TWI506749B - 倒裝晶片焊接裝置 - Google Patents

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TWI506749B
TWI506749B TW102116433A TW102116433A TWI506749B TW I506749 B TWI506749 B TW I506749B TW 102116433 A TW102116433 A TW 102116433A TW 102116433 A TW102116433 A TW 102116433A TW I506749 B TWI506749 B TW I506749B
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Hyun Gyun Jung
Yeun Soo Oh
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Hanmi Semiconductor Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/81Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors

Description

倒裝晶片焊接裝置
本發明涉及一種倒裝晶片焊接裝置。
用於將倒裝晶片焊接到焊接基板等上的倒裝晶片焊接裝置可具有至少一個焊接頭。每個焊接頭被傳送到焊接裝置的預定位置幷可抓取或焊接晶片。
一般來說,應當非常精確地進行將倒裝晶片焊接到焊接基板上的工序,幷且在焊接基板上製備用於固定晶片的多個安裝區域。同時,倒裝晶片與焊接基板的安裝區域應保證精確的電連接,幷且晶片應當安裝幷焊接在安裝區域的正確位置(圖案)處,以减小缺陷率。
用於這種焊接工序的焊接頭可透過裝配成在x軸和y軸方向上交叉的台架型的傳送裝置而傳送到xy平面上的預定位置。
具體來說,焊接頭安裝在第一傳送線上幷可在第一傳送線的縱向方向上傳送,幷且第一傳送線的兩端可透過移動部與垂直於第一傳送線設置的一對平行的第二傳送線附接。移動部可沿第二傳送線的縱向方向傳送。
因此,焊接頭透過分別設置成平行或垂直的傳 送線傳送到工作空間內的xy平面上的預定位置。
具有焊接頭的工作部和與傳送線連接的移動部可由電磁體或滾珠絲杠驅動。
工作部或移動部可透過電磁體或滾珠絲杠加速幷高速傳送,當重複此高速傳送工序時,組成每條傳送線的組件會產生熱量,由於該熱量導致的特定組件的熱膨脹,工作部或移動部的傳送位置的精度會降低。
例如,用於將第一傳送線附接到第二傳送線的移動部是其中在透過第二傳送線的傳送工序中產生的熱量被傳遞最多的部分,由於產生的熱量發生的移動部熱膨脹的問題可導致第一傳送線兩端的位置誤差。
類似地,安裝在第一傳送線上的工作部由於在透過沿第二傳送線安裝幷傳送的移動部傳送工序中產生的熱量,也產生熱膨脹,可發生與如上所述相同的問題。
根據晶片尺寸减小的趨勢,由組件的熱膨脹等問題產生的移動部的位置誤差可導致焊接位置誤差,焊接位置誤差可導致焊接缺陷。
具體來說,由於設置於每條傳送線上的工作部或傳送部處產生的熱膨脹或振動,可能不能夠獲得關於倒裝晶片的精確位置與焊接基板之安裝區域的信息,因此,缺陷率增加,焊接工序的可靠性及精確性降低。
因此,在進行整個焊接工序時使得焊接頭在x軸或y軸方向上的移動次數及移動距離最小化很重要,且將組件設置為减少焊接頭在特定軸方向上的移動次數及移動距離很重要。
也就是說,在傳送焊接頭的工序幷進行焊接工序時,較佳地,省略工作部或傳送部之驅動或使得工作部或傳送部之驅動最小化,幷且即使在省略任一部件的驅動或使得任一部件的驅動最小化時,當為了提高空間利用率而將用於焊接工序的組件設置為彼此相鄰時,由於焊接頭等的移動導致的不同組件之間的干擾應最小化,幷且存在一些下述情形,即其中應當確保需要操作特定操作組件的空間區域。
因此,需要一種减少焊接頭在特定軸方向上的移動次數及移動距離、在連續工序之間設置組件幷减小工作空間之間的干擾的方法。
本發明提供了一種倒裝晶片焊接裝置。一方面,倒裝晶片焊接裝置可包括:一倒裝單元,用於從晶圓抓取晶片幷將晶片上側向下翻轉;一工作部,具有用於抓取由倒裝單元翻轉的晶片的一焊接頭,其中焊接頭能夠沿z軸方向傳送幷相對於z軸旋轉;一焊劑浸漬單元,用於將焊接頭抓取的晶片的底表面浸漬到一焊劑中;一第一可視單元,用 於拍攝由焊劑浸漬單元浸漬的晶片的底表面影像;一第二可視單元,用於拍攝一焊接基板的頂表面影像,在焊接基板上將要安裝晶片;一倒裝晶片焊接部,用於根據由第一可視單元與第二可視單元進行檢查的結果,以修正的位置在焊接基板上焊接晶片;一第一傳送線,用於安裝工作部幷沿y軸方向傳送工作部;以及一對第二傳送線,此一對第二傳送線沿與第一傳送線垂直的x軸方向平行設置,用於安裝與第一傳送線的兩端連接的移動部幷在與第一傳送線的傳送方向垂直的x軸方向上傳送移動部,其中焊劑浸漬單元與第一可視單元設置在平行於第一傳送線的同一軸上。
其中倒裝單元、焊劑浸漬單元以及第一可視單元可成對設置在相對於y軸對稱的位置處,幷且具有工作部的第一傳送線安裝在第二傳送線上,使得一對第一傳送線可獨立被驅動。
其中倒裝單元與焊劑浸漬單元可設置在平行於第二傳送線的同一軸上。
其中倒裝單元、焊劑浸漬單元以及第一可視單元可設置在平行於第一傳送線的同一軸上。
其中為了减小焊接頭從倒裝單元移動到焊接基板時在x軸方向上的移動距離,倒裝單元、焊劑浸漬單元以及第一可視單元可依次設置在y軸方向上。
其中晶片在由焊接頭抓取的同時透過第一可視單元上方,幷且第一可視單元透過拍攝晶片的底表面的影像來檢查晶片。
其中當晶片的尺寸大於第一可視單元的視場時,焊接頭可以預定角度旋轉,從而第一可視單元可在無需在x軸方向上移動的條件下拍攝晶片的2個邊緣。
其中當焊接頭以預定角度旋轉的同時透過第一可視單元上方時,連續拍攝晶片的底表面影像,以用於檢查。
裝置倒裝晶片焊接裝置可進一步包括一控制部,控制部用於控制工作部與移動部的驅動工具,工作部與移動部分別具有驅動工具,從而工作部和移動部可沿第一傳送線及第二傳送線傳送,其中在工作部從焊劑浸漬單元傳送到第一可視單元或者在第一可視單元上方傳送時,控制部驅動工作部的驅動工具幷停止移動部的驅動工具。
裝置倒裝晶片焊接裝置可進一步包括一控制部,控制部用於控制工作部與移動部的驅動工具,工作部與移動部分別具有驅動工具,從而工作部與移動部可沿第一傳送線與第二傳送線傳送,其中在工作部的焊接頭從倒裝單元傳送到第一可視單元或者從焊劑浸漬單元在第一可視單元上方傳送時,控制部停止移動部的驅動工具。
其中控制部驅動工作部的驅動工具,使得工作 部可在從焊劑浸漬單元傳送到第一可視單元或者在第一可視單元上方傳送時,工作部以勻速傳送。
其中在一個焊接周期過程中,移動部的驅動次數少於工作部的驅動次數,在一個焊接周期過程中,工作部的焊接頭沿倒裝單元、焊劑浸漬單元、第一可視單元以及倒裝晶片焊接部傳遞。
其中在焊接周期的xy平面上的軌迹可形成為三角形或矩形形狀,幷且形成此軌迹的三角形或矩形的至少一個邊平行於第一傳送線或第二傳送線,在焊接周期中工作部的焊接頭沿倒裝單元、焊劑浸漬單元、第一可視單元以及倒裝晶片焊接部傳遞。
其中當焊接頭沿形成此軌迹的三角形或矩形的、平行於第一傳送線的邊傳送時,焊接頭可依次透過倒裝單元、焊劑浸漬單元、第一可視單元以及倒裝晶片焊接部。
其中在一個焊接周期過程中,移動部的驅動次數可為兩次或三次,在此一個焊接周期過程中工作部的焊接頭沿倒裝單元、焊劑浸漬單元、第一可視單元以及倒裝晶片焊接部傳遞。
其中控制部控制工作部的驅動工具,使得工作部透過焊劑浸漬單元與第一可視單元時工作部以勻速驅動,而在傳送到倒裝晶片焊接部時工作部减速。
另一方面,一種倒裝晶片焊接裝置可包括:一倒裝單元,用於翻轉晶片,以將晶片的頂表面和底表面反轉;一第一驅動部,用於驅動倒裝單元;一工作部,設置成能夠傳送到xy平面上的預定位置幷具有一焊接頭,焊接頭用於抓取晶片,晶片的頂表面與底表面透過倒裝單元翻轉;一焊劑浸漬單元,包括用於容納浸漬晶片的焊劑的一焊劑接收器、用於使得焊劑變平的一焊劑刮刀以及用於滑行移動焊劑接收器的一第二驅動部;一第一可視單元,用於拍攝晶片;一第二可視單元,用於拍攝一焊接基板,焊接基板上將要安裝晶片;以及一倒裝晶片焊接部,用於在焊接基板上安裝晶片,其中為了减少焊接頭沿x軸方向的移動次數或移動距離,第一可視單元與焊劑浸漬單元分別設置在平行於y軸方向的軸上。
又一方面,一種倒裝晶片焊接裝置可包括:一倒裝單元,用於翻轉晶片,以將晶片的頂表面與底表面反轉;一第一驅動部,用於驅動倒裝單元;一工作部,設置成能夠傳送到xy平面上的預定位置幷具有一焊接頭,焊接頭用於抓取晶片,晶片的頂表面與底表面透過倒裝單元翻轉;一焊劑浸漬單元,包括用於容納浸漬晶片的焊劑的一焊劑接收器、用於使得焊劑變平的一焊劑刮刀以及用於滑行移動焊劑接收器的一第二驅動部;一第一可視單元,用於拍攝晶 片;一第二可視單元,用於拍攝一焊接基板,焊接基板上將要安裝晶片;以及一倒裝晶片焊接部,用於在焊接基板上安裝晶片,其中為了减少焊接頭沿x軸方向的移動次數或移動距離,第一可視單元、焊劑浸漬單元以及倒裝單元分別設置在平行於y軸方向的同一軸上。
其中焊劑接收器可相對於焊劑刮刀向前及向後滑行移動。
其中在焊劑接收器處設置有用於容納焊劑的凹部,幷且凹部和第一可視單元分別設置在平行於y軸方向的同一軸上。
其中當焊劑接收器向前滑行移動時,在焊劑接收器的頂部及底部上分別提供了一第一空間以及一第二空間,幷且焊接頭可進入第一空間。
其中當焊劑接收器向後滑行移動用於使得焊劑變平時,焊接頭可進入第一空間。
其中第一驅動部可設置在第二空間中。
其中第一驅動部可包括設置在第二空間中的外殼,幷且在外殼內設置與倒裝單元連接的纜線以及真空線。
其中焊劑浸漬單元可包括具有第二驅動部的一主體以及用於將焊劑刮刀安裝在主體上的一安裝單元,幷且當焊劑接收器向前滑行移動時,焊劑接收器向主體的外部突 出。
其中當焊劑接收器向主體的外部突出時,焊劑接收器與倒裝單元的第一驅動部設置成在xy平面上的至少一些區域重叠。
其中安裝單元可包括用於安裝焊劑接收器的一軌道部件、與軌道部件鉸鏈連接幷支撑焊劑刮刀的上部的一第一支撑部件以及與第一支撑部件鉸鏈連接幷支撑焊劑刮刀的前側的一第二支撑部件。
其中在第二支撑部件處設置有一鎖定突出部,幷且在軌道部件處設置有與鎖定突出部結合的一鎖定台階。
其中安裝單元可包括設置於第一支撑部件與軌道部件之間的一第一彈性部件以及設置於第二支撑部件與第一支撑部件之間的一第二彈性部件,幷且第一彈性部件與第二彈性部件從不同方向給焊劑刮刀提供彈力。
其中在焊接頭正在沿平行於y軸方向的同一軸移動時,第一可視單元拍攝影像。
其中在焊接頭正在沿平行於y軸方向的同一軸移動時,進行下述工序,即抓取晶片、在焊劑中浸漬晶片以及拍攝晶片。
倒裝晶片焊接裝置可進一步包括:用於在y軸方向上傳送焊接頭的一第一傳送線與用於在x軸方向上傳送 焊接頭的一第二傳送線,其中第一傳送線與第二傳送線具有重叠的一台架結構。
倒裝晶片焊接裝置可進一步包括:一真空產生器,用於給倒裝單元提供吸附壓力;一壓力控制器件,用於控制倒裝單元的流入空氣的流量,從而將倒裝單元的吸附壓力控制為等於或相似於從外部流入的空氣的吸附力;以及一壓力感測器,置在倒裝單元與壓力控制器件之間幷感測是否抓取了晶片。
1‧‧‧倒裝晶片焊接裝置
11‧‧‧傳送線
12‧‧‧對準可視單元
13(1)‧‧‧傳送線
13(2)‧‧‧傳送線
100‧‧‧晶圓供給器
101‧‧‧晶圓裝載部
113‧‧‧導軌
114‧‧‧預對準單元
120‧‧‧引導部件
200(1)‧‧‧第三局部框
200(2)‧‧‧視框
210(1)‧‧‧倒裝單元
210(2)‧‧‧倒裝單元
400(1)‧‧‧焊劑浸漬單元
400(2)‧‧‧焊劑浸漬單元
410(1)‧‧‧焊劑接收器
410(2)‧‧‧焊劑接收器
420(1)‧‧‧焊劑刮刀
420(2)‧‧‧焊劑刮刀
500‧‧‧倒裝晶片焊接部
510‧‧‧焊接台
910(1)‧‧‧第一可視單元
910(2)‧‧‧第一可視單元
1100(1)‧‧‧第一傳送線
1100(2)‧‧‧第一傳送線
1110(1)‧‧‧工作部
1110(2)‧‧‧工作部
1120(1)‧‧‧焊接頭
1120(2)‧‧‧焊接頭
1130(1)‧‧‧第二可視單元
1130(2)‧‧‧第二可視單元
1300(1)‧‧‧第二傳送線
1300(2)‧‧‧第二傳送線
1310a(1)‧‧‧移動部
1310b(1)‧‧‧移動部
1310a(2)‧‧‧移動部
1310b(2)‧‧‧移動部
w‧‧‧晶圓
