[发明专利]用于控制晶粒接合头的移动的设备和方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及晶粒接合机(die bonding machine)，并且更具体地涉及一种用于控制晶粒接合头的移动的设备和方法。

背景技术

通常，通过下列过程制造半导体封装件：从晶片上锯下各个半导体芯片；将也被称作晶粒(die)的半导体芯片接合至玻璃面板；利用导线进行丝焊以将该晶粒连接于玻璃面板的连接垫；利用热固树脂模制晶粒和晶粒边缘部分；在通过模制热固树脂形成的表面上标记所需要的字符和图形；并且将玻璃面板划分成半导体封装件。

在这种半导体封装过程的晶粒接合操作中，在晶片的已经在半导体生产过程中由若干种检测设备精密检测过的晶粒中，仅捡拾正常的晶粒并将其装载到输送轨道上。该输送轨道起作用以将玻璃面板移动至晶粒接合位置。由此，每个晶粒均以晶粒接合头将晶粒压迫至玻璃面板的方式接合于晶粒接合位置处的相应的玻璃面板。

此外，将参考图1对在晶粒接合操作中使用的晶粒接合机的操作进行描述。图1是示出了典型的晶粒接合机的一部分的视图。在图1中，X轴方向指的是一方向，玻璃面板在该方向上沿输送轨道被输送至晶粒接合位置，Z轴方向指的是竖直方向，晶粒接合头110在该竖直方向上上下移动，并且Y轴方向指的是一方向，晶粒接合头在该方向上在输送轨道与晶片台之间水平移动，该晶片台与输送轨道间隔开。

参考图1，晶粒接合机100起作用以将单个的晶粒接合至相应的玻璃面板。晶粒接合机100包括晶粒接合头110和第一至第三输送单元120、130和140，该第一至第三输送单元120、130和140分别在X轴、Y轴和Z轴方向上输送晶粒接合头110。

晶粒接合头110从放置在晶片台上的晶片上捡拾晶粒，将捡拾到的晶粒输送至位于输送轨道上的晶粒接合位置，并随后将晶粒接合至由输送轨道输送的玻璃面板。作为参考，晶粒接合头110包括从晶片台捡拾晶粒的吸取单元。该吸取单元在其中具有真空管线并且起作用以利用从外部提供的真空力保持住晶粒。该吸取单元与本发明的本质无关，因此，将省略对其操作的详细说明和解释。

同时，晶粒接合头110必须能够沿竖直(Z轴)方向在晶片台的上方移动以便从晶片上捡拾晶粒并且还能够沿竖直(Z轴)方向在输送轨道的上方移动以便将晶粒接合至玻璃面板。第一输送单元120操纵在竖直(Z轴)方向上输送晶粒接合头110的操作。该第一输送单元120可由马达150和滚珠丝杠160的结合体来具体实现。

此外，晶粒接合头110必须能够在晶片台与输送轨道之间来来往往，以执行晶粒接合操作。为此，第二输送单元130起作用以将晶粒接合头110从晶片台输送至输送轨道或从输送轨道输送至晶片台。第二输送单元130同样可以由马达150和滚珠丝杠160的结合体来具体实现。第三输送单元140起作用以在轨道定向的方向(X轴方向)上输送晶粒接合头110。该第三输送单元140同样可以由马达和滚珠丝杠的结合体来具体实现。

在具有上述构造的晶粒接合机100中，由马达150和滚珠丝杠160在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上移动晶粒接合头110以执行晶粒接合操作。然而，存在问题，这是因为由于马达150的高速驱动并被长期操作，滚珠丝杠160变形。详细来说，当晶粒接合头110在沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向移动的同时被长期操作时，每个滚珠丝杠160的温度爬升超过室温。滚珠丝杠160的这种温度的增大引起滚珠丝杠160的膨胀，由此导致晶粒捡拾位置和晶粒接合位置的改变。根据测试结果，当滚珠丝杠160已经被长期操作之后，晶粒接合头110变得与正确的捡拾或接合位置在X、Y坐标上偏移20μm至50μm。照此，在由于滚珠丝杠160的热膨胀而导致晶粒接合头110与正确的捡拾或接合位置偏移20μm至50μm的情况下，就不能够正常地执行捡拾或接合操作。因此，需要一种能够补偿由滚珠丝杠160的热膨胀所导致的误差的方法。

发明内容

因此，考虑到在现有技术中出现的上述问题，作出了本发明，并且本发明的目的是提供一种用于控制晶粒接合机的晶粒接合头的移动的设备和一种利用该设备控制晶粒接合头的移动的方法，在该设备中，通过补偿可能由于移动晶粒接合头的输送单元的热膨胀造成的捡拾位置或接合位置的偏移，能够正确地执行捡拾或接合晶粒的操作。

本发明的另一目的是提供一种用于控制晶粒接合头的移动的设备和一种利用该设备控制晶粒接合头的移动的方法，该设备能够快速地补偿由于移动晶粒接合头的输送单元的热膨胀造成的捡拾位置或接合位置的偏移。