TWI673800B - 鍵合頭裝置、鍵合方法及鍵合機台 - Google Patents

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Abstract

本發明提出的鍵合頭裝置、鍵合方法及鍵合機台，第一動力元件與鍵合元件相互獨立，實現了整個鍵合頭裝置的輕量化，增加了鍵合頭裝置在鍵合過程中的移動速度，同時減小了在鍵合晶片時產生的第一作用力，增加了鍵合的產率；進一步的，通過鍵合元件中的氣浮軸套單元精密調壓以緩衝第一作用力，無需使用傳統的壓力感測器，降低了鍵合頭進行晶片貼合時的控制過程的複雜度，同時無需減少鍵合頭裝置的剛度，避免了晶片鍵合時發生貼合翹曲以及第一作用力不均勻等問題；更進一步的，本發明提出的鍵合機台使用第一動力元件與鍵合元件相互獨立的鍵合頭裝置，可同時對多個工作台上的晶片進行鍵合，極大提高了鍵合產率。

Description

鍵合頭裝置、鍵合方法及鍵合機台
本發明涉及半導體領域，尤其涉及一種鍵合頭裝置。
隨著半導體工藝的發展，晶片的尺寸越來越小，同時要求封裝尺寸也盡可能的小。倒裝晶片工藝中，鍵合頭的設計直接影響到晶片封裝的可靠性以及精度，鍵合頭在鍵合的過程中需要具有調整晶片角度的功能，以便使晶片與基準對齊和定位。隨著封裝尺寸的減小，封裝密度的增加，晶片上凸點數量增加，凸點間距減小，需要更高精度的鍵合設備，根據不同的貼合工藝，控制鍵合力的大小，其中鍵合頭為鍵合設備的關鍵部件，為了提高鍵合產率，鍵合頭需要輕量化。
目前通用的鍵合頭包含有垂向運動導軌、驅動電機、螺桿元件，通過驅動電機驅動螺桿元件做垂向運動。但是，發明人發現，為了控制鍵合力，常規方式是在鍵合頭上增加壓力感測器來檢測和控制，精度不高，操作複雜；整個鍵合頭尺寸一般較大，重量較重，影響鍵合頭移動速度，進而影響機台的產率。另外，通過電機驅動鍵合頭做直線運動，晶片貼合過程中，存在衝擊力，容易造成晶片的碎裂。如果貼片過程中，實現鍵合頭的軟著陸可以避免衝擊晶片，但是控制過程較為複雜。
在公開號為CN1956144A的專利中，公開了一種重量 輕的鍵合頭元件，通過採用柔性件解決鍵合過程中的衝擊問題，但柔性件的存在，導致鍵合頭的剛度較低，容易出現安裝傾斜誤差，從而造成鍵合力的不均勻，導致晶片貼合翹曲等問題。
因此，極須提出一種鍵合頭裝置、鍵合方法及鍵合機台以解決上述問題。
本發明的目的在於提供一種高精度的鍵合頭裝置、鍵合方法及鍵合機台，可以更好的控制鍵合力，從而提高鍵合產率。
為了達到上述目的，本發明一方面提供了一種鍵合頭裝置，包括第一動力元件、導向元件以及鍵合元件；所述第一動力元件與所述鍵合元件相互獨立，所述第一動力元件用於提供驅動所述鍵合元件對一晶片進行鍵合的驅動力；所述導向元件包括一導軌；所述鍵合元件包括氣浮軸套單元、受力單元以及吸附單元，所述受力單元、所述氣浮軸套單元與所述吸附單元依次相連且均可相對於所述導軌運動，所述受力單元用於接收來自所述第一動力元件的驅動力並傳遞至所述氣浮軸套單元，所述氣浮軸套單元用於控制所述吸附單元對所述晶片進行吸附或釋放，並且用於將所述驅動力轉換為對所述晶片進行鍵合的第一作用力。
可選擇的，在上述鍵合頭裝置中，所述氣浮軸套單元包括氣浮軸、第一介面、第二介面、第三介面以及調壓閥；所述調壓閥與所述第一介面連接，用於調節輸入所述第一介面的氣體的壓力為第一壓力值，以控制所述第一作用力；所述第二介面與一外部的真空裝置連接，與所述第三介面形成一真空回路，所述第三介面與所述吸附單元連接，以控制所述吸附單元對所述晶片進行吸附或 釋放。