fc‧‧‧晶片
bs‧‧‧焊接基板
第1圖係為顯示根據本發明的倒裝晶片焊接裝置之視圖;第2圖係為顯示根據本發明另一實施例的倒裝晶片焊接裝置之視圖;第3圖係為工作部周圍之放大視圖;第4圖係為顯示根據本發明的倒裝晶片焊接裝置的焊接頭的兩個示例性傳送軌迹之視圖;第5圖係為顯示根據本發明的倒裝晶片焊接裝置的焊接頭的另外兩個示例性傳送軌迹之視圖;第6圖係為顯示根據本發明的倒裝晶片焊接裝置的焊接頭的另外兩個示例性傳送軌迹之視圖;第7圖係為顯示根據本發明的倒裝晶片焊接裝置之方框圖;第8圖係為顯示根據本發明實施例的倒裝晶片焊接裝置 之平面圖;第9圖係為顯示根據本發明實施例的倒裝晶片焊接裝置的主要部分之側視圖;第10圖係為顯示根據本發明實施例的倒裝晶片焊接裝置的主要部分之平面圖;第11圖係為顯示第10圖的部分A之詳細視圖;第12圖係為顯示根據本發明實施例的倒裝晶片焊接裝置的主要部分之側視圖;第13圖係為顯示根據本發明實施例的倒裝晶片焊接裝置的操作狀態之方案視圖;第14圖係為顯示構成根據本發明實施例的倒裝晶片焊接裝置的焊劑浸漬單元(flux dipping unit)之透視圖;第15圖係為顯示構成根據本發明實施例的倒裝晶片焊接裝置的焊劑浸漬單元之側視圖;第16圖係為顯示構成根據本發明實施例的倒裝晶片焊接裝置的焊劑浸漬單元的主要部分的操作狀態之視圖;以及第17圖係為顯示構成根據本發明實施例的倒裝晶片焊接裝置的倒裝單元之方框圖。
下面將參照附圖詳細描述本發明的較佳實施式。透過參照附圖描述的下列實施例,將闡明本發明的優點和特徵及其實施方法。然而,可以以不同形式實施本發明, 本發明不應解釋為限於列出的實施方式。而是,提供這些實施方式,從而說明書詳盡完整,幷給本領域技術人員充分傳達本發明的範圍。此外,本發明僅由專利申請範圍限定。自始至終,相同的參考標記表示相同的元件。
根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1是下述一種裝置,即所述裝置在作為晶片的輸入及輸出端子的焊盤上形成單獨焊料凸塊(solder bump),將晶片翻轉幷將焊料凸塊直接焊接到例如載帶焊接(carrier bonding)基板或電路帶(circuit tape)這樣的電路圖案上。
『第1圖』係為顯示根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1之視圖。描繪了根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1的概略圖。
在下面所述的說明書及附圖中,水平方向係指x軸方向,垂直方向係指y軸方向。此外,可進行如下解釋,即x軸方向與下面所述的第二傳送線的移動部傳送方向平行,y軸方向與下面所述的第一傳送線的工作部傳送方向平行的方向。
具體來說,倒裝晶片焊接裝置1包括:倒裝單元210,用於從晶圓抓取晶片幷將晶片上側向下翻轉(使得晶片的頂表面與底表面反轉);工作部1110,沿z軸方向傳送幷關於z軸旋轉,且具有用於抓取由倒裝單元210翻轉的 晶片的焊接頭1120;焊劑浸漬單元400,用於浸漬由焊接頭1120抓取的晶片的底表面;第一可視單元910,用於拍攝(透過拍攝檢查)由焊劑浸漬單元400浸漬的晶片的底表面影像;倒裝晶片焊接部500,用於將晶片焊接到焊接基板上,此晶片的位置根據由第一可視單元910進行的檢查結果透過焊接頭1120進行修正;第一傳送線1100,用於安裝工作部幷在y軸方向上傳送工作部;以及一對第二傳送線1300,分別具有與第一傳送線1100之兩端連接的移動部1310,且為了在垂直於第一傳送線1100的傳送方向的x軸方向上傳送移動部1310,此一對第二傳送線1300設置成在垂直於第一傳送線1100的x軸方向上彼此平行,焊劑浸漬單元400與第一可視單元910設置在與第一傳送線1100平行的同一軸上。
在下面參照『第1圖』描述的實施例中,倒裝單元210、焊劑浸漬單元400與第一可視單元910成對設置在相對於y軸對稱的位置處,具有工作部1110的第一傳送線1100成對安裝在第二傳送線上,以便被獨立地驅動。
然而,應當如下進行解釋,即倒裝單元210、焊劑浸漬單元400以及第一可視單元910根據裝置的類型成對設置在相對於y軸對稱的位置處,具有工作部1110的第一傳送線1100的數量可增加或减少,幷沒有限制。
根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1可將安裝在 工作部1110(1)或1110(2)上的焊接頭1120(1)或1120(2)傳送到xy平面上的預定位置。因為焊接頭1120(1)或1120(2)可以是在焊接或抓取(吸附)晶片的工序中能夠在z軸方向上升或下降或者關於z軸在θ方向上旋轉的結構,所以根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1可配置成將安裝在工作部1110(1)或1110(2)上的焊接頭1120(1)或1120(2)傳送到x-y-z空間中的預定位置。
此外,工作部1110(1)及1110(2)每個都與下面描述的可視單元(第二可視單元1130)裝配在一起。
根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1可進行下述操作,即從晶圓供給器100供給的每個晶圓w分離幷抓取單個倒裝晶片fc以及將單個倒裝晶片翻轉,從而形成有凸塊電極(焊料凸塊)的焊接表面朝下。
當晶圓供給器100堆叠多個晶圓w時,晶圓供給器100可等待工作,幷且晶圓供給器100中的晶圓可依次供給至倒裝晶片供給部200中。
當透過晶圓裝載部(wafer on-loader)101暴露晶圓時,晶圓供給器100具有支撑每個晶圓的結構。
晶圓供給器100可具有引導部件120,引導部件120用於將晶圓引導到倒裝晶片供給部200。引導部件120具有引導晶圓傳送的功能,所述晶圓由單獨驅動工具(未示 出)傳送。
倒裝晶片供給部200將組成晶圓w的多個晶片分離為單獨晶片,翻轉每個晶片幷將倒裝晶片fc(在本說明書中,倒裝晶片是頂表面與底表面反轉的晶片)提供給每個焊接頭1120(1)和1120(2),所述晶圓由晶圓供給器100供給。
當晶圓w處於被切塊的狀態時,具有多個晶片(或倒裝晶片)的晶圓w可以是底部上貼合有膠帶的狀態。另外,每個倒裝晶片fc可以是具有凸塊電極(焊料凸塊)或接觸點的晶片的底表面設置為朝上的狀態。
倒裝晶片供給部200可包括排出器(未示出)和倒裝單元210(1)或210(2),排出器用於從晶圓w排出每個晶片,倒裝單元210(1)或210(2)用於將由排出器觸碰幷分離的晶片翻轉,從而焊接頭1120(1)或1120(2)可抓取倒裝的晶片。
倒裝單元210(1)或210(2)可具有抓取器結構,該抓取器結構能够進行透過吸附的抓取操作以及用於將晶片的頂表面與底表面進行反轉的旋轉操作。倒裝單元210的旋轉方向等可不同地變化。
簡要地說,排出器(未示出)設置在晶圓w下方,組成晶圓w的每個晶片可透過排出器的吹氣(blow)而 從晶圓w分離,幷且可透過設置在晶圓w上方的倒裝單元210(1)或210(2)翻轉每個分離的晶片,從而具有凸塊電極(焊料凸塊)或接觸點的晶片的底部朝下。
透過在倒裝晶片上方等候的作為工作單元的焊接頭1120(1)或1120(2)抓取由倒裝單元210(1)或210(2)翻轉的倒裝晶片fc。
在『第1圖』所示的倒裝晶片焊接裝置1中,一對焊接頭1120(1)及1120(2)分別設置在工作部1110(1)及1110(2)中。
此外,一對第二可視單元1130(1)及1130(2)可與焊接頭1120(1)及1120(2)一起分別設置在工作部1110(1)及1110(2)處。
因為倒裝單元210抓取幷旋轉晶片,從而晶片的焊接表面朝下,頂表面朝上,所以焊接頭1120(1)或1120(2)可透過抓取朝上的晶片的頂表面,保持其中暴露凸塊電極(焊料凸塊)等的晶片的底表面朝下的抓取狀態。
焊接頭1120(1)或1120(2)可從倒裝晶片供給部200抓取焊接對象的倒裝晶片且焊接頭1120(1)或1120(2)在附接到工作部1110(1)或1110(2)時被傳送到焊劑浸漬單元400及倒裝晶片焊接部500。
在沿第一及第二傳送線1100及1300的傳送路 徑進行了抓取工序、浸漬工序、拍攝工序(檢查工序)以及焊接工序之後,可驅動焊接頭1120(1)或1120(2),以透過第一及第二傳送線1100及1300將特定倒裝晶片返回倒裝晶片供給部200。
工作部1110(1)及1110(2)可分別安裝於一對第一傳送線1100(1)及1100(2)上,此一對第一傳送線1100(1)及1100(2)在y軸方向上傳送工作部1110(1)及1110(2),幷且第一傳送線1100(1)或1100(2)的兩端可分別附接到一對第二傳送線1300(1)及1300(2),此一對第二傳送線1300(1)及1300(2)能夠透過移動部1310a(1)、1310a(2)、1310b(1)以及1310b(2)在x軸方向上分別傳送第一傳送線1100(1)及1100(2)。
具體來說,在『第1圖』所示的第一傳送線1100(1)及1100(2)之中設置於左側的第一傳送線1100(1)或1100(2)的兩端分別由移動部1310a(1)及1310a(2)限制,可附接移動部1310a(1)及1310a(2),從而使得移動部1310a(1)及1310a(2)沿第二傳送線1300(1)及1300(2)的縱向方向(x軸方向)傳送。
第一傳送線1100(1)及1100(2)與第二傳送線1300(1)及1300(2)每個具有重叠的台架結構,此台架結構能夠配置成將工作部1110(1)及1110(2)獨立傳送到 xy平面上的預定位置,第一傳送線1100(1)及1100(2)的數量可增加或减少。
第一及第二傳送線1100及1300將從倒裝晶片供給部200抓取倒裝晶片的焊接頭1120(1)或1120(2)傳送到焊劑浸漬單元400一側。
『第1圖』中所示的焊劑浸漬單元400(1)及400(2)可與工作部1110(1)及1110(2)或焊接頭1120(1)及1120(2)的數量對應成對設置。
焊劑浸漬單元400(1)或400(2)可透過浸漬倒裝晶片的底表面提供用於焊接的焊劑。
焊劑浸漬單元400(1)或400(2)可具有包含焊劑的焊劑接收器410(1)或410(2)與焊劑刮刀(flux blade)420(1)或420(2),在倒裝晶片浸漬在焊劑中之後,焊劑刮刀用於使得焊劑的表面變平。
在焊接頭1120(1)或1120(2)抓取倒裝晶片的同時透過第一及第二傳送線1100及1300傳送到焊劑接收器410上方之後,可透過下降焊接頭1120(1)或1120(2)進行浸漬工序。
焊接頭1120(1)或1120(2)可配置成在倒裝晶片供給部200、焊劑浸漬單元400、下面描述的第一可視單元910(1)或910(2)以及倒裝晶片焊接部500中的一個 或多個處在z軸方向上升或下降。
也就是說,在『第1圖』所示的實施例中,可透過給焊接頭1120(1)或1120(2)自身提供上升或下降功能或者給上面安裝有焊接頭1120(1)或1120(2)的工作部1110(1)或1110(2)提供上升或下降功能的方法來實現焊接頭1120(1)或1120(2)在z軸方向的上升或下降。
在『第1圖』所示的實施例中,因為焊接頭1120(1)或1120(2)可具有能上升或下降的結構,從而如果焊接頭1120(1)或1120(2)透過第一及第二傳送線1100及1300傳送在焊劑浸漬單元400上方,則可浸漬倒裝晶片的底表面,所以焊接頭1120(1)及1120(2)可分別進行它們各自的工作。
抓取已完成焊劑浸漬的倒裝晶片的焊接頭1120(1)或1120(2)可透過第一及第二傳送線1100和1300向下面描述的倒裝晶片焊接部500傳送。
倒裝晶片供給部200對倒裝晶片進行抓取、旋轉以及抓取步驟,焊劑浸漬單元400進行下降、浸漬以及上升步驟。也就是說,因為儘管每個步驟得到精確控制,但物理位置發生連續變化,所以倒裝晶片可能處於從初始位置歪斜或推出(pushed)的狀態。
因為不能夠完全防止物理誤差,所以需要在焊 接工序中修正或消除這種誤差。原因是,因為倒裝晶片的底表面上的凸塊電極(焊料凸塊)或接觸點的尺寸極小,所以即使當倒裝晶片的位置發生極小變化時,也不能夠保證精確的焊接。
因此,根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1可包括可視單元,用於拍攝倒裝晶片或上面焊接有倒裝晶片的焊接基板。可視單元可包括用於拍攝至少一個影像的第一及第二可視單元910及1130。
