專利名稱：小片接合設備的載片臺的制作方法
技術領域：
本發明涉及小片接合設備，具體地說，設計的這種設備包括新穎的載片臺并且采用新穎的轉移裝置，將小片從載片臺轉移到位于引線框架上的接合片。
背景技術：
在小片接合設備中，設有用于裝載硅片的載片臺。硅片通常是圓形的且由大量稱之為小片的集成電路元件組成，這些小片按矩形陣列排列。在小片接合設備中，拾放裝置從載片臺上拾取小片并且將小片一個個地從園片轉移到形成軋于引線框架上的各個接合片。接合片上有膠粘物，小片被按到接合片上。這一過程示意性地示于圖1中，圖中示出小片1從圓片2轉移到引線框架3，其上有許多接合片4，每點均有膠粘劑5。
一般，小片由處在固定位置的拾放裝置從園片上拾取，圓片支承在可移動的載片臺上，載片臺可使園片這樣定位，用拾放裝置拾取的小片可移動到拾取位置，拾放裝置適合從此位置拾取小片。如圖2所示，載片臺可沿互相正交的X方向和Y方向移動圓片，為了快速起見，載片臺可同時沿X方向和Y方向運動。這樣，圓片上任何一個小片都能方便地移動到拾取位置。這種傳統的結構業已證明在過去很受歡迎，但就本領域中正在變得很普遍的大尺寸圓片而言，它有不利的一面。
圓片通常是園形且以往普通園片直徑是6英寸和8英寸二種。6英寸直徑的園片意味著為了使園片上任何小片可移動到拾取位置，載片臺沿X方向和Y方向必須移動走大約6英寸，而對8英寸直徑的園片而言，在X方向和Y方向的移動距離增加到8英寸(事實上還要略大些，因為還必須有可容納其它部件，如園片擴展器的空間)。為了給此移動提供足夠的空間，8英寸園片的載片臺必須具有600×600mm2的可利用空間。
近來尺寸較大的園片正在獲得應用。大尺寸園片的優點是它能降低位于園片邊緣的小片占園片上小片總數的比例。這些邊緣上的小片多半是不合格的，因此，大尺寸園片中功能正常的小片所占比例較大。12英寸直徑的園片目前正在生產。
可惜這種大園片很難使用那種小片定位在拾取位置靠沿XY軸移動的普通載片臺。這種載片臺可能必須在X和Y方向具有約12英寸的移動范圍，且需要有約800×800mm2可供利用的總面積，它使小片接合設備的外形和總尺寸的增大令人不能接受。
發明內容
根據本發明所提供的小片接合設備包括載片臺，拾取裝置和運動裝置，其中載片臺用了支承由許多小片組成的園片，拾取裝置用于從拾取位置拾取的小片并將此小片運送到接合位置，而移動裝置用于移動載片臺，以便使所選小片能移動到拾取位置，其中所述載片臺的運動裝置包括轉動載片臺的裝置和沿一根軸線移動載片臺的裝置。
使目標小片移動到拾取位置的這種方法盡力縮小載片臺所需的線性移動，因而使設備的尺寸，特別是設備的運動空間盡量縮小。這對尺寸相對大的圓片特別有利，但也可同樣用于小尺寸圓片。
上述方法將小片移動到拾取位置，然后，在拾取之前或許需要在拾取位置上對小片的位置作過一步精調。因此提供一種裝置，在小片移動到拾取位置后對小片位置進行精調。這樣的精調裝置可包括圖像系統。
雖然可用轉動和沿一軸線的移動實現目標小片向拾取位置的基本運動，但最好還提供可沿與第一根軸線正交的另一根軸線作小量移動，以便于精調，這樣，精調裝置包括沿一根軸線移動和沿與第一根軸線垂直的一軸線移動的裝置。
