接合设备及其控制方法技术

公开一种接合设备及其控制方法。接合设备包括：接合头，用以单独吸附切割的裸片；驱动器，在垂直方向上移动接合头并将其传送到X‑Y平面上的位置；接合基板，其上安装有被接合头吸附的裸片，接合头包括：接合部件，真空吸附裸片；第一气动压力部件，通过选择性地向其施加气动压力和取消气动压力的施加向接合部件供应缓冲动力，其容积根据压力可变；第二气动压力部件，被连续施加气动压力，在将接合头传送到X‑Y平面上的位置的同时，保持施加到第一和第二气动压力部件的气动压力，且当接合头垂直向下移动时，在接合头与接合基板的上部隔开预定高度的状态下，施加到第一气动压力部件的气动压力移除，由接合部件吸附的裸片安装在接合基板上。

Engaging device and control method thereof

A bonding device is disclosed and a control method thereof. The joint device comprises a joint head for adsorbing and cutting bare sheets separately; a driver, moving the joint head in a vertical direction and transmitting it to a position on the X_Y plane; a joint substrate, on which a bare sheet adsorbed by the joint head is mounted, and the joint head comprises: a joint component, a vacuum adsorbing bare sheet; a first pneumatic pressure component, Buffer power is supplied to the joint by selectively applying pneumatic pressure to it and eliminating the application of pneumatic pressure, the volume of which varies according to the pressure; the second pneumatic pressure component is continuously applied pneumatic pressure, which is maintained to the first and second pneumatic pressure parts while transmitting the joint to the position on the X_Y plane. The pneumatic pressure applied to the first pneumatic pressure component is removed when the joint head moves vertically downward, and when the joint head is separated from the upper part of the joint substrate at a predetermined height, the bare sheet adsorbed by the joint component is mounted on the joint substrate.

【技术实现步骤摘要】
接合设备及其控制方法
本专利技术涉及一种接合设备(bondingapparatus)及其控制方法。更具体而言，本专利技术涉及一种接合设备及其控制方法，接合设备能够保护待接合的裸片(die)(比如半导体芯片)，并且当裸片的底表面通过接合设备的接合构件浸入到助焊剂中时，或者当浸有助焊剂的裸片被安装在接合基板上以将裸片接合到基板(比如印刷电路板)上时，接合设备能够防止裸片底表面上的凸块(bump)损坏；接合设备能够将裸片高速移动到含有助焊剂的浸渍板(dippingplate)或接合基板上，以最小化将裸片浸入到助焊剂中所需的处理时间，从而最大化生产率；并且接合设备能够在拾取裸片期间最小化施加到裸片的冲击，同时当裸片被拾取和翻转时补偿翻转器(flipper)的旋转惯性。
技术介绍
