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TW201633415A - 接合頭組件、熱壓接合系統及其組裝和操作方法 - Google Patents

接合頭組件、熱壓接合系統及其組裝和操作方法 Download PDF

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TW201633415A
TW201633415A TW105104746A TW105104746A TW201633415A TW 201633415 A TW201633415 A TW 201633415A TW 105104746 A TW105104746 A TW 105104746A TW 105104746 A TW105104746 A TW 105104746A TW 201633415 A TW201633415 A TW 201633415A
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TW105104746A
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Inventor
馬修Ｂ 沃瑟曼
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庫利克和索夫工業公司
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Abstract

本發明提供了用於將半導體元件接合至基板的接合頭組件。接合頭組件包括基座結構、加熱器、以及將加熱器固定至基座結構的夾持系統。夾持系統包括複數個彈性元件，並沿著複數個軸線約束加熱器。

Description

接合頭組件、熱壓接合系統及其組裝和操作方法
本發明涉及半導體封裝中的電性互連，更具體而言，是涉及改進的熱壓接合系統及其操作方法。
在半導體封裝工業的特定方面中，半導體元件被接合至接合部位。例如，在傳統的晶粒附接(也稱為晶粒接合)應用中，半導體晶粒被接合至基板的接合部位(例如，導線架、堆疊的晶粒應用中的另一個晶粒、隔離層等)。在先進的封裝應用中，半導體元件(例如裸露半導體晶粒、封裝好的半導體晶粒等)被接合至基板的接合部位(例如導線架、印刷電路板(PCB)、載體、半導體晶圓、球柵陣列封裝(Ball grid array,BGA)基板等)。導電結構(例如導電凸點、接觸墊、焊料凸塊、導電柱、銅柱等)在半導體元件與接合部位之間提供電性互連。在特定的應用中，這些導電結構可以提供與採用導線接合機形成的導線圈類似的電性互連。
在許多應用(例如，半導體元件的熱壓接合)中，接合材料被包含在導電結構中。在多個這樣的處理中，熱量被施加至正在被接合的半導體元件(例如，通過承載接合工具的接合頭組件中的加熱 器)。重要的是，熱量的施加快速地完成以使得機器產能(例如Unit Per Hour,UPH或單位每小時產量)處於可接受的級別。這可能是有挑戰性的，因為加熱器(或加熱器的一部分)在理想狀態下在不同的時間/部位會處於不同的溫度(例如在將部件從諸如晶圓的源取出的過程中較冷的溫度，相反在熱壓接合至基板時的較熱的溫度)。
由於加熱器的加熱和冷卻而導致的加熱器的無法預測的膨脹和收縮，會對熱壓接合應用中的定位精度造成不良影響。