在本發明的第二實施例中，除了對載片臺提供沿第一軸線的移動和旋轉外，最好還提供使載片臺沿與所述軸線垂直的第二軸線移動的裝置。在此實施例中，至少對于尺寸較小的圓片，用戶能在旋轉運動和沿一根軸線的移動，或沿二根軸線的直線移動之間作出選擇，作為將目標小片移到拾取位置的手段。
采用旋轉運動將目標小片轉移動到拾取位置可能使小片在到達拾取位置時處于各種不同的定位。因此最好提供圖象系統來感測將被拾取的小片相對于第一軸的定位，并還提供裝置使小片在接合前定位在所要求的方位，還有一種可能性，尤其對于有高深寬比和需要多個推桿的小片，根據小片在拾取位置上的定位提供轉動推桿組件的裝置。
從另一主要方面看，本發明提供的小片接合裝置包括一載片臺，用于支承由許多小片組成的圓片，一拾取裝置，用于從拾取位置上拾取小片并將此小片運送到接合位置，和移動載片臺的運動裝置，從而使所選定的小片能移動到拾取位置，所述運動裝置可使該載片臺旋轉并沿二根正交的軸線移動，其中所述載片臺包括用于夾持不同尺寸的圓片而可互換的夾持裝置，且其中所述載片臺可以按用戶的選擇運動，或通過轉動和沿所述軸線之一移動，或通過沿二根正交的軸線的移動將小片移動到拾取位置。
這樣的實施例使用戶有最大的靈活性，因為一臺機器可以為不同尺寸的圓片工作，然而本發明對于大圓片有尺寸最小型化的優點。對較小圓片而言，用戶可對載片臺的驅動裝置作出片自己的選擇。
小片接合設備包括一個用于支承由許多小片組成的圓片的載片臺，用于在拾取位置上拾取小片并將其運送到接合位置的拾取裝置，和使載片臺移動從而使所選定的小片移動到拾取位置的運動裝置，所述運動裝置可使載片臺轉動并沿二根正交的軸線移動，其中所述載片臺可按用戶的選擇通過轉動及沿一根軸線的移動，或通過沿二根正交軸線的移動使小片移動到拾取位置。
從另一主要方面看，本發明所提供的在小片接合過程中將圓片中的目標小片移動到拾取位置的方法，包括如下步驟使圓片轉動直到目標小片處在所選的軸線上，和使該圓片沿所述軸線作直線運動直到目標小片處于拾取位置。
現在通過參看附圖以舉例方式來說明本發明的幾個實施例，其中圖1示意地示出小片接合過程，圖2示意地示出傳統的小片接合過程，包括可沿X方向和Y方向移動的XY工作臺，圖3示意地示出根據本發明一個實施例所述的小片接合方法和設備，圖4示意地示出在本發明的一個實施例中小片從載片臺傳送到引線框架，圖5示意地示出使用推桿將小片從園片中取出，圖6是本發明一個實施例的載片臺透視圖，及圖7示出本發明的第二實施例并示出在不同尺寸園片條件下本發明的應用。
具體實施例方式
圖3示意地示出本發明的基本構思。具體地說，為了使小片定位在拾取位置，不是使載片臺沿X軸和Y軸移動，而是使載片臺沿一根縱軸線(如Y軸線)移動并繞載片臺的中心轉動。這樣的載片臺可稱作Yθ載片臺。該載片臺可繞園片2的中心至少旋轉±180度(即沿二個方向)，拾取點即位于該點。此外，載片臺還可沿Y方向移動相當于園片2直徑一半的距離，如下面所說明的那樣，這足以使園片上的任何小片帶到拾取位置，這種布置意味著小片接合設備對空間的要求減少了。
在應用本發明的優選實施例時，當希望將小片帶到拾取位置時，載片臺首先繞θ軸旋轉，直到小片位于Y軸上，然后載片臺沿Y軸移動，直到小片處于拾取位置，如上所述，這與對應于園片中心。但應注意，為了說明簡單起見，這描述為旋轉θ角，接著沿Y軸移動，實際上轉動和移動可同時進行以節省時間。