例如，在作为用以接合裸片(比如半导体芯片)的设备的半导体芯片接合设备中，当从晶片切割出的单独半导体芯片被翻转器吸附并拾取、旋转180°以使得半导体芯片上下颠倒、接着被传送到接合头时，拾取半导体芯片的接合头将半导体芯片的底表面上的凸块浸入到助焊剂中，并将半导体芯片接合到基板(比如印刷电路板)上。通常，将裸片底表面上的凸块浸入到助焊剂中的处理是通过以下方式执行的：将接合工具向下移动到涂覆有一定厚度的助焊剂的浸渍板上，并将浸渍板的助焊剂涂覆到由接合工具吸附的裸片的底表面上的凸块上。在接合设备中，翻转器采用具有低硬度的弹簧作为缓冲垫，以在翻转器与裸片接触时最小化施加到裸片的冲击。为了使翻转器旋转到期望的范围，在翻转器将要停止的位置处安装有停止器。当翻转器与停止器接触时，翻转器的旋转停止。在这种情况下，翻转器的机械部件可能由于翻转器的旋转惯性而晃动或可能向翻转器的机械部件施加冲击，其中旋转惯性是在当翻转器与停止器接触并因此停止时保持旋转运动的属性。此外，由于拾取单元(pickupunit)被安装为与旋转驱动器的旋转中心间隔开，因此更高的旋转惯性被施加到拾取单元。类似地，当翻转器高速向下移动以拾取裸片时，惯性被施加至翻转器，因此翻转器的机械部件产生不必要的运动。考虑到旋转时产生的机械部件的惯性，翻转器的旋转速度被控制以防止由于惯性而出现问题。但是，随着装备的每小时产出(UnitPerHour,UPH)的增加，翻转器应高速旋转。在翻转器的旋转速度增加的同时，弹簧不能承受翻转器的机械部件的惯性，因此机械部件被反复地推出和返回到机械部件的初始位置。由此，冲击被累积在翻转器上，因此翻转器可能被损坏或者被吸附在翻转器上的裸片可能被向前抛出。此外，由于半导体市场趋向于更薄和更小尺寸的半导体材料，对薄膜裸片的需求不断增加。当与过去使用的相同的拾取力被施加到翻转器的薄膜裸片时，裸片可能被损坏，例如裸片可能被弯曲或折断。由此，通过更平缓地控制翻转器的弹簧来最小化施加到裸片的冲击是很重要的。另外，由于布置在薄膜裸片上的凸块的数量减少，凸块可被施加到裸片上的接合力损坏，或者裸片可由于当裸片浸入到助焊剂中时施加到裸片上的冲击而被折断或碎裂。为了解决这些问题，待施加到接合工具的力被控制在不会引起凸块损坏的范围内。传统上，使用施加到安装在接合工具内部的空气腔室的压力来控制待施加到接合工具的力。特别是，在接合工具在水平方向上移动的同时，接合工具被高力度支撑，使得被接合工具吸附的裸片不会被振动损坏。紧接在被接合工具吸附的裸片与浸渍板接触之前，接合工具在浸渍板的上方向下移动时，接合工具被低力度支撑，使得布置在裸片的底表面上的凸块可不被损坏。然而，当空气腔室的容积在将支撑接合工具的压力从高压切换到低压期间随着压力而可变化时，接合工具可能由于空气腔室的容积的变化而晃动，并且裸片无法浸入到助焊剂中或无法使用接合工具接合，直到接合工具的晃动被稳定为止。因此，可能降低整个装备的UPH，从而降低生产率。因此，迫切需要一种用于接合裸片(比如半导体芯片)的接合设备及其控制方法，接合设备能够最小化待施加到薄裸片的冲击，以在不降低翻转器的旋转速度的情况下保护裸片；当裸片的底表面浸入到助焊剂中以将裸片接合到基板(比如印刷电路板)上时，接合设备能够保护布置在裸片的底表面上的凸块，并且接合设备能够将裸片高速移动到含有助焊剂的浸渍板上，以最小化将裸片浸入到助焊剂中或接合裸片所需的处理时间，从而使生产率最大化。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种接合设备及其控制方法，其中当裸片被翻转器拾取和翻转时能够补偿旋转惯性，并且在拾取裸片期间能够在不降低翻转器的旋转速度的情况下最小化施加到裸片的冲击。本专利技术还旨在提供一种接合设备及其控制方法，其中当将裸片浸入到助焊剂中以将裸片接合到基板上时能够保护布置在裸片的底表面上的凸块。本专利技术还旨在提供一种接合设备及其控制方法，能够控制接合力以当裸片被接合到基板上时防止裸片被折断或碎裂。本专利技术还旨在提供一种接合设备及其控制方法，能够通过将裸片高速移动到含有助焊剂的浸渍板或接合基板上以将裸片接合到基板上，来最小化浸入或接合裸片所需的处理时间，从而使生产率最大化。技术方案本专利技术提供一种接合设备，所述接合设备包括：接合头，所述接合头用以单独地吸附切割的裸片；驱动器，所述驱动器用以在垂直方向上移动所述接合头，并将所述接合头传送到X-Y平面上的位置；和接合基板，在所述接合基板上安装有被所述接合头吸附的裸片，其中所述接合头包括：接合部件，所述接合部件用以真空吸附所述裸片；第一气动压力部件，所述第一气动压力部件用以通过选择性地向所述第一气动压力部件施加气动压力和取消所述气动压力的施加而向所述接合部件供应缓冲动力，其中所述第一气动压力部件的容积根据压力是可变的；和第二气动压力部件，所述第二气动压力部件被连续施加气动压力，其中在将所述接合头传送到所述X-Y平面上的位置的同时，保持施加到所述第一气动压力部件和所述第二气动压力部件的气动压力，并且当所述接合头垂直向下移动时，在所述接合头与所述接合基板的上部隔开预定高度的状态下，施加到所述第一气动压力部件的气动压力被移除，并且由所述接合部件吸附的裸片被安装在所述接合基板上。