專利名稱：一種晶圓級彈性體壓入微球植球裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體封裝設(shè)備，尤其是涉及一種晶圓級彈性體壓入微球植球裝置。
背景技術(shù)：
晶圓級微球植球機(jī)是一種高端半導(dǎo)體封裝設(shè)備，用于將微球(包括錫球、銅球和 金球等不同材質(zhì)的微球)精準(zhǔn)放置到已經(jīng)涂抹助焊劑的晶圓上，其核心技術(shù)之一就是植球 方式?，F(xiàn)有的晶圓級植球設(shè)備為了實現(xiàn)將微球精確植入晶圓，國際上基本采用掃球植 球、治具吸球植球或篩球的方式。掃球方式是用蠶絲毛刷做成一個旋轉(zhuǎn)頭在網(wǎng)板上往復(fù)掃球?qū)⑶驋呷刖W(wǎng)板孔內(nèi)植 在晶圓上，此種方式蠶絲毛刷消耗量大、制作過程步驟繁瑣、需要專業(yè)人員經(jīng)常更換，因而 成本較高，掃球過程中微球也比較浪費(fèi)、容易出現(xiàn)微球飛濺的情況影響生產(chǎn)。治具吸球是制作一個與晶圓大小相同的治具，治具上制作與需要植球位置相對應(yīng) 的針，利用真空在震動的供料槽內(nèi)將微球吸到治具上，再通過精確的定位系統(tǒng)將微球植入 晶圓。此種方式動作機(jī)構(gòu)復(fù)雜，需要圖像識別系統(tǒng)、精確定位系統(tǒng)、高性能檢測系統(tǒng)等，硬件 質(zhì)量要求較高，價格極其昂貴。篩球方式機(jī)構(gòu)簡單，但是植球精度不高、植球效率不高且容易氧化，因此使用的較 少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種制作相對簡單、 成本較低、植球成功率高的晶圓級彈性體壓入微球植球裝置。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種晶圓級彈性體壓入微球植球裝置，其特征在于，該裝置包括架臺、支腳、網(wǎng)板、 Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)、X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)、直線導(dǎo)軌、Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、供球機(jī)構(gòu)及彈性體植球 頭，所述的支腳有4個，設(shè)在架臺底部的四角，所述的網(wǎng)板固定在架臺的中部，所述的Y向運(yùn) 動機(jī)構(gòu)設(shè)于網(wǎng)板的一側(cè)，所述的X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)一端架設(shè)在Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)上，另一端嵌套在直 線導(dǎo)軌上，所述的直線導(dǎo)軌設(shè)于網(wǎng)板的另一側(cè)，與Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)水平，所述的Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu) 設(shè)于X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)上部，所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及供球機(jī)構(gòu)固定于Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu)的滑塊上，所述的 彈性體植球頭設(shè)在供球機(jī)構(gòu)的下部。X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)、Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)及Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu)采用電機(jī)加上滾珠絲杠或同步齒形帶 進(jìn)行驅(qū)動。所述的電機(jī)為交流伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)。所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為中空旋轉(zhuǎn)電機(jī)或普通電機(jī)，中空旋轉(zhuǎn)電機(jī)或普通電機(jī)帶動中空 軸旋轉(zhuǎn)。
所述的普通電機(jī)為交流伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)。所述的供球機(jī)構(gòu)包括微球容器和供球管路，所述的供球管路設(shè)在微球容器的下 部，該供球管路的下部連接彈性體植球頭。所述的彈性體植球頭由彈性體本體、連接塊和防靜電布組成，所述的防靜電布包 裹在彈性體本體的外部，所述的連接塊設(shè)在彈性體本體的頂部，壓緊防靜電布。所述的彈性體本體的材料為具有一定伸縮特性的物質(zhì)，包括海綿或軟橡膠。所述的X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)可沿Y方向做前后運(yùn)動，所述的Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu)可沿X方向做 左右運(yùn)動，所述的供球機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可沿Z方向做上下運(yùn)動。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)本植球方式所用彈性體植球頭材料容易采購、制作相對簡單，成本大幅降低；(2)本植球方式在植球過程中不需要圖像識別系統(tǒng)和高性能檢測系統(tǒng)，與治具吸 球植球方式相比成本大幅降低；(3)彈性體植球頭對微球傷害小，植球成功率高，微球利用率高。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1為架臺、2為Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)、3為Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu)、4為X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)、5為支 腳、6為網(wǎng)板、7為旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、8為供球機(jī)構(gòu)、9為彈性體植球頭、10為直線導(dǎo)軌。