Yθ運動足以將小片帶到拾取位置。但在小片被拾取裝置拾取前通常需要對小片位置作精調。在用圖像系統對小片精確位置和方位作檢查后進行精調。圖像系統能探測小片的精確方位并向控制器提供信息，控制器隨后計算出需要對小片位置作多少進一步的調整。這種圖象系統在XY工作臺的小片接合設備的技術上是已知的，因此在此不作詳述。小片位置的精調可由進一步Yθ運動完成，但最好沿X方向作一定移動，使精調由XY移動來完成。
參看圖4要說的另一問題是因為小片轉動帶到Y軸上，而不是如同傳統設計中沿X軸運動，所以小片相對于Y軸和拾取位置的角位置可以改變。這樣在小片接到引線框架上的接合片之前需要重新定位小片的位置。優選是用具有一旋轉套爪組件7的拾取裝置6完成，該旋轉套爪組件7使小片在被拾取后并在被運送到接合片的過程中可以轉動。結果示于圖4，圖4可以看出，小片在拾取位置上被拾取后由旋轉套夾組件旋轉直到小片處于與接合片接合的正確方位。這種旋轉套夾拾取裝置在本領域也是已知的，故在此不作詳述。
在拾取位置上，小片被一個或多個從載片臺底下向上推的推桿8與園片分離。然后拾取裝置裝有吸入裝置9，將小片從園片上提起。有時需要一個以上的推桿，在有高深寬比的細長小片的情況下，這些一個或多個推桿(無論在什么位置)都必須在小片從園片上拾取之前設置在小片下面。如果小片可以多種不同方位到達拾取位置，若推桿未在小片下處于正確位置則便會出現困難。為了解決這種可能出現的問題，推桿系統應能轉動，以便當有多個推桿時它們能轉動。以便處于細長小片下面的正確位置上。有關小片在拾取位置上的方位的數據可從圖象系統傳送給推桿組件，以控制推桿組件的轉動。圖5示出用二個推桿8將小片10從園片平面向上推的基本順序。拾取裝置設有吸氣通道9，因此小片被帶到接合位置過程中靠吸力吸到拾取位置上，到達接合位置小片被向下的壓力靠砧塊接合到接合片。
圖6示出支承在載片臺上的典型園片2，載片臺由皮帶傳動裝置11帶動旋轉，雖然也可應用任何其它適用形式的旋轉驅動機構。Y方向運動由未在該圖上示出的滑動工作臺提供，滑動工作臺將在關于本發明其他實施例的圖7中示出和說明。眾所周知，載片臺包括一個環繞該園片周圍的園片擴展器12，用來擴展園片，使單個小片互相分離，以便從園片上一個一個地取出小片。
與原有技術相比本發明的一個主要優點是減少了載片臺運動所需空間。沿Y方向運動所需距離至多為園片直徑的一半，即12英寸園片只需6英寸，因為所有的其他方向的運動可通過載片臺的旋轉實現。對12英寸園片而言，總的外形面積約為400×550mm2，只是傳統的XY工作臺移動12英寸園片所需面積的60％。
雖然在上述實施例中本發明是一有沿θ方向轉動和沿Y方向移動在X方向固定的載片臺，不是沿X方向提供很少移動來促使小片在拾取位置進行精調，但在本發明的另一種形式中載片臺還可具有沿X方向移動的裝置，如果需要話。這使小片接合設備的載片臺具有能在Y θ和XY方向運動的優點。這樣的設備更為可取，因為Yθ運動用于大直徑(為12英寸)園片可使設備外形尺寸最小，而同時該設備還可隨用戶的喜好或以Yθ方式或以XY方式在小園片(為6或8英寸的小園片)情況下使用。
圖7示出這種設備的基本結構。該設備用9″×9″的XY工作臺20構成，能沿XY方向運動。足以用傳統的XY方式應付8英寸園片。在XY工作臺20的頂部可固定一安裝裝置，用于夾持供不同尺寸園片使用的擴展器環和圖6方式的旋轉傳動裝置。圖7a示出12英寸座架，圖7b示出8英寸座架，每個能分別接收一12英寸(圖7c)或8英寸(圖7d和7e)的擴展器環。的確，借助于合適的適配器21，12英寸座架可放進8英寸擴展器環。
