TW451372B - Die-holding mechanism, die-packing device and die-bonding device - Google Patents

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crystal
grain
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Tsutomu Mimata
Osamu Sumiya
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Shinkawa Kk
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Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 451372 A7 ___B7 ___ 五、發明說明（I ) 〔發明所屬之技術領域〕 本發明係關於用以拾取具有連接線的晶粒之晶粒保持 機構，用以將該晶粒保持機構所拾取之晶粒裝塡於托架之 晶粒裝塡裝置，以及用以將該晶粒保持機構所拾取之晶粒 接合於基板之晶粒接合裝置。 〔先前技術〕 近幾年，已開發出一種半導體裝置，其晶粒係具有能 吸.收晶粒和基板的熱膨脹差之連接線。如圖5(a)所示般， 晶粒1具有連接線2，基板3上係藉由印刷來形成對應於 連接線2之焊料4。於是，藉由將連接線2接合於焊料4， 即得出圖5(b)所示般之半導體裝置5。該半導體裝置5，其 晶粒1和基板3的熱膨脹差能用連接線2來吸收。 即述晶粒1，如圖6所7F般，是在晶圓狀態下藉線接 合方法來形成連接線2。之後，貼在晶圓墊6·上，將晶圓7 做縱橫向的細分割而形成各個晶粒1。保持這種狀態而移 到下一製程，或將晶圓墊6拉伸而使晶粒1的間隔加大後 再移到下一製程。或是，將晶圓7貼附於晶圓墊6上，藉 .線接合方法來彤成連接線2。 如此般，爲將晶圓墊6上所貼附之晶粒1裝塡於托架 :或接合於基板3上，必須藉晶粒保持機構來從晶圓墊6 i：拾取晶粒1。以往的晶粒保持機構，其用以真聋吸附晶 粒1之吸嘴的吸附面，已知有例如日本專利特公昭61_ 32813號公報所示之呈平型者，特公平3-54858號公報所 示之呈角錐型者。又將所拾取的晶粒1反轉後再接合於基 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^--------訂---------線 4 51372 . A7 ____B7___ 五、發明說明（1 ) 板3上之晶粒保持機構，已知有例如特開平8-13〇23〇號公 報、特許第2725701號公報等等。 〔發明所要解決的課題〕 具備連接線2之晶粒1，並無法用前述平型吸嘴來吸 附保持住。而角錐型吸嘴方面，由於角錐面會接觸連接線 2而使該連接線2變形，又連接線2之彈力所致之從角錐 面落下，故仍無法用角錐型吸嘴來達成吸附保持。如此般 ，要怎樣才能將具備連接線2的晶粒1從晶圓墊6上拾取 乃構成一課題。 本發明的課題係提供一晶粒保持機構，其不致使連接 線變形即可從晶圓墊上拾取晶粒，並提供出用以將該晶粒 保持機構所拾取之晶粒裝塡於托架之晶粒裝塡裝置，以及 用以將該晶粒保持機構所拾取之晶粒接合於基板之晶粒接 合裝置。 〔用以解決課題之手段〕 用以解決上述課題之本發明的晶粒保持機構，係具備 :用以頂起晶圓墊上的晶粒之晶粒頂起機構，及用以將晶 粒頂起機構所頂起的晶粒保持住之晶粒保持機構；其特徵 在於，前述晶粒在上面具有連接線，前述晶粒保持機構係 具備：可上下移動之連接線支承軸，具有晶粒保持部之以 開閉自如的方式配設於連接線支承軸兩側之一對的晶粒保 持臂，以及用以開閉該晶粒保持臂之晶粒保持臂開閉機構 ;藉前述晶粒頂起機構將晶粒頂起，在該晶粒的上昇途中 用前述連接線支承軸壓住，當該連接線支承軸上昇既定量 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ------- 訂！ - -----線 經濟部智慧財產局員工淡費合作社印製 本紙張尺度適用令國國家標準<CNS)A4規格（210x297公釐〉 4 5.1： 3 7 2 A7 B7 五、發明說明（>) 時閉合前述晶粒保持臂而使晶粒保持部位於晶粒下面的下 方或夾住晶粒的側面，之後降下晶粒頂起機構的頂針而使 晶粒被目丨』述晶粒保持臂所保持住。 用以解決上述課題之本發明的晶粒裝塡裝置，其特徵 在於，係使用前述晶粒保持機構，該晶粒保持機構，係以 可移動的方式裝設於用以裝塡晶粒之托架的上方，在該托 架的上方，配設著可轉動之用以吸附保持晶粒之夾頭，該 夾頭從前述晶粒保持機構接收晶粒後，翻轉成前述連接線 向下，並將晶粒收納於前述托架中。 用以解決上述課題之本發明的晶粒接合裝置，其特徵 在於，係使用前述晶粒保持機構，該晶粒保持機構，係以 可移動的方式裝設於用以接合晶粒之基板的上方1在該基 板的上方，配設著可轉動之用以吸附保持晶粒之夾頭，該 夾頭從前述晶粒保持機構接收晶粒後，翻轉成前述連接線 向下，並將晶粒接合於前述基板上。 〔發明之實施形態〕 用圖1~圖3來說明本發明之一實施形態。晶粒保持機 構，如圖1(a)所示般，係由晶粒頂起機構1〇和晶粒保持機 構20所構成。 晶粒頂起機構10係採如下的構造。貼附著備有連接 線2的晶粒1之晶圓墊6，被固定在能移動於ΧΥ方向之 未圖示的框體上。在晶圓墊6的下方，配設著形成有真空 孔11a之晶圓吸附體11，在晶圓吸附體11的中央部，配 設著用以頂起晶粒I之中心頂針12。在晶圓吸附體Η和 6 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i I I I-----II----^ J - ^--- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 51312 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4·) 中心頂針12間，配設著可上下移動之以中心頂針12爲中 心之筒狀頂起筒體13。在頂起筒體13的外側，以能頂起 晶粒1的周邊部之方式配設複數根(圖中僅圖示2根)之可 上下移動的周邊頂針14。此處，藉頂起筒體13頂起晶粒1 後，用中心頂針12和周邊頂針14來進一步頂起晶粒1。 又，該晶粒頂起機構10，係採和特公平3-54858號公報相 同的構造。 晶粒保持機構20係採下述構造。在被未圖示之驅動 機構來驅動於上下(Z方向)及XY方向之移動本體21上， 固定著備有軸孔22a之軸支持具22，在軸孔22a上配設著 能上下移動之連接線支承軸23。在軸孔22a上形成縱槽 22b，將縱槽22b內所插入之插銷24固定在連接線支承軸 23。在連接線支承軸23的下端固定著軟質材25，在縱軸 22b的下端部固定著用以抵接插銷24之擋件26。將彈簧 27以抵接於連接線支承軸23上面的方式配設於軸孔22a 內，彈簧27是以連接線支承軸23上所螺合之螺栓28來向 下彈壓。此處，彈簧27是以連接線支承軸23不致對連接 線2賦予過度的彈壓力之方式來形成弱彈力。 移動本體21上，在軸支持具22的兩側固定著支柱 30A、30B，在支柱30A、30B上固定著支軸31A、31B。 在支軸31A、31B上將晶粒保持臂32A、32B支承成能轉 動自如，晶粒保持臂32A、32B的下端係形成向內突出的 晶粒保持部32a、32b。在晶粒保持臂32A、32B上掛設著 朝向晶粒保持臂32A、32B的閉合方向之彈簧33A、3；3B。 7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> • ί n I I--訂·！--—I —--線 I ί
