TW201724304A - 熱壓鍵合裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了一種利用熱壓將晶片鍵合至基板上的熱壓鍵合裝置，基於本發明實施例的熱壓鍵合裝置，其包括：基板上鍵合單個單元半導體晶片且吸附半導體晶片的吸頭、向吸頭底部供給薄膜的薄膜供給裝置以及穿孔薄膜的打孔裝置。打孔裝置包括：基座；安裝在基座上用於薄膜穿孔的打孔銷；支撐薄膜底部且形成有貫通銷容納孔的保持塊，保持塊可上下移動，當保持塊向下移動時，打孔銷對薄膜進行穿孔。

Description

熱壓鍵合裝置
本發明提供一種熱壓鍵合裝置，更詳細地，提供一種利用熱壓將晶片鍵合於基板上的熱壓鍵合裝置。
將半導體晶片附著於電路板上的製程，一般需要非常精確地執行，基板上具有固定半導體晶片的多個安裝區域。另一方面，半導體晶片與電路板的安裝區域需要進行準確地電連接，為了減少不合格率，半導體晶片需要安裝在安裝區域的正確位置（圖案）。
半導體晶片的安裝製程可以稱為鍵合製程。基於要求精確的作業的製程特殊性，對電路板整體位置和電路板半導體晶片的固定部位置（安裝區域）進行檢查，然後將半導體晶片安裝於電路板上。
熱壓鍵合裝置是指從晶圓分離出單獨的半導體晶片，用鍵合拾取器以晶片底部（凸塊形成面）朝下的方式拾取晶片的狀態下，將晶片鍵合於物件基板上的裝置。
晶片鍵合方法有：向凸塊塗布助焊劑，並將其附著於基板的接線端子的方法和在基板上塗布助焊劑並將接線端子附著於基板的方法。此時，半導體晶片以加熱的狀態被擠壓，這種方法稱為熱壓方式。
但是，這種熱壓方式中，因鍵合拾取器擠壓晶片時的壓力，使黏合件從側面向上流動並黏到鍵合拾取器底部，或者因加熱黏合件期間產生的氣體，會出現鍵合拾取器被污染的問題。
另一方面，對於習知的熱壓鍵合裝置來說精度比較重要，但藉由龍門架移動鍵合拾取器時，因基於X軸和Y軸的移動發生振動而無法確保精度，並且，當一個鍵合拾取器作業期間另一個鍵合拾取器同時作業的情況下，無法驗證其精度，因而，在熱壓鍵合裝置中，一個晶圓只能用一個鍵合拾取器進行熱壓鍵合。因此，習知的熱壓鍵合裝置只能是低產量（UHP）的裝置。
另一方面，韓國公開專利第10-2000-0035067中公開了一種翻轉半導體晶片並直接鍵合在基板上的熱壓鍵合裝置。
習知技術文獻
專利文獻
韓國公開專利第10-2000-0035067號（2000.06.26.公開）
要解決的技術問題
為解決上述問題，本發明的目的在於，提供一種提高精度和UPH的熱壓鍵合裝置。
更詳細地，提供一種熱壓鍵合裝置，藉由減少以龍門架方式移動的鍵合拾取器的X軸移動次數，並隨時檢查作業過程中用於同時檢查吸頭和安裝半導體晶片的基板的狹縫視覺的熱變形引起的誤差，確保並驗證精度，從而能夠由多個鍵合拾取器對一個晶圓進行熱壓鍵合作業，以提高UPH。
並且，根據本發明的一個實施例，提供一種在熱壓方式中可防止鍵合拾取器污染的熱壓鍵合裝置。
技術手段
根據本發明的一個方面，可提供一種熱壓鍵合裝置，所述熱壓鍵合裝置將單個半導體晶片熱壓鍵合於基板的安裝位置上，其包括：材料供給部，供給切割成單個單元的半導體晶片的材料；翻轉拾取器，從所述材料供給部拾取所述半導體晶片並翻轉上下麵；單元拾取器，從所述翻轉拾取器接收單個半導體晶片，並放置於裝載晶片的片狀塊上；吸頭，形成有用於支撐吸附所述片狀塊上的半導體晶片的吸附孔，下端設置有薄膜，以藉由薄膜吸附所述半導體晶片；薄膜供給裝置，向所述吸頭下端供給薄膜；打孔裝置，具備支撐所述薄膜底面且內部形成有貫穿打孔銷的銷容納孔，以在所述薄膜的與所述吸頭上形成的吸附孔相對的位置形成孔；以及加熱台，放置有用於對所述吸頭吸附的半導體晶片進行熱壓鍵合的基板。
較佳地，所述打孔裝置包括：基座；打孔銷，設置在所述基座上，對所述薄膜進行穿孔；保持塊，支撐所述薄膜的底面，並形成有貫穿所述打孔銷的容納孔；以及第一彈性部件，設置在所述基座與所述保持塊之間，所述保持塊上下可移動地設置，當所述保持塊向下移動時，所述打孔銷對所述薄膜進行穿孔。
較佳地，所述打孔裝置還可包括：設置在所述打孔銷與所述銷固定部件之間的第二彈性部件，所述第二彈性部件在受到大於所述打孔銷對所述薄膜進行穿孔時的施加於所述打孔銷的壓力時變形。
較佳地，所述材料供給部和所述加熱台具有部分重疊的空間的多層形態，所述翻轉拾取器以吸附所述材料供給部上的半導體晶片並翻轉的狀態傳遞至上下可運動的單元拾取器，在所述單元拾取器將所述半導體晶片裝載至片狀塊上後，吸頭拾取所述片狀塊上的半導體晶片，並鍵合至所述基板上。
較佳地，所述打孔裝置更包括導向部件，所述導向部件引導所述保持塊的上下移動，且具有覆蓋從所述保持塊外周面凸出的法蘭部上部的卡止件，以防止所述保持塊脫離。
較佳地，所述打孔裝置更包括固定於所述基座底部並支撐所述打孔銷的銷固定部件，所述打孔銷從所述基座的底部貫穿並凸出至所述基座的上部，所述打孔銷外周面突出的法蘭部被所述基座的下麵支撐。
較佳地，更包括：上視視覺，檢查位於所述單元拾取器拾取的半導體晶片底面的凸塊、異物或裂紋狀態；狹縫視覺，設置在所述基板的安裝位置和所述鍵合拾取器吸附的半導體晶片之間，並檢查所述基板的安裝位置和半導體晶片的對齊狀態。
較佳地，所述鍵合拾取器具有能夠移動至X軸和Y軸平面上任意位置的龍門架結構，並且在X軸方向上以所述加熱台為中心對稱設置在兩側，所述晶片搬運器具有與所述吸頭數量對應的數量。
較佳地，更包括輪圈單元，用於校正設定在所述狹縫視覺上部的視覺晶片和設定在所述狹縫視覺下部的視覺基板的偏移，所述輪圈單元具有以“ㄷ”形狀，上部設定有形成基準點標記的上部玻璃，下部設定有形成基準點標記的下部玻璃，所述上部玻璃的中心部和所述下部玻璃的中心部對齊並設定在同一軸線上。
較佳地，所述狹縫視覺是可移動的同軸視覺，將根據所述輪圈單元的上部玻璃和所述下部玻璃的檢查結果獲取的位置設定為基準位置，在將所述吸頭吸附的半導體晶片熱壓鍵合在所述加熱臺上放置的基板上之前，利用所述狹縫視覺檢查並比較所獲取的位置值以補償吸頭的移動量。
較佳地，所述狹縫視覺在所述吸頭吸附的半導體晶片與鍵合所述半導體晶片的基板之間檢查所述半導體晶片的對齊狀態後，移動至輪圈單元，並檢查所述狹縫視覺的視覺晶片和視覺基板的誤差值，在存在偏移的情況下，檢查下一個半導體晶片和鍵合所述半導體晶片的基板的對齊狀態，並在補償所述吸頭的移動量時反應所述誤差值。
較佳地，利用所述打孔裝置對所述吸頭吸附的薄膜進行打孔期間，利用所述狹縫視覺檢查已完成熱壓鍵合的半導體晶片的鍵合狀態。
較佳地，所述片狀塊和所述打孔裝置沿Y軸方向並排在晶片搬運器上，所述晶片搬運器能夠藉由搬運機器人沿Y軸方向移動。
較佳地，更包括薄膜隔離裝置，在熱壓鍵合後將黏附在所述吸頭上的薄膜隔離開，所述薄膜隔離裝置包括：薄膜隔離滾輪，推離薄膜；以及滾輪輸送裝置，與所述薄膜隔離滾輪相連接，且上下可移動地配置。
較佳地，用於對齊所述吸頭與所述打孔裝置之間的相對位置的基準點形成在所述晶片搬運器的底面，以使打孔裝置的打孔銷在吸附所述薄膜的所述吸頭上所形成的吸附孔的準確位置，對所述薄膜進行穿孔。