因而，期待提供用於熱壓接合的改進的結構及方法，以在熱壓接合處理的過程中理想地維持加熱器的相對位置。
根據本發明的示例性實施例，提出了用於將半導體元件接合至基板的接合頭組件(也稱為「接合頭」或者「用於接合的頭」)。接合頭組件包括：基座結構；加熱器；以及將加熱器固定至基座結構的夾持系統，夾持系統包括沿著複數個軸線約束加熱器的複數個彈性元件。
與這種接合頭組件有關的各種示例性細節可以包括：加熱器包括接觸部，所述接觸部在接合處理的過程中接觸半導體元件；接合頭組件包括固定至加熱器的工具，所述工具在接合處理的過程中接觸半導體元件；所述加熱器由陶瓷材料形成；夾持系統的彈性元件包含一種材料，該材料具有範圍為8至10×10-6每攝氏度的熱膨脹係數以及範圍為5至10瓦/(公尺×攝氏度)的導熱率；基座結構包括絕緣結構，所述絕緣結構具有範圍為6至12×10-6每攝氏度的熱膨脹係數以及 範圍為1至3瓦/(公尺×攝氏度)的導熱率；基座結構定義至少一個真空通道，通過所述真空通道被抽取為真空狀態，以便在接合處理的過程中將所述半導體元件暫時地固定至所述加熱器；所述基座結構定義至少一個冷卻通道，所述至少一個冷卻通道被配置成將冷卻流體傳輸至所述加熱器；基座結構接收電性接觸，所述電性接觸為所述加熱器供電；所述複數個彈性元件包括沿著所述接合頭組件的至少一個基本水平的軸線約束所述加熱器的複數個元件；所述複數個彈性元件包括沿著所述接合頭組件的z軸線約束所述加熱器的複數個元件；夾持系統包括在所述加熱器的相對兩側上設置的兩個夾持結構；所述兩個夾持結構中的每一個夾持結構包括沿著所述接合頭組件的複數個軸線約束所述加熱器的複數個元件中的數個元件；所述兩個夾持結構中的每一個夾持結構包括沿著所述接合頭組件的基本水平的軸線以及所述接合頭組件的基本垂直的軸線約束所述加熱器的複數個元件中的數個元件；所述兩個夾持結構中的每一個夾持結構由一單件材料形成；另一彈性元件被固定至所述兩個夾持結構中的每一個，並沿著所述接合頭組件的另一基本水平的軸線約束所述加熱器；所述複數個彈性元件的至少一部分由所述加熱器所預載；所述複數個彈性元件由所述加熱器所預載的所述部分被保持在拉伸狀態中；所述複數個彈性元件被預載的部分是沿著所述接合頭組件的基本水平的軸線設置；所述複數個彈性元件被預載的部分是沿著所述接合頭組件的基本垂直的軸線設置；並且，所述複數個彈性元件被配置成沿著所述接合頭組件的複數個軸線中的至少一個軸線將所述加熱器維持在基本平衡的狀態中，以使得 在所述加熱器上作用的彈性力沿著所述接合頭組件的所述至少一個軸線大致相同。
根據本發明的另一個示例性實施例，提供了一種熱壓接合機。熱壓接合機包括：半導體元件供應站，其包含複數個半導體元件；用於保持被配置成接收至少一個半導體元件的基板的一接合站；以及用於將所述至少一個半導體元件接合至所述基板的一接合頭組件。接合頭組件包含基座結構、加熱器、以及用於將所述加熱器固定至所述基座結構的夾持系統。夾持系統包含沿著複數個軸線約束所述加熱器的複數個彈性元件。熱壓接合機的接合頭組件可以包括之前段落中描述的任何各種示例性的細節。此外，熱壓接合機可以包括一個或複數個轉移站(例如，見圖1中的轉移站170)。
根據本發明的另一示例性實施例，提供了一種接合頭組件的組裝方法。所述方法包括以下步驟：使用夾持系統將加熱器固定至基座結構；以及利用所述夾持系統的複數個彈性元件沿著所述接合頭組件的複數個軸線約束所述加熱器。
