿拾單元，包含一支撐板支撐具有複數個晶片之一晶圓、一視覺部設置於該支撐板上方以偵測該晶片位置、一退出部設置於該支撐板下方以退出該視覺部偵測的該晶片、至少一反轉撿拾部設置於該支撐板上方以撿拾被該退出部退出之該晶片且包括一旋轉部，以反轉該撿拾晶片及一視覺驅動部，連接至該視覺部，設置以移動該視覺部，當該反轉撿拾部撿拾該退出晶片時，偵測下一個接續撿拾晶片之位置；及一晶片焊接單元，設置於該反轉撿拾部附近以接收該反轉晶片且焊接該反轉晶片於一基板上。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之晶片焊接裝置，其中，該晶片焊接單元包括：一晶片傳送部撿拾及傳送該反轉晶片；一基板載入部，由外載入該基板至一焊接區域；及一焊接部焊接由該基板之該晶片傳送部傳送之該晶片。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之晶片焊接裝置，其中，該晶片焊接單元更包括：一緩衝傳送部設置鄰近於該晶片傳送部，設置以撿拾及傳送該撿拾晶片且藉由該反轉撿拾部反轉。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之晶片焊接裝置，其中，該晶片焊接單元更包括一中間傳送部，移動設置於該晶片傳送部與該焊接部間且該中間傳送部接收複數個反轉晶片後，傳送該反轉晶片至該焊接部。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之晶片焊接裝置，其中，該焊接部包括複數個焊接點以同步焊接複數個反轉晶片於該基板上。
  15. 一種晶片焊接方法，該方法包括：使用一視覺部於具有複數個晶片的一晶圓上，以偵測複數個晶片中任一晶片位置；退出該視覺部於該晶圓上偵測到之該晶片；撿拾及反轉該退出晶片且同時移動該視覺部朝向另一個接續撿拾晶片位於被撿拾晶片附近以偵測位置；及焊接該反轉晶片於一基板上。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之晶片焊接方法，其中，複數個反轉晶片，包括被反轉晶片，藉由一晶片傳送部接續傳送至一中間傳送部，接著藉由該中間傳送部同時傳送至一焊接部以焊接該反轉晶片。
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