.I n n ϋ ϋ ϋ I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) 4 5 t3T2 B7 五、發明說明（< ) . 爲了控制晶粒保持臂32A、32B之閉合位置 > 將擋件34A 、34B固定於移動本體21上。在晶粒保持臂32A、32B的 上端部之外側，配設著爲開閉晶粒保持臂32A、32B之開 閉桿35A、35B，開閉桿35A、35B是由晶粒保持臂32A、 32B上所固定之未圖示的驅動機構所驅動。 接著對動作做說明。如圖1(a)所示般，在用晶圓吸附 體11將晶圓墊6吸附保持住的狀態下，如圖1(b)所示般， 使頂起筒體13、中心頂針12及周邊頂針14稍上昇，再使 中心頂針12及周邊頂針14進一步向上昇。這時，藉由頂 起筒體13、中心頂針12及周邊頂針14之稍上昇，待拾取 之晶粒1將被頂起筒體13稍稍頂起。如此般，若用頂起筒 體13將晶粒1稍稍頂起，晶粒1的四個角即脫離晶圓墊6 〇 又藉由僅使中心頂針12及周邊頂針14進一步向上昇 ，則僅晶粒1被頂起，而使晶粒1脫離晶圓墊6。在中心 頂針12及周邊頂針14的上昇中，連接線2係抵接於軟質 材25下面，連接線支承軸23將和中心頂針12及周邊頂針 14 一起向上昇。又，中心頂針12及周邊頂針14會一直上 昇、直到晶粒1下面比晶粒保持臂32A的晶粒保持部32a 、32b上面高的位置爲止。 接著如圖1(c)所示般，開閉桿35A、35B向外側(箭頭 A方向)移動，晶粒保持臂32A、32B受到彈簧33A、33B .的彈壓力將以支軸31A、31B爲中心而向內轉動後抵接於 擋件34A、34B，以使晶粒保持部32a、32b位於晶粒1的 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
一10, I ·1 ϋ *1 n I n I I (/^ —i κ ϋ ϋ ϋ I I I ϋ I I I f -- ] n ϋ I - ϋ I A7 451372 ___B7____ 五、發明說明（G ) 下方。接著如圖1(d)所示般，使頂起筒體13、中心頂針12 及周邊頂針14下降。藉此，晶粒1即被晶粒保持臂32A、 32B之晶粒保持部32a、32b及連接線支承軸23之軟質材 25所保持住.。 如此般，由於晶粒1是被晶粒保持臂32A、32B之晶 粒保持部' 32b、以及受到弱彈簧27的彈壓之連接線 支承軸23之軟質材25所保持住’故不致使連接線2變形 即可完成拾取。 接著，針對將該構成之晶粒保持機構應用於晶粒裝塡 裝置或晶粒接合裝置的情形做說明。如圖2及圖3所不般 ，在托架40或基板3的上方配設夾頭(c〇Uet)41 ’該夾頭 41上形成有用以真空吸附住晶粒1之吸附孔41a。夾頭41 係設置成，能用未圖示的驅動機構來進行ISO度往復驅動 ，同時可朝上下方向及XY方向移動。 於是，如圖1(d)所示般，在周晶粒保持機構保持住晶 粒1的狀態下，使移動本體21上昇(箭頭C方向），接著如 圖2(a)及圖3(a)所示般，移動至夾頭41的上方(箭頭D方 向），接著下降移動本體21(箭頭E方向)而使晶粒1抵接於 夾頭，而將晶粒1稍稍舉起。同時將夾頭41的吸附孔 41a之真空接通，夾頭41即將晶粒1吸附保持住。接著如 圖2(b)及圖3(b)所示般，開閉桿35A、35B向內(箭頭B方 向）移動後推壓晶粒保持臂32A、32B，以將晶粒保持部 32a、32b打開。之後，移動本體21向上昇(箭頭F方向）， 向下個待拾取的晶粒1上方移動(箭頭G方向），接著下降 _____9____ &張尺度適用申國國家標準（CNS)A4規格（210x297公爱) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2--------訂. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -線-〇----------1------------ A7 451372 __ B7___ 五、發明說明（"I ) 而呈圖1(a)之狀態。