與這種接合頭組件的組裝方法有關的各種示例性細節可以包括：所述加熱器包括用於在接合處理的過程中接觸半導體元件的接觸部；所述方法進一步包括將工具固定至所述加熱器的步驟，其中，所述工具被配置成在接合處理的過程中接觸所述半導體元件；所述加熱器由陶瓷材料形成；所述夾持系統的所述複數個彈性元件包含鈦；所述夾持系統的所述複數個彈性元件包含一種材料，該材料具有範圍為8至10(10-6/℃)的熱膨脹係數以及範圍為5至10(W/m‧℃)的導 熱率；所述基座結構包含一種絕緣結構，所述絕緣結構具有範圍為6至12(10-6/℃)的熱膨脹係數以及範圍為1至3(W/m‧℃)的導熱率；所述基座結構定義至少一個真空通道，通過所述真空通道被抽取為真空狀態，以便將所述半導體元件暫時地固定至所述加熱器；所述基座結構定義至少一個冷卻通道，所述至少一個冷卻通道被配置成將冷卻流體傳輸至所述加熱器；所述基座結構接收電性接觸，所述電性接觸為所述加熱器供電；所述加熱器被該等彈性元件中的數個彈性元件沿著至少一個基本水平的軸線約束；所述加熱器被該等彈性元件中的數個彈性元件沿著所述接合頭組件的x軸線和y軸線約束；所述加熱器被該等彈性元件中的數個彈性元件沿著所述接合頭組件的z軸線約束；所述方法進一步包括在所述加熱器的相對兩側上設置所述夾持系統的兩個夾持結構的步驟；所述加熱器是被所述兩個夾持結構的每一個中包含的該等彈性元件中的數個彈性元件沿著所述複數個軸線約束；所述加熱器是被所述兩個夾持結構的每一個中包含的該等彈性元件中的數個彈性元件沿著所述接合頭組件的基本水平的軸線以及所述接合頭組件的基本垂直的軸線約束；所述兩個夾持結構中的每一個夾持結構由一單件材料形成；所述方法進一步包括以下步驟：將另一彈性元件固定至所述兩個夾持結構中的每一個，以使得所述加熱器沿著所述接合頭組件的另一基本水平的軸線被約束；所述方法進一步包括以下步驟：使用所述基座結構和所述加熱器至少之一預載所述複數個彈性元件中的至少一部分；所述方法進一步包括以下步驟：沿著所述接合頭組件的基本水平的軸線設置所述複數個彈性元件被預載的所述部分； 所述方法進一步包括以下步驟：沿著所述接合頭組件的基本垂直的軸線設置所述複數個彈性元件被預載的所述部分；所述方法包括以下步驟：利用所述基座結構和所述加熱器的至少之一預載所述複數個彈性元件中的至少一部分，以使得所述複數個彈性元件被預載的所述部分被保持在拉伸狀態中；以及所述方法包括以下步驟：配置所述複數個彈性元件以沿著所述複數個軸線中的至少一個軸線將所述加熱器維持在基本平衡的狀態中，藉此使得在所述加熱器上作用的彈性力沿著所述複數個軸線的至少之一大致相同。
根據本發明的另一示例性實施例，提供了一種熱壓接合機的接合頭組件的操作方法。所述方法包括以下步驟：使用夾持系統將加熱器固定至基座結構，所述夾持系統包含沿著複數個軸線約束所述加熱器的複數個彈性元件；以及與熱壓接合處理相結合地操作所述加熱器。
與這種接合頭組件的操作方法有關的各種示例性細節可以包括：所述方法進一步包括以下步驟：加熱所述加熱器，因而使得所述加熱器沿著至少一個基本水平的軸線膨脹；以及通過使用所述複數個彈性元件沿著所述至少一個基本水平的軸線約束所述加熱器而將膨脹的加熱器維持在相對於所述接合頭組件的位置；所述至少一個基本水平的軸線包含所述熱壓接合機的x軸線和y軸線；將加熱器固定至基座結構的步驟包括利用該等彈性元件中的數個彈性元件沿著所述熱壓接合機的x軸線和y軸線約束所述加熱器；所述加熱器沿x軸線和y軸線至少之一的膨脹導致了沿著x軸線和y軸線至少之一的該 