本专利技术还提供一种接合设备，所述接合设备包括：接合头，所述接合头用以单独地吸附切割的裸片；驱动器，所述驱动器用以在垂直方向上移动所述接合头，并将所述接合头传送到X-Y平面上的位置；浸渍板，所述浸渍含有助焊剂，所述助焊剂待涂覆到由所述接合头吸附的裸片的底表面上；和接合基板，在所述接合基板上安装涂覆有所述助焊剂的裸片，其中所述接合头包括：接合部件，所述接合部件用以真空吸附所述裸片；第一气动压力部件，所述第一气动压力部件用以通过选择性地向所述第一气动压力部件施加气动压力和取消所述气动压力的施加而向所述接合部件供应缓冲动力，其中所述第一气动压力部件的容积根据压力是可变的；和第二气动压力部件，所述第二气动压力部件被连续施加气动压力，其中在将所述接合头传送到所述X-Y平面上的位置的同时，保持施加到所述第一气动压力部件和所述第二气动压力部件的气动压力，并且当所述接合头垂直向下移动时，在所述接合头与所述浸渍板的上部隔开预定高度的状态下，施加到所述第一气动压力部件的气动压力被移除，并且所述助焊剂被涂覆到由所述接合部件吸附的裸片的底表面上。所述第一气动压力部件可包括:空气腔室通道，来自外部空气箱的空气通过所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接合设备，所述接合设备包括：接合头，所述接合头用以单独地吸附切割的裸片；驱动器，所述驱动器用以在垂直方向上移动所述接合头，并将所述接合头传送到X‑Y平面上的位置；和接合基板，在所述接合基板上安装有被所述接合头吸附的裸片，其中所述接合头包括：接合部件，所述接合部件用以真空吸附所述裸片；第一气动压力部件，所述第一气动压力部件用以通过选择性地向所述第一气动压力部件施加气动压力和取消所述气动压力的施加而向所述接合部件供应缓冲动力，其中所述第一气动压力部件的容积根据压力是可变的；和第二气动压力部件，所述第二气动压力部件被连续施加气动压力，其中在将所述接合头传送到所述X‑Y平面上的位置的同时，保持施加到所述第一气动压力部件和所述第二气动压力部件的气动压力，并且当所述接合头垂直向下移动时，在所述接合头与所述接合基板的上部隔开预定高度的状态下，施加到所述第一气动压力部件的气动压力被移除，并且由所述接合部件吸附的裸片被安装在所述接合基板上。

【技术特征摘要】
2017.02.28 KR 10-2017-0026773;2017.03.24 KR 10-2011.一种接合设备，所述接合设备包括：接合头，所述接合头用以单独地吸附切割的裸片；驱动器，所述驱动器用以在垂直方向上移动所述接合头，并将所述接合头传送到X-Y平面上的位置；和接合基板，在所述接合基板上安装有被所述接合头吸附的裸片，其中所述接合头包括：接合部件，所述接合部件用以真空吸附所述裸片；第一气动压力部件，所述第一气动压力部件用以通过选择性地向所述第一气动压力部件施加气动压力和取消所述气动压力的施加而向所述接合部件供应缓冲动力，其中所述第一气动压力部件的容积根据压力是可变的；和第二气动压力部件，所述第二气动压力部件被连续施加气动压力，其中在将所述接合头传送到所述X-Y平面上的位置的同时，保持施加到所述第一气动压力部件和所述第二气动压力部件的气动压力，并且当所述接合头垂直向下移动时，在所述接合头与所述接合基板的上部隔开预定高度的状态下，施加到所述第一气动压力部件的气动压力被移除，并且由所述接合部件吸附的裸片被安装在所述接合基板上。2.一种接合设备，所述接合设备包括：接合头，所述接合头用以单独地吸附切割的裸片；驱动器，所述驱动器用以在垂直方向上移动所述接合头，并将所述接合头传送到X-Y平面上的位置；浸渍板，所述浸渍含有助焊剂，所述助焊剂待涂覆到由所述接合头吸附的裸片的底表面上；和接合基板，在所述接合基板上安装涂覆有所述助焊剂的裸片，其中所述接合头包括：接合部件，所述接合部件用以真空吸附所述裸片；第一气动压力部件，所述第一气动压力部件用以通过选择性地向所述第一气动压力部件施加气动压力和取消所述气动压力的施加而向所述接合部件供应缓冲动力，其中所述第一气动压力部件的容积根据压力是可变的；和第二气动压力部件，所述第二气动压力部件被连续施加气动压力，其中在将所述接合头传送到所述X-Y平面上的位置的同时，保持施加到所述第一气动压力部件和所述第二气动压力部件的气动压力，并且当所述接合头垂直向下移动时，在所述接合头与所述浸渍板的上部隔开预定高度的状态下，施加到所述第一气动压力部件的气动压力被移除，并且所述助焊剂被涂覆到由所述接合部件吸附的裸片的底表面上。