『第1圖』中所示的倒裝晶片焊接裝置1可具有兩種可視單元,即第一及第二可視單元910及1130。
倒裝晶片焊接裝置1可具有一對第一可視單元910(1)及910(2),一對第一可視單元910(1)及910(2)設置於向上觀看方向上,以拍攝由焊劑浸漬單元400浸漬的倒裝晶片的底表面。
在『第1圖』所示的實施例中,為了拍攝被浸漬的倒裝晶片的底表面,第一可視單元910(1)或910(2)設置於其中透過焊接頭1120(1)或1120(2)將倒裝晶片穿過焊劑浸漬單元400的路徑上。
也就是說,第一可視單元910(1)或910(2)可設置在焊接頭1120(1)或1120(2)的傳送路徑下方,以在向上觀看的方向上拍攝。
第一可視單元910(1)或910(2)可透過拍攝由焊接頭1120(1)或1120(2)抓取的倒裝晶片的底表面,來獲得所傳送的倒裝晶片的位置信息。
第一可視單元910(1)或910(2)可拍攝所傳送的倒裝晶片底表面的至少兩個點的區域。因為儘管可從透過拍攝一個點(一次拍照拍攝)獲得的影像來掌握每個倒裝晶片的位置,但如果拍攝兩個或更多個點,則可提取出進一步修正的影像。在該情形中,為了掌握歪斜(或旋轉)度連同倒裝晶片在特定方向上的位移,需要拍攝兩個或更多個點的區域。
底表面由焊劑浸漬單元400(1)浸漬在焊劑中的倒裝晶片被傳送到倒裝晶片焊接部500。
倒裝晶片焊接部500可包括焊接台510,焊接台510用於固定幷安置沿導軌113從焊接基板裝載部(未示出)傳送來的焊接基板(焊接對象的焊接基板)bs。
在獨立設置的預對準單元114中設置的對準可視單元12可對傳送到焊接台510的焊接基板bs進行預對準工序,即對每個焊接位置進行整個檢查。
沿導軌113從焊接基板裝載部(未示出)傳送來的焊接基板bs沿『第1圖』中所示的x軸方向傳送,幷且對準可視單元12可透過台架結構的傳送線11及13傳送到 xy平面上的預定位置。可透過拍攝方法預先采集所傳送的焊接基板的位置信息,且在焊接臺上進行的焊接工序中該位置信息被用作參考數據。
儘管焊接基板bs應被正確安置在焊接台510的焊接區域sp上,但在傳送工序中焊接基板會從焊接區域sp偏移,或者因為焊接基板以歪斜的狀態安置在焊接區域sp內,所以焊接基板會從焊接區域sp偏移。
如果焊接基板從焊接區域sp偏移,則在焊接工序中不能夠保證在焊劑中浸漬的倒裝晶片的正確性,所以可能產生電連接故障。
如上所述,為了使得焊接工序考慮到在抓取倒裝晶片或浸漬倒裝晶片的工序中可能產生的倒裝晶片的位置偏移,根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1可包括第二可視單元1130(1)及1130(2),第二可視單元1130(1)及1130(2)以與包括第一可視單元910(1)及910(2)幷透過拍攝倒裝晶片的底表面采集倒裝晶片的位置信息相同的方式,來精確確定焊接基板bs的安置位置。第二可視單元1130(1)及1130(2)連同焊接頭1120(1)及1120(2)一起可分別附接到工作部1110(1)及1110(2)。因此,因為焊接頭1120(1)及1120(2)隨同工作部1110(1)及1110(2)一起傳送,所以第二可視單元1130(1)及1130(2)透過第 一及第二傳送線1100及1300傳送到xy平面上的預定位置。
為了焊接由焊劑浸漬單元400浸漬的倒裝晶片,第二可視單元1130(1)或1130(2)可設置在向下觀看的方向上,以拍攝安置於焊接台的焊接區域sp中的焊接基板。
第二可視單元1130(1)或1130(2)可透過確認安置於焊接台510上的焊接基板bs的對準,來反映焊接工序中焊接基板的位置誤差。
因此,第一可視單元910(1)或910(2)拍攝倒裝晶片的底表面,以獲得用於確定待焊接的倒裝晶片的位置誤差的影像,幷且第二可視單元1130(1)或1130(2)可獲得用於確定焊接基板在安置於焊接台的焊接區域sp,即晶片的焊接位置中時焊接基板的位置的影像。
此外,除了焊接基板之外,使用第二可視單元1130(1)或1130(2)可透過拍攝焊接後的焊接基板來獲得用於確定在焊接工序中產生缺陷的影像。
在此種情形中,可透過確定晶片相對於焊接基板的位置,確認缺陷的產生。根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1的控制部可根據透過第一可視單元910(1)或910(2)與第二可視單元1130(1)或1130(2)拍攝的影像,用以精確控制工作單元(焊接頭1120或第二可視單元1130)或焊 接台的位置。
此外,以將焊接頭配置成可旋轉的幷旋轉焊接頭1120(1)或1120(2)以修正晶片的焊接方向(θ方向)的方法,可消除晶片或焊接基板的例如歪斜(旋轉)這樣的誤差。
這樣,根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1可透過重叠的台架結構的第一及第二傳送線將焊接頭1120(1)或1120(2)、可視單元等傳送到xy平面上的預定位置,且當在例如焊接頭這樣的工作單元中提供z軸方向上升及下降功能時,倒裝晶片焊接裝置1可將工作單元傳送到x-y-z空間中的預定位置。這種傳送線結構會導致下述問題,例如由於熱膨脹導致的位置誤差,或者由於如上所述的位置誤差導致的傳送線的扭曲。
由用於驅動工作部1110(1)或1110(2)或移動部1310a(1)或1310a(2)的驅動工具產生的熱量會產生工作部1110(1)或1110(2)或移動部1310a(1)、1310a(2)、1310b(1)或1310b(2)的位置誤差。也就是說,由於安裝有焊接頭1120(1)或1120(2)的工作部1110(1)或1110(2)以及與第一傳送線1100(1)或1100(2)的兩端連接的移動部1310a(1)、1310a(2)、1310b(1)或1310b(2)產生的熱膨脹產生的位置誤差,可導致安裝於工作部 1110(1)或1110(2)上的焊接頭1120(1)或1120(2)在xy平面上的位置誤差,工作部1110(1)或1110(2)安裝在第一傳送線1100(1)或1100(2)上為可傳送的。
儘管裝配在工作部1110(1)或1110(2)(1110)及移動部1310中的位置感測器透過感測設置於每條傳送線上的線性刻度(未示出)來測量工作部1110(1)或1110(2)(1110)及移動部1310a(1)、1310a(2)、1310b(1)或1310b(2)的位置,但因為由設置成驅動工作部1110(1)或1110(2)(1110)及移動部1310的驅動工具產生的熱量會使得工作部1110(1)或1110(2)(1110)及移動部1310熱膨脹,且位置感測器的位置會根據熱膨脹而變化,所以不可能精確感測設置於工作部1110(1)或1110(2)中的焊接頭1120(1)或1120(2)的位置。
因此,由熱膨脹產生的工作部1110(1)或1110(2)或移動部的位置誤差會阻礙倒裝晶片焊接工序的精度。
因此,作為提高倒裝晶片焊接工序精度的方法,根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1提出了使熱膨脹的量最小化的方法。
最後,可以使得工作部1110(1)或1110(2)或移動部1310a(1)、1310a(2)、1310b(1)或1310b(2)的傳送工序或者傳送距離最小化的方法實現熱膨脹的量最 小化。
特別地,儘管為了使得焊接頭1120(1)或1120(2)的位置誤差最小化,可將工作部1110(1)或1110(2)或移動部1310a(1)、1310a(2)、1310b(1)或1310b(2)的傳送工序或者傳送距離最小化,但因為由用於驅動工作部1110(1)或1110(2)的工作部1110(1)或1110(2)驅動工具的熱膨脹產生的位置誤差可能要比由用於驅動移動部1310a(1)、1310a(2)、1310b(1)或1310b(2)的移動部驅動工具的熱膨脹產生的位置誤差相對較大,所以更重要的是使移動部的移動最小化。
因為與工作部1110(1)或1110(2)相比,由於第一傳送線1100(1)或1100(2)的重量等,安裝在第二傳送線上的移動部(位於第二傳送線上的第一傳送線1100(1)或1100(2)的兩端以限制狀態安裝)需要更大的驅動力,所以由驅動力產生的熱量的量會較大。
相反,因為安裝在第一傳送線1100(1)或1100(2)上的工作部1110(1)或1110(2)附接有焊接頭1120(1)或1120(2)與第二可視單元,所以工作部1110(1)或1110(2)不需要較大的驅動力,因而經常不會產生例如由熱量產生的位置誤差等這樣的問題。
因此,根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1可配 置成使移動部1310a(1)、1310a(2)、1310b(1)或1310b(2)的移動最小化,第一傳送線1100(1)或1100(2)的兩端受限制,從而在x軸方向上傳送平行於y軸的第一傳送線1100(1)或1100(2)。
如上所述,根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1的倒裝晶片焊接工作可分為透過焊接頭1120(1)或1120(2)抓取由倒裝晶片供給部旋轉的倒裝晶片,以將倒裝晶片的頂表面與底表面反轉的抓取工序、透過焊劑浸漬單元浸漬由焊接頭1120(1)或1120(2)抓取的倒裝晶片的浸漬工序、用於拍攝由焊劑浸漬單元浸漬的倒裝晶片的底表面影像的拍攝工序、用於修正其中完成了拍攝工序的倒裝晶片的位置幷將倒裝晶片焊接到倒裝晶片焊接部的焊接工序。用於進行這些工序的位置可為倒裝晶片供給部的倒裝單元210(1)或210(2)、焊劑浸漬單元400(1)或400(2)、第一可視單元910(1)或910(2)以及倒裝晶片焊接部500。
如『第1圖』中所示,在根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1中,為了使得移動部的移動最小化,焊劑浸漬單元與第一可視單元設置在平行於第一傳送線1100(1)或1100(2)(垂直於第二傳送線)的同一軸上。
如果焊劑浸漬單元與第一可視單元設置為平行於第一傳送線1100(1)或1100(2),則在將由焊劑浸漬單 元浸漬的倒裝晶片傳送到第一可視單元的工序中,就不必傳送或驅動移動部。
因此,因為不必傳送或驅動移動部,所以在倒裝晶片焊接工作過程中進行上述浸漬和拍攝工序時,移動部可防止額外熱量的產生,幷確保用於冷却移動部的時間。
此外,因為根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1的工作部1110(1)或1110(2)及移動部以上達每秒幾米的加速度加速,所以當在將工作部1110(1)或1110(2)傳送到其中進行如上所述的抓取、浸漬、拍攝以及焊接工序的抓取位置、浸漬位置、拍攝位置以及焊接位置的工序中工作部1110(1)或1110(2)的傳送方向變化時,由於工作部1110(1)或1110(2)的傳送慣性,不能夠保證焊接頭1120(1)或1120(2)位置的精確控制。
如果抓取位置、浸漬位置、拍攝位置以及焊接位置的x軸方向位置彼此不同,則在焊接一個倒裝晶片的倒裝晶片焊接工作中用於在x軸方向傳送工作部1110(1)或1110(2),即焊接頭1120(1)或1120(2)的移動部的x軸方向傳送的次數可以為四次。
然而,如『第1圖』中所示,只有工作部1110(1)或1110(2)可沿第一傳送線1100(1)或1100(2)沿y軸方向上傳送,而與第一傳送線1100(1)或1100(2) 結合的移動部停止,以下述方法,移動部的x軸方向傳送的次數可减少為三次,所述方法是,將焊劑浸漬單元和第一可視單元設置在用於透過第一傳送線1100(1)或1100(2)傳送安裝於工作部1110(1)或1110(2)上的焊接頭1120(1)或1120(2)的路徑下方。
因為當移動部的x軸方向傳送的次數减少一次時可確保用於冷却在移動部的驅動工序中所產生的熱量的時間,所以可透過抑制移動部驅動工具的熱變形來保持精度。
當然,為了使得移動部方向上的傳送次數及變化次數最小化,從而使得工作部1110(1)或1110(2)或者焊接頭1120(1)或1120(2)的位置誤差最小化,焊劑浸漬單元及第一可視單元可設置在平行於第一傳送線1100(1)或1100(2)(垂直於第二傳送線)的同一軸上。
在『第1圖』所示的實施例中,倒裝晶片供給部及焊劑浸漬單元可設置在平行於第二傳送線(垂直於第一傳送線)的同一軸上。