較佳地，所述基準點是形成在所述片狀塊下部的孔或標記，所述片狀塊和所述吸頭按預定距離移動至上視視覺的上部時，所述上視視覺分別檢測所述基準點的中心位置和吸頭的中心位置，並求出它們的偏移值；將所述片狀塊向Y軸移動相當於從所述片狀塊隔開設定距離的打孔裝置的位置值上反應所述偏移值的距離，以對齊所述吸頭的中心位置和所述打孔裝置的中心位置。
較佳地，所述吸頭在具有多個行和列的基板的同一行上，執行熱壓鍵合的情況下，所述吸頭只沿X軸的方向移動，將晶片搬運器向與所述吸頭X軸方向的交叉點沿Y軸方向移動，為在所述吸頭固定的狀態下，對所述吸頭吸附的薄膜進行穿孔，薄膜單元移動至所述吸頭的下部，在對吸頭吸附的薄膜進行穿孔後，移動至裝載半導體晶片的片狀塊。
有益效果
根據本發明的一個實施例，熱壓鍵合裝置中鍵合拾取器和晶片之間放置薄膜，從而能夠防止凸塊被鍵合拾取器向晶片施壓時的壓力熔化而形成的黏合件沿著晶片側面方向上移動或被熱壓方式中發生的氣體所污染。
並且，在薄膜上穿透形成有吸附孔，從而能夠隔著薄膜吸附晶片。
並且，吸附晶片的吸附塊支撐薄膜的上部，從而在對薄膜進行穿孔的過程中能夠防止薄膜拉長。
並且，打孔裝置的保持塊在薄膜底面支撐穿孔周邊，從而能夠防止穿孔過程中產生的毛刺（burr）向下翻。因此，吸頭吸附晶片時能夠將晶片水平配置。
並且，當吸頭不重合時，使打孔銷向下縮進，從而能夠防止吸頭或打孔銷破損。
並且，將鍵合區域和晶片供給區域設成2層結構，從而能夠提高空間效率。
並且，本發明具有兩個吸頭，相比具有一個吸頭的情況，在處理一個晶圓製程中能夠將生產量提高至兩倍，此時，藉由進一步加強龍門架結構和材質，能夠減小驅動時的搖晃和振動。
並且，為了輸送吸頭，採用龍門架結構設置機器人頭，此時，吸頭在X軸方向移動的同時，沿X軸方向的同一行依次對半導體晶片進行鍵合的期間，搬運機器人可沿Y軸方向移動晶片搬運器。即，由於吸頭操縱半導體晶片時，可在同一行作業，無需向Y軸方向移動，因此可將吸頭髮生的振動最小化。
下面，參照圖式對本發明的實施例進行詳細說明。下面說明的實施例只是為了向本發明所屬領域的技術人員充分地說明本發明的技術思想而示例的。本發明並不限定於下面說明的實施例，能夠以其它不同形式具體化。為了清楚地說明本發明，可省略圖式中的與說明無關的部分，而且為了便於說明，可放大表示組成構件的大小等。
熱壓鍵合製程是在利用鋸床（sawing）切割成多個半導體晶片的晶圓中，分別吸附晶片並將各晶片安裝在基板的鍵合位置（或者安裝區域）的製程。根據本發明的一個實施例的熱壓鍵合裝置100是藉由對吸頭141和加熱台154中的一個以上的部件施加的熱，將凸塊熱壓於基板上的接線端子，從而將晶片安裝於基板上。
參照第1圖和第2圖對本發明的一個即時例的熱壓鍵合裝置100進行說明。第1圖是本發明的一個實施例的熱壓鍵合裝置100的平面圖，第2圖是本發明的一個實施例的熱壓鍵合裝置100的側視圖。
熱壓鍵合製程可包括以下步驟：翻轉拾取器120吸附從晶圓切割的晶片；將翻轉拾取器120以上下方向旋轉180度，以使晶片的上面和下面翻轉；將吸附於翻轉拾取器120的晶片傳遞至單元拾取器130；檢查被單元拾取器130拾取的晶片底部；將晶片放置於片狀塊162上；鍵合拾取器140移動至打孔裝置170並對薄膜148進行穿孔；鍵合拾取器140移動至片狀塊162並吸附晶片；鍵合拾取器140移動至鍵合位置；檢查吸附至鍵合拾取器140的晶片和基板的接線端子間的對齊狀態；向鍵合拾取器140加壓並將晶片熱壓鍵合至接線端子上。
為此，本發明的一個實施例的熱壓鍵合裝置100，可包括：晶圓供給部110，供給被切割成單個晶片單元的晶圓；翻轉拾取器120，從晶圓供給部110拾取晶片；單元拾取器130，從翻轉拾取器120拾取晶片；片狀塊162，放置單元拾取器130拾取的晶片；打孔裝置170，對位於吸頭141底部的薄膜148進行打孔；上視視覺155，檢查被單元拾取器130拾取的晶片底部（附著有凸塊的凸塊面）；狹縫視覺151，檢查吸頭141拾取的晶片與基板鍵合位置的對齊狀態；加熱台154，支撐基板。
此外，本發明的一個實施例的熱壓鍵合裝置100可包括以下層和上層方式設置的雙層結構。下層可設置晶圓供給部110和翻轉拾取器120，上層台150可設置單元拾取器130、上視視覺155、吸頭141、狹縫視覺151、加熱台154等。
並且，上層台150的部分開口，以便將晶片從設置在下層的翻轉拾取器120傳遞至設置在上層的單元拾取器130。
晶圓供給部110包括放置晶圓的晶圓臺111，晶圓臺111可沿著第一方向軌道112向X軸方向移動，沿著第二方向軌道113向Y軸方向移動。晶圓臺111可向X軸、Y軸方向移動，以便將作為拾取物件的晶片置於翻轉拾取器120能夠拾取的位置。
翻轉拾取器120可從晶圓吸附晶片並傳遞至單元拾取器130。翻轉拾取器120包括在上下方向旋轉180度並將晶片上下面進行翻轉的翻轉頭121，翻轉頭121可沿著協力廠商向軌道122向Z軸方向移動。
此時，當晶圓供給部110以形成在熱壓鍵合面上的凸塊朝上的方式供給晶圓時，晶片被翻轉拾取器120拾取後，藉由旋轉將上下位置進行翻轉，從而使形成凸塊的鍵合面朝下，藉由吸頭141吸附的吸附面朝上。
下面將詳細說明翻轉拾取器120的吸附過程，可藉由位於晶圓下方的推出器114的擊打，使單個晶片從晶圓中分離，翻轉拾取器120可藉由吸附等方式拾取晶片。並且，可在Z方向上同步控制推出器114和翻轉拾取器120，以將晶片從晶圓中分離。即，隨著推出器114的上升，翻轉拾取器120也一起上升，從而能夠執行晶片分離作業。另一方面，翻轉拾取器120的拾取方法，不僅有吸附方式更包括黏合方式，也可採用夾持（gripping）方式。
單元拾取器130可從翻轉拾取器120接收晶片，上視視覺155可檢查被單元拾取器130拾取的晶片的鍵合面。
單元拾取器130可沿著第一方向軌道131向X軸方向移動，沿著協力廠商向軌道132向Z軸方向移動。另一方面，單元拾取器130的拾取方法，不僅有吸附方式更包括黏合方式，也可採用夾持（gripping）方式。
上視視覺155可檢查形成在晶片底部的凸塊的對齊狀態、凸塊的黏附狀態或凸塊的污染狀態等。此類檢查可依靠相機成像技術，其位於單元拾取器130的輸送路徑下部，以能夠朝上視方向（up-looking）成像的方式配置。
下面參照第3圖，對晶片搬運器160進行說明。第3圖是本發明的一個實施例的晶片搬運器160的平面圖。
參照第3圖，晶片搬運器160可包括：片狀塊162，放置藉由上視視覺155完成檢查的晶片；打孔裝置170，對供給至鍵合拾取器140的薄膜148進行打孔。並且，晶片搬運器160可依靠搬運機器人161沿Y軸方向移動，依靠汽缸沿X軸方向移動。
並且，晶片搬運器160可拆裝地設置。因此，當片狀塊162被污染或者打孔裝置170出現故障時可更換晶片搬運器160，從而能夠將製程中斷最小化。
在片狀塊162上可以以凸塊朝下的方式放置晶片。並且，片狀塊162可形成有吸附晶片的吸附孔163。