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實施例—種晶圓級彈性體壓入微球植球裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1 2所示，該裝置包括架臺1、 Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)2、Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu)3、X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)4、支腳5、網(wǎng)板6、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7、供球機(jī)構(gòu)8、 彈性體植球頭9、直線導(dǎo)軌10，支腳5有四個，設(shè)在架臺1底部的四角，網(wǎng)板6固定在架臺1 的中部，Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)2設(shè)于網(wǎng)板6的一側(cè)，X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)4 一端架設(shè)在Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)2上， 另一端嵌套在直線導(dǎo)軌10上，直線導(dǎo)軌10設(shè)于網(wǎng)板6的另一側(cè)，與Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)2水平，X 向運(yùn)動機(jī)構(gòu)4可沿Y方向做前后運(yùn)動，Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu)3設(shè)于X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)4上部，可沿X方 向做左右運(yùn)動，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7及供球機(jī)構(gòu)8固定于Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu)3的滑塊上，可沿Z方向做上 下運(yùn)動，彈性體植球頭9設(shè)在供球機(jī)構(gòu)8的下部。在前道工序中涂裝完畢助焊劑的晶圓經(jīng)由晶圓搬送機(jī)構(gòu)送到緊貼網(wǎng)板6的下方 后，彈性體植球頭9在X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)4、Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)2和Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu)3的帶動下運(yùn)動到 搭載初始位置，然后供球機(jī)構(gòu)8提供微球。供球完成后，彈性體植球頭9下降到搭載位置， 并在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7的帶動下旋轉(zhuǎn)起來。彈性體植球頭9在X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)4和Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)2 的帶動下，按照事先設(shè)定的路徑將微球壓入網(wǎng)板6孔內(nèi)的晶圓上。X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)4、Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)2和Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu)3，既可以采用電機(jī)加上滾珠絲杠 的驅(qū)動方式，也可以采用電機(jī)加上同步齒形帶的驅(qū)動方式；電機(jī)既可以采用交流伺服電機(jī)， 也可以采用步進(jìn)電機(jī)。通過X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)4和Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)2的配合，使得彈性體植球頭9可以在整個網(wǎng)板6的范圍內(nèi)運(yùn)動，并且可以在工控機(jī)或其他控制器中提前設(shè)定運(yùn)動路線以 使植球效果最佳。Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu)3上安裝有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7、供球機(jī)構(gòu)8、彈性體植球頭9等機(jī)構(gòu)，以及與 之相配套的傳感器等零部件，因為Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu)3整體較重，需要在實際應(yīng)用中根據(jù)旋轉(zhuǎn)機(jī) 構(gòu)7、供球機(jī)構(gòu)8和彈性體植球頭9等所有機(jī)構(gòu)的質(zhì)量情況以及使用的電機(jī)情況決定Z向運(yùn) 動機(jī)構(gòu)3是否需要電磁剎車機(jī)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7有中空旋轉(zhuǎn)電機(jī)和普通電機(jī)帶動中空軸旋轉(zhuǎn)兩種方式可供選擇，用于 帶動彈性體植球頭旋轉(zhuǎn)以使植球效果更佳。中空旋轉(zhuǎn)電機(jī)制作工藝要求較高、售價高但體 積小出力高、占用空間小。而使用普通的交流伺服電機(jī)或者步進(jìn)電機(jī)通過同步齒形帶或者 齒輪等方式帶動中空軸旋轉(zhuǎn)的方式，實現(xiàn)較為復(fù)雜但成本更低，維護(hù)方便。彈性體植球頭9由彈性體本體、連接塊和防靜電布組成，防靜電布包在彈性體外 面，經(jīng)由連接塊壓緊，用于將微球從網(wǎng)板孔中壓入到晶圓上。彈性體可以是海綿、軟橡膠等 任何具有一定伸縮特性的物質(zhì)。彈性體的伸縮特性使得搭載頭對微球具有一定的必要的向 下壓力，同時搭載頭對微球的損害較小，防靜電布可以消除微球間的靜電以防止植球過程 中微球粘連等情況的發(fā)生，同時防靜電布的存在也避免了微球與彈性體的直接接觸摩擦所 可能導(dǎo)致的彈性體細(xì)屑對晶圓產(chǎn)生污染。同時彈性體搭載頭9的高度可以根據(jù)微球和網(wǎng)板 的情況進(jìn)行調(diào)整以提高搭載成功率。