如果倒裝晶片供給部和焊劑浸漬單元可設置在平行於第二傳送線的同一軸上,則焊接頭1120(1)或1120(2)可透過傳送或驅動第二傳送線從倒裝晶片供給部傳送到焊劑浸漬單元,而工作部1110(1)或1110(2)的傳送或 驅動停止。
儘管與操作單元相比,在傳送工作部1110(1)或1110(2)的工序中產生的熱量的量可能不大,但為了使得工作部1110(1)或1110(2)方向上的傳送次數及變化次數最小化,倒裝晶片供給部及焊劑浸漬單元可設置在平行於第二傳送線的同一軸上,在此種情形中,以下述方法,在用於焊接一個倒裝晶片的焊接周期中工作部1110(1)或1110(2)的y軸方向傳送的次數可减少為三次,所述方法是,將倒裝晶片供給部及焊劑浸漬單元設置在用於透過第二傳送線傳送安裝於工作部1110(1)或1110(2)上的焊接頭1120(1)或1120(2)的路徑下方。
『第2圖』係為顯示根據本發明另一實施例的倒裝晶片焊接裝置1之視圖。將省略與參照『第1圖』描述的部件重複的部件。
如上所述,與工作部1110(1)或1110(2)相比,由於第一傳送線1100(1)或1100(2)的重量等,安裝在第二傳送線上的移動部(位於第二傳送線上的第一傳送線1100(1)或1100(2)的兩端以限制狀態安裝)需要更大的驅動力,且因為由驅動力產生的熱量的量較大,所以需要使傳送次數或傳送距離最小化。
在『第2圖』所示的實施例中,為了减小在從 倒裝單元移動到焊接基板500時倒裝晶片焊接部在x軸方向上的移動距離,倒裝單元210、焊劑浸漬單元400以及第一可視單元910可成一行設置在y軸上。
如『第2圖』中所示,構成倒裝晶片焊接裝置1的倒裝晶片供給部、焊劑浸漬單元以及第一可視單元可設置在平行於第一傳送線1100(1)或1100(2)的同一軸上。也就是說,在抓取、浸漬以及拍攝倒裝晶片的工序中可省略操作或傳送移動部的工序。
具體來說,倒裝晶片供給部包括一對倒裝單元,此一對倒裝單元用於旋轉從晶圓分離幷排出的晶片,以將頂表面與底表面反轉,從而焊接頭可抓取倒裝晶片,這意味著倒裝單元連同焊劑浸漬單元及第一可視單元一起設置在平行於第一傳送線1100(1)或1100(2)的同一軸上。
此外,焊劑浸漬單元可設置在倒裝單元與第一可視單元之間,從而進行倒裝晶片焊接工序的焊接頭1120(1)或1120(2)可沿一個方向傳送。
因此,在『第2圖』所示的倒裝晶片焊接裝置1的情形中,只有工作部1110(1)或1110(2)沿第一傳送線1100(1)或1100(2)沿y軸方向上傳送,而與第一傳送線1100(1)或1100(2)結合的移動部停止,幷且以下述方法,移動部的x軸方向傳送的次數减少為兩次,所述方法是, 將按順序與第一傳送線1100(1)或1100(2)平行的倒裝晶片供給部、焊劑浸漬單元及第一可視單元設置在用於透過第二傳送線傳送安裝於工作部1110(1)或1110(2)上的焊接頭1120(1)或1120(2)的路徑下方。
此外,如『第1圖』及『第2圖』中所示,在工作空間中,倒裝晶片供給部的倒裝單元、焊劑浸漬單元以及第一可視單元成對地設置。此外,因為焊接頭1120(1)或1120(2)也成對地設置,所以在倒裝晶片焊接工作中可使得工序空白期最小化。
此外,在工作空間中,倒裝晶片供給部的倒裝單元、焊劑浸漬單元以及第一可視單元成對地設置,且因為成對的倒裝單元、焊劑浸漬單元以及第一可視單元設置在第一傳送線1100(1)或1100(2)方向上的相應位置處(即在y軸方向上設置在同一高度處或者設置在y軸上的同一坐標處)幷且設置在第二傳送線的方向上的對稱位置處(在y軸方向上相對於第二傳送線的中心對稱或者與第二傳送線的中心間隔開同一距離),所以可簡化倒裝晶片焊接裝置的控制變量,幷可提高倒裝晶片焊接裝置的操縱性。
如果成對的倒裝單元、焊劑浸漬單元以及第一可視單元設置在第二傳送線方向上的對稱位置處,則倒裝單元、焊劑浸漬單元以及第一可視單元可分別彼此隔開預定距 離,儘管分別安裝有具有焊接頭1120(1)或1120(2)的工作部1110(1)或1110(2)的第一傳送線1100(1)和1100(2)彼此接近,但可將物理干擾减輕一些程度。
『第3圖』係為工作部周圍之放大視圖。如『第3圖』中所示,第二可視單元及焊接頭1120(1)可安裝在工作部1110(1)上,與第一傳送線1100(1)平行。這樣做是為了相比較於焊接頭1120(1)較早到達倒裝晶片焊接部的焊接基板的焊接區域sp,從而容易拍攝。
具有焊接頭1120(1)的工作部1110(1)安裝在第一傳送線1100(1)上幷可沿第一傳送線1100(1)的縱向方向(y軸方向)傳送。如上所述,第一可視單元910(1)可拍攝由焊接頭1120(1)抓取幷傳送的倒裝晶片的底表面,幷且即使當拍攝一個倒裝晶片的底表面影像時,也需要拍攝至少兩個點。
然而,當單個倒裝晶片的整個影像在第一可視單元910(1)的視場之外時,不可能拍攝兩個或更多個點來獲得所傳送的倒裝晶片的位置信息。
為了解决該問題,根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1的焊接頭1120(1)具有旋轉功能,幷且第一可視單元910(1)可配置成連續拍攝由焊接頭1120(1)傳送的倒裝晶片的不同部分。
就是說,如『第3圖』中所示,透過焊接頭1120(1)抓取倒裝晶片的同時,焊接頭1120(1)可配置成在以預定角度旋轉的同時透過第一可視單元910(1)上方。
例如,當檢查對象晶片的整個影像在第一可視單元910的視場之外時,在焊接頭1120以預定角度旋轉的同時可拍攝及檢查晶片的底表面影像,從而第一可視單元910可在無需在x軸方向移動的條件下拍攝晶片的2個邊緣。
具體來說,焊接頭1120(1)在以預定角度旋轉的同時可透過第一可視單元910(1)上方,從而在透過焊接頭1120(1)抓取倒裝晶片的同時可透過第一可視單元910(1)連續拍攝晶片的2個邊緣的兩個點。
具體來說,可旋轉焊接頭1120(1),從而在抓取倒裝晶片的同時,在第一可視單元的每個拍攝時間點處,倒裝晶片的兩個頂點(vertex)均可在視場內被捕獲幷移動,較佳地,可旋轉倒裝晶片,從而第一傳送線的y軸方向與穿過倒裝晶片的兩個角的軸平行。
可以下述方法從一個倒裝晶片獲得用於檢查的兩個影像,所述方法是,當在第一可視單元的視場內捕獲旋轉後的倒裝晶片的第一頂點區域p1(fc)時拍攝第一影像,幷當在第一可視單元的視場內捕獲倒裝晶片的第二頂點區域p2(fc)時拍攝第二影像。
在拍攝第一影像和第二影像過程中,工作部1110(1)可以預定速度傳送或者在停止傳送時拍攝拍攝工作部1110(1)。
然而,從焊接工作的效率方面(UPH等方面)來看,透過在以預定速度傳送倒裝晶片(例如以勻速傳送)的工序中拍攝來進行檢查,比在焊劑中浸漬倒裝晶片的工序中停止傳送時透過拍攝進行檢查、將倒裝晶片傳送到第一可視單元幷透過拍攝焊接頭進行檢查更為有利。
當焊接頭將倒裝晶片浸沒在焊劑浸漬單元處,且浸漬後的倒裝晶片减速或者停在第一可視單元處以便透過拍攝進行檢查時,如果施加給驅動工具(例如電機)的負載很大,則取决於速度的中斷及變化,裝置可能會產生振動。然而,如果焊接頭將倒裝晶片浸沒在焊劑浸漬單元處,且浸漬後的倒裝晶片以勻速傳送以便透過在第一可視單元處進行的拍攝來檢查時,則不會產生施加給驅動工具(例如電機)的負載,幷且裝置不會產生振動,因而從焊接工作的整個效率方面來看這樣是有利的。
接著,因為焊接頭單元需要在焊接區域中停止,所以應逐漸减小速度,這將在下面參照『第7圖』描述。
以這種方法拍攝的影像用作倒裝晶片的位置信息,幷且可在倒裝晶片焊接部的焊接工序中修正歪斜位置 等。
如果完成了由第一可視單元910(1)的拍攝,則焊接頭1120(1)可在倒裝晶片焊接部的焊接方向上再次旋轉抓取的倒裝晶片。
『第4圖』係為顯示根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1的焊接頭的兩個示例性傳送軌迹之視圖。
倒裝單元201(1)和210(2)、焊劑浸漬單元400(1)及400(2)以及第一可視單元910(1)及910(2)成對設置在x軸方向上的對稱位置處,在使用在每個工作部處設置的焊接頭,透過倒裝單元201(1)或210(2)、焊劑浸漬單元400(1)或400(2)以及第一可視單元910(1)或910(2)進行抓取、浸漬以及拍攝倒裝晶片的工序之後,透過倒裝晶片焊接部500可將倒裝晶片焊接在焊接基板上。
因此,焊接頭在xy平面上的每個移動軌迹可具有相對於y軸對稱的圖形。此外,如上所述,焊接一個倒裝晶片的工作可被劃分為四個詳細的工序,幷且在xy平面上的不同位置處進行這些工序,如果假定焊接頭是沿用於進行這些工序的位置之間的最短路徑傳送的話,則焊接頭的軌迹可具有矩形(rectangular)形狀。在此種情形中,因為為了使(尤其是移動部的)得熱膨脹最小化,根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1將焊劑浸漬單元400(1)或400(2)以及第 一可視單元910(1)或910(2)設置為與第一傳送線(y軸)平行,所以焊接頭的傳送軌迹可具有與第一傳送線(y軸)平行的區段。
在『第4(a)圖』及『第4(b)圖』所示的實施例中,一個工作周期的焊接頭的傳送軌迹具有矩形形狀,幷且在進行一個工作周期時移動部沿第二傳送線傳送三次。也就是說,如果抓取倒裝晶片的工序是工作的起點,則倒裝晶片焊接頭的x軸方向的坐標如x2->x3->x3->x1這樣改變。然而,因為焊接頭的x軸坐標x3在進行浸漬和拍攝工序時全都相同,所以移動部在x軸方向上的傳送次數在一個工作周期過程中從四次减少為三次,因而可確保用於冷却由於移動部驅動工具的連續驅動或傳送而產生的熱量的時間。此外,因為解决了由於改變焊接頭的方向而產生的搖動或振動問題,所以對於精確的拍攝工序和透過拍攝進行位置修正是有利的,幷且易於同時進行焊接頭傳送工序和拍攝工序。
相反,工作部沿第一傳送線的傳送位置反映了y軸方向上的位置,如『第4(a)圖』及『第4(b)圖』所示,可以理解,y軸方向上的位置如y2->y1->y3->y4這樣改變了四次。
『第4(a)圖』及『第4(b)圖』中所示的兩 個軌迹均顯示出,軌迹取决於構成倒裝晶片供給部的倒裝單元的位置而改變。
此外,因為倒裝晶片焊接部500的焊接位置在焊接基板上將不斷地改變,所以用於焊接每個倒裝晶片的傳送軌迹將取决於倒裝晶片焊接部500上的焊接位置而連續改變。
『第5圖』係為顯示根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1的焊接頭的另外兩個示例性傳送軌迹之視圖。將省略與參照『第4圖』描述的部分重叠的部分。
具體來說,『第5(a)圖』中所示的傳送軌迹可為圖1中所示的倒裝晶片焊接裝置1的焊接頭的傳送軌迹,而『第5(b)圖』中所示的傳送軌迹可為『第2圖』中所示的倒裝晶片焊接裝置1的焊接頭的傳送軌迹。
儘管『第5(a)圖』中所示的傳送軌迹具有如同『第4圖』中所示的傳送軌迹的矩形形狀,但『第5(a)圖』中所示的傳送軌迹顯示了下述一個實例,即其中移動部在x軸方向上的傳送次數為三次,工作部在y軸方向上的傳送次數也减少為三次。
因此,因為移動部和工作部在x軸方向上的傳送次數以及在y軸方向上的傳送次數分別减少了一次,所以可冷却由於連續驅動移動部及工作部而產生的移動部驅動 工具的熱量,幷且因為可防止移動部及工作部的驅動工具的熱變形,所以防止了位置誤差。此外,當移動部和工作部傳送時施加給焊接頭等的振動和搖動可减小一些程度。
『第5(b)圖』中所示的焊接頭的傳送軌迹具有三角形形狀。因為倒裝單元210(1)或210(2)、焊劑浸漬單元400(1)或400(2)以及第一可視單元910(1)或910(2)與第一傳送線平行設置,所以操作單元在x軸方向上的傳送次數减少為兩次。
描述應用『第2圖』中所示實施例的另一個實施例。可參照『第5(b)圖』中所示的圖。
為了减少在工作部1110(1)或1110(2)與焊接基板之間的x軸方向傳送路徑或傳送次數,倒裝單元210(1)或210(2)、焊劑浸漬單元400(1)或400(2)以及第一可視單元910(1)或910(2)成一行設置在y軸方向上。
將進一步詳細描述,本發明包括成對設置在相對於倒裝晶片焊接部的y軸方向對稱位置處的倒裝單元210(1)或210(2)、工作部1110(1)或1110(2)、焊劑浸漬單元400(1)或400(2)、第一可視單元910(1)或910(2)以及第一傳送線1100(1)或1100(2),從而可共享倒裝晶片焊接部500,幷且工作部1110(1)及1110(2)透過對半(half and half)共享倒裝晶片焊接部上的焊接基板,進行倒 裝晶片焊接工作。