打孔裝置170可對薄膜148進行穿孔，以便能夠將鍵合拾取器140的真空壓力傳遞至晶片。下面將對打孔裝置170進行詳細說明。
第4圖是第3圖的另一個實施例的晶片搬運器160的平面圖。
參照第4圖，晶片搬運器160-1中的片狀塊162和打孔裝置170可沿Y軸方向或沿垂直於鍵合拾取器140移動方向排列設置。第3圖所示的實施例的情況是，片狀塊162和打孔裝置170並非設置於同一軸線上，因此當吸頭141對薄膜148進行穿孔後，晶片搬運器160或鍵合拾取器140沿X軸方向移動，並拾取放置在片狀塊162上的晶片，此時，存在向X軸方向的移動使設備整體震動加劇的問題。
因此，如第4圖所示，晶片搬運器160-1上的片狀塊162和打孔裝置170設置在Y軸的同一軸線上，從而鍵合拾取器140在晶片搬運器160-1與打孔裝置170之間移動時，在Y軸方向移動即可，無需向X軸方向移動。根據上述結構，能夠使藉由龍門架而移動的鍵合拾取器140的X軸移動最小化，從而減少設備的振動，更佳地，使用第4圖中示出的晶片搬運器160-1。
重新參照第1圖和第2圖，在上層台150上可設置一對晶片搬運器160。因此，一個單元拾取器130可依次將晶片放置於兩個晶片搬運器160上，從而能夠縮短製程時間。此外，鍵合拾取器140和狹縫視覺151可與晶片搬運器160的數量對應地在上層台150上設置一對。因此，當單元拾取器130從翻轉拾取器120接收晶片期間，兩個鍵合拾取器140連續執行將晶片鍵合於基板上的製程，從而能夠連續地進行製程，而不中斷。
下面對單元拾取器130的操作過程進行詳細說明，在單元拾取器130沿Z軸方向移動的同時，翻轉拾取器120拾取旋轉至凸塊朝下的晶片。並且，單元拾取器130沿X軸方向移動至上視視覺155的成像區域。
當判斷上視視覺155的成像結果良好時，將晶片放置於晶片搬運器160的片狀塊162上。此時，搬運機器人161沿Y軸方向移動，使晶片搬運器160的片狀塊162位於單元拾取器130的下部。
或者，晶片搬運器160不移動，單元拾取器130沿Y軸方向移動，使晶片放置於晶片搬運器160的片狀塊162上。此時，單元拾取器130可藉由第二方向軌道（未圖示）引導至Y軸方向。
第5圖是表示鍵合拾取器140的側視圖。
參照第5圖，鍵合拾取器140可包括吸附放置於片狀塊162上的晶片的上表面的吸頭141。
吸頭141可移動至XYZ軸座標系空間的任意位置。例如，與吸頭141連接的頭部主體144可沿著設置在頭部機器145上的協力廠商向軌道147向Z軸方向移動。此外，頭部主體144可沿著設置在頭部機器145上的第一方向軌道向X軸方向移動。此外，頭部機器145可沿著設置在上層台150上的第二方向軌道146向Y軸方向移動。
吸頭141可以以沿Z軸方向升降的方式設置。為此，可包括傳遞動力的馬達142和將馬達142的回轉力以直線往復運動方式傳遞的動力傳遞部件143。例如，動力傳遞部件143可包括蝸桿與蝸輪或者齒條和小齒輪等。
並且，吸頭141可相對於頭部主體144以Z軸為中心自轉的方式設置。因此，當晶片在歪曲狀態下被吸附時，也能夠藉由吸頭141的旋轉，將晶片的凸塊與基板的接線端子位置對齊。
並且，鍵合拾取器140可以以向晶片施加熱和壓力的方式設置。由設置在鍵合拾取器140上的發熱部產生的熱傳遞至晶片的凸塊。並且，在吸頭141下降的同時向晶片加壓。具體地，將晶片移動至基板的安裝位置，並向晶片施加熱和壓力時，凸塊變形，以將晶片和基板進行鍵合。此過程稱為熱壓鍵合。
狹縫視覺151位於吸頭141與基板之間，可判斷吸頭141拾取的晶片的凸塊與基板的接線端子的對齊狀態是否良好。並且，當狹縫視覺151的對齊資訊上出現誤差時，為彌補該誤差，可移動或旋轉吸頭141。
並且，狹縫視覺151可移動至XY平面上的任意位置。例如，狹縫視覺151可沿著設置在上層台150上的第一方向軌道152向X軸方向移動，沿著第二方向軌道153向Y軸方向移動。
下面對鍵合拾取器140的操作過程進行詳細說明，鍵合拾取器140移動至打孔裝置170的位置對薄膜148進行穿孔，並移動至片狀塊162的位置，使吸頭141隔著薄膜148吸附晶片的吸附面，然後移動至安裝位置。並且，狹縫視覺151位於基板與吸頭141之間，檢查晶片的對齊狀態。假如，晶片在XY平面上錯位的情況下，可移動吸頭141來彌補誤差，晶片的配置方向以Z軸為中心偏離的情況下，可旋轉吸頭141來彌補誤差。
當晶片對齊完成後，狹縫視覺151移動至不干擾吸頭141下降的位置，吸頭141沿X軸方向下降，並將晶片安裝於基板上。此時，為鍵合晶片，可採用熱壓的方式。即，對晶片加熱的同時進行加壓，使凸塊熔化並在基板上鍵合。完成鍵合後，還可進行利用狹縫視覺151檢查在基板上完成鍵合的半導體晶片的鍵合後檢查（PBI，Post Bonding Inspection）。狹縫視覺151完全不受鍵合拾取器140、龍門架結構及晶片搬運器160結構的影響，因此吸頭141即使在對薄膜148進行打孔作業期間全面地進行PBI，UPH完全不受影響。
另一方面，加熱台154可支撐基板。並且，加熱台154可向基板加熱。基板可藉由加熱台154產生的熱而維持規定的溫度範圍。
未說明的圖式標記有第一糾正標記156、第二糾正標記（未圖示）、溫度感測器158以及測壓元件159。
熱壓鍵合裝置100在反復進行鍵合製程的過程中，在對吸頭141和狹縫視覺151的位置進行對齊時會產生誤差。尤其，基於熱壓方式而產生的高熱和向吸頭141施加的壓力，會加快這種誤差的產生。因此，為了使晶片準確地鍵合在基板的安裝位置上，重要的是將吸頭141和狹縫視覺151初始化到預先設定的位置。
為了糾正鍵合過程中產生的吸頭141和狹縫視覺151的誤差並對齊成初始狀態，吸頭141能夠以第一糾正標記156的資訊為基礎進行初始化，狹縫視覺151能夠以第二糾正標記（未圖示）的信息為基礎進行初始化。並且，利用第一糾正標記156和第二糾正標記（未圖示）進行轉換或更換時，還可用於設置吸頭141和狹縫視覺151。
並且，溫度感測器158可測定傳遞至吸頭141的溫度。這是因為吸頭141的溫度高於或低於基準溫度時，會降低鍵合準確度和品質。
並且，測壓元件159可測定吸頭141施加的壓力。這是因為吸頭141加壓於晶片上的壓力高於或低於基準壓力時，會降低鍵合準確度和品質。
另一方面，在晶片藉由熱壓方式鍵合於基板上的過程中，會產生如下問題，即，凸塊藉由鍵合拾取器140施加於晶片的壓力熔化而形成的黏合件沿著晶片側面向上流動並黏附到鍵合拾取器140的底面，或對黏合件加熱期間產生的氣體污染鍵合拾取器140。
為此，本發明的一個實施例的熱壓鍵合裝置100可在吸頭141與晶片之間設置薄膜148。此時，為了使吸頭141的真空壓力施加於晶片上，需要對薄膜148穿孔來形成孔。因此，本發明的一個實施例的熱壓鍵合裝置100還可包括對薄膜148穿孔的打孔裝置170。
薄膜148以捲繞在滿滾子（full roller）194上的狀態設置，更可藉由設置在吸頭141兩側的一對導輪193引導，從而捲繞在位於滿滾子194的相反側的空卷軸195上來進行保管。