可選擇的，在上述鍵合頭裝置中，所述氣浮軸包括軸體、第一氣浮墊、第二氣浮墊、軸體套以及氣浮軸座；所述軸體與所述導軌的延伸方向平行；所述軸體套與所述軸體形成一腔體，結合所述調壓閥控制所述第一作用力；所述第一氣浮墊及第二氣浮墊所在的平面與所述軸體的方向平行，且相對所述軸體的中心線對稱；所述氣浮軸座用於支撐所述軸體、第一氣浮墊、第二氣浮墊以及軸體套。
可選擇的，在上述鍵合頭裝置中，所述導向元件還包括第一轉接板以及滑塊，所述氣浮軸套單元通過所述第一轉接板與所述滑塊連接，所述滑塊可沿所述導軌運動。
可選擇的，在上述鍵合頭裝置中，所述受力單元包括壓頭以及支桿；所述壓頭與所述支桿的一端連接，所述支桿的另一端與所述第一轉接板連接。
可選擇的，在上述鍵合頭裝置中，所述受力單元還包括緩衝墊、限位塊及至少一個彈性模組，所述限位塊的位置相對於所述導軌固定，所述彈性模組的一端與所述壓頭連接，另一端與所述限位塊連接，用於向所述壓頭提供使其回復至初始位置的回復力；所述緩衝墊位於所述限位塊與所述第一轉接板之間。
可選擇的，在上述鍵合頭裝置中，所述彈性模組包括彈簧。
可選擇的，在上述鍵合頭裝置中，所述第一動力元件包括直線電機及電機驅動桿，所述直線電機通過所述電機驅動桿驅動所述壓頭，以向所述壓頭提供所述驅動力。
可選擇的，在上述鍵合頭裝置中，所述鍵合頭裝置還包括一支撐元件，所述支撐元件包括第二轉接板及調節塊，所述導軌與所述第二轉接板連接，所述第二轉接板固定於一固定裝置；所述調節塊位於所述限位塊與所述第二轉接板之間，用於調節所述壓頭的初始位置。
可選擇的，在上述鍵合頭裝置中，所述支桿穿過所述限位塊，所述限位塊與所述調節塊連接，用於當所述第一動力元件驅動所述壓頭及支桿運動時，限制所述壓頭的位置。
為了達到上述目的，本發明另一方面提供了一種將晶片鍵合至基底的鍵合方法，包括：提供包括依次相連的氣浮軸套單元、受力單元以及吸附單元的鍵合元件，以及包括導軌的導向元件；由鍵合元件的所述吸附單元吸附一晶片；由獨立於所述鍵合元件的第一動力元件驅動所述鍵合元件的受力單元；所述鍵合元件的氣浮軸套單元沿所述導向元件的導軌運動，將所述晶片鍵合至所述基底；所述吸附單元釋放所述晶片，其中，在將所述晶片鍵合至所述基底的過程中，由鍵合元件的氣浮軸套單元控制將所述晶片鍵合至所述基底的第一作用力。
可選擇的，在上述鍵合方法中，所述第一動力元件驅動所述受力單元之前，所述鍵合方法還包括：向所述氣浮軸套單元的第一介面輸入一第一壓力值的氣體，使所述氣浮軸套單元的氣浮 軸沿所述導軌運動，以控制所述第一作用力。
可選擇的，在上述鍵合方法中，所述吸附單元釋放所述晶片的步驟之後，所述鍵合方法還包括：所述鍵合元件的受力單元中的彈性模組產生回復力，將所述受力單元中的壓頭回復至初始位置。
為了達到上述目的，本發明又一方面提供了一種鍵合機台，包括固定裝置、至少一個基底平台以及至少一個如上所述的任一項鍵合頭裝置，所述鍵合頭裝置與所述固定裝置固定連接，以將晶片鍵合至所述基底平台上承載的基底上。
綜上所述，本發明提出的鍵合頭裝置中，通過鍵合元件緩衝對晶片進行鍵合時產生的第一作用力。進一步的，第一動力元件與鍵合元件相互獨立，實現了整個鍵合頭裝置的輕量化，增加了鍵合頭裝置在鍵合過程中的移動速度，同時減小了在鍵合晶片時產生的第一作用力，增加了鍵合的產率。再進一步的，通過鍵合元件中的氣浮軸套單元精密調壓以緩衝第一作用力，無需使用傳統的壓力感測器，結構簡單，操作方便，降低了鍵合頭進行晶片貼合時的控制過程的複雜度；無需減少鍵合頭裝置的剛度，同時避免了晶片鍵合時發生貼合翹曲以及第一作用力不均勻的問題。更進一步的，本發明提出的鍵合機台使用第一動力元件與鍵合元件相互獨立的鍵合頭裝置可同時對多個工作台上的晶片進行鍵合，有利於提高鍵合產率。