也就是說,如『第1圖』和『第2圖』中所示,工作部之中的左側工作部1110(1)沿使得左側倒裝單元210(1)、左側焊劑浸漬單元400(1)、左側第一可視單元910(1)以及焊接基板的左半區域(之後稱為焊接基板的「第一區域」)循環的傳送路徑傳送,而右側工作部1110(2)沿使得右側倒裝單元210(2)、右側焊劑浸漬單元400(2)、右側第一可視單元910(2)以及焊接基板的右半區域(之後稱為焊接基板的「第二區域」)循環的傳送路徑傳送,每個焊接頭1120(1)和1120(2)進行焊接工作。
因此,如果在焊接基板的第一區域的中部附近(相對於焊接基板在x軸方向上的長度來說,距焊接基板左端部大約四分之一的點),左側倒裝單元210(1)、左側焊劑浸漬單元400(1)以及左側第一可視單元910(1)成一行設置在y軸上,則可獲得使得左側工作部1100(1)的x軸傳送路徑最小化的效果。以同樣方式,在焊接基板的第二區域的中部附近(相對於焊接基板在x軸方向上的長度來說,距焊接基板左端部大約四分之三的點),右側倒裝單元210(2)、右側焊劑浸漬單元400(2)以及右側第一可視單元910(2)可成一行設置在y軸上。
在此種情形中,儘管未單獨示出焊接周期在xy 平面上的傳送軌迹,即其中工作部的焊接頭1120(1)或1120(2)沿倒裝單元210(1)或210(2)、焊劑浸漬單元400(1)或400-(2)、第一可視單元910(1)或910(2)以及倒裝晶片焊接部500傳遞,但傳送路徑可表現出比『第5(b)圖』所示的傳送路徑小得多的三角形或直邊段(straight section)。
因此,因為當焊接頭處於抓取、浸漬或拍攝工序中時,移動部的傳送或驅動停止,所以能夠確保充分的冷却時間,幷且能大大緩解由於移動部的熱膨脹而產生的位置誤差的問題。在此種情形中,在y軸方向上的傳送次數未改變,為四次。
然而,因為不需要相對大的驅動力來驅動移動部,所以透過驅動移動部僅產生少量的熱量。因此,因為由於熱量而產生的位置誤差結果微不足道,所以透過將移動部在x軸方向上的傳送次數减少兩次或一次所獲得的實際益處很大。
概括『第4圖』及『第5圖』,焊接周期在xy平面上的軌迹形成為三角形或矩形,其中工作部的焊接頭沿倒裝晶片供給部、焊劑浸漬單元400(1)或400(2)、第一可視單元910(1)或910(2)以及焊劑浸漬單元400(1)或400(2)傳遞,且形成此軌迹的三角形或矩形的至少一個邊可與第一傳送線或第二傳送線平行。
可以確定,當焊接頭沿形成軌迹的三角形或矩形的、與第一傳送線平行的那條邊傳送時,焊接頭依次透過焊劑浸漬單元400(1)或400(2)以及第一可視單元910(1)或910(2),或者依次透過倒裝晶片供給部、焊劑浸漬單元400(1)或400(2)以及第一可視單元910(1)或910(2)。
在形成軌迹的三角形或矩形的頂點(vertex)之中的至少一個頂點的位置可在每個焊接周期中改變,幷且頂點的位置改變的位置可與倒裝晶片焊接部500對應。
其中形成焊接頭的軌迹的三角形或矩形的至少一個邊與第一傳送線或第二傳送線平行的事實意味著,存在如上所述其中工作單元或操作單元不進行操作的區段。
『第6圖』係為顯示根據本發明的倒裝晶片焊接裝置的焊接頭的傳送軌迹的另外兩個實例之視圖。將省略與參照『第4圖』及『第5圖』描述的部分重叠的部分。
根據本發明的倒裝晶片焊接裝置的控制部可如下驅動工作部的驅動工具,使得工作部可在從焊劑浸漬單元400(1)或400(2)傳送到第一可視單元910(1)或910(2)或者在第一可視單元910(1)或910(2)上方傳送時,工作部以勻速傳送。如上所述,儘管第一可視單元910(1)或910(2)可在由移動部停止焊接頭時拍攝在第一可視單元910(1)或910(2)上方通過的倒裝晶片的底表面,但為了焊 接工作的效率,可同時進行傳送焊接頭的傳送工序以及第一可視單元910(1)或910(2)的拍攝工序。
也就是說,在焊接頭進行傳送而不停止的同時第一可視單元910(1)或910(2)可進行拍攝工序。
因為『第6(a)圖』及『第6(b)圖』中的第二區段B是將焊接頭從焊劑浸漬單元400(1)或400(2)傳送到第一可視單元910(1)或910(2)的工序,所以如上所述,可以勻速地傳送焊接頭。
然而,應當在焊接頭停止時進行焊接頭1120處的焊接工作。因此,在『第6(a)圖』及『第6(b)圖』中,工作部在y軸方向上應當在第二區段B之後的第三區段C中减速。當然,儘管工作部可在倒裝晶片焊接部處突然停止且繼續以勻速驅動,但為了使施加給焊接頭的衝擊(shock)最小化,可以逐漸减小工作部的速度的方法進行控制,而不是突然停止工作部。
在『第6(a)圖』及『第6(b)圖』中,因為停止的移動部應當沿x軸方向傳送遠至|x3-x1|或|x2-x1|,所以工作部應當從停止狀態加速且傳送,幷减速且再次停止在倒裝晶片焊接部處。
也就是說,因為工作部及移動部在第三區段C中分別具有不同的速度變化率,所以與第四區段D中不同, 焊接頭的軌迹可為曲線,不是直線,幷且焊接頭的軌迹可具有從整個傳送軌迹向外彎曲的線的形狀。
也就是說,在第三區段C中,儘管工作部的初始速度較快,但速度减小,且因為移動部的速度顯示出從零狀態增加到一定程度然後减小的圖案,所以焊接頭的軌迹可形成為彎曲的軌迹。
其中焊接頭從倒裝單元210(1)或210(2)傳送到焊劑浸漬單元400(1)或400(2)的第一區段A可配置成僅驅動移動部而工作部停止,或者配置成僅驅動工作部而移動部停止,如上所述。
此外,在『第6(b)圖』所示的實施例中,在改變第四區段D中的方向之後,因為焊劑浸漬單元400(1)或400(2)及焊接頭成一行設置在倒裝單元210(1)或210(2)處,所以焊接頭可在第一區段A中以勻速加速,所述勻速是在拍攝工序中焊接頭的傳送速度。
『第7圖』係為顯示根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1之方框圖。根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1可包括:焊接頭1120(1)或1120(2),用於抓取、傳送以及焊接倒裝晶片;第一傳送線1100及第二傳送線1300,用於安裝焊接頭1120(1)或1120(2)幷沿預定傳送路徑傳送焊接頭1120(1)或1120(2);第一可視單元910及第二可視單 元1130,用於拍攝由焊接頭1120(1)或1120(2)抓取的倒裝晶片或者倒裝晶片的焊接基板;倒裝晶片焊接部500,用於安置焊接基板;以及控制部,用於控制焊接頭1120(1)或1120(2)、傳送部600以及第一可視單元910及第二可視單元1130,根據由第一可視單元910及第二可視單元1130拍攝的影像修正倒裝晶片的焊接位置的誤差,幷控制焊接工作。
這裏,根據存儲在控制部的記憶體860中的比較信息或算法,透過控制部的處理器件810比較或處理由第一可視單元910及第二可視單元1130拍攝的晶片或焊接基板的影像,產生用於精確焊接晶片的控制信號,幷且焊接頭1120(1)或1120(2)或者倒裝晶片焊接部500能夠受到精確控制。
根據抓取的倒裝晶片或安置的焊接基板的位置誤差及方向誤差,應當在焊接工序中被修正的距離、角度或方向可以為控制信號的一些實例。
此外,根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1可進一步包括如上所述的晶圓供給器100、倒裝晶片供給部200、焊劑浸漬單元400及倒裝晶片焊接部500以及用於釋放焊接後的焊接基板的焊接基板釋放部,幷且每個組成部件都接收從倒裝晶片焊接裝置1的控制部800傳輸的控制信號幷回饋 組成部件的狀態信息,從而焊接工序可連續,而沒有預定的干擾或中斷。
因此,每個組成部件應當理解為是包括所需的感測器和驅動單元的概念,由組成部件提供的感測信息或狀態信息被存儲或更新在控制部的記憶體860中,幷透過控制部的處理單元810產生新的控制信號。
焊接頭1120(1)或1120(2)安裝在工作部1110(1)或1110(2)上,工作部1110(1)或1110(2)安裝在第一傳送線1100(1)或1100(2)上,從而工作部1110(1)或1110(2)可被傳送,幷且第一傳送線1100(1)或1100(2)的兩端借助移動部而附接到第二傳送線。
如參照『第1圖』和『第2圖』所述的,第一傳送線1100(1)或1100(2)的工作部1110(1)或1110(2)及第二傳送線的移動部分別具有驅動工具,幷且在工作部1110(1)或1110(2)或者焊接頭1120(1)或1120(2)從焊劑浸漬單元傳送到第一可視單元或者在第一可視單元上方傳送時,用於控制驅動工具的控制部可驅動工作部1110(1)或1110(2)的驅動工具幷停止移動部的驅動工具。
在此種情形中,焊劑浸漬單元及第一可視單元可設置在與第一傳送線1100(1)或1100(2)平行的同一軸上。
工作部1110(1)或1110(2)及移動部分別具有用於在第一傳送線1100(1)或1100(2)及第二傳送線上傳送工作部1110(1)或1110(2)和移動部的驅動工具,且在工作部1110(1)或1110(2)從焊劑浸漬單元傳送到第一可視單元或者在第一可視單元上方傳送時,用於控制工作部1110(1)或1110(2)和移動部的驅動工具的控制部可驅動工作部1110(1)或1110(2)的驅動工具幷停止移動部的驅動工具。因此,在焊接周期過程中,其中工作部1110(1)或1110(2)的焊接頭1120(1)或1120(2)沿倒裝晶片供給部、焊劑浸漬單元、第一可視單元以及倒裝晶片焊接部傳遞過程中,移動部的驅動次數可少於工作部1110(1)或1110(2)的驅動次數。
儘管『第8圖』及隨後其他的圖所示的實施例與上面參照『第2圖』描述的實施例在倒裝單元210、焊劑浸漬單元400以及第一可視單元910設置為與平行於y軸的第一傳送線平行方面是相同的,但該焊接裝置可如此配置,使得在焊接頭沿一個方向傳送的軌迹上包括用於進行下述步驟的位置,所述步驟為抓取倒裝晶片、將倒裝晶片浸漬在焊劑中以及檢查抓取位置的步驟,或者該焊接裝置可配置成根據需要透過改變直線上傳送軌迹的方向來回(reciprocally)傳送焊接頭。
因此,『第8圖』及隨後其他的圖所示的實施例是後一種情形。在參照『第8圖』及隨後其他的圖描述的部分之中,將省略與參照『第1圖』至『第7圖』描述的部分重叠的部分。
『第1圖』至『第7圖』中所示的實施力集中於下述方法,即所述方法將驅動用於在xy平面上傳送焊接頭的工作部或移動部的次數、改變驅動方向的次數、或者工作部或移動部的位置誤差最小化,而下面所述的實施力是提出一種方法的特定實施例,所述方法除了將焊接頭傳送的距離和次數最小化之外,還透過减小焊接裝置的組件之間的距離提高空間利用率幷解决透過减小所述距離而產生的組件間的干擾問題。
在『第8圖』及隨後其他的圖所示的倒裝晶片焊接裝置中,為了减少焊接頭在x軸方向上的移動次數或距離,第一可視單元及焊劑浸漬單元可設置在與y軸方向平行的同一軸上,或者為了减少焊接頭在x軸方向上的移動次數或距離,第一可視單元、焊劑浸漬單元及倒裝單元可設置在與y軸方向平行的同一軸上。
『第8圖』及『第9圖』中所示實施例的工作部1110(1)或1110(2)可包括:焊接頭1120(1)或1120(2),用於抓取其中頂表面與底表面透過倒裝單元210(1) 或210(2)翻轉的晶片fc;以及第二可視單元1130(1)或1130(2),設置成與焊接頭1120(1)或1120(2)在一個方向上間隔開預定距離d。
此外,倒裝晶片焊接裝置1包括至少一個對準信息提供部,此至少一個對準信息提供部包含基準標記FM,幷且對準信息提供部可給在工作部1110(1)或1110(2)中設置的第二可視單元1130(1)或1130(2)提供基準標記的位置信息。
同時,工作部1110(1)或1110(2)設置成在倒裝單元210(1)或210(2)上方以及在焊劑浸漬單元400(1)或400(2)、第一可視單元910(1)或910(2)以及焊接部500處上升及下降,且工作部1110(1)或1110(2)在焊接部500、第一可視單元910(1)或910(2)、焊劑浸漬單元400(1)或400(2)以及倒裝單元210(1)或210(2)之間進行平移運動。
具體來說,如『第8圖』中所示,工作部1110(1)或1110(2)裝配成沿第一傳送線1100(1)或1100(2)在y軸方向上且沿第二傳送線1300(1)或1300(2)在x軸方向上移動。