權(quán)利要求
一種晶圓級彈性體壓入微球植球裝置，其特征在于，該裝置包括架臺、支腳、網(wǎng)板、Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)、X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)、直線導(dǎo)軌、Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、供球機(jī)構(gòu)及彈性體植球頭，所述的支腳有4個，設(shè)在架臺底部的四角，所述的網(wǎng)板固定在架臺的中部，所述的Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)于網(wǎng)板的一側(cè)，所述的X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)一端架設(shè)在Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)上，另一端嵌套在直線導(dǎo)軌上，所述的直線導(dǎo)軌設(shè)于網(wǎng)板的另一側(cè)，與Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)水平，所述的Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)于X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)上部，所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及供球機(jī)構(gòu)固定于Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu)的滑塊上，所述的彈性體植球頭設(shè)在供球機(jī)構(gòu)的下部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓級彈性體壓入微球植球裝置，其特征在于，X向運(yùn)動 機(jī)構(gòu)、Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)及Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu)采用電機(jī)加上滾珠絲杠或同步齒形帶進(jìn)行驅(qū)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種晶圓級彈性體壓入微球植球裝置，其特征在于，所述的 電機(jī)為交流伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓級彈性體壓入微球植球裝置，其特征在于，所述的 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為中空旋轉(zhuǎn)電機(jī)或普通電機(jī)，中空旋轉(zhuǎn)電機(jī)或普通電機(jī)帶動中空軸旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種晶圓級彈性體壓入微球植球裝置，其特征在于，所述的 普通電機(jī)為交流伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓級彈性體壓入微球植球裝置，其特征在于，所述的 供球機(jī)構(gòu)包括微球容器和供球管路，所述的供球管路設(shè)在微球容器的下部，該供球管路的 下部連接彈性體植球頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓級彈性體壓入微球植球裝置，其特征在于，所述的 彈性體植球頭由彈性體本體、連接塊和防靜電布組成，所述的防靜電布包裹在彈性體本體 的外部，所述的連接塊設(shè)在彈性體本體的頂部，壓緊防靜電布。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種晶圓級彈性體壓入微球植球裝置，其特征在于，所述的 彈性體本體的材料為具有一定伸縮特性的物質(zhì)，包括海綿或軟橡膠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種晶圓級彈性體壓入微球植球裝置，包括架臺、支腳、網(wǎng)板、Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)、X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)、直線導(dǎo)軌、Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、供球機(jī)構(gòu)及彈性體植球頭，支腳有設(shè)在架臺底部的四角，網(wǎng)板固定在架臺的中部，Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)于網(wǎng)板的一側(cè)，X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)一端設(shè)于Y向運(yùn)動機(jī)構(gòu)之上，另一端設(shè)于直線導(dǎo)軌之上，直線導(dǎo)軌設(shè)于網(wǎng)板的另一側(cè)，Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)于X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)上部，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及供球機(jī)構(gòu)固定于Z向運(yùn)動機(jī)構(gòu)上，彈性體植球頭設(shè)在供球機(jī)構(gòu)的下部。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制作相對簡單，成本大幅降低，并且對微球傷害小，植球成功率高，微球利用率高。
文檔編號H01L21/60GK101996907SQ20101027671
公開日2011年3月30日 申請日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者李小平, 林海濤, 郭儉 申請人:上海微松工業(yè)自動化有限公司;上海微電子裝備有限公司