1‧‧‧第一動力元件
2‧‧‧導向元件
3‧‧‧鍵合元件
4‧‧‧支撐元件
5‧‧‧固定裝置
6‧‧‧基底平台
11‧‧‧直線電機
12‧‧‧電機驅動桿
21‧‧‧第一轉接板
22‧‧‧滑塊
23‧‧‧導軌
31‧‧‧氣浮軸套單元
32‧‧‧受力單元
33‧‧‧吸附單元
41‧‧‧第二轉接板
42‧‧‧調節塊
311‧‧‧氣浮軸
312‧‧‧第一介面
313‧‧‧第二介面
314‧‧‧第三介面
315‧‧‧調壓閥
321‧‧‧壓頭
322‧‧‧支桿
323‧‧‧緩衝墊
324‧‧‧彈性模組
325‧‧‧限位塊
3111‧‧‧軸體
3112‧‧‧第一氣浮墊
3113‧‧‧第二氣浮墊
3114‧‧‧軸體套
3115‧‧‧氣浮軸座
圖1為本發明一實施例中的鍵合頭裝置的剖視圖； 圖2為圖1中的鍵合頭裝置的軸側視圖；圖3為圖1中的氣浮軸的剖視圖；圖4為本發明又一實施例中的旋轉鍵合機台的俯視圖；圖5為圖3中的旋轉鍵合機台的剖視圖；圖6為使用圖3中的旋轉鍵合機台對一晶片進行鍵合的流程示意圖。
下面將結合示意圖對本發明的具體實施方式進行更詳細的描述。根據下列描述和申請專利範圍，本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是，附圖均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
參考圖1所示，本發明實施例提出的鍵合頭裝置包括第一動力元件1、導向元件2以及鍵合元件3。所述第一動力元件1用於驅動所述鍵合元件3對一晶片進行鍵合，所述導向元件2用於為所述鍵合元件3進行導向。
具體的，所述鍵合元件3包括氣浮軸套單元31、受力單元32以及吸附單元33，所述導向元件2包括一導軌23。所述氣浮軸套單元31可沿所述導軌23的長度方向運動，用於控制所述第一動力元件1驅動所述受力單元32對所述晶片進行鍵合時產生的第一作用力，以及，控制所述吸附單元33對所述晶片進行吸附或釋放。所述第一作用力包括但不限於對所述晶片進行鍵合時產生的鍵合力。
參考圖1及圖2，所述第一動力元件1包括直線電機11及電機驅動桿12，所述直線電機11通過所述電機驅動桿12驅 動所述受力單元32向下運動以進行鍵合。所述導向元件2還包括第一轉接板21以及滑塊22，所述滑塊22可以沿所述導軌23的長度方向滑動。具體的，所述氣浮軸套單元31通過所述第一轉接板21與滑塊22連接，滑塊22攜帶所述第一轉接板21及所述氣浮軸套單元31沿著導軌23的長度方向運動，以緩衝所述第一作用力。
具體的，所述氣浮軸套單元31包括氣浮軸311、第一介面312、第二介面313、第三介面314以及調壓閥315。所述調壓閥315與所述第一介面312連接，用於調節輸入所述第一介面312的氣體的壓力為第一壓力值，以控制所述第一作用力。所述第二介面313與一機台的真空裝置(未圖示)連接，與所述第三介面314形成一真空回路。所述第三介面314與所述吸附單元33連接，以控制所述吸附單元33對所述晶片進行吸附或釋放。具體的，所述受力單元32包括壓頭321以及支桿322，所述壓頭321與所述支桿322的一端連接，所述支桿322的另一端與所述第一轉接板21連接。
所述受力單元32還可以包括彈性模組324、緩衝墊323以及限位塊325。所述彈性模組324的一端與所述壓頭321連接，另一端與所述限位塊325連接，用於在鍵合結束後使所述壓頭321向上回復至初始位置。所述緩衝墊323位於所述限位塊325與所述第一轉接板21之間，用於避免在所述壓頭321回復至初始位置時轉接板21向上衝擊所述限位塊325。