此外,焊接頭1120(1)或1120(2)以及第二可視單元1130(1)或1130(2)設置在工作部1110(1)或 1110(2)中,從而當工作部1110(1)或1110(2)傳送時,焊接頭1120(1)或1120(2)以及第二可視單元1130(1)或1130(2)隨工作部1110(1)或1110(2)一起傳送到xy平面上的預定位置。
此外,倒裝晶片供給部200、焊劑浸漬單元400(1)或400(2)、倒裝單元210(1)或210(2)以及焊接部500可設置在由第一傳送線1100(1)或1100(2)及第二傳送線1300(1)或1300(2)形成的xy平面上的空間內。
參照『第8圖』,倒裝單元210(1)或210(2)、焊劑浸漬單元400(1)或400(2)、工作部1110(1)或1110(2)以及第一可視單元910(1)或910(2)可具有相同的結構成對設置在相對於y軸對稱的位置處,幷且工作部1110(1)或1110(2)可分別安裝在彼此平行的第二傳送線1300(1)或1300(2)上,從而沿y軸移動。之後,為便於解釋,將僅描述一個焊接頭1120(1)、一個倒裝單元210(1)、一個焊劑浸漬單元400(1)以及一個第一可視單元910(1)。
參照『第9圖』,焊接頭1120(1)可包括:吸附頭1121,用於透過直接給晶片提供真空吸附力來抓取晶片;以及連接部件415,用於將吸附頭1121連接到焊接頭1120(1)的主體幷給吸附頭1121提供真空吸附力。吸附頭1121可配置成相對於z軸順時針或逆時針旋轉抓取的晶片fc。因 此,吸附頭1121可在控制部的控制下將晶片的位置修正θ(theta)。
第二可視單元1130(1)可裝配成在一個方向上與工作部1110(1)的焊接頭1120(1)間隔開預定距離d。第二可視單元1130(1)可設置成將第二可視單元1130(1)的鏡頭表面放置在比焊接頭1120(1)的吸附頭1121的吸附表面高的位置處,從而當焊接頭1120(1)抓取晶片或將晶片fc浸沒在焊劑f中時不會產生與第二可視單元1130(1)的空間干擾。
第二可視單元1130(1)可從上述的對準信息提供部獲取基準標記FM的位置信息,從晶圓w獲取每個晶片fc的位置信息,幷從焊接部500獲取用於在焊接基板bs上安裝晶片fc的參考焊接位置的信息。
像這樣透過第二可視單元1130(1)或1130(2)獲取的位置信息被傳輸到控制部,幷且控制部可透過計算該位置信息幷移動焊接頭1120(1)或1120(2),對晶片的位置進行x軸修正、y軸修正以及θ(theta)修正。
此外,用於從焊接頭1120(1)或1120(2)的底部在向上觀看的方向上拍攝焊接頭1120(1)或1120(2)的吸附頭1121及晶片fc的第一可視單元910(1)或910(2)可設置在工作部1110(1)或1110(2)的移動路徑上,工作 部1110(1)或1110(2)在焊劑浸漬單元400(1)或400(2)與焊接部500之間來回移動。
第一可視單元910(1)或910(2)為照相機,該照相機用於采集將要被焊接頭1120(1)或1120(2)使用的晶片fc的位置信息,具體來說,第一可視單元910(1)或910(2)可拍攝焊接頭1120(1)或1120(2)的吸附頭1121的中心是否與晶片fc的中心對準、焊接頭1120(1)或1120(2)的吸附頭1121的中心與晶片fc的中心偏移的距離、晶片fc與焊接頭1120(1)或1120(2)的吸附頭1121偏移的角度、以及形成在晶片fc處的凸塊的對準狀態等。
同時,第一可視單元910(1)或910(2)可設置在焊接頭1120(1)或1120(2)的傳送路徑下方,從而在向上觀看的方向上拍攝,且如上所述,第一可視單元910(1)或910(2)可透過拍攝由焊接頭1120(1)或1120(2)抓取的晶片fc的底表面,獲取被傳送的晶片fc的位置信息。
此外,儘管第一可視單元910(1)或910(2)可透過僅拍攝所傳送的晶片fc的底表面的一個點,根據晶片的初始輸入位置信息確定晶片的歪斜(旋轉)度以及在特定方向上的位移,但較佳透過拍攝兩個或更多個點的區域提取更精確的影像。
此外,如果晶片在第一可視單元910(1)或910 (2)的視場(FOV)內,則可從透過一次拍攝兩個點(一次拍照拍攝(shot photographing))獲取的影像獲得晶片的位置。然而,當晶片不符合第一可視單元910(1)或910(2)的視場(FOV)時,可透過兩次拍照來拍攝兩個點。如上所述,底表面被焊劑浸漬單元400(1)或400(2)浸沒在焊劑中的晶片fc在由焊接頭1120(1)抓取的同時傳送到焊接部500,且可在焊接部500處準備上面安裝有晶片fc的焊接基板。
同時,控制部控制倒裝單元210(1)或210(2)、焊接頭1120(1)或1120(2)以及焊劑浸漬單元400(1)或400(2),特別地,控制部可根據由第一可視單元910(1)或910(2)、第二可視單元1130(1)或1130(2)以及對準可視單元12獲取的位置信息,而透過焊接部500不斷修正晶片相對於焊接基板bs的參考焊接位置(安裝區域)的位置。
也就是說,控制部可根據透過第一可視單元910(1)或910(2)、第二可視單元1130(1)或1130(2)以及對準可視單元12獲取的位置信息,對晶片fc的位置信息進行x軸修正、y軸修正以及θ(theta)修正。
此外,控制部可透過根據透過第二可視單元1130(1)或1130(2)獲取的至少一個對準信息提供部獲取 的位置信息,計算當組成倒裝晶片焊接裝置1的每個器件(例如,倒裝單元210(1)、焊接頭1120(1)、焊劑浸漬單元400(1)、焊接部500、倒裝晶片供給部200、晶圓供給器100以及第一和第二傳送線)由於重複工序而熱變形時導致的器件的歪斜度(誤差值),當進行焊接工作時精確計算焊接基板bs的參考焊接區域的位置幷調整焊接頭1120(1)的參考坐標,來修正晶片fc的位置。
同時,如上所述,焊接頭1120(1)設置為可傳送到xy平面上的預定位置幷可為此目的而沿台架(gantry)結構傳送。在這一點上,由於焊接頭1120(1)的快速反復傳送而產生振動,甚至用於驅動台架的台架驅動電機會過負載,因而可產生熱變形。如上所述的振動和熱變形可影響焊接工序的精度和可靠性,較佳地,减少焊接頭1120(1)在特定軸方向上的傳送次數和/或傳送距離,特別地,較佳减少在x軸方向上的傳送次數。
與上述實施例類似,在『第10圖』及『第11圖』所示的實施例中,焊劑浸漬單元400(1)或400(2)以及第一可視單元910(1)或910(2)可分別設置在與工作部1110(1)或1110(2)的第一傳送線(y軸方向)平行的特定軸L上,幷且倒裝單元210、焊劑浸漬單元400(1)或400(2)以及第一可視單元910(1)或910(2)可分別設置在 與y軸方向平行的特定軸L上。透過這種結構,焊接頭1120(1)在x軸方向上的傳送次數可减少一次或兩次。
因為减少了在x軸方向上的傳送次數,所以可防止台架驅動部的過負載,幷且可抑制由過負載產生的熱變形,幷可减小裝置內產生的振動。
參照『第8圖』至『第10圖』,第一可視單元910(1)、焊劑浸漬單元400(1)以及倒裝單元210(1)可設置成在y軸方向上彼此間隔開預定距離。
第一可視單元910(1)拍攝晶片fc,以確認晶片的位置信息以及施加焊劑的狀態,且在完成拍攝之後,焊接頭1120(1)可將晶片fc傳送到焊接部500。
其中,如果第一可視單元910(1)及焊劑浸漬單元400(1)不是分別設置在與y軸方向平行的特定軸L上,則焊接頭應當沿x軸方向傳送至少一次,從而在將晶片fc浸漬在焊劑中之後由第一可視單元910(1)拍攝焊接頭,這種x軸方向傳送導致如上所述的熱變形或振動。
此外,當第一可視單元910(1)、焊劑浸漬單元400(1)以及倒裝單元210不是分別設置在與y軸方向平行的特定軸L上時,為了從倒裝單元210(1)接收晶片fc,將形成在晶片fc的底表面上的凸塊浸沒在焊劑中幷且在晶片fc被浸漬在焊劑中之後由第一可視單元910(1)拍攝焊 接頭,焊接頭應當沿x軸方向傳送至少九次,幷且這種x軸方向傳送導致如上所述的熱變形或振動。
為此,在根據本發明的倒裝晶片焊接裝置1中,第一可視單元910(1)與焊劑浸漬單元400(1)分別設置在與y軸方向平行的特定軸L上,可透過减少x軸方向上的傳送次數有效防止焊接裝置1的熱變形及產生振動。
此外,第一可視單元910(1)、焊劑浸漬單元400(1)以及倒裝單元210(1)分別設置在與y軸方向平行的特定軸L上,可透過减少x軸方向上的傳送次數有效防止倒裝晶片焊接裝置1的熱變形及產生振動。
此外,在焊劑浸漬單元400(1)的焊劑接收器410處設置有用於容納焊劑f的凹部(recess)410a,幷且當焊劑接收器410向前滑行移動以用於焊劑浸漬時,凹部410a與第一可視單元910(1)可分別設置在與y軸方向平行的特定軸L上。
其中,參照『第10圖』,焊劑刮刀(blade)412可沿x軸方向設置成與平行於y軸方向的特定軸L間隔開預定距離。只有當焊劑接收器410向前滑行移動時,用於提供焊劑浸漬的工作空間的凹部410a和第一可視單元910(1)可分別設置在與y軸方向平行的特定軸L上。
在具有這種結構的倒裝晶片焊接裝置1中,在 沿與y軸方向平行的特定軸L傳送焊接頭1120(1)的工序中,第一可視單元910(1)無需x軸方向傳送或者停止操作就可拍攝影像。
此外,在具有這種結構的倒裝晶片焊接裝置1中,可在沿與y軸方向平行的特定軸L傳送焊接頭1120(1)的工序中進行下述工序,即抓取晶片、將晶片浸漬在焊劑中幷拍攝晶片。
也就是說,因為在y軸方向上傳送焊接頭1120(1)的工序中可依次進行每個工序,而無需在x軸方向上傳送,所以可有效地防止焊接裝置1的熱變形以及產生振動。
此外,涉及本發明一實施例的倒裝晶片焊接裝置1可减小特定軸方向的傳送距離,例如可减小在y軸方向上的傳送距離。如上所述,第一可視單元910(1)、焊劑浸漬單元400(1)以及倒裝單元210(1)設置成沿y軸方向彼此間隔開預定距離,且為了减小在y軸方向上的傳送距離,第一可視單元910(1)、焊劑浸漬單元400(1)以及倒裝單元210(1)可設置成彼此靠近。
之後,將參照附圖詳細描述下述結構,即為了减小焊接頭1120(1)在y軸方向上的傳送距離,此結構用於將焊劑浸漬單元400(1)與倒裝單元210(1)設置成彼此靠近。
焊劑浸漬單元400(1)可包括容納用於浸漬晶片fc的焊劑f的焊劑接收器410、用於使焊劑f變平的焊劑刮刀412、以及用於滑行移動焊劑接收器410的第二驅動部413。
也就是說,焊劑浸漬單元400(1)具有其中焊劑接收器410滑行移動以用於焊劑浸漬幷使焊劑變平的結構。
作為參考,現有技術的焊劑浸漬單元400(1)具有下述問題,即因為為了使焊劑接收器410上的焊劑變平,焊劑接收器410使用旋鈕(knob)與焊劑刮刀412齧合,所以由於旋鈕的高度,在工作過程中產生干擾。儘管不進行焊劑浸漬工作,但由於特殊的工作環境,如焊劑的流動狀態等,焊劑浸漬單元400(1)應當實時不斷進行使焊劑變平的工作。然而,如上所述,為了檢查焊接頭1120(1)的設定值中是否產生誤差幷修正歪斜值,焊接頭在第一可視單元910(1)、第二可視單元1130(1)以及修正單元700(1)之間來回移動,在這一點上,因為在焊劑浸漬單元400(1)與旋鈕之間產生干擾,且焊劑浸漬單元400(1)應當與第一可視單元910(1)和修正單元700(1)間隔開從而不會產生干擾,所以在靠近設置方面存在限制。
此外,由於倒裝單元210(1)的驅動部(包括 多種電氣元件及真空線)的緣故,很難將倒裝單元210(1)與焊劑浸漬單元400(1)設置成彼此靠近。在本發明中,焊劑浸漬單元400(1)、第一可視單元910(1)以及修正單元700(1)可最大限度地設置成彼此靠近,當焊接頭1120(1)進行修正工作的同時不會在焊劑浸漬單元400(1)處產生干擾,幷且透過將倒裝單元210(1)與焊劑浸漬單元400(1)彼此靠近設置,能减小焊接頭1120(1)在y軸方向上的移動距離,因而能夠减小整體UPH。
參照『第14圖』和『第15圖』,焊劑浸漬單元400(1)包括具有第二驅動部413的主體414以及用於將焊劑刮刀412安裝在主體414上的安裝單元420,且在一實施方式,主體414可包括安置在安裝表面上的下外殼415以及附接到下外殼415的上外殼416。焊劑接收器410可透過由下外殼415和上外殼416產生的空間滑行移動,安裝單元420可設置在上外殼416或下外殼415處。
