[发明专利]助焊系统、包括助焊系统的焊接机及其操作方法

说明书

提供了用于焊接机的助焊系统。助焊系统包括限定用于保持助焊材料的凹腔的助焊材料保持器、以及用于提供冷却流体以冷却助焊材料保持器的流体源。

交叉相关引用

本发明要求2016年10月31日递交的美国临时专利申请No.62/415,066的优先权，其全文结合在此引作参考。

技术领域

本发明涉及用于焊接半导体元件的焊接机、并且更具体地讲涉及用于这种焊接的改进的助焊系统。

背景技术

与半导体元件的焊接(例如，热压焊接、倒装芯片焊接、超声波焊接等)相结合地，经常采用助焊。更具体地讲，在一示例应用中，半导体元件被构造成焊接至基板。半导体元件在其下表面上包括导电结构(所述导电结构可以包括焊料)。在将半导体元件焊接至基板之前，导电结构可以在焊接机的助焊工位与助焊材料接触。

在此类焊接机的操作过程中，助焊工位附近的温度将会发生改变。例如，因为机器操作经常涉及到半导体元件的加热，所以机器操作的延长的周期将会导致上述温度变化。处理温度的这种变化造成了助焊材料特性中的相应改变。助焊材料的改变经常导致非连续的焊接处理。

因此，期望助焊系统以及相关助焊过程的改进。

发明内容

根据本发明的示意性实施例，提供了用于焊接机的助焊系统。助焊系统包括限定用于保持助焊材料的凹腔的助焊材料保持器、以及用于提供冷却流体以冷却所述助焊材料保持器的流体源(例如，气体源、液体源等)。

根据本发明的另一示意性实施例，提供了焊接机。焊接机包括：(a)焊接头组件，其包含用于将半导体元件焊接至基板的焊接工具；以及(b)助焊系统。助焊系统包括:(i)限定用于保持助焊材料的凹腔的助焊材料保持器；以及(ii)用于提供冷却流体以冷却助焊材料保持器的流体源。

根据本发明的另一示意性实施例，提供了用于焊接机的助焊系统的操作方法。该方法包括以下步骤：(a)在焊接机上提供限定助焊材料凹腔的助焊材料保持器，助焊材料凹腔包含助焊材料；以及(b)将来自流体源的冷却流体引至助焊材料保持器，以冷却助焊材料保持器。

具体地讲，根据本发明的一个方面，提供了一种用于焊接机的助焊系统，所述助焊系统包括：

(a)助焊材料保持器，其限定用于保持助焊材料的凹腔；

(b)流体源，用于提供冷却流体以使得所述助焊材料保持器冷却。

可选地，所述流体源是气体源，所述气体源被构造成使得冷却气体与所述助焊材料保持器的一部分接触。

可选地，所述流体源是液体源，所述液体源被构造成使得冷却液体与所述助焊材料保持器的一部分接触。

可选地，所述流体源通过支承所述助焊材料保持器的支承结构中的至少一个开口将冷却流体引至所述助焊材料保持器的下表面。

可选地，至少一个通道由所述助焊材料保持器限定，所述至少一个通道被构造成自所述流体源接收冷却流体。

可选地，所述助焊材料保持器的与所述凹腔相邻的下表面包括凹部，所述凹部沿着所述下表面的长度的至少一部分遵循着弯曲的路径，冷却流体被构造成被引向所述凹部。

可选地，所述助焊系统还包括助焊工具，所述助焊工具被构造成经越所述助焊材料保持器的与所述凹腔相邻的上表面。

可选地，所述助焊系统还包括流体控制系统，以控制冷却流体自流体源的流。

可选地，所述助焊系统还包括至少一个传感器，以与所述流体控制系统的操作关联地感测所述助焊材料保持器的有关温度的特征。

根据本发明的另一个方面，提供了一种焊接机，包括：