可將所述導軌23直接固定在一固定裝置上，以支撐所述第一動力元件1、導向元件2以及鍵合元件3。
可選擇的，參考圖1及圖2，所述鍵合頭裝置還可以包括支撐元件4，所述支撐元件4用於支撐所述第一動力元件1、 導向元件2以及鍵合元件3，同時，可將整個鍵合頭裝置固定在一固定裝置5(圖1中未圖示)上，以對一晶片進行鍵合。具體的，所述支撐元件4包括第二轉接板41及調節塊42，所述導軌23與所述第二轉接板41固定連接，調節塊42位於限位塊325及第二轉接板41之間，可根據所述晶片的厚度及其他特徵進行調節所述壓頭的321的初始位置，從而增加緩衝第一作用力的精度。
具體的，在對所述晶片進行鍵合時，所述第二介面313與所述第三介面314形成的真空回路控制所述吸附單元33，以對所述晶片進行真空吸附和釋放。應理解，所述吸附單元33包括但不限於為吸嘴，還可以是其他可以起到吸附作用的裝置，本發明對此不作任何限制。
在對所述晶片進行鍵合時，直線電機11通過所述電機驅動桿12驅動所述壓頭321，開始鍵合。直線電機11與所述壓頭321分離，實現了整個鍵合頭裝置的輕量化，增加了鍵合頭裝置在鍵合過程中的移動速度，同時減小了在鍵合晶片時產生的第一作用力，增加了鍵合的產率；同時，所以直線電機的運動精度不影響鍵合頭裝置沿導軌方向的運動精度，避免引入運動誤差。可選擇的，本發明的直線電機11包括音圈馬達或者機械傳動式推桿電機，本發明對此不作任何限制。
在一工作台上對所述晶片進行鍵合之前，所述第一介面312輸入一第一氣壓值的氣體，使氣浮軸套單元31再次對所述第一作用力進行緩衝，實現更高的控制鍵合力的精度。所述第一氣壓值通過調壓閥315進行調節，所述第一氣壓值可提前根據所述第一作用力進行設置，本發明對獲取所述第一作用力的方式不作任何 限制。
具體的，參考圖3，所述氣浮軸311包括：軸體3111；第一氣浮墊3112；第二氣浮墊3113；軸體套3114以及氣浮軸座3115。所述第一氣浮墊3112及第二氣浮墊3113所在的平面與所述軸體3111的方向平行，且相對所述軸體的中心線對稱；所述氣浮軸座用於支撐所述軸體3111、第一氣浮墊3112、第二氣浮墊3113以及軸體套3114。
所述第一氣浮墊3112及第二氣浮墊3113的設置可防止氣浮軸在垂向運動時產生的自身旋轉運動，保證晶片鍵合時不旋轉；所述軸體3111與所述導軌23的方向一致；所述軸體套3114與所述軸體3111形成一腔體，結合所述調壓閥315再次緩衝所述第一作用力，無需使用傳統的壓力感測器，降低了鍵合頭裝置進行晶片貼合時的控制過程的複雜度，同時也無需通過減少鍵合頭裝置的剛度以緩衝第一作用力，避免了晶片鍵合時發生貼合翹曲，受到的第一作用力不均勻等問題。
可選擇的，所述彈性模組324產生回復力，將所述壓頭321回復至初始位置，以便進行下次鍵合。可選擇的，所述彈性模組324包括但不限於為彈簧，本發明對彈性模組324的數量，材料及結構均不作任何限制，參考圖1，使用彈簧進行回復，所述彈簧與所述壓頭321連接，貫穿於所述支桿322。
本發明又一實施例中，至少一個上述鍵合頭裝置與一固定裝置5及至少一個基底平台6構成一鍵合機台。本發明對所述鍵合頭裝置的數量及基底平台6的數量均不作任何限制。可選擇的，參考圖4，所述固定裝置5為旋轉圓盤形，所述鍵合頭裝置均 固定在所述固定裝置5上，可均勻分佈，也可非均勻分佈，根據所述基底平台6的位置來佈置鍵合頭裝置，使得鍵合頭裝置的鍵合元件3能夠位於基底平台6上的鍵合工位，本發明對所述固定裝置5的形狀不作任何限制。