在這一點上,焊劑接收器410可相對於焊劑刮刀412向前和向後移動。當焊劑接收器410向前滑行移動時,焊劑接收器410可向主體414的外部突出。
也就是說,當焊劑接收器410向前滑行移動用於焊劑浸漬時,焊劑接收器410向主體414的外部突出,且當焊劑接收器410向前及向後滑行移動用於使焊劑變平時, 焊劑接收器410可插入到主體414中。
其中,當焊劑接收器410向主體414的外部突出時,焊劑接收器410與倒裝單元210(1)的第一驅動部211(1)可設置成在xy平面上的至少一些區域重叠。
參照『第15圖』,當焊劑接收器410向前滑行移動時,在焊劑接收器410的頂部及底部可分別提供第一空間S1及第二空間S2。
在這一點上,參照『第12圖』,倒裝單元210(1)的第一驅動部211(1)可設置在第二空間S2中幷包括在第二空間中設置的外殼213(1),在外殼213(1)內可設置與倒裝單元210(1)連接的纜線及真空線。也就是說,因為與倒裝單元210(1)相關的多種全長(full-length)元件與真空線設置在單個外殼213(1)內,所述單個外殼213(1)將要形成於焊劑接收器410下方的第二空間S2中,所以可减小焊接裝置1的死角空間,提高了空間利用率。
如上所述,當焊劑接收器410向前滑行移動用於焊劑浸漬時,凹部410a、第一可視單元910(1)以及倒裝單元210(1)可分別設置在與y軸方向平行的特定軸L上,且焊劑刮刀412可設置成沿x軸方向與平行於y軸方向的特定軸L間隔開預定距離。
此外,透過將倒裝單元210(1)的第一驅動部 211(1)設置在形成於焊劑接收器410下方的第二空間S2中,倒裝單元210(1)和焊劑浸漬單元400(1)可沿y軸方向靠近設置,且焊劑浸漬單元400(1)和倒裝單元210(1)可如此裝配,即倒裝單元210(1)與焊劑接收器410的凹部410a可設置在與y軸方向平行的特定軸L上。
因此,透過上述結構,能夠减少x軸方向上的傳送次數,幷能夠减小y軸方向上的移動距離,同時,能夠提高倒裝晶片焊接裝置1的空間利用率。
同時,參照『第12圖』及『第16圖』,當焊劑接收器410向前滑行移動,以便晶片fc進行焊劑浸漬時,分別在焊劑接收器410的上方及下方提供了第一空間S1及第二空間S2,焊接頭1120(1)可進入第一空間S1。
此外,當焊劑接收器410向後滑行移動時,焊接頭1120(1)可進入第一空間S1。如果焊劑接收器410向前及向後滑行移動,則能夠使得焊劑變平。
同時,如果假定代替滑行移動焊劑接收器410,焊劑刮刀412移動,則當焊劑刮刀412滑行移動到焊劑接收器410的凹部410a用於使焊劑變平時,上述第一空間會消失。在像這樣的結構中,直到焊劑刮刀412完成了焊劑變平為止,焊接頭1120(1)不會進入焊劑接收器410。如果焊接頭1120(1)的進入時間點被像這樣與焊劑刮刀412的干擾 限制,則整個裝置的UPH會受到影響。此外,為了避免焊接頭1120(1)與焊劑刮刀412之間的干擾,應當减小用於變平的時間。
因此,因為如果焊劑浸漬單元400(1)的焊劑接收器410具有滑行移動結構,則在焊劑浸漬或焊劑變平的情形下焊接頭1120(1)可進入第一空間S1中,所以消除了焊接頭1120(1)進入的等待時間,幷能確保使焊劑變平的充分時間,同時,能夠提高整個裝置的UPH。
同時,安裝單元420可包括用於安裝浸漬板410的軌道部件421、與軌道部件421鉸鏈連接h1幷支撑焊劑刮刀412的上部的第一支撑部件422或424、以及與第一支撑部件422鉸鏈連接h2幷支撑焊劑刮刀412的前側的第二支撑部件423。
在實施例中,第一支撑部件422或424與軌道部件421鉸鏈連接h1,幷可包括用於施壓焊劑刮刀412的突出部412a的下部的第一支撑部件424和與第二支撑部件423鉸鏈連接h2的上部的第一支撑部件422。在這一點上,下部部件424的一部分可插入第二支撑部件423中。
同時,安裝單元420可執行下述功能,即在施壓部件焊劑刮刀412與焊劑接收器410之間施加用於使焊劑變平的特定粘附力(壓力)。為此,安裝單元420可包括設 置於第一支撑部件422或424與軌道部421之間的第一彈性部件425以及設置於第二支撑部件423與第一支撑部件422或424之間的第二彈性部件426。
在實施例中,第一彈性部件425可設置在第一支撑部件422及424的上部的第一支撑部件422與下部的第一支撑部件424之間,幷且第二彈性部件426可設置在上部的第一支撑部件422與第二支撑部件423之間。
此外,在第二支撑部件423安裝在軌道部件421上時,第一彈性部件425與第二彈性部件426可從不同方向給焊劑刮刀412提供彈力,在一個實施例中,第一彈性部件425可提供z軸方向的彈力,第二彈性部件426可提供x軸方向的彈力。
因為提供不同方向的彈力,在焊劑刮刀412和焊劑接收器410中可保持恒定的壓力,可確保焊劑變平工序的可靠性。
同時,在第二支撑部件423處設置有鎖定突出部(latching projection)423a,幷且在軌道部件421處可設置與鎖定突出部423a結合的鎖定台階421a。在這一點上,鎖定台階421a可位於主體414的一側上。因為如上所述,安裝單元420的結合部(423a及421a)不設置在主體414上,而是設置在一側上,所以能夠防止與焊接頭1120(1)的干 擾。
同時,參照『第12圖』及『第16圖』,如上所述,焊劑接收器410可從焊劑刮刀412向前滑行移動以便焊劑浸漬,幷相對於焊劑刮刀412向前和向後滑行移動以便焊劑變平。
在這一點上,當焊劑接收器410從焊劑刮刀412向前滑行移動時,焊劑接收器410在遠離第二驅動部413的方向上移動,當焊劑接收器410從焊劑刮刀412向後滑行移動時,焊劑接收器410在接近第二驅動部413的方向上移動。
參照『第12圖』,在晶片fc上設置具有預定間距P的凸塊圖案11,在焊劑浸漬單元400(1)的焊劑接收器410處可設置包含焊劑f的凹部410a。如上所述,焊劑接收器410可相對於焊劑刮刀412向前及向後移動。如果焊劑接收器410從焊劑刮刀412向前滑行移動以便焊劑浸漬時(參見『第16(a)圖』),為了在凸塊圖案11上塗敷焊劑f,抓取晶片fc的焊接頭1120(1)可提升到焊劑接收器410的凹部410a。然後,如果對任意一個晶片fc完成了焊劑塗敷或浸漬,則焊劑接收器410相對於焊劑刮刀412向前和向後滑行移動,以便使得焊劑變平(參見『第16(b)圖』)。
同時,具有能滑行移動焊劑接收器410的結構的焊劑浸漬單元400(1)具有使焊劑接收器410的焊劑變平 的效果,從而可均勻地塗敷焊劑。
具體來說,參照『第12圖』,如果完成在任意一個晶片fc上浸漬焊劑f,則在凹部410a中包含的焊劑f處形成與具有預定間距P的凸塊圖案11對應的凹部31的圖案。凹部31的這種圖案可稱為第一浸漬區域。
在此種情形中,如果在凹部31上進行對下一個晶片的焊劑塗敷,則由於凹部31的緣故,可能不會給下一個晶片的凸塊均勻塗敷適當量的焊劑f。也就是說,即使在完成了焊劑接收器410的滑行移動以使焊劑變平之後,凹部31也可能不會均勻地變平。具體來說,儘管可透過焊劑接收器410的滑行移動使焊劑變平,但根據焊劑的量或狀態或者焊劑刮刀和焊劑接收器的粘附力,僅用一個變平工作可能不會使得所有凹部31均勻變平。
可控制焊劑接收器以使焊劑接收器滑行滑動更多一點距離,該距離小於凸塊圖案的間距P(例如凸塊圖案的間距的一半),或者使焊劑接收器滑行滑動更少一點所述距離,從而與前一晶片fc的焊劑浸漬對應的第一浸漬區域的凹部31可能不和與下一晶片的焊劑浸漬對應的第二浸漬區域的凹部31重叠。
因為透過焊劑接收器410的滑行移動結構,在除由前一晶片fc的凸塊11形成的凹部31之外的區域(平坦 區域)中進行下一晶片的焊劑浸漬,所以可消除在變平工序中產生的不確定性,因此,可提高對多個晶片連續進行的焊劑浸漬工序的可靠性。
同時,參照『第12圖』及『第17圖』,倒裝晶片焊接裝置1可額外包括壓力控制器件215,從而很容易感測是否抓取了晶片fc。
例如,壓力控制器件215可與倒裝單元210(1)連接,可透過壓力控制器件215很容易感測是否抓取了晶片fc。
此外,倒裝晶片焊接裝置1可額外包括設置於焊接頭1120(1)與壓力控制器件215之間的壓力感測器214。
如上所述,在抓取晶片fc時,焊接頭1120(1)和倒裝單元210(1)進行抓取功能,重要的是正確感測是否實際抓取了晶片fc。此外,因為晶片fc的吸附和卸載在相對短的時間中完成,所以在該工序中確定是否實際抓取或卸載了晶片fc是非常重要的。
之後,為便於解釋,將描述倒裝單元210(1)的例子。
參照『第17圖』,在倒裝單元210(1)與作為真空產生器的piab(真空泵)216之間設置用於感測吸附壓力的壓力感測器214,piab(真空泵)216給倒裝單元210(1) 提供吸附壓力(suction pressure),幷可在倒裝單元210(1)與給倒裝單元210(1)提供吸附壓力的piab216之間設置壓力控制器件215。
在這一點上,為了正確感測是否抓取了晶片fc,在晶片fc被抓取到倒裝單元210(1)之前,壓力控制器件215將倒裝單元210(1)與壓力控制器件215之間的吸附力控制為小於壓力控制器件215與piab216之間的吸附力,且當晶片10被抓取到倒裝單元210(1)時,壓力控制器件215將倒裝單元210(1)與壓力控制器件215之間的吸附力控制為等於壓力控制器件215與piab216之間的吸附力。
換句話說,為了將倒裝單元210(1)的吸附壓力控制為等於或相似於從外部流入的空氣的吸附壓力,壓力控制器件215控制倒裝單元210(1)的流入空氣的流量。
具體來說,在piab216與倒裝單元210(1)之間的真空線可透過壓力控制器件215分為位於倒裝單元210(1)與壓力控制器件215之間的真空線以及位於壓力控制器件215與piab216之間的真空線。較佳地如此設置壓力控制器件215,即倒裝單元210(1)與壓力控制器件215之間的長度形成為小於壓力控制器件215與piab216之間的長度,幷且壓力感測器214優選配置在倒裝單元210(1)與壓力控制器件215之間的真空線處。
當piab216在真空線中吸入空氣時,實現晶片fc的吸附。
當習知技術中不存在壓力控制器件215時,因為在未抓取晶片10時由piab216形成的真空壓力比由倒裝單元210(1)吸入的空氣的壓力(例如大氣壓)小太多,所以在抓取晶片fc的狀態與卸載晶片fc的狀態之間在真空線中的壓力差很小,因而很難確定是否正確抓取了晶片fc。
不管是否抓取晶片fc,透過壓力控制器件215施加給壓力控制器件215與piab216之間的真空線的吸附壓力等於習知技術的吸附壓力,倒裝單元210(1)與壓力控制器件215之間的吸附壓力可保持為與由倒裝單元210(1)吸入的空氣的壓力(例如大氣壓)相似。在這一點上,因為當抓取或卸載晶片fc時,倒裝單元210(1)與壓力控制器件215之間的吸附壓力保持為與由倒裝單元210(1)吸入的空氣的壓力相似,所以壓力感測器214可很容易感測倒裝單元210(1)和壓力控制器件215的吸附壓力之間的差。也就是說,在習知技術中,因為流入空氣的壓力明顯小於形成的真空壓力,所以很難確定是否抓取了晶片。然而,在本發明中,因為使用壓力控制器件215,真空壓力形成為與流入空氣的壓力類似,所以儘管流入空氣的壓力很小,但很容易進一步確定壓力差,因而很容易確定是否抓取或卸載了晶片fc。
因而,壓力感測器214設置在倒裝單元210(1)與壓力控制器件之間幷可感測是否抓取了晶片。
使用piab216而不使用壓力控制器件215形成與流入空氣的壓力相似的真空壓力是不理想的,因為需要大量時間形成真空狀態,而使用壓力控制器件215很容易形成真空。
根據本發明的倒裝晶片焊接裝置,能够使由於在每條傳送線的驅動部中產生的熱量導致的組件熱膨脹而產生的位置誤差最小化。
此外,根據本發明的倒裝晶片焊接裝置,透過使產生大量熱量的驅動工具的移動最小化,能確保用於冷却由於產生的熱量而變得過熱的組成部件的時間。
此外,根據本發明的倒裝晶片焊接裝置,透過使突然加速到高速最小化以及使在焊接頭方向上的改變次數最小化,可使由焊接頭的振動或慣性施加的衝擊等最小化。
此外,根據本發明的倒裝晶片焊接裝置,因為能使由於在每條傳送線的驅動部中產生的熱量導致的組件熱膨脹而產生的位置誤差最小化,所以能使半導體製造工序中產生的產品缺陷最小化。
具體來說,根據本發明的倒裝晶片焊接裝置, 因為能减少焊接頭在特定軸方向上的移動次數和移動距離,所以根據本發明一實施例的倒裝晶片焊接裝置可减小由於焊接頭的傳送的緣故而產生的熱膨脹和振動。