3.根据权利要求1或2所述的接合设备，其中所述第一气动压力部件包括:空气腔室通道，来自外部空气箱的空气通过所述空气腔室通道而被供应和传送；空气腔室，所述空气腔室用以通过从所述空气腔室通道供应的空气而膨胀，以向所述接合部件供应驱动力；力控制调节器，所述力控制调节器用以控制从所述外部空气箱供应的空气的压力；和阀，所述阀用以开始或停止向所述空气腔室供应空气。4.根据权利要求3所述的接合设备，其中，当停止向所述空气腔室供应空气时，残留在所述空气腔室内的空气被排出至外部，由此仅施加至所述第二气动压力部件的气动压力保留在所述接合部件中，以减小施加至所述接合部件的压力。5.根据权利要求1或2所述的接合设备，其中所述第二气动压力部件包括:气缸通道，来自外部空气箱的空气通过所述气缸通道而被供应和传送；气缸，所述气缸用以将由所述气缸通道供应的空气的压力传送至支撑负载；和所述支撑负载，所述支撑负载用以通过根据传送至所述支撑负载的压力向所述接合附件供应具有一定压力的缓冲动力来支撑所述接合部件。6.根据权利要求5所述的接合设备，其中，当施加至所述第一气动压力部件的气动压力被移除，并且被供应空气的所述空气腔室的容积由此发生变化时，所述支撑负载使用由所述第二气动压力部件保持的气动压力支撑，以向所述接合部件供应所述缓冲动力。7.根据权利要求1或2所述的接合设备，其中所述接合部件包括传感器狗，并且所述接合头包括传感器部件，所述传感器部件用以感测距所述传感器狗的物理距离，所述传感器部件与所述传感器狗间隔一定距离。8.根据权利要求1或2所述的接合设备，其中所述接合部件包括：接合拾取器，所述接合拾取器用以与所述裸片物理接触并吸附所述裸片；和空气轴承，所述空气轴承用以旋转所述接合拾取器，所述空气轴承耦接至所述接合拾取器的上部，并且所述接合部件还包括：空气箱，所述空气箱用以将空气供应到所述空气轴承；和空气力调节器，所述空气力调节器用以控制所供应的空气的压力。9.根据权利要求1或2所述的接合设备，还包括翻转器，所述翻转器用以拾取切割的裸片、使所述裸片旋转180°以使得所述裸片上下颠倒、并且将所述裸片传送到所述接合头，其中所述翻转器包括：拾取单元，所述拾取单元用以吸附和拾取所述裸片；翻转臂，所述拾取单元安装在所述翻转臂上，并且所述翻转臂安装在主体上且可旋转并可向上或向下移动；支撑负载，所述支撑负载安装在所述翻转臂中且在长度方向上在预定的范围内是可移位的，并且其中所述拾取单元安装在所述支撑负载的端部上；弹性构件，所述弹性构件用以吸收在所述拾取单元与所述裸片接触期间产生的冲击，所述弹性构件设置在其中包括所述支撑负载的支撑部件和所述拾取单元之间；负压管，所述负压管用以向所述拾取单元施加负压，以在所述裸片被所述拾取单元拾取的同时保持所述负压，所述负压管耦接至所述拾取单元；和正压管，所述正压管用以通过向所述翻转臂中施加正压来向所述支撑负载供应承载动力，所述正压管耦接至所述翻转臂，其中保持通过所述正压管施加到所述支撑负载的正压以在所述翻转臂旋转并向下移动的同时补偿所述翻转臂的惯性，并且紧接在所述拾取单元与所述裸片接触之前所述正压被移除。10.根据权利要求1或2所述的接合设备，还包括翻转器，所述翻转器用以拾取切割的裸片、使所述裸片旋转180°以使得所述裸片上下颠倒、并且将所述裸片传送到所述接合头，其中所述翻转器包括：拾取单元，所述拾取单元用以吸附和拾取所述裸片；翻转臂，所述拾取单元安装在所述翻转臂上，并且所述翻转臂安装在主体上且可旋转并可向上或向下移动；支撑负载，所述支撑负载安装在所述翻转臂中且在长度方向上在预定的范围内是可移位的，并且其中所述拾取单元安装在所述支撑负载的端部上；负压管，所述负压管用以向所述拾取单元施加负压，以在所述裸片被所述拾取单元拾取的同时保持所述负压，所述负压管耦接至所述拾取单元；和正压管，所述正压管用以施加第一正压或第二正压，所述正压管耦接至所述翻转臂以通过选择性地向所述翻转臂施加正压来向所述支撑负载供应承载动力；其...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑显权，郑之训，金圣凡，
申请(专利权)人：韩美半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR