TW200408036A - Mechanism for exchanging chip-carrier plates for use in a hybrid chip-bonding machine - Google Patents

Description

200408036 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） 【潑^明所屬技姻^領域^ 本發明係有關一種可在一混合晶片接合機中更換晶片 載板的機構，特別是供如申請專利範圍第丨項的前言部份 5所述之一種自動混合晶片接合機所使用者。 L· jttr 一混合晶片接合機係可用來將各種類型的半導體晶片 ，尤其是不同尺寸者’接合於—基材上。在輸送階段時各 晶片會被個別地傳送至一系統’其會分開該等晶片並將它 10 們送至一適當的承接工呈。p 4治古夕 ^匕知冒有多種的晶片輸送系統 被使用’而該系統的選擇主要係以晶片的尺寸來決定。常 用的晶片輸送系統乃包括例如晶圓環或载送膜框及蛋餅包 (waffle packs)’亦稱為乳勝包（gel packs)等，其皆能以各 種不同的尺寸來被獲得。 15 肖來自動接合混合晶片的機器必須能夠處理多種不同 尺寸或類型的晶片，並須盡可能以最短的時間來改變晶片 的尺寸或賴，俾使該機器的運賴會巾斷很短的時間。 在任何習知的晶片輸送系統中之任何個別的晶圓，每 載送膜框或每一蛋餅包或爲丨狀七榮 , 斤已A礼♦包專，皆僅含有單一類型 2〇或尺寸的晶片。故若在接人 牡按口過耘中，其必須改變晶片的類 型或尺寸時，則亦必須改變点 曰 成另種日日片載板，雖然該載板 亦可能為相同的類型，而僅9 而僅疋所要輪送的晶片有所不同。 在名知的混合晶片接人她由 專晶片載板係被個別地更 換’而會拉長生產時間。 200408036 玫、發明說明 申請人的EP 0447082 B1專利乃揭露一種可更換晶片 載板的機構，其係被設計供用於混合晶片接合機，尤其是 -自動式混合晶片接合機中者。在該案中—自動混合晶片 接合機乃包含-晶片載板系統，一晶片釋卸站，及一可接 5收JL安衣4等晶片的系統，其可由一晶粒镶設系統或晶粒 黏接機來構成。 依據申請人之EP-A-0447083號專利的晶片釋卸系統乃 包含一載具，多數的晶片釋卸頭設在該載具上，及一可使 該載具步進而令一載頭增量地移至一操作位置的裝置。不 1〇同的載頭係裝有不同配置的晶片釋卸銷，其各可用來卸除 -特定尺寸或類型的晶片。在被卸下之後，該晶片會被以 一適當的承接裝置來檢取並傳送至一晶片組合站。 在晶片接收部份最好包含一可供更換工具的系統，如 在申請人的ΕΡ-Α-0 447087號專利中所述。其包含一組工 15具以及多數的工具固持件，每一固持件中會被插入一工具 ，並可被一載所承接。該載頭係被裝在一固持座上，而可 被驅動於該組工具，該晶片釋卸系統及一晶片組合站之間 。該工具組可被驅動而將一所擇工具固持件移至一位置處 ，俾供該載頭來檢取。 20 依據上述EP 0447082 B1專利案的晶片載板更換系統 乃包含·· (a) —存放架可儲存多數的晶片載板。 (b) -傳送裝置裝設於―軸栓，而可繞其妹來旋轉， 並附設有-第一及第二夾持裝置，它們係固接於一可旋轉 6 200408036 玖、發明說明 的固持件，因此各夾持裝置係可由該存放架來夾取一所擇 的晶片載板，再將之送至該晶片接合機的晶片釋卸系統， 亚於預定數目的晶片被卸下之後，再將其由該晶片釋卸系 統移回該存放架。 (C)一切換裝置可移位在存放架中的該等載板，俾使所 擇的載板能被置於-收集點處，以待由該存放架中被取走 ;及 (d)切換裝置能繞上述之垂軸來旋轉該傳送裝置。 C 明内】 10 ^本發明的目的係為揭露一種用來更換晶片載板的改良 機構’以及—種操作該機構的方法，利用料機構和方法 將可獲得更高的操作效率，而能降低接合晶片的生產成本。 15 #針對上述裝置之目的，乃可藉一種具有申請專利範圍 第1項之特徵的晶片載板更換機構來達成；而針對該方法 之目的，則可藉具有巾請範圍第8項之特徵的操作程序來達成。 本發明乃包括進-步縮短來回該存放架之間所需的傳 料間之基本概念，其包含以—組合的傳送和移除程序來 提供晶片載板於生產製程及該晶片釋卸系統。 20 本發明亦包括修正供此目的之用的晶片載板更換拍 之結構的概念。最後，本發明亦包括對該傳送裝置來， 該修正的概念’尤其是針對設於其上之夾持裝置。至灰 ^正的結果’係將該等夾持裝置上下排肋合，並使它 _ =地控制或作動’而上述組合的傳送和移除程片 以一簡單的方式來達成。 7 200408036 玖、發明說明 ，1 利用所提供的裝置，配合該傳送装置的適當控制，則 S 6亥傳达裝置在一靠近該存放架的第一操作位置時，1乃 可幾乎同地由該存放架移走一製程所需的第—晶片載板， 並將-由處理站移來的晶片載板置於該存放架中。同樣地 5，當該傳送裝置在-靠近該晶片釋卸系統的第二操作位置 時，該所述裝置亦能夠移走一晶片载板，其係要被送走者 ;且立即又會有另一含有要被處理之晶片的晶片载板被送 入該處理站中。 15 在該傳送裝置之—較佳實施例中’該第_與第 裝置係各包含一晶片承納元件，其可被移動於距該固持件 之一基準點不同距離的一第一與一第二位置之間。各承納 元件係設有-夹具可被控制地來灸持或釋放一晶片载板。 該等夾具最好係可氣動或電動式地操作，俾使該傳送裝置 旎被容易且快速地移動和控制’並可具有精小的結構。 該等晶片載板乃具有方形板的造型，並有一開孔在其 内部。在該板的外緣及此開孔之間乃設有特殊造型的凹槽 ，其可形成晶圓以及各種可用於多數個別晶片之標準化載 板的容隙。 20 該傳送裝置的承接元件係可適配晶片载板之邊角區域 的形狀和尺寸’而具有二凸部互相垂直定向，並以一形狀 似一四分圓的正面環緣來互相連接。該正面環緣會與一平 置於该承接7C件上之晶片載板形成同心。該承接元件的夹 具係靠近該二凸部的外緣，而能匹配晶片載板表面上的卡 接裝置（特殊切口）。因此，將能確保該晶片载板相對於該 8 玖、發明說明 I ^ 傳送裝置的精確定位，此則又能確保在傳送至處理 放架内時十分精確。最好在該晶圓載板之复它區子 亦設有附加的卡接裝置，來卡抿 ^ 元件。 擇卸线處的承接 5 10 在該更換機構的較佳實施例令，該第-和第二夾持f 置係裝設於—共同的基座元件，其可相對於該傳送袭置的 固持件來垂直地移動(於一有限範圍内)。因此一结人1存 放架本身之對應設計-將能在該存放架處來正確㈣= 述之傳送和移除程序，及在該晶片釋卸系統處來進行晶片 載板的傳送和接收。 圖式簡單說明 本發明的晶片載板系統之一較佳實施例將參照所附圖 式來更詳細說明於後，其中： 第1圖係示出一自動混合晶片接合機之主要構件的整 15 體示意圖； 第2圖為一晶片载板的平面圖；及 第3A至3C圖係示出係示出一可旋轉及線性移動之傳 送裝置的三視圖。 L實施方式3 第1圖係示出一自動混合晶片接合機丨的主要結構，其 一方面包含一晶粒黏接機2，又另一方面包含一晶粒镶設 系統4以供組合晶片，它們皆為實際的處理站。該晶片接 合機1更包含一晶片輸送系統6及一晶片釋卸系統8。該輸 送系統6包含一存放架10可容納多數的晶片載板，以及實 200408036 玖、發明說明 際的輸送機構’其即為本發明的標的。該種晶片接合機係 已白知甚久，故其主要構件的構造及相互作用母需在此冗 述0 一存放架ίο可容納五或更多個晶片載板12。其係為一 5框架而具有凸緣等可供樓持被推入的晶片載板，並可被垂 直地移位而使所擇的載板能被帶至一移出位置，及使空槽 被移至一接收位置以供被送回的載板插入。 第2圖示出一供使用於與第3A至3C圖之一傳送裝置4〇 結合之第1圖的混合晶片接合機1中之較佳晶片板12的平面 10 圖。 圖及頂視圖；該傳送裝置4G係為第㈤的混合晶片接‘合機 中之晶片輸送系統6的主要構件。