並且，滿滾子194、空卷軸195、導輪193以及薄膜卷軸149中的任意一個或多個，可以是藉由薄膜驅動輪196而操作並輸送薄膜148的驅動輪。
接著，參照第6至8圖，對本發明的一個實施例的打孔裝置170進行說明。
第6圖是表示吸頭141在本發明的一個實施例的打孔裝置170上對薄膜148進行穿孔前的狀態的側視圖，第7圖是第6圖的A區域的放大圖。此外，第8圖是表示吸頭141在打孔裝置170上對薄膜148進行穿孔後的狀態的A區域的放大圖。
吸附孔174a的底面可設置有吸附晶片的吸附塊174。並且，吸附塊174可形成有向晶片施加真空壓力的吸附孔174a。並且，吸附塊174與吸頭141可拆裝地設置，從而便於更換。
薄膜148可以以包覆吸附塊174的底部的方式設置。並且，薄膜148兩側具有一對薄膜卷軸149，從而可將薄膜148沿一個方向移動。因此，在鍵合過程中，在薄膜148損壞的情況下，可將損壞的薄膜148移動至一旁，並使新的薄膜148包覆吸附塊174的底部。
本發明的一個實施例的打孔裝置170可包括：打孔銷171，設置在晶片搬運器160上，並對薄膜148進行穿孔；保持塊172，在對薄膜148進行穿孔期間，支撐薄膜148底部。另一方面，如圖所示，設置有打孔銷171的基座與晶片搬運器160一體形成。但是，基座與晶片搬運器160也可單獨形成。
打孔銷171可設置多個。並且，打孔銷171可設置在與吸附塊174的吸附孔174a位置對應的位置。並且，打孔銷171的前端部在穿孔過程中被容納於吸附孔174a的內部，此時可具有與吸附孔174a互不干擾的形狀。例如，打孔銷171的前端部可以是越往上走直徑越小的圓錐形狀。
並且，打孔銷171與晶片搬運器160可分離地結合。例如，打孔銷171從晶片搬運器160下方向上插入，此時，可設置成打孔銷171下部凸出的法蘭部171a卡止在晶片搬運器160的底部。並且，可藉由銷固定部件175與晶片搬運器160底部的結合來固定打孔銷171。銷固定部件175可與晶片搬運器160可拆裝地設置，例如，可藉由固定螺栓175a進行連接。
保持塊172可支撐薄膜148的底面。尤其，可支撐由吸附塊174加壓的加壓區域。此外，保持塊172可形成有貫穿打孔銷171的銷容納孔172a。即，打孔銷171在保持塊172內部貫穿銷容納孔172a，對薄膜148進行穿孔。
保持塊172可上下移動。在初始位置上，保持塊172的上表面可高於或等於打孔銷171尖部。並且，保持塊172藉由鍵合拾取器140的加壓而下降時，相對地，打孔銷171上升的同時，對薄膜148進行穿孔。
並且，保持塊172可被第一彈性部件176所支撐。第一彈性部件176可設置在保持塊172與晶片搬運器160之間。當無外力施加在保持塊172時，第一彈性部件176向保持塊172施加向上推動的力。並且，鍵合拾取器140向保持塊172加壓時，第一彈性部件176變形，並容許保持塊172向下移動。例如，第一彈性部件176可以是螺旋彈簧，第一彈性部件176下端可容納於在晶片搬運器160上表面凹入的第一彈性部件容納槽176a。
並且，晶片搬運器160上可設置有引導保持塊172上下移動的導向部件173。並且，導向部件173可形成有卡止件173a，卡止件173a覆蓋凸出於保持部件的外徑上的法蘭部172b上部。因此，保持塊172不會脫離導向部件173。
並且，導向部件173與晶片搬運器160可分離地結合。例如，導向部件173可藉由貫穿晶片搬運器160的固定螺栓173b結合。
銷容納孔172a可以以穿孔過程中與上升的打孔銷171互不干擾的方式設置。例如，銷容納孔172a可具有與打孔銷171端部相對應的形狀，銷容納孔172a的內徑大於打孔銷171的外徑。
另一方面，打孔銷171在對薄膜148進行穿孔的過程中，薄膜148的穿孔周邊形成有朝上的毛刺（burr）。假如，在沒有支撐薄膜148底面的保持塊172，或銷容納孔172a的大小比打孔銷171的外徑大很多的情況下，在打孔銷171下降的過程中毛刺會沿著打孔銷171向下移動並朝下。如上，薄膜148的毛刺朝下時，即使向吸頭141施加真空壓力，晶片也不會與薄膜148緊貼，且不會水平配置。這會在基板上鍵合晶片的過程中引起誤差。
但是，參照第9圖可知，本發明的實施例的打孔裝置170中的薄膜148的毛刺會向薄膜148的穿孔上方突出。第9圖是表示打孔銷171下降的狀態下的毛刺形狀的放大圖。
形成於保持塊172上表面的銷容納孔172a的內徑，相比打孔銷171上升至最高位置時與保持塊172的上表面位於同一平面時的打孔銷171的外徑大一點。
並且，形成在保持塊172上表面的銷容納孔172a的內徑可小於或等於形成在吸附塊174下表面的吸附孔174a的內徑。形成毛刺的區域的最大尺寸不應超過吸附孔174a的內徑。因此，銷容納孔172a內徑小於或等於毛刺形成區域的最大尺寸時，可防止打孔銷171下降時薄膜148的毛刺沿著打孔銷171進入到銷容納孔172a內部。
接著，參照第10圖和第11圖，對本發明的另一個實施例的打孔裝置170-1進行說明。
第10圖是表示吸頭141在本發明的另一個實施例的打孔裝置170-1上對薄膜148進行穿孔後的狀態的側視圖，第11圖是第10圖的B區域的放大圖。
本發明的另一個實施例的打孔裝置170-1中的打孔銷171可上下移動。此時，打孔銷171以只有在規定壓力下才會向下移動的方式設置，從而在打孔銷171對薄膜148進行穿孔的過程中，打孔銷171不會向下移動。
並且，打孔銷171可由第二彈性部件177支撐。第二彈性部件177可設置在打孔銷171與銷固定部件175之間。在沒有向打孔銷171施加規定大小以上的壓力時，第二彈性部件177對打孔銷171施加向上推動的力。並且，在施加規定大小以上的壓力時，第二彈性部件177變形，並容許打孔銷171向下移動。例如，第二彈性部件177可以是螺旋彈簧，第二彈性部件177的上端被打孔銷171下部的法蘭部171a支撐，第二彈性部件177的下端被銷固定部件175支撐。
第12圖是表示吸頭141不重合（misalign）時的B區域的放大圖。
參照第12圖，打孔銷171以吸頭141不重合時向下移動的方式設置，從而能夠防止吸頭141或打孔銷171破損。
為此，第二彈性部件177的彈性係數可選為，穿孔過程中，在薄膜148對打孔銷171施加的壓力下不產生彈性變形，但在比其大的壓力下開始變形。
即，第二彈性部件177在保持塊172受到吸頭141的加壓而下降的同時在薄膜148向打孔銷171施加的壓力範圍內不變形，因此，打孔銷171不會向下移動，從而能夠對薄膜148進行穿孔。但是，當受到比上述壓力更大壓力的情況下，例如，不重合的吸頭141向打孔銷171加壓時，第二彈性部件177變形，打孔銷171向下移動。
在第4圖的描述中已說明了晶片搬運器160的片狀塊162的一側，可並排配置有打孔裝置170，打孔裝置170用於對被吸附在吸頭141的薄膜148打孔。並且，晶片搬運器160可藉由搬運機器人161沿Y軸方向移動。