等彈性元件中數個彈性元件的彈性彎曲的基本均衡；所述加熱器的沿著所述熱壓接合機的x軸線和y軸線的中心位置在所述加熱器的操作過程中被基本維持；所述方法進一步包括在使用所述夾持系統維持所述加熱器與所述基座結構之間接觸的同時冷卻所述加熱器的步驟；所述加熱器與所述基座結構之間的接觸通過沿著所述熱壓接合機的z軸線預載該等彈性元件中的數個彈性元件而得以維持；所述加熱器包括接觸部，用於在熱壓接合處理的過程中接觸半導體元件；所述方法進一步包括將工具固定至所述加熱器的步驟，其中，所述工具被配置成在熱壓接合處理的過程中接觸所述半導體元件；所述加熱器由陶瓷材料形成；所述夾持系統的所述複數個彈性元件包含鈦；所述夾持系統的所述複數個彈性元件包含一種材料，該材料具有範圍為8至10(10-6/℃)的熱膨脹係數以及範圍為5至10(W/m‧℃)的導熱率；所述加熱器由陶瓷材料形成；所述夾持系統的所述複數個彈性元件包含鈦；所述夾持系統的所述複數個彈性元件包含一種材料，該材料具有範圍為8至10(10-6/℃)的熱膨脹係數以及範圍為5至10(W/m‧℃)的導熱率；所述基座結構限定至少一個真空通道，通過所述真空通道被抽取為真空狀態，以便將所述半導體元件暫時地固定至所述加熱器；所述基座結構定義至少一個冷卻通道，所述至少一個冷卻通道被配置成將冷卻流體傳輸至所述加熱器；所述基座結構接收電性接觸，所述電性接觸為所述加熱器供電；所述加熱器是被該等彈性元件中的數個彈性元件沿著所述接合頭組件的x軸線和y軸線約束；所述加熱器是被該等彈性元件中的數個彈性元件沿著所述接合頭組件的z軸線約束；所述方法進 一步包括在所述加熱器的相對兩側上設置所述夾持系統的兩個夾持結構的步驟；所述加熱器是被所述兩個夾持結構的每一個中包含的該等彈性元件中的數個彈性元件沿著所述複數個軸線約束；所述加熱器是被所述兩個夾持結構的每一個中包含的該等彈性元件中的數個彈性元件沿著所述接合頭組件的基本水平的軸線以及所述接合頭組件的基本垂直的軸線約束；所述兩個夾持結構中的每一個夾持結構由一單件材料形成；所述方法進一步包括以下步驟：將另一彈性元件固定至所述兩個夾持結構中的每一個，以使得所述加熱器沿著所述接合頭組件的另一基本水平的軸線被約束；所述方法進一步包括以下步驟：使用所述基座結構和所述加熱器至少之一預載所述複數個彈性元件中的至少一部分；所述方法進一步包括以下步驟：沿著所述接合頭組件的基本水平的軸線設置所述複數個彈性元件被預載的所述部分；所述方法進一步包括以下步驟：沿著所述接合頭組件的基本垂直的軸線設置所述複數個彈性元件被預載的所述部分；所述方法包括以下步驟：利用所述基座結構和所述加熱器的至少之一預載所述複數個彈性元件中的至少一部分，以使得所述複數個彈性元件被預載的所述部分被保持在拉伸狀態中；所述方法包括以下步驟：配置所述複數個彈性元件以沿著所述複數個軸線中的至少一個軸線將所述加熱器維持在基本平衡的狀態中，藉此使得在所述加熱器上作用的彈性力沿著所述複數個軸線的至少之一大致相同；以及所述至少一個軸線包括所述接合頭組件的x軸線以及所述接合頭組件的y軸線中的至少之一。
100‧‧‧熱壓接合機
100a‧‧‧接合頭組件
102‧‧‧運動系統
104‧‧‧上側接合頭
106、106’‧‧‧下側接合頭
106a‧‧‧保持結構
106a1、106a1’‧‧‧基座結構/絕緣體部分/剛性絕緣
結構
106a2‧‧‧夾持結構