此外,根據本發明的倒裝晶片焊接裝置,能提高空間的利用率,能减小由於相鄰工作空間之間的組件的傳送產生的干擾以及設置在相鄰工作空間中的組成部件之間的距離。
因此,根據本發明的倒裝晶片焊接裝置,能提高裝置的UPH,同時確保充分的焊劑變平時間。
儘管參照特定典型實施例描述了本發明,但本發明幷不限於這些實施例,而是本發明僅由所附專利申請範圍限制。應當理解,在不脫離本發明的範圍和精神的情况下,本領域技術人員能够改變或修改這些實施例。
1‧‧‧倒裝晶片焊接裝置
11‧‧‧傳送線
12‧‧‧對準可視單元
13(1)‧‧‧傳送線
13(2)‧‧‧傳送線
31‧‧‧凹部
100‧‧‧晶圓供給器
101‧‧‧晶圓裝載部
113‧‧‧導軌
114‧‧‧預對準單元
120‧‧‧引導部件
200‧‧‧倒裝晶片供給部
200(1)‧‧‧第三局部框
200(2)‧‧‧視框
210(1)‧‧‧倒裝單元
210(2)‧‧‧倒裝單元
211(1)‧‧‧第一驅動部
211(2)‧‧‧第一局部框
213(1)‧‧‧外殼
214‧‧‧壓力感測器
215‧‧‧壓力控制器件
215(1)‧‧‧第一局部框
216‧‧‧piab(真空泵)
300‧‧‧視框
300(1)‧‧‧第一局部框
400‧‧‧焊劑浸漬單元
400(1)‧‧‧焊劑浸漬單元
400(2)‧‧‧焊劑浸漬單元
410‧‧‧焊劑接收器
410(1)‧‧‧焊劑接收器
410(2)‧‧‧焊劑接收器
410a‧‧‧凹部
411‧‧‧第二局部框
412‧‧‧焊劑刮刀
412a‧‧‧突出部
413‧‧‧第二驅動部
414‧‧‧主體
415‧‧‧下外殼
416‧‧‧上外殼
420‧‧‧安裝單元
420(1)‧‧‧焊劑刮刀
420(2)‧‧‧焊劑刮刀
421‧‧‧軌道部
421a‧‧‧鎖定台階
422‧‧‧第一支撑部件
423‧‧‧第二支撑部件
423a‧‧‧鎖定突出部
424‧‧‧第一支撑部件
425‧‧‧第一彈性部件
426‧‧‧第二彈性部件
500‧‧‧倒裝晶片焊接部
510‧‧‧焊接台
520‧‧‧第一局部框
700(1)‧‧‧修正單元
700(2)‧‧‧第三局部框
810‧‧‧處理單元
860‧‧‧記憶體
910‧‧‧第一可視單元
910(1)‧‧‧第一可視單元
910(2)‧‧‧第一可視單元
1100‧‧‧第一傳送線
1100(1)‧‧‧第一傳送線
1100(2)‧‧‧第一傳送線
1110‧‧‧工作部
1110(1)‧‧‧工作部
1110(2)‧‧‧工作部
1120‧‧‧焊接頭
1120(1)‧‧‧焊接頭
1120(2)‧‧‧焊接頭
1121(1)‧‧‧吸附頭
1125(1)‧‧‧第一局部框
1130‧‧‧第二可視單元
1130(1)‧‧‧第二可視單元
1130(2)‧‧‧第二可視單元
1300‧‧‧第二傳送線
1300(1)‧‧‧第二傳送線
1300(2)‧‧‧第二傳送線
1310a(1)‧‧‧移動部
1310b(1)‧‧‧移動部
1310a(2)‧‧‧移動部
1310b(2)‧‧‧移動部
A‧‧‧第一區段
B‧‧‧第二區段
C‧‧‧第三區段
D‧‧‧第四區段
P‧‧‧間距
d‧‧‧距離
f‧‧‧焊劑
w‧‧‧晶圓
fc‧‧‧晶片
bs‧‧‧焊接基板
sp‧‧‧焊接區域
p1(fc)‧‧‧第一頂點區域
p2(fc)‧‧‧第二頂點區域

Claims (32)

  1. 一種倒裝晶片焊接裝置,包含:一倒裝單元,用於從一晶圓抓取晶片幷將該晶片上側向下翻轉;一工作部,具有用於抓取由該倒裝單元翻轉的該晶片的焊接頭,其中該焊接頭能夠沿z軸方向傳送幷相對於z軸旋轉;一焊劑浸漬單元,用於將該焊接頭抓取的該晶片的底表面浸漬到焊劑中;一第一可視單元,用於拍攝由該焊劑浸漬單元浸漬的該晶片的底表面影像;一第二可視單元,用於拍攝焊接基板的頂表面影像,在該焊接基板上將要安裝該晶片;一倒裝晶片焊接部,用於根據由該第一可視單元與該第二可視單元進行檢查的結果,以修正的位置在焊接基板上焊接晶片;一第一傳送線,用於安裝該工作部幷沿y軸方向傳送該工作部;以及一對第二傳送線,沿與該第一傳送線垂直的x軸方向平行設置,用於安裝與該第一傳送線的兩端連接的移動部幷在與該第一傳送線的傳送方向垂直的x軸方向上傳送該移動部, 其中該第一傳送線和該第二傳送線具有重疊的一台架結構,並且該工作部透過該第一傳送線和該第二傳送線傳送到xy平面上的預定位置,以及其中該焊劑浸漬單元與該第一可視單元設置在平行於該第一傳送線的同一軸上。
  2. 如請求項1所述的裝置,其中該倒裝單元、該焊劑浸漬單元以及該第一可視單元成對地設置在相對於y軸對稱的位置處,幷且具有該工作部的該第一傳送線安裝在該第二傳送線上,使得一對該第一傳送線可獨立被驅動。
  3. 如請求項1所述的裝置,其中該倒裝單元與該焊劑浸漬單元設置在平行於該第二傳送線的同一軸上。
  4. 如請求項1所述的裝置,其中該倒裝單元、該焊劑浸漬單元以及該第一可視單元設置在平行於該第一傳送線的同一軸上。
  5. 如請求項1所述的裝置,其中為了减小該焊接頭從該倒裝單元移動到該焊接基板時在x軸方向上的移動距離,該倒裝單元、該焊劑浸漬單元以及該第一可視單元依次設置在y軸方向上。
  6. 如請求項1所述的裝置,其中該晶片在由該焊接頭抓取的同時透過該第一可視單元上方,幷且該第一可視單元透過拍攝該晶片的底表面的影像來檢查該晶片。
  7. 如請求項6所述的裝置,其中當該晶片的尺寸大於該第一可視單元的視場時,該焊接頭以預定角度旋轉,從而 該第一可視單元可在無需在x軸方向上移動的條件下拍攝該晶片的2個邊緣。
  8. 如請求項7所述的裝置,其中當該焊接頭以預定角度旋轉的同時透過該第一可視單元上方時,連續拍攝該晶片的底表面影像,以用於檢查。
  9. 如請求項1所述的裝置,進一步包括一控制部,該控制部用於控制該工作部及該移動部的驅動工具,該工作部與該移動部分別具有驅動工具,從而該工作部與該移動部可沿該第一傳送線及該第二傳送線傳送,其中在該工作部從該焊劑浸漬單元傳送到該第一可視單元或者在該第一可視單元上方傳送時,該控制部驅動該工作部的該驅動工具幷停止該移動部的該驅動工具。
  10. 如請求項1所述的裝置,進一步包括一控制部,該控制部用於控制該工作部與該移動部的驅動工具,該工作部與該移動部分別具有驅動工具,從而該工作部與該移動部可沿該第一傳送線及該第二傳送線傳送,其中在該工作部的該焊接頭從該倒裝單元傳送到該第一可視單元或者從該焊劑浸漬單元在該第一可視單元上方傳送時,該控制部停止該移動部的該驅動工具。
  11. 如請求項9所述的裝置,其中該控制部驅動該工作部的該驅動工具,使得該工作部可在從該焊劑浸漬單元傳送到該第一可視單元或者在該第一可視單元上方傳送時,該工作部以勻速傳送。
  12. 如請求項9或10所述的裝置,其中在一個焊接周期過程中,該移動部的驅動次數少於該工作部的驅動次數,在該一個焊接周期過程中,該工作部的該焊接頭沿該倒裝單元、該焊劑浸漬單元、該第一可視單元以及該倒裝晶片焊接部傳遞。
  13. 如請求項1所述的裝置,其中在該焊接周期的xy平面上的軌迹形成為三角形或矩形形狀,幷且形成該軌迹的該三角形或該矩形的至少一個邊平行於該第一傳送線或該第二傳送線,在該焊接周期中該工作部的該焊接頭沿該倒裝單元、該焊劑浸漬單元、該第一可視單元以及該倒裝晶片焊接部傳遞。
  14. 如請求項13所述的裝置,其中當該焊接頭沿形成該軌迹的該三角形或該矩形的、平行於該第一傳送線的該邊傳送時,該焊接頭依次透過該倒裝單元、該焊劑浸漬單元、該第一可視單元以及該倒裝晶片焊接部。
  15. 如請求項9所述的裝置,其中在一個焊接周期過程中,該移動部的驅動次數為兩次或三次,在該一個焊接周期過程中該工作部的該焊接頭沿該倒裝單元、該焊劑浸漬單元、該第一可視單元以及該倒裝晶片焊接部傳遞。
  16. 如請求項9所述的裝置,其中該控制部控制該工作部的該驅動工具,使得該工作部通過該焊劑浸漬單元及第一可視單元時該工作部以勻速驅動,而在傳送到該倒裝晶片焊接部時該工作部减速。
  17. 一種倒裝晶片焊接裝置,包含: 一倒裝單元,用於翻轉晶片,以將該晶片的頂表面與底表面反轉;一第一驅動部,用於驅動該倒裝單元;一工作部,設置成能夠傳送到xy平面上的預定位置幷具有一焊接頭,該焊接頭用於抓取該晶片,該晶片的頂表面與底表面透過該倒裝單元翻轉;一焊劑浸漬單元,包括用於容納浸漬該晶片的焊劑的一焊劑接收器、用於使得焊劑變平的一焊劑刮刀以及用於滑行移動該焊劑接收器的一第二驅動部;一第一可視單元,用於拍攝該晶片;一第二可視單元,用於拍攝一焊接基板,該焊接基板上將要安裝該晶片;以及一倒裝晶片焊接部,用於在該焊接基板上安裝該晶片,一第一傳送線,該第一傳送線用於在y軸方向傳送該焊接頭,以及一第二傳送線,該第二傳送線用於在x軸方向傳送該焊接頭,其中該第一傳送線和該第二傳送線具有重疊的一台架結構,以及其中為了减少該焊接頭沿x軸方向的移動次數或移動距離,該第一可視單元與該焊劑浸漬單元分別設置在平行於y軸方向的軸上。
  18. 一種倒裝晶片焊接裝置,包含: 一倒裝單元,用於翻轉晶片,以將該晶片的頂表面與底表面反轉;一第一驅動部,用於驅動該倒裝單元;一工作部,設置成能夠傳送到xy平面上的預定位置幷具有一焊接頭,該焊接頭用於抓取該晶片,該晶片的頂表面與底表面透過該倒裝單元翻轉;一焊劑浸漬單元,包括用於容納浸漬該晶片的焊劑的一焊劑接收器、用於使得焊劑變平的一焊劑刮刀以及用於滑行移動該焊劑接收器的一第二驅動部;一第一可視單元,用於拍攝該晶片;一第二可視單元,用於拍攝一焊接基板,該焊接基板上將要安裝該晶片;以及一倒裝晶片焊接部,用於在該焊接基板上安裝該晶片,以及一第一傳送線,該第一傳送線用於在y軸方向傳送該焊接頭,以及一第二傳送線,該第二傳送線用於在x軸方向傳送該焊接頭,其中該第一傳送線和該第二傳送線具有重疊的一台架結構,以及為了减少該焊接頭沿x軸方向的移動次數或移動距離,該第一可視單元、該焊劑浸漬單元以及該倒裝單元分別設置在平行於y軸方向的同一軸上。
  19. 如請求項17或18所述的裝置,其中該焊劑接收器相對於該焊劑刮刀向前及向後滑行移動。
  20. 如請求項19所述的裝置,其中在該焊劑接收器處設置有用於容納焊劑的一凹部,幷且該凹部與該第一可視單元分別設置在平行於y軸方向的同一軸上。
  21. 如請求項19所述的裝置,其中當該焊劑接收器向前滑行移動時,在該焊劑接收器的頂部及底部上分別提供了一第一空間以及一第二空間,幷且該焊接頭可進入該第一空間。
  22. 如請求項21所述的裝置,其中當該焊劑接收器向後滑行移動用於使焊劑變平時,該焊接頭可進入該第一空間。
  23. 如請求項21所述的裝置,其中該第一驅動部設置在該第二空間中。
  24. 如請求項23所述的裝置,其中該第一驅動部包括設置在該第二空間中的一外殼,幷且在該外殼內設置與該倒裝單元連接的纜線以及真空線。
  25. 如請求項19所述的裝置,其中該焊劑浸漬單元包括具有第二驅動部的一主體以及用於將該焊劑刮刀安裝在該主體上的一安裝單元,幷且當該焊劑接收器向前滑行移動時,該焊劑接收器向該主體的外部突出。
  26. 如請求項25所述的裝置,其中當該焊劑接收器向該主體的外部突出時,該焊劑接收器與該倒裝單元的該第一驅動部設置成在xy平面上的至少一些區域重叠。
  27. 如請求項25所述的裝置,其中該安裝單元包括用於安裝該焊劑接收器的一軌道部件、與該軌道部件鉸鏈連接幷支撑該焊劑刮刀的上部的一第一支撑部件以及與該第一 支撑部件鉸鏈連接幷支撑該焊劑刮刀的前側的一第二支撑部件。
  28. 如請求項27所述的裝置,其中在該第二支撑部件處設置有一鎖定突出部,幷且在該軌道部件處設置有與該鎖定突出部結合的一鎖定台階。
  29. 如請求項27所述的裝置,其中該安裝單元包括設置於該第一支撑部件與該軌道部件之間的一第一彈性部件以及設置於該第二支撑部件與該第一支撑部件之間的一第二彈性部件,幷且該第一彈性部件與該第二彈性部件從不同方向給該焊劑刮刀提供彈力。
  30. 如請求項17所述的裝置,其中在該焊接頭正在沿平行於y軸方向的同一軸移動時,該第一可視單元拍攝影像。
  31. 如請求項18所述的裝置,其中在該焊接頭正在沿平行於y軸方向的同一軸移動時,進行下述工序,即抓取該晶片、在該焊劑中浸漬該晶片以及拍攝該晶片。
  32. 如請求項17或18所述的裝置,進一步包括:一真空產生器,用於給該倒裝單元提供吸附壓力;一壓力控制器件,用於控制該倒裝單元的流入空氣的流量,從而將該倒裝單元的吸附壓力控制為等於或相似於從外部流入的空氣的吸附力;以及一壓力感測器,設置在該倒裝單元與該壓力控制器件之間幷感測是否抓取了該晶片。
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