具體的，參考圖4和圖5，八個鍵合頭裝置均勻固定在所述固定裝置5上，且可隨著固定裝置5轉動，其中無需針對每個鍵合頭裝置設置第一動力元件1，而只需在所述兩個基底平台6上方分別設置一第一動力元件1，當鍵合頭裝置轉動至第一動力元件1下方時，即可通過第一動力元件1向鍵合頭裝置的受力單元32施力，從而完成兩個基底平台6上的晶片同時進行鍵合，極大提高了鍵合產率。可選擇的，可通過一第二動力元件(未圖示)對所述固定裝置5進行驅動，以保證每個鍵合頭裝置可到達所述基底平台6上方，進行晶片鍵合，本發明對此不作任何限制。
具體的，參考圖6，使用上述鍵合機台進行鍵合的步驟包括：步驟S1：固定裝置5旋轉，將其中兩個吸附有晶片的鍵合頭裝置移動至兩個承載有基底的基底平台6上方；步驟S2：兩個第一動力元件驅動，兩個鍵合頭裝置分別將所吸附的晶片鍵合至所述兩個基底平台6上的基底上；步驟S3：固定裝置5旋轉，將另兩個吸附有晶片的鍵合頭裝置移動至所述兩個基底平台6上方，兩個第一動力元件驅動，將所述另兩個鍵合頭裝置所吸附的晶片鍵合至所述基底上。
本發明提出的鍵合機台使用第一動力元件與鍵合元件分離的鍵合頭裝置可同時對多個基底平台上的基底進行晶片鍵 合，極大提高了鍵合產率，具有實用性。
具體的，步驟S2中，所述兩個鍵合頭裝置中的氣浮軸套單元控制吸附單元吸附或釋放所述晶片，所述氣浮軸套單元31與所述第一動力元件1相互獨立，其可沿導軌23小行程運動，可緩衝所述第一作用力，同時，所述氣浮軸套單元31中的軸體3111與軸體套3112形成的空腔中的第一壓力值的氣體也可以對第一作用力進行緩衝，增加了緩衝精度，並降低了控制複雜度。
綜上所述，本發明提出的鍵合頭裝置中，通過鍵合元件緩衝對晶片進行鍵合時產生的第一作用力。進一步的，第一動力元件與鍵合元件相互獨立，實現了整個鍵合頭裝置的輕量化，增加了鍵合頭裝置在鍵合過程中的移動速度，同時減小了在鍵合晶片時產生的第一作用力，增加了鍵合的產率。再進一步的，通過鍵合元件中的氣浮軸套單元精密調壓以緩衝第一作用力，無需使用傳統的壓力感測器，結構簡單，操作方便，降低了鍵合頭進行晶片貼合時的控制過程的複雜度；無需減少鍵合頭裝置的剛度，同時避免了晶片鍵合時發生貼合翹曲以及第一作用力不均勻的問題。更進一步的，本發明提出的鍵合機台使用第一動力元件與鍵合元件相互獨立的鍵合頭裝置可同時對多個基底平台上的基底進行晶片鍵合，有利於提高鍵合產率。
上述僅為本發明的較佳實施例而已，並不對本發明起到任何限制作用。任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本發明的技術方案的範圍內，對本發明揭露的技術方案和技術內容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本發明的技術方案的內容，仍屬於本發明的保護範圍之內。

Claims (12)

  1. 一種鍵合頭裝置，其特徵在於，包括第一動力元件、導向元件以及鍵合元件；所述第一動力元件與所述鍵合元件相互獨立，所述第一動力元件用於提供驅動所述鍵合元件對一晶片進行鍵合的驅動力；所述導向元件包括一導軌；所述鍵合元件包括氣浮軸套單元、受力單元以及吸附單元，所述受力單元、所述氣浮軸套單元與所述吸附單元依次相連且均可相對於所述導軌運動，所述受力單元用於接收來自所述第一動力元件的驅動力並傳遞至所述氣浮軸套單元，所述氣浮軸套單元用於控制所述吸附單元對所述晶片進行吸附或釋放，並且用於將所述驅動力轉換為對所述晶片進行鍵合的第一作用力，其中，所述氣浮軸套單元包括氣浮軸、第一介面、第二介面、第三介面以及調壓閥；所述調壓閥與所述第一介面連接，用於調節輸入所述第一介面的氣體的壓力為第一壓力值，以控制所述第一作用力；所述第二介面與一外部的真空裝置連接，與所述第三介面形成一真空回路，所述第三介面與所述吸附單元連接，以控制所述吸附單元對所述晶片進行吸附或釋放。