並且，在第12圖的描述中已說明了為了防止不重合的情況，吸頭141需要在打孔裝置170上形成的銷容納孔172a的位置與吸附孔174a的位置對齊的狀態下對薄膜148進行穿孔。這是因為，如果吸頭141在與打孔裝置170的銷容納孔172a偏離配置的狀態下，利用打孔銷171對薄膜148進行穿孔，則會產生如第12圖所示的打孔銷171或吸附塊174破損的問題。
因此，為了使打孔裝置170對吸附於吸頭141的薄膜148的正確位置進行穿孔，需進行對齊吸頭141與打孔裝置170的相對位置的校準作業。
為了進行吸頭141與打孔裝置170的校準作業，本發明的一個實施例中，並沒有分別設置檢測吸頭141位置的視覺相機和檢測打孔裝置170位置的視覺相機，而是利用一個上視視覺155，進行糾正吸頭141和打孔裝置170的相對位置以使其對齊的作業。只是，本發明中僅利用了一個上視視覺155，因此在晶片搬運器160下面設置了作為檢測打孔裝置170位置的基準的糾正部。例如，糾正部作為基準點（fiducials），可包括形成於片狀塊162下部的孔或糾正標記。
值得注意的是，糾正並對齊相對位置的作業可藉由以下步驟進行，即，片狀塊162和吸頭以預先設定的距離移動並位於上視視覺155的上部時，上視視覺155分別檢測基準點的中心位置和吸頭的中心位置，並求出其偏移值後，在與片狀塊162隔開設定值的距離的打孔裝置的位置值上反應偏移值的大小，並將片狀塊162向Y軸方向移動相當於上述反應值的距離，以使吸頭的中心位置和打孔裝置的中心位置對齊。
雖在圖中未示出，本發明的另一個實施例中，晶片搬運器160的打孔裝置170和片狀塊162的位置可互換。即，可以以上視視覺155為中心，在鄰近上視視覺155的內側可設置打孔裝置，在離上視視覺155較遠的一側設置片狀塊162。此類情況下，也可按同樣的順序向片狀塊162裝載半導體晶片，且吸頭對薄膜進行穿孔後，拾取片狀塊162上的半導體晶片。即，晶片搬運器向單元拾取器130方向的Y軸方向輸送時，單元拾取器130將半導體晶片放置於片狀塊162上，然後，晶片搬運器沿Y軸方向輸送後，將打孔裝置設置在吸頭的下部並對薄膜進行穿孔後，晶片搬運器重新沿Y軸方向輸送規定距離並輸送至吸頭的下部，吸附片狀塊162上裝載的半導體晶片後，進行熱壓鍵合。
但是，本發明中，執行同一行上的鍵合作業期間，吸頭只沿X軸方向移動，晶片搬運器負責Y軸方向的移動，從而能夠減少移動較大的龍門架的X軸方向的移動，因此對設備內的振動也幾乎沒有影響。
第13圖是表示本發明的一個實施例的薄膜隔離裝置190的圖。
打孔裝置170經過對薄膜148進行打孔的一系列製程，並實現半導體晶片熱壓鍵合在基板上後，為下一個半導體晶片的作業，會重複此前進行的相同作業。為此，完成打孔的薄膜148藉由薄膜卷軸149捲繞回收，並將新的薄膜148設置在吸頭141下部以待位。
然而，在熱壓時會發生薄膜148因熱而熔化，並黏附於吸頭141上的問題。為了解決這種問題，本發明的一個實施例中的鍵合拾取器140可利用薄膜隔離裝置190將薄膜148推離，以隔離貼在吸頭141上的薄膜148。
薄膜隔離裝置190可包括推離薄膜148的薄膜隔離滾輪191和與薄膜隔離滾輪191相連並且上下可移動的滾輪輸送裝置192。
薄膜隔離滾輪191設置為可旋轉的滾輪形狀，從而在推離薄膜148的過程中，可將對薄膜148的損壞最小化。並且，與薄膜隔離滾輪191相連接的滾輪輸送裝置192可將薄膜隔離滾輪191沿上下方向移動，例如可以是缸體。
薄膜隔離裝置190可位於吸頭141的一側，可設置在吸頭141兩側的薄膜卷軸149中任意一個與吸頭141之間。
第14圖是表示本發明的另一個實施例的薄膜隔離裝置190-1的圖。
參照第14圖，薄膜隔離裝置190-1可位於吸頭141的兩側，可分別設置在吸頭141兩側的薄膜卷軸149與吸頭141之間。
此時，一對薄膜隔離裝置190-1可同時驅動或相對地驅動。例如，當僅靠某一個薄膜隔離裝置190-1的操作，薄膜148不易從吸頭141隔離時，可操作另一個薄膜隔離裝置190-1。
接著，參照第15圖和第16圖，對本發明的一個實施例的輪圈單元180進行說明。
第15圖是本發明的一個實施例的輪圈單元180的分解立體圖，第16圖是輪圈單元180檢查狹縫視覺151的狀態的放大圖。
如上所述，狹縫視覺151位於吸頭141與基板之間，並檢查被吸頭141拾取的半導體晶片的凸塊和基板的接線端子的對齊狀態是否良好。
本發明的實施例可包括作為校正部的輪圈單元180，用於校正設置在狹縫視覺151上部的視覺晶片和下部的視覺基板的偏移。
上層台150上可設置有輪圈單元180。輪圈單元180可包括校正狹縫視覺151偏移的玻璃保持器182和設置在上層台150上並支撐玻璃保持器182的玻璃支架181。
例如，玻璃保持器182可利用多個螺栓等來安裝在玻璃支架181上。並且，貫穿螺栓的玻璃保持器182的結合孔182b可設置成向上下方向延伸的長孔形狀。因此，玻璃保持器182可以以沿上下方向可細微調節位置的方式安裝在支架181上。
玻璃保持器182可設定為“ㄷ”形狀，狹縫視覺151位於於上部保持器與下部保持器之間的空間。
玻璃保持器182可包括：上部玻璃183，具備設置在狹縫視覺151上部的視覺晶片能夠成像的基準點標記；下部玻璃184，具備設置在狹縫視覺151下部的視覺基板能夠成像的基準點標記。上部玻璃183可用作形成有基準點標記的晶片校正夾具，下部玻璃184用作形成有基準點標記的基板校正夾具。
並且，上部玻璃183的中心部和下部玻璃184的中心部以相互對齊的方式同軸設置。能夠同時檢查位於同軸的上部和下部的狹縫視覺151，可檢測出上部玻璃183和下部玻璃184的基準點標記，從而能夠確定狹縫視覺151偏移。
並且，上部玻璃183可在固定於上部玻璃保持器185上的狀態下設置在玻璃保持器182的上部保持器上。並且，下部玻璃184可在固定於下部玻璃保持器186上的狀態下，設置在玻璃保持器182的下部保持器上。
並且，上部玻璃保持器185，可沿設在玻璃保持器182的上部保持器上的導軌182a，在上部保持器上進行上下方向上的細微的位置調整。同理，下部玻璃保持器186，可沿設在玻璃保持器182的下部保持器上的導軌182a，在下部保持器上進行上下方向上的細微的位置調整。
並且，輪圈單元180包括能夠糾正上部玻璃183和下部玻璃184位置的調整裝置。
例如，輪圈單元180可包括第一調整塊187，以便精確調整玻璃保持器182設置在玻璃支架181上的位置。第一調整塊187可在固定於玻璃支架181上的狀態下，微調玻璃保持器182的上下方向位置。
並且，輪圈單元180可包括第二調整塊188，以便精確調整上部玻璃保持器185設置在玻璃保持器182上部保持器上的位置。第二調整塊188可在固定於玻璃保持器182上部保持器上的狀態下，微調上部玻璃保持器185的上下方向位置。
參照第16圖，狹縫視覺151可在“ㄷ”形狀的玻璃保持器182的內部空間移動，設定在狹縫視覺151上部的視覺晶片檢查形成有基準點標記的上部玻璃183，位於狹縫視覺151下部的視覺基板檢查形成有基準點標記的下部玻璃184，從而可檢查狹縫視覺151的偏移。
並且，輪圈單元180可用幾乎無熱變形的剛性鋼鐵或玻璃材料製作，上部玻璃183和下部玻璃184可使用幾乎無熱變形的玻璃材料。
狹縫視覺151是可移動的同軸視覺，可將根據用作晶片校正夾具的上部玻璃183和用作基板校正夾具的下部玻璃184的檢查結果獲得的位置設為基準位置。
並且，在半導體晶片鍵合在基板上之前，狹縫視覺151可藉由輪圈單元180確認視覺晶片和視覺基板的誤差並進行補償。並且，在輪圈單元180區域狹縫視覺151週期性檢查上部玻璃183和下部玻璃184的基準點標記，從而可檢測出基於熱變形的誤差。並且，支撐狹縫視覺151的上層台150可藉由加熱器或加熱台150受熱，狹縫視覺151發生變形，因此，可利用輪圈單元180定期確認是否變形並進行補償，以保證準確性。這種狹縫視覺的誤差檢查，不影響吸頭141的驅動，因此，在作業過程中可定期地或隨時確認並進行補償。
更詳細地，狹縫視覺在吸頭141吸附的半導體晶片與鍵合半導體晶片的基板之間檢查半導體晶片的對齊狀態後，移動至輪圈單元檢查狹縫視覺的視覺晶片和視覺基板的誤差值，在有偏移的情況下，檢查下一個半導體晶片和鍵合半導體晶片的基板的對齊狀態，並在補償吸頭141的移動量時，能反應誤差值。每搬運一個半導體晶片時，均可反應誤差值，從而能夠確保精度，並在設備內不會與其他組成部分重疊或相互影響，因此，即使隨時檢查視覺狹縫視覺的誤差，也完全不會降低設備內的UPH。
並且，在吸頭141吸附的半導體晶片熱壓鍵合在置於加熱台154上的基板上之前，可使用狹縫視覺進行151檢查，並比較獲取的值，來補償吸頭141的移動量。
第17圖表示第一鍵合拾取器140-1在第一晶片搬運器160-2上作業期間，第二晶片搬運器160-3等候從單元拾取器130接收半導體晶片的狀態的圖。
第18圖表示第二晶片搬運器160-2從單元拾取器130接收半導體晶片並移動至第二鍵合拾取器140-2的作業區域，第一晶片搬運器160-2等候從單元拾取器130接收新的半導體晶片的狀態的圖。
此時，鍵合拾取器從晶片搬運器接收半導體晶片時，可沿X軸和Y軸方向移動的鍵合拾取器，只沿著X方向移動，晶片搬運器可沿Y軸方向移動，從而能夠與鍵合拾取器的作業區域並排在同一行，因此，能夠使藉由龍門架移動的鍵合拾取器的Y軸移動最小化，以減少振動的發生。
更詳細地，鍵合拾取器在X軸對同一行執行鍵合作業期間，鍵合拾取器僅在X軸移動，而沒有向Y軸移動，並將晶片搬運器沿Y軸移動至與鍵合拾取器X軸線相同的行列，從而使晶片搬運器的打孔部位於吸頭141的下部。隨後，用打孔裝置對吸頭141吸附的薄膜穿孔後，晶片搬運器重新沿Y軸方向移動，使片狀塊162位於吸頭141的下部。因此，鍵合拾取器無需沿Y軸移動，即可從晶片搬運器接收薄膜穿孔後的半導體晶片。並且，只需在基板的行列切換時最初將鍵合拾取器沿Y軸方向輸送一次，因此，可將鍵合拾取器的Y軸移動最小化。
另一方面，本發明中鍵合拾取器和晶片搬運器分別設有多個，鍵合拾取器可藉由在X-Y平面上能夠移動至任意位置的龍門架來輸送，並在X軸方向上相互對稱。晶片搬運器的數量與鍵合拾取器數量對應。並且，這些第一鍵合拾取器、第二鍵合拾取器、第一晶片搬運器、第二晶片搬運器可藉由下述動作驅動。
第一晶片搬運器160-1將半導體晶片傳遞至第一鍵合拾取器，半導體晶片置於晶片搬運器後，在鍵合拾取器的吸頭141用第一打孔裝置對薄膜進行穿孔後吸附片狀塊162上的半導體晶片期間，第二晶片搬運器160-2從單元拾取器130接收新的半導體晶片之後，為將半導體晶片傳遞至第二鍵合拾取器一側而將第二晶片搬運器160-2沿Y軸方向移動的期間，完成作業的第一晶片搬運器160-1沿Y軸移動，以便從單元拾取器130接收新的半導體晶片，並相互依次反復進行這種操作。
另一方面，在對齊打孔裝置170和吸頭141的位置的狀態下，對吸頭141吸附的薄膜148進行穿孔後，鍵合拾取器向一個方向移動，並拾取片狀塊162上裝載的半導體晶片，移動至加熱台154，以向半導體晶片施加熱和壓力，並鍵合半導體晶片和基板。
上述第11圖和第12圖中說明了，為了利用一個上視視覺155對本發明中吸頭141吸附的薄膜148的準確位置進行穿孔，需要進行校正吸頭141和打孔裝置170的相對位置的作業的內容，對此，下面將參照第19至23圖進行更詳細的說明。
上視視覺155位於晶片搬運器160的Y軸方向上。晶片搬運器160可藉由搬運機器人161向Y軸方向移動，並移動至上視視覺155所處的位置，上視視覺155可確認晶片搬運器160上的基準點資訊。
為了使上視視覺155能夠確認晶片搬運器160的位置，在晶片搬運器160的下面形成用於檢測晶片搬運器160位置的基準點標記尤為重要。
為此，包含基準點的校正部可以以黏附到晶片搬運器160的下面或形成於片狀塊162下部面的基準孔164的形態設置。將校正部黏附與片狀塊162上的過程中，會發生位置值偏離的情況，因此，可藉由設置與片狀塊162一體形成的基準孔164來排除這種變數，因此，較佳在片狀塊162的下部面設置基準孔164。
此時，基準孔164更可以上下貫穿片狀塊162的方式形成。
上視視覺155可檢查形成於晶片搬運器160下面的基準孔164，並藉由有關基準孔164和打孔裝置170間距的資訊檢測打孔裝置170的位置。
第19圖是表示吸頭141為了對薄膜148進行穿孔而位於打孔裝置170上部的狀態的圖。
具備打孔裝置170的晶片搬運器160藉由搬運機器人161沿Y軸方向移動至鍵合拾取器140的吸頭141所處的區域，鍵合拾取器140沿X軸方向移動至晶片搬運器160的打孔裝置170所處的區域。
更詳細地，與晶片搬運器160相連接並支撐晶片搬運器160的搬運機器人161，可連接於搬運器輸送部件165，且搬運器輸送部件165可藉由搬運器輸送馬達166而運作。
例如，搬運器輸送部件165可以是螺絲釘，可藉由傳送帶與搬運器輸送馬達166連接。並且，搬運機器人161包括與搬運器輸送部件165結合的螺紋部件，可藉由搬運器輸送部件165的旋轉運動進行直線往復運動。
即，搬運器輸送馬達166的驅動力傳遞至搬運器輸送部件165以旋轉搬運器輸送部件165，當搬運器輸送部件165向一個方向旋轉時，將與搬運器輸送部件165螺紋結合的搬運機器人161向Y軸上的一個方向移動。相反，搬運器輸送部件165反方向旋轉時，搬運機器人161向Y軸上的反方向移動。
並且，搬運機器人161可沿向Y軸方向設置的載體輸送軌道167移動。
第20圖是表示吸頭141對薄膜148進行穿孔後位於片狀塊162上部的狀態的圖。
晶片搬運器160可沿Y軸方向移動，以使吸頭141位於片狀塊162的上部。此時，晶片搬運器160可向Y軸方向移動預先儲存的、相當於片狀塊162和打孔裝置170之間的距離。因此，無需移動鍵合拾取器140，也能夠對齊吸頭141和片狀塊162.