該單元乃包含一策一及 15 20 一第二夾持裝置42、44，它們係上下列設在-基座元件( 頭）46的上方。 該各第-和第二失持裝置42、44皆包含—承接元件48 ，其上則設有一夾片5〇。該各夾片5〇皆包含二定心錐52, 其能與該晶片載板12(見第2圖)中的對應凹槽相互作用。該 承接元件48與夾片5G係被彈簧（未示 該彈簧力可被-氣動操作的驅動裝置（未示出）來克服 ，而使相_“取設於其上的定讀52移向對應的承 接元件48。因此，要被央掊的曰口此， 又符的晶片載板將會被夾固於該二 構件之間’並同時精確地固定在所需位置處。 10 ^«036 玖、發明說明 · ’ 人夾持衣置42、44皆被裝設在一滑動件54上，該滑 動件54係被設於一失座^中，而使其能夠垂直移動。該滑 動件54%纟予頁定位移範圍内來垂直調整，將可便於其承 接元件將一要被傳送的載板傳送至該晶圓釋卸系統，及使 、被處理過的載板由該晶片釋卸系統的承接元件被送走， 尤“疋在其麵作之二連續的步驟中。一延伸臂财由該基 座元件46伸出，其上即裳設該夾座56及各夾持裝置42、44 等，而使它們能夠縱向地移動。 10 15 以一適當的控制組合來沿該延伸臂58驅動該失座％， 並相對於炎座50來移動滑動件54，及相對於承接元件㈣ 移動該夾片50等，則將可在存放架1〇處及在晶片釋卸系统 8處，來進行所傳送晶片载板12的接收和移送。在該等位 置之的傳达，主要是藉上述該失座^沿著延伸臂％的縱向 移動，結合該存放架1〇的垂向移動，來將一所擇的晶片載 板置於-移出位置，或將一空槽置於接收位置，並結合在 曰曰片釋卸系統中之至少_承接^件的接收和位移動作（未 於此詳如描述）等而來進行。 20 。該晶片載板12係呈一方板121的造型，而具有一中央 圓孔12·2 ° 4中孔2.2係被—環狀凹槽12.3所包圍，1在 '區域以處會凸出’並在其周緣上設有多數安裝：… ’猎該等安裝孔乃可（在不同的可能位置處）固裳工作固持 件13Α或13Β等，以便目持晶圓或其它的多晶w板 出）。在該方板12.1的表面上乃設有二小孔i26，以 設在央持裝置42、44(見第3Ai3c圖）上之對應的定讀氏 11 玖、發明說明 ，， 並設有二對另外 ^ 、/、孔12·7，俾使該載板可被該晶片釋卸 系統的承接元件所固持，並精確地定位其上。 ;b所不之该晶片載板係僅為許多較佳實施例中之一 已匕們係可適用於各種不同類型的晶片及先前所述的 晶片輸送系統。故應可瞭解在一供更換晶片載板特殊機構 中，其唯一不變的部份僅為用來傳送晶片载板之失持元件 的外部尺寸和位置及形狀。 10 15 由上述及申請專利範中有關該方法所界定之傳送操作 的順序觀之，該更換機構6的傳送裝置40在每_次被帶至 一第一工作位置時，該各夾持裝置42、44皆會將—取:處 理站’即該晶片釋卸系統’之晶片載板置入該存放架附 二並：：其中取出一新的晶片載板；或該傳送裝置4。會被 :至一第二工作位置，在該處-前次被置入該處理站中的 曰曰片載板將會被取出，且幾乎同時地會將新取得的晶 板置入該處理站中。 一在邊存放架10内的晶片載板12會被_DC馬達驅送至 垂直位置中，在該位置會有—選出的晶片載板12恰位於 正確的垂直水平處，以待被傳輸於該可旋轉的傳送裝置仆 中。 1 20 相關的晶片載板會被夾持並由存放架取 適^移動在存放架10中的晶片載板12，及相對於該傳送裳 置4〇之夾座56來移動該滑動件54，則剛被帶回的載板將= 破该傳送裝置釋放並置入於該存放架内的空 曰τ。ό亥二操 作的順序亦可倒反。在處理站即晶片釋卸系統8中的移出 12 441 200408036 玖、發明說明 與載入程序等， 人士將可由該傳 而來推知。 雖不能由圖中看出’但熟習該領域之專業 达裝置的結構及上述有_相序的說明 所现之该等载板的釋出、 含在程式控制下來 位等各步驟將 靠地防止錯誤信號發出―:乃=知:感測系統能夠可 八乃可月匕例如致使一由該曰K經 10 奸系統被送回的載板被置入該存放架内之—已納軸、挿 内。