  2. 如請求項1之鍵合頭裝置，其中，所述氣浮軸包括軸體、第一氣浮墊、第二氣浮墊、軸體套以及氣浮軸座；所述軸體與所述導軌的延伸方向平行；所述軸體套與所述軸體形成一腔體，結合所述調壓閥控制所述第一作用力；所述第一氣浮墊及第二氣浮墊所在的平面與所述軸體的方向平 行，且相對所述軸體的中心線對稱；所述氣浮軸座用於支撐所述軸體、第一氣浮墊、第二氣浮墊以及軸體套。
  3. 如請求項1之鍵合頭裝置，其中，所述導向元件還包括第一轉接板以及滑塊，所述氣浮軸套單元通過所述第一轉接板與所述滑塊連接，所述滑塊可沿所述導軌運動。
  4. 如請求項3之鍵合頭裝置，其中，所述受力單元包括壓頭以及支桿；所述壓頭與所述支桿的一端連接，所述支桿的另一端與所述第一轉接板連接。
  5. 如請求項4之鍵合頭裝置，其中，所述受力單元還包括緩衝墊、限位塊及至少一個彈性模組，所述限位塊的位置相對於所述導軌固定，所述彈性模組的一端與所述壓頭連接，另一端與所述限位塊連接，用於向所述壓頭提供使其回復至初始位置的回復力；所述緩衝墊位於所述限位塊與所述第一轉接板之間。
  6. 如請求項5之鍵合頭裝置，其中，所述彈性模組包括彈簧。
  7. 如請求項4之鍵合頭裝置，其中，所述第一動力元件包括直線電機及電機驅動桿，所述直線電機通過所述電機驅動桿驅動所述壓頭，以向所述壓頭提供所述驅動力。
  8. 如請求項5之鍵合頭裝置，其中，所述鍵合頭裝置還包括一支撐元件，所述支撐元件包括第二轉接板及調節塊，所述導軌與所述第二轉接板連接，所述第二轉接板固定於一固定裝置；所述調節塊位於所述限位塊與所述第二轉接板之間，用於調節所述壓頭的初始位置。
  9. 如請求項8之鍵合頭裝置，其中，所述支桿穿過所述限位塊，所述限位塊與所述調節塊連接，用於當所述第一動力元件驅動所述 壓頭及支桿運動時，限制所述壓頭的位置。
  10. 一種將晶片鍵合至基底的鍵合方法，其特徵在於，包括：提供包括依次相連的氣浮軸套單元、受力單元以及吸附單元的鍵合元件，以及包括導軌的導向元件；由鍵合元件的所述吸附單元吸附一晶片；由獨立於所述鍵合元件的第一動力元件驅動所述鍵合元件的受力單元；所述鍵合元件的氣浮軸套單元沿所述導向元件的導軌運動，將所述晶片鍵合至所述基底；所述吸附單元釋放所述晶片，其中，在將所述晶片鍵合至所述基底的過程中，由鍵合元件的氣浮軸套單元控制將所述晶片鍵合至所述基底的第一作用力，其中，所述第一動力元件驅動所述受力單元之前，所述鍵合方法還包括：向所述氣浮軸套單元的第一介面輸入一第一壓力值的氣體，使所述氣浮軸套單元的氣浮軸沿所述導軌運動，以控制所述第一作用力。
  11. 如請求項10之鍵合方法，其中，所述吸附單元釋放所述晶片的步驟之後，所述鍵合方法還包括：所述鍵合元件的受力單元中的彈性模組產生回復力，將所述受力單元中的壓頭回復至初始位置。
  12. 一種鍵合機台，其特徵在於，包括固定裝置、至少一個基底平台以及至少一個請求項1至9中任一項之鍵合頭裝置，所述鍵合頭裝置與所述固定裝置固定連接，以將晶片鍵合至所述基底平台上承載的基底上。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111009481B (zh) * 2019-12-19 2023-04-18 西北电子装备技术研究所(中国电子科技集团公司第二研究所) 芯片基板大压力倒装键合柔性加压方法
CN112881175B (zh) * 2021-01-26 2022-07-22 湘潭大学 基于复合减速算法的低成本压痕仪压头软着陆方法及系统
