[发明专利]焊球放置装置

说明书

相关申请

本申请是美国申请No.08/795,543的部分延续，该申请在这里通过引证被并入本文。

发明背景

在半导体器件的生产中，通常将小焊球以球格栅排列放置在半导体器件的基体上，然后将焊球回流到一炉中，从而在基体上提供一系列电连接触点。目前，有多种不同的方法用于放置焊球，从而在半导体和其它电子器件上形成球格栅排列。

在一种方法中，用一真空头将一列焊球拣起。每个焊球由真空头中一单独的真空喷嘴固定。该真空头然后将焊球放置到半导体基体上并释放焊球到其上面。

在另一种方法中，在半导体基体上放置一面层。该面层具有一列与基体上所需电输出端的图案相对应的贯穿形成的孔。然后用一空气刀或刮刀将大量焊球分散到基体上。一些焊球落入面板上的孔中并被捕捉，从而将焊球定位在基体上所需点阵中。

在另一个方法中，形成一转移基体，该基体上有一列与所需点阵电输出端相对应的凹槽。该列凹槽然后填充焊球。半导体基体转成面向下与放置在该转移基体上的该列焊球接触。焊球然后回流到半导体基体上并与之冶金粘结。

发明概述

在某些应用中，多达2000个直径为.012英寸至.030英寸的焊球被放置在半导体基体上约4平方英寸的区域内。因此，大量小尺寸的焊球使得用现有的设备有时很难前后一致地将一完整列的焊球放置在半导体基体上。

本发明提供了一种用于将一列焊球放置在一半导体基体上的装置，与前述方法相比，该装置在焊球的放置上更可靠。本发明的装置包括一承载板，该承载板具有一系列从中穿过的孔。每个孔能够固定一个焊球。球放置头上第一点阵突起的至少一部分与由承载板固定的第一点阵焊球对正。该突起推动第一点阵焊球穿过基体上承载板中的孔。

在优选实施方案中，焊球输送器用焊球填充承载板。该输送器包括一柔顺的清除元件，用于从承载板上清除多余的焊球。点阵头上第二点阵的突起与由承载板固定的一些焊球对齐，将第二点阵的焊球从承载板上推下，使得只有第一点阵的焊球保持由承载板固定。位于球放置和点阵头上的每个突起是一销，该销可与承载板中相应的孔自定位。

第一传感系统对承载板中全部所需的孔在由焊球输送器填充后是否都装有一焊球进行传感。该第一传感系统包括一观察装置和一位于承载板后面用于从背面照亮承载板的光源。第二传感系统对点阵头将第二点阵焊球从承载板上推下后承载板是否装有仅在第一点阵中的焊球进行传感。该第二传感系统包括一观察装置，光源，该光源设置在承载板后面用于从背面照亮承载板，从而检测是否承载板固定有仅在第一点阵中的焊球，及另一光源，该光源设置在承载板前面，用于从前面照亮承载板，从而检测承载板顶部的任何杂散焊球。

在一优选实施方案中，承载板包括一夹在第一板部和第二板部之间的薄膜。承载板中的该系列孔穿过该第一板部、该薄膜及该第二板部。第一和第二板部中的孔的尺寸确定为允许焊球从中穿过，而穿过薄膜的孔的尺寸确定为防止焊球由于重力作用而穿过，同时允许在被球放置头推动时穿过该薄膜。

在另一优选实施方案中，承载板中的孔的尺寸确定为防止焊球穿过，但允许设置在承载板下方的球放置头上的销推动焊球穿过承载板顶部中的孔。该实施方案中，将接收焊球的半导体基体倒置设置在承载板上，使焊球能够被推出该孔并压靠在半导体基体的上表面上。

第一传感系统，点阵头，第二传感系统和球放置头以一环形路径分别设置在第一传感工位、点阵头工位、第二传感工位和球放置工位中。具有支承该承载板的支承指的可旋转圆盘传送器将承载板传送到各工位。该圆盘传送器在每个工位提供了同时操作，从而提高了生产率。

本发明另一实施方案涉及一种用于将焊球分配到一板上的焊球分配器，该板具有一其中形成有一列孔的上表面。该焊球分配器包括一板支承件，该板支承件构造和设置成支承该板，从而使该上表面与水平面成一角度倾斜，一设置在该板支承件上方的球输送装置，用于向板提供焊球，及一设置在该板支承件上方的焊球固定器。该焊球固定器可在该板的上表面上移动，以控制焊球在该板上的移动速度。