顯然可知，由該存放架來選出特定的載板，及後續： 该晶片釋卸糸統中由特定的基材（載膜或類似物等）來將特 定的晶片卸除等各操作皆依據先前儲存之—載人程序來進 行。 藉著執行上述的工作循環，乃能大大地減少接合不同 類型晶片之間的中止時間而來操作該混合晶片接合機。 【圖式簡單說明】 15 第1圖係示出一自動混合晶片接合機之主要構件的整 體示意圖； 第2圖為一晶片載板的平面圖；及 第3A至3C圖係示出係示出一可旋轉及線性移動之傳 送裝置的三視圖。 13 20 200408036 玖、發明說明 【圖式之主要元件代表符號表】 1…混合晶片接合機 12.6,12.7…孔（卡抵裝置） 2…晶粒黏接機 13A，13B…工件固持件 4···晶粒鑲設系統 40…傳送裝置 6···晶片輸送系統 42,44···夾持裝置 8···晶片釋卸系統 46···基座元件（頭） 10…存放架 48…承接元件 12…晶片載板 50…夾片 12.1…方板 5 2…定心錐 12.2···中孔 54···滑動件 12.3…凹槽 56…爽座 12.4···凸出區 58···延伸臂 12.5…安裝孔

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Claims (1)

1. 拾、申請專利範圍 L 一種用來更換晶片載板的機構 合式晶片接合機中者，乃具有： 多數的晶片載板； 存放架可供儲存該等 ―-傳送裝置包含一第—及一第二失持裝置乃設在 —可移動的固持件上，而該傳送裳置可由該存放架取 出一所擇的晶片載板，並將並送至該晶片接合機之一 10 處理站’尤其是-晶片釋卸系統，又在處理之後將其 由該處理站移走並置入該存放架中； -控制裝置可移動該存放架内的晶片載板，而使 所擇的晶片驗位於-㈣點處俾能由該存放架被取走；及 一控制裝置可移動該傳送裝置的固持件； 其特徵係：該第一和第二夾持裝置係被互相上下 15 列設，尤其是沿㈣排収_持件上，並被設成使 其各白月色在該固持件之一 J-g pr» ^ . 相冋角度位置來個別地釋放 或炎持一晶片載板。 2·如申請專利範圍第丨項之機構，其特徵在於： 20 特別是供使用於一混 晶片载板； 々該各第-與第二夾持裝置皆包含一承接元件具有 -氣動或電動的夾持，而可控制地固定或釋放—晶片載板。 3.如申請專利範圍第⑷項之機構，其特徵在於： 該等晶片載板係被製成板狀而具有四方外形及卡 抵衣置；t其疋孔寺，俾可卡抵該傳送装置的爽持裝 置以及晶片釋卸系統的固持裝置。 4·如以上中請專利範圍任—項之機構，其特徵在於： 15 200408036 拾、申請專利箪百圍 該等晶片載板係被設計成可承裝所有傳統的晶片 載具，特別是蛋餅包、乳膠包、或載送膜框之類型者。 5·如以上中請專利範圍任—項之機構，其特徵在於： 汶第一與第二夾持裝置係裝設於—共同的基座元 件上’而能相對於該傳送裝置之一殼座來垂向地移動。 6. -種操作—混合式晶片接合機中之—用來更換晶片載 板的機構’特別是如以上申請專利範圍中任一項之機 構的方法，其特徵於： ίο 15 20 當該更換機構之一傳送裝置在—第一工作位置時 所擇之晶片載板由一存放架被移走的步驟’會立 即後續一步驟，即另 即另一已由一處理站被取出的晶片載 板會^置入該存放架内；而當該傳送裝置在另—工作 位置日守，有一步驟即由該存放架取出的晶片載板會被 傳送至一處理站， ^ 及另一步驟即處理過的晶片載板 會由該處理站被移走，該二步驟將會以如此順序或相 、序來進仃’因此由存放架至處理站及相反方向的 各傳送操作將會被執行，且同時會有一晶片載板在該 處理站内被處理。 7. 如申請專職_6項之方法，其特徵在於： 、，该各傳送操作皆會傳送一晶片載板至該處理站’ I由錢理站將_晶#載板送回該存放架中。 8·如申請專利範圍第6或7項之方法，其特徵在於： 該傳送裝置在第—和第二工作位置之間的該二方 向僅會以直線來移動。 lit 16