第21至23圖是表示為了使打孔裝置170在吸頭141的準確位置上對薄膜148進行穿孔的校正方法。下面將藉由圖式對對齊吸頭141和打孔裝置170的中心位置的過程進行說明。
第21圖表示上視視覺155檢測吸頭141的中心位置的狀態的圖。
鍵合拾取器140沿Y軸方向移動，以使吸頭141位於上視視覺155的上部。並且，上視視覺155藉由對吸頭141進行成像來檢測吸頭141的中心位置，並檢測各吸頭141的吸附孔174a的位置。
第22圖是表示上視視覺155檢測形成在片狀塊162上的基準孔164的狀態的圖。
晶片搬運器160沿Y軸方向移動，以使片狀塊162位於上視視覺155的上部。此時，可預先儲存晶片搬運器160沿Y軸方向移動的距離。
並且，上視視覺155可藉由對形成在片狀塊162下部的基準孔進行成像，來獲取吸頭141中心位置和基準孔164中心位置之間的偏移距離D1。此時，形成在晶片搬運器160上的基準孔164的中心位置和打孔裝置170的中心位置之間的距離D2為設定值，是預先存儲的值。
即，上視視覺155檢測基準孔164的中心位置，從而可獲得打孔裝置170的位置資訊。
並且，藉由上述資訊，可知吸頭141的中心位置與打孔裝置170的中心位置之間的距離。即，吸頭141的中心位置與打孔裝置170的中心位置之間的距離為：在基準孔164的中心位置與打孔裝置170的中心位置之間的距離D2上，反應此前獲取的吸頭141的中心位置與基準孔164中心位置間的偏移距離D1的距離。
因此，將片狀塊162向Y軸方向移動相當於反應至此間距反應偏移距離D1並求得的距離，即吸頭141的中心位置與打孔裝置170的中心位置之間的距離，以便使吸頭141的中心位置與打孔裝置170的中心位置一致。
藉由上述校正過程，將吸頭141的銷容納孔172a和打孔裝置170的打孔銷171的位置設置一致，從而能夠對齊將吸頭141和打孔裝置170的位置。
第24圖是表示上視視覺155檢查單元拾取器130吸附的半導體晶片P的狀態的圖，第25圖是表示半導體晶片P的焊錫球面上附著有異物D和發生裂紋C的狀態的圖。
本發明實施例的熱壓鍵合裝置100，執行如下過程：翻轉拾取器120對以亂序的方式從晶圓中切割的半導體晶片P的上下面進行翻轉，單元拾取器130拾取上下翻轉的半導體晶片P並移動至上視視覺155所處的位置，上視視覺155檢查半導體晶片P的焊錫球面（或凸塊面）後，將半導體晶片P放置於晶片搬運器160的片狀塊162上。
此時，若上視視覺155預先檢查焊錫球面，篩選出不良半導體晶片P，則判斷為不良的半導體晶片不會進入鍵合過程，而進行廢棄處理。即，可利用上視視覺155預先檢查半導體晶片上的異物，由此防止不良半導體晶片鍵合於基板上。
參照第25圖，上視視覺155可檢查半導體晶片P的焊錫球面存在裂紋C或黏附異物D的狀態。
100‧‧‧熱壓鍵合裝置
110‧‧‧晶圓供給部
111‧‧‧晶圆台
112‧‧‧第一方向軌道
113‧‧‧第二方向軌道
114‧‧‧推出器
120‧‧‧翻轉拾取器
121‧‧‧翻轉頭
122‧‧‧協力廠商向軌道
130‧‧‧單元拾取器
131‧‧‧第一方向軌道
132‧‧‧協力廠商向軌道
140‧‧‧鍵合拾取器
141‧‧‧吸頭
142‧‧‧馬達
143‧‧‧動力傳遞部件
144‧‧‧頭部主體
145‧‧‧頭部機器人
146‧‧‧第二方向軌道
147‧‧‧協力廠商向軌道
148‧‧‧薄膜
149‧‧‧薄膜卷軸
150‧‧‧上層台
151‧‧‧狹縫視覺
152‧‧‧第一方向軌道
153‧‧‧第二方向軌道
154‧‧‧加熱台
155‧‧‧上視視覺
156‧‧‧第一糾正標記
158‧‧‧溫度感測器
159‧‧‧測壓元件
160、160-1、160-2、160-1‧‧‧晶片搬運器
161‧‧‧搬運機器人
162‧‧‧片狀塊
163‧‧‧吸附孔
164‧‧‧基準孔
165‧‧‧搬運器輸送部件
166‧‧‧搬運器輸送馬達
167‧‧‧載體輸送軌道
170‧‧‧打孔裝置
171‧‧‧打孔銷
171a‧‧‧法蘭部
172‧‧‧保持塊
172a‧‧‧銷容納孔
172b‧‧‧法蘭部
173‧‧‧導向部件
173a‧‧‧卡止件
173b‧‧‧固定螺栓
174‧‧‧吸附塊
174a‧‧‧吸附孔
175‧‧‧銷固定部件
175a‧‧‧固定螺栓
176‧‧‧第一彈性部件
176a‧‧‧第一彈性部件容納槽
177‧‧‧第二彈性部件
180‧‧‧輪圈單元
181‧‧‧玻璃支架
182‧‧‧玻璃保持器
183‧‧‧上部玻璃
184‧‧‧下部玻璃
185‧‧‧上部玻璃保持器
186‧‧‧下部玻璃保持器
187‧‧‧第一調整塊
188‧‧‧第二調整快
190‧‧‧薄膜隔離裝置
191‧‧‧薄膜隔離滾輪
192‧‧‧滾輪輸送裝置
193‧‧‧導輪
194‧‧‧滿滾子
195‧‧‧空卷軸
196‧‧‧薄膜驅動輪
第1圖是本發明的一個實施例的熱壓鍵合裝置的平面圖。
第2圖是本發明的一個實施例的熱壓鍵合裝置的側視圖。
第3圖是本發明的一個實施例的晶片搬運器的平面圖。
第4圖是第3圖的另一個實施例的晶片搬運器的平面圖。
第5圖是表示本發明的一個實施例的鍵合拾取器的側視圖。
第6圖是放大表示吸頭在打孔裝置上對薄膜進行穿孔之前的狀態的側視圖。
第7圖是第6圖中的A區域的放大圖。
第8圖是表示吸頭在打孔裝置上對薄膜進行穿孔後的狀態的A區域放大圖。
第9圖是表示打孔銷下降狀態時的毛刺形狀的放大圖。
第0圖是表示吸頭在本發明的另一個實施例的打孔裝置上對薄膜進行穿孔後的狀態的側視圖。
第11圖是第10圖中的B區域的放大圖。
第12圖是表示吸頭不重合時的B區域放大圖。
第13圖是表示本發明的一個實施例的薄膜隔離裝置的圖。
第14圖是表示本發明的另一個實施例的薄膜隔離裝置的圖。
第15圖是表示本發明的一個實施例的輪圈單元的分解立體圖。
第16圖是表示輪圈單元檢查狹縫視覺的狀態的放大圖。
第17圖是表示第一鍵合拾取器在第一晶片搬運器上進行作業的期間，第二晶片搬運器等候從單元拾取器接收半導體晶片的狀態的圖。
第18圖是表示第二晶片搬運器從單元拾取器接收半導體晶片並移動至第二鍵合拾取器的作業區域，第一晶片搬運器等候從單元拾取器接收新的半導體晶片的狀態的圖。
第19圖是表示吸頭為了對薄膜進行穿孔而位於打孔裝置上部的狀態的圖。
第20圖是表示吸頭對薄膜進行穿孔後，位於片狀塊上部的圖。
第21圖是表示上視視覺檢測吸頭中心位置的狀態的圖。
第22圖是表示上視視覺檢測形成於片狀塊上的基準孔的狀態的圖。
第23圖是表示反應打孔裝置的偏移值，並對打孔裝置和薄膜頭的中心位置進行校準的狀態的圖。
第24圖是表示上視視覺檢查吸附在單元拾取器上的半導體晶片的狀態的圖。
第25圖是表示半導體晶片的球形面上附有異物並產生裂紋的狀態的圖。
140‧‧‧鍵合拾取器
141‧‧‧吸頭
149‧‧‧薄膜卷軸
160‧‧‧晶片搬運器
170‧‧‧打孔裝置
190‧‧‧薄膜隔離裝置
191‧‧‧薄膜隔離滾輪
192‧‧‧滾輪輸送裝置