106a2’、106a2”‧‧‧彈性元件/彎曲部
106a2'''‧‧‧背板
106b、106b’、600‧‧‧加熱器
106b1‧‧‧真空通道
106b2‧‧‧真空開口
106c、106c’‧‧‧接合工具
106d‧‧‧升高部
110‧‧‧電性接觸/連接
112‧‧‧PCB
150‧‧‧角軸線
160‧‧‧供應站
170‧‧‧轉移站
180‧‧‧接合站
180a‧‧‧支撐結構
180b‧‧‧接合台
256‧‧‧基板
256a‧‧‧接合部位
258a、258b‧‧‧下側導電結構
260‧‧‧半導體元件
262a、262b‧‧‧上側導電結構
264a、264b‧‧‧導電柱
266a、266b‧‧‧焊料接觸部
266a1、266b1‧‧‧焊料介面
400a‧‧‧冷的加熱器
400b‧‧‧熱的加熱器
AA‧‧‧真空孔
BB‧‧‧彈性部分
BB’‧‧‧拉緊/載入
C、C1、C2‧‧‧中心點
CC‧‧‧端部
Ky1、Ky2、Ky3、Ky4‧‧‧彈簧構件對
Kx1、Kx2、Kx3、Kx4‧‧‧彈簧構件對
透過以下詳細說明結合附圖閱讀可以更佳地理解本發明。所需強調的是，根據一般實務，附圖的各個特徵並不是成比例的。反之，為明確顯示，各個特徵的尺寸被任意地增大或減小。附圖中包括下列圖式：圖1是根據本發明的示例性實施例，顯示熱壓接合機的各部分的方塊圖，其包括接合頭組件；圖2A-圖2B根據本發明的示例性實施例，顯示包括接合頭組件的熱壓接合機將半導體元件接合至基板的系統框架側視圖；圖3A根據本發明的示例性實施例，顯示熱壓接合機的下側接合頭的系統框架立體圖；圖3B-圖3C根據本發明的另一示例性實施例，顯示熱壓接合機的另一下側接合頭的系統框架立體圖；圖3D是熱壓接合機的下側接合頭的一部分的系統框架立體圖，顯示根據本發明的示例性實施例的電性連接；圖3E-圖3F是熱壓接合機的下側接合頭的一部分的系統框架立體圖，顯示根據本發明的示例性實施例的流體流路徑；圖4A-圖4B是熱壓接合機的加熱器元件的各部分的系統框架立體圖，顯示根據本發明的示例性實施例的每個加熱器的相對膨脹位移；圖5A-圖5F顯示根據本發明的示例性實施例的接合頭組件的各元件的系統框架圖；圖6A-圖6C是熱壓接合機的各部分的系統框架側視圖，顯示根據本發明的示例性實施例的與分別處於冷卻狀態、中間加熱狀態以及熱 狀態中的加熱器接合的彈性元件。
本文中所使用的術語「半導體元件」意指包含(或在後面的步驟中被配置成包含)半導體晶片或晶粒的任何結構。示例性半導體元件包括裸露半導體晶粒、基板(例如，導線架、PCB、載體、半導體晶片、半導體晶圓、BGA基板、半導體元件等)上的半導體晶粒、封裝好的半導體裝置、倒裝晶片半導體裝置、嵌入在基板內的晶粒、半導體晶粒的堆疊等等。此外，半導體元件可以包括被配置成在半導體封裝內接合或以其它方式包含的元件(例如，在一堆疊晶粒結構中將被接合的隔離層、基板等)。
本文中所使用的術語「基板」以及「工件」意指半導體元件可以與任何結構接合(例如，被熱壓接合、被超音波接合、被熱壓超音波接合、被晶粒接合)。示例性基板包括例如導線架、PCB、載體、半導體晶片、半導體晶圓、BGA基板、半導體元件等。
本發明的某些示例性方面涉及晶粒貼附機的接合頭(也稱為「接合頭」或「接合頭組件」)，以便執行局部回流接合晶粒貼裝過程。在該過程中，接合工具將半導體元件(例如，晶粒、仲介層(interposer)等)放置於基板(例如，晶片、晶圓等)並通過使得所放置的半導體元件上的焊料凸塊熔化和重新固化而將半導體元件接合至基板。該過程涉及接合工具的快速加熱和冷卻(例如，100攝氏度的範圍、以每秒100度的速度)同時理想地維持了該半導體元件的位置(例如，維持至個位數的微米或更小的級別)。