因此在此實施例中，本發明提供的小片接合設備能處理園片尺寸的范圍，包括大尺寸園片，同時對最大園片通過采用Yθ運動系統使設備總尺寸最小。較小與中等尺寸的園片可按用戶意愿用Yθ或XY運動來移動。
權利要求
1.小片接合設備，包括一載片臺，拾取裝置和載片臺運動裝置，載片臺用于支承由許多小片組成的園片，拾取裝置用于從拾取位置上拾取小片并將此小片運送到接合位置，而運動裝置使載片臺運動，從而將所選定的小片移動到拾取位置，其中所說載片臺的運動裝置包括轉動該載片臺的裝置和使該載片臺沿一軸線移動的裝置。
2.權利要求1所述的小片接合設備，其特征在于，設有當小片移動到拾取位置后提供小片位置精調的裝置。
3.權利要求2所述的小片接合設備，其特征在于，所述精調裝置包括沿所述一軸線移動的裝置和沿與所述一軸線垂直的另一軸線移動的裝置。
4.權利要求1所述的小片接合設備，其中所述載片臺運動裝置包括使載片臺沿與所述一軸線垂直的第二軸線運動的裝置。
5.權利要求1所述的小片接合設備，其特征在于，所述設備包括圖像系統用于檢測被拾取的小片相對于所述一軸線方位，還包括一定位裝置，用于所述小片在接合前將所述小片相對于所述一軸線定位在所要求方向。
6.權利要求1所述的小片接合設備，其特征在于，所述載片臺運動裝置包括用于轉動所述載片臺的旋轉驅動裝置。
7.權利要求1所述的小片接合設備，其特征在于，包括一推桿組件和根據在拾取位置的小片的方位轉動推桿組件的裝置。
8.小片接合設備，包括一用于支承由許多小片組成的園片的載片臺，用于從拾取位置拾取小片并將此小片運送到接合位置的拾取裝置，和運動載片臺的運動裝置，以便使所選定的小片移動到拾取位置，所述運動裝置適合于轉動所述載片臺和沿二根正交的軸線移動所述載片臺，其中所述載片臺包括用于夾持不同尺寸園片可以互換的夾持裝置，且其中所述載片臺可按用戶的選擇運動，或通過旋轉和沿一根軸線移動，或通過沿二根正交的軸線移動，將小片運動到拾取位置。
9.小片接合設備，包括一用于支承由許多小片組成的園片的載片臺，用于從拾取位置拾取小片并將該小片傳送到接合位置的拾取裝置，和運動載片臺的裝置，以便使所選定的小片能移動到拾取位置，所述運動裝置適合于轉動所述載片臺并沿二根正交的軸線移動所述載片臺，其中所述載片臺可按用戶選擇運動，或通過旋轉和沿一根軸線移動，或者通過沿二根正交的軸線移動，將小片移動到拾取位置。
10.一種將目標小片移動到小片接過程拾取位置的方法，包括如下步轉動園片，直到目標小片位于所選軸線上，使所述園片沿所述軸線作線性運動，直到該目標小片處于拾取位置。
全文摘要
本發明提供的小片接合設備,為了使目標小片移動到拾取位置,通過轉動和沿一直線軸移動來運動載片臺,這樣,與沿二正交直線軸運動來實現這一運動的現有技術設備相比,減少了設備占的運動空間在本發明的一個實施例中,還可提供沿第二根正交軸線移動,從而用戶可選擇將目標小片移動到拾取位置的方法。
文檔編號H01L21/00GK1356721SQ01140148
公開日2002年7月3日 申請日期2001年11月27日 優先權日2000年11月27日
發明者劉少榮, 區玉璋 申請人:先進自動器材有限公司