Claims (17)

  1. 一種熱壓鍵合裝置，該熱壓鍵合裝置將單個半導體晶片熱壓鍵合於基板的安裝位置上，其包括： 一材料供給部，供給切割成單個單元的半導體晶片的材料； 一翻轉拾取器，從該材料供給部拾取該半導體晶片並翻轉上下面； 一單元拾取器，從該翻轉拾取器接收單個半導體晶片，並放置於裝載晶片的一片狀塊上； 一吸頭，形成有用於支撐吸附該片狀塊上的半導體晶片的一吸附孔，下端設置有一薄膜，以藉由該薄膜吸附該半導體晶片； 一薄膜供給裝置，向該吸頭下端供給該薄膜； 一打孔裝置，具備支撐該薄膜底面且內部形成有貫穿一打孔銷的一銷容納孔，以在該薄膜的與該吸頭上形成的該吸附孔相對的位置形成一孔；以及 一加熱台，放置有用於對該吸頭吸附的半導體晶片進行熱壓鍵合的基板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之熱壓鍵合裝置，其中 該打孔裝置包括： 一基座； 一打孔銷，設置在該基座上，對該薄膜進行穿孔； 一保持塊，支撐該薄膜的底面，並形成有貫穿該打孔銷的容納孔；以及 一第一彈性部件，設置在該基座與該保持塊之間， 該保持塊上下可移動地設置，當該保持塊向下移動時，該打孔銷對該薄膜進行穿孔。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之熱壓鍵合裝置，其中該打孔裝置更包括設置在該打孔銷與一銷固定部件之間的一第二彈性部件，該第二彈性部件在受到大於該打孔銷對該薄膜進行穿孔時的施加於該打孔銷的壓力時變形。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之熱壓鍵合裝置，其中該材料供給部和該加熱台具有部分重疊的空間的多層形態，該翻轉拾取器以一吸附該材料供給部上的半導體晶片並翻轉的狀態傳遞至上下可運動的一單元拾取器，在該單元拾取器將該半導體晶片裝載至該片狀塊上後，該吸頭拾取該片狀塊上的半導體晶片，並鍵合至該基板上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之熱壓鍵合裝置，其中該打孔裝置更包括一導向部件，該導向部件引導一保持塊的上下移動，且具有覆蓋從該保持塊外周面凸出的一法蘭部上部的一卡止件，以防止該保持塊脫離。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之熱壓鍵合裝置，其中該打孔裝置更包括固定於該基座底部並支撐該打孔銷的一銷固定部件，該打孔銷從該基座的底部貫穿並凸出至該基座的上部，該打孔銷外周面突出的該法蘭部被該基座的下面支撐。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之熱壓鍵合裝置，其更包括一上視視覺，檢查位於該單元拾取器拾取的半導體晶片底面的凸塊、異物或裂紋狀態，一狹縫視覺，設置在該基板的安裝位置和一鍵合拾取器吸附的半導體晶片之間，並檢查該基板的安裝位置和半導體晶片的對齊狀態。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之熱壓鍵合裝置，其中該鍵合拾取器具有能夠移動至X軸和Y軸平面上任意位置的龍門架結構，並且在X軸方向上以該加熱台為中心對稱設置在兩側，一晶片搬運器具有與該吸頭數量對應的數量。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之熱壓鍵合裝置，其更包括一輪圈單元，用於校正設置在該狹縫視覺上部的視覺晶片和設置在該狹縫視覺下部的視覺基板的偏移，該輪圈單元具有以“ㄷ”形狀，上部設定有形成基準點標記的一上部玻璃，下部設定有形成基準點標記的一下部玻璃，該上部玻璃的中心部和該下部玻璃的中心部對齊並設定在同一軸線上。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之熱壓鍵合裝置，其中該狹縫視覺是可移動的同軸視覺，將根據該輪圈單元的該上部玻璃和該下部玻璃的檢查結果獲取的位置設定為基準位置，在將該吸頭吸附的半導體晶片熱壓鍵合在該加熱臺上放置的基板上之前，利用該狹縫視覺檢查並比較所獲取的位置值以補償該吸頭的移動量。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之熱壓鍵合裝置，其中該狹縫視覺在該吸頭吸附的半導體晶片與鍵合該半導體晶片的基板之間檢查該半導體晶片的對齊狀態後，移動至一輪圈單元，並檢查該狹縫視覺的視覺晶片和視覺基板的誤差值，在存在偏移的情況下，檢查下一個半導體晶片和鍵合該半導體晶片的基板的對齊狀態，並在補償該吸頭的移動量時反應該誤差值。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之熱壓鍵合裝置，其中利用該打孔裝置對該吸頭吸附的該薄膜進行打孔期間，利用該狹縫視覺檢查已完成熱壓鍵合的半導體晶片的鍵合狀態。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之熱壓鍵合裝置，其中該片狀塊和該打孔裝置沿Y軸方向並排在一晶片搬運器上，該晶片搬運器能夠藉由一搬運機器人沿Y軸方向移動。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之熱壓鍵合裝置，其更包括一薄膜隔離裝置，在熱壓鍵合後將黏附在該吸頭上的該薄膜隔離開，該薄膜隔離裝置包括：一薄膜隔離滾輪，推離薄膜，以及一滾輪輸送裝置，與該薄膜隔離滾輪相連接，且上下可移動地配置。
  15. 如申請專利範圍第2項所述之熱壓鍵合裝置，其中用於對齊該吸頭與該打孔裝置之間的相對位置的基準點形成在一晶片搬運器的底面，以使打孔裝置的打孔銷在吸附該薄膜的該吸頭上所形成的吸附孔的準確位置，對該薄膜進行穿孔。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之熱壓鍵合裝置，其中該基準點是形成在該片狀塊下部的孔或標記，該片狀塊和該吸頭按預定距離移動至該上視視覺的上部時，該上視視覺分別檢測該基準點的中心位置和該吸頭的中心位置，並求出它們的偏移值，將該片狀塊向Y軸移動相當於從該片狀塊隔開設定距離的該打孔裝置的位置值上反應該偏移值的距離，以對齊該吸頭的中心位置和該打孔裝置的中心位置。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之熱壓鍵合裝置，其中該吸頭在具有多個行和列的基板的同一行上，執行熱壓鍵合的情況下，該吸頭只沿X軸的方向移動，將該晶片搬運器向與該吸頭X軸方向的交叉點沿Y軸方向移動，為在該吸頭固定的狀態下，對該吸頭吸附的該薄膜進行穿孔，薄膜單元移動至該吸頭的下部，在對該吸頭吸附的該薄膜進行穿孔後，移動至裝載半導體晶片的片狀塊。
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