CN113146516B (zh) * 2021-02-01 2022-05-27 北京理工大学 一种模块化的柔性夹具
CN113241319B (zh) * 2021-05-31 2021-11-30 广东工业大学 一种快速定位方法及系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160284662A1 (en) * 2013-11-07 2016-09-29 Toray Engineering Co., Ltd. Bonding apparatus

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0715182A (ja) * 1993-06-24 1995-01-17 Toshiba Corp 半導体処理装置およびその処理方法
JP2003224144A (ja) * 2002-01-30 2003-08-08 Nidec Copal Corp ダイボンディング装置
JP2007335733A (ja) * 2006-06-16 2007-12-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd ステージの平面度計測方法とそれを用いた部品装着装置
KR20090066458A (ko) * 2007-12-20 2009-06-24 세크론 주식회사 가압 유닛 및 가압 유닛을 갖는 다이 본딩 헤드
JP5030857B2 (ja) * 2008-05-14 2012-09-19 芝浦メカトロニクス株式会社 電子部品の実装装置及び実装方法
JP2010161211A (ja) * 2009-01-08 2010-07-22 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置
KR102187124B1 (ko) * 2013-12-19 2020-12-04 (주)제이티 이송툴 및 이송툴의 링크부재
CN103915368B (zh) * 2014-04-02 2016-08-31 华中科技大学 一种芯片拾放装置
CN104966687B (zh) * 2015-06-30 2017-08-25 北京中电科电子装备有限公司 一种键合头装置
CN105070670B (zh) * 2015-07-17 2017-12-29 北京中电科电子装备有限公司 一种键合头装置及芯片封装装置
CN106373914B (zh) * 2016-11-10 2020-03-24 北京中电科电子装备有限公司 一种芯片键合装置
CN106385134B (zh) * 2016-11-24 2019-02-22 宁波知了智能科技有限公司 直驱旋转电机键合头装置
KR101736476B1 (ko) * 2017-03-23 2017-05-16 한화테크윈 주식회사 부품 유지 헤드
JP7325965B2 (ja) * 2018-03-26 2023-08-15 芝浦メカトロニクス株式会社 素子実装装置、素子実装装置の調整方法、及び素子実装方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160284662A1 (en) * 2013-11-07 2016-09-29 Toray Engineering Co., Ltd. Bonding apparatus

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