當移動本體21上昇時’如圖2(c)及圖 3(c)所示般夾頭4丨將.180度旋轉’而使連接線2位於下方 〇 如圖2般之要將晶粒1收納於托架40時’托架4丨係 如圖2(d)所示般，下降到連接線2位於托架40收納部稍上 方之位置’之後將夾頭41的真空切斷。藉此’以將晶粒1 收納於托架40內。如圖3般之要將晶粒1接合於基板3時 ，托架41係如圖3(d)所不般 > 下降到連接線2壓接於焊料 4爲止，之後將夾頭41的真空切斷。藉此’以將連接線2 連接於焊料4。當晶粒1收納於托架40或晶粒1接合於基 板3後，夾頭41上昇並朝180度逆方向旋轉’而成爲用以 接收晶粒1的狀態。 圖4係顯示本發明的其他實施形態。前述實施形態中 ，晶粒1下面是由晶粒保持臂32A、32B之晶粒保持部32a 、32b所保持住。本實施形態所示的情形，是將晶粒1的 側面用晶粒保持臂362A、32B之晶粒保持部32a、32b來保 持住。如圖4(a)所示般，在用晶圓吸附體11將晶圓墊6吸 附保持住的狀態下，如圖4(b)所示般，使頂起筒體13、中 心頂針12及周邊頂針14稍上昇，再使中心頂針12及周邊 頂針14進一步向上昇。這時，藉由頂起筒體13 '中心頂 針I2及周邊頂針14之稍上昇，待拾取之晶粒1將被頂起 筒體Π稍稍頂起。如此般，若用頂起筒體Π將晶粒1稍 稍頂起，晶粒1的四個角即脫離晶圓墊6。 又藉由僅使中心頂針12及周邊頂針14進一步向上昇 _______10_ _尺度國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐)" ：~ (绩先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,di 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^•BJ n I— I— I— I I ^\/ n n n .^1 n It I n i · A7 B7 五、發明說明（《） ，則僅晶粒1被頂起，而使晶粒1脫離晶圓墊6。在中心 頂針12及周邊頂針14的上昇中，連接線2係抵接於軟質 材25下面，連接線支承軸23將和中心頂針12及周邊頂針 14 一起向上昇。這個動作和前述實施形態相同。然而，與 前述實施形態之不同點在於，中心頂針12及周邊頂針14 的上昇量不同。亦即，本實施形態中，中心頂針12及周邊 頂針14會一直上昇、直到晶粒1側面到達晶粒保持臂32A 的晶粒保持部32a、32b之保持位置爲止。 接著如圖1(c)所不般，開閉桿35A、35B向外側(箭頭 A方向)移動，晶粒保持臂32A、32B受到彈簧33A ' 33B 的彈壓力將以支軸31A、31B爲中心而向內轉動後，使晶 粒保持部32a、32b夾住晶粒1的側面。接著如圖1(d)所示 般，使頂起筒體13、中心頂針12及周邊頂針14下降。 如此般，將晶粒1側面用晶粒保持臂32A、32B之晶 粒保持部32a、32b來夾住亦可。然而，本實施形態中，由 於彈簧33A、33B的彈壓力會施加於晶粒1側面，故以前 述實施形態爲較佳。 又，上述實施形態中，所圖示出的連接線2係採為形 ，當然也適用於直線形者。又圖示係針對連接線2的情形 做說明，當然也適用於晶粒1具備連接用突起、而以習知 的真空吸附方式所無法拾取之晶粒。 〔發明之效果〕 本發明之晶粒保持機構係具備：可上下移動之連接線 支承軸，具有晶粒保持部之以開閉自如的方式配設於連接 11 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
^ ------—訂-- - ----I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS>A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 5 t 3 7 Ά ^ A7 B7 五、發明說明（1 ) 線支承軸兩側之一對的晶粒保持臂’以及用以開閉該晶粒 保持臂之晶粒保持臂開閉機構；藉前述晶粒頂起機構將晶 粒頂起，在該晶粒的上昇途中用前述連接線支承軸壓住’ 當該連接線支承軸上昇既定量時閉合前述晶粒保持臂而使 晶粒保持部位於晶粒下面的下方或夾住晶粒的側面，之後 .降下晶粒頂起機構的頂針而使晶粒被前述晶粒保持臂所保 持住。故不致使連接線變形即可從晶圓墊上拾取晶粒。 〔圖式之簡單說明〕 圖1(a)〜(d)係顯示本發明的晶粒保持機構之一實施形 態的動作之截面圖。 圖2(a)〜(d)係顯示採用圖1的晶粒保持機構之晶粒裝 塡裝置的一實施形態的動作之截面圖。 圖3(a)〜(d)係顯示採用圖1的晶粒保持機構之晶粒接 合裝置的一實施形態的動作之截面圖。 圖4(a)〜(d)係顯示本發明的晶粒保持機構之其他實施 形態的動作之截面圖。 圖5(a)及(b)係備有連接線的半導體裝置之說明圖。 圖6係晶圖墊上所貼附的晶粒之說明圖 〔符號說明〕 1晶粒 2 連接線 3基板 _ 4焊料 5 半導體裝置 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I ^1 ϋ *1·^— I H V ^ '^1 a— l I— IB· at— . 4S1372 A7 _____ B7 五、發明說明（β ) 6晶圓墊 10 晶粒頂起機構 11 晶圓吸附體 12 中心頂針 13 頂起筒體 14 周邊頂針 20 晶粒保持機構 21 移動本體 23 連接線支承軸 25 軟質材 27 彈簧 32A、32B 晶粒保持臂 32a ' 32b 晶粒保持部 35A'35B 開閉桿 40 托架 - 41 夾頭 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
i-^f n n n n ϋ 1 n 一34r I n I ] 1· n I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 4 51 3 7 2 A8 瑪 D8 六、申請專利範圍 1、 一種晶粒保持機構，係具備：用以頂起晶圓墊上的 晶粒之晶粒頂起機構，及用以將晶粒頂起機構所頂起的晶 粒保持住之晶粒保持機構；其特徵在於，前述晶粒在上面 具有連接線，前述晶粒保持機構係具備：可上下移動之連 接線支承軸，具有晶粒保持部之以開閉自如的方式配設於 連接線支承軸兩側之一對的晶粒保持臂，以及用以開閉該 晶粒保持臂之晶粒保持臂開閉機構；藉前述晶粒頂起機構 將晶粒頂起，在該晶粒的上昇途中用前述連接線支承軸壓 住’當該連接線支承軸上昇既定量時閉合前述晶粒保持臂 而使晶粒保持部位於晶粒下面的下方或夾住晶粒的側面， 之後降下晶粒頂起機構的頂針而使晶粒被前述晶粒保持臂 所保持住。 2、 一種晶粒裝塡裝置，其特徵在於，係使用申請專 利範圔第1項之晶粒保持機構，該晶粒保持機構，係以可 移動的方式裝設於用以裝塡晶粒之托架的上方，在該托架 的上方，配設著可轉動之用以吸附保持晶粒之夾頭，該夾 頭從前述晶粒保持機構接收晶粒後，翻轉成前述連接線向 下，並將晶粒收納於前述托架中。 3、 一種晶粒接合裝置，其特徵在於，係使用申請專 利範圍第1項之晶粒保持機構，該晶粒保持機構，係以可 移動的方式裝設於用以接合晶粒之基板的上方，在該基板 的上方，配設著可轉動之用以吸附保持晶粒之夾頭，該夾 頭從前述晶粒保持機構接收晶粒後，翻轉成前述連接線向 下，並將晶粒接合於前述基板上。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^-5' t ϋ 1 ϋ I n \ i at I I i - - -. I (I - -l I I ϋ I .
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