根據本發明的某些方面，施加至加熱器、工具以及所放置/接合的半導體元件的接合力(例如，沿著垂直z軸線的力)藉由一剛性絕緣結構而被轉移。另外，加熱器藉由平衡的彈性元件在所有其它正交方向上被支撐。因為約束元件被理想地平衡，所以非對稱生長將導致加熱器偏向正確的中心位置。z軸線夾持元件提供了力，以使得在加壓的冷卻流體被施加至加熱器的非晶片側時，加熱器不會自支撐結構分開。
根據本發明的某些示例性方面，提供了允許被約束的加熱器的全面支撐的設計。因為熱壓接合經常需要溫度的快速改變，所以通常有利的是減小加熱器的熱質量。減小熱質量的其中一種方式是將厚度最小化(同時維持X、Y維度)，因而減小了被加熱所需的材料的體積，這在本發明的特定方面中被實現。
根據本發明的某些方面，公開了利用接合頭組件中的熱量(用於熔化和/或軟化被包含為待接合的半導體元件的互連的一部分的接合材料)的接合系統(例如，熱壓接合系統)。由接合頭組件所承載的接合工具(其可以與加熱器有所區別或者可以是加熱器的一部分)將半導體元件放置於基板並通過使得所放置/接合的半導體元件上的焊料凸塊熔化和/或重新固化而將半導體元件接合至基板。為了令焊料凸塊熔化，理想的是(經由集成的或單獨的加熱器)快速地加熱接合工具，同時維持所接合的半導體元件的位置(例如，維持於個位數的微米或更小的級別)。更理想的是能夠快速地冷卻接合工具並且同時維持接合工具的相對位置。因而，接合系統(以及相關過程)最好能夠在接合過程的 所有階段中(例如，在加熱階段/處理過程中，在冷卻階段/處理過程中)精確控制接合工具定位。
根據本發明的各個方面，加熱器的、以及因而接合工具的位置可以在熱壓接合過程的加熱階段/處理過程中(以及冷卻階段/處理過程中)得到控制。例如，根據本發明的某些示例性實施例，加熱器通過夾持元件被約束，其中所述夾持元件用於在加熱階段(以及冷卻階段)的過程中維持加熱器的中心。這反而維持了由加熱器所承載的接合工具以及由接合工具所保持的任何半導體元件的相對位置。剛性絕緣結構承載加熱器並使得接合頭組件的剩餘部分與加熱器的加熱和冷卻隔離。
當夾持元件首先接合剛性絕緣結構以及冷卻的加熱器時，夾持元件被預載。當加熱器被加熱時，加熱器膨脹並增加被預載的夾持元件上的負荷。夾持元件可以被認為是沿著複數個軸線約束加熱器的一系列彈性元件。如此一來，由於彈性元件的同等的拉緊/壓縮而維持/返回至基本上中性位置，加熱器在被加熱時的任何不均勻的膨脹通過這一系列的彈性元件而被補償。
圖l顯示示例性熱壓接合機100。熱壓接合機100包括接合頭組件100a，所述接合頭組件包含上側接合頭104(其由運動系統102例如沿z軸線和y軸線被驅動)以及下側接合頭106。下側接合頭106耦接至上側接合頭104。如此一來，上側接合頭104的各種運動將導致下側接合頭106的相應運動。此類運動例如可以通過運動系統102、及/或通過(利用在此未顯示的相應運動系統)繞角軸線150的旋轉運動而被提 供、或者通過另一運動系統(未顯示)被提供。下側接合頭106包括保持結構106a(其理想地包含冷卻通道，用於接收在處理的冷卻階段過程中冷卻加熱器的流體)、加熱器106b、以及接合工具106c。正如熟習本領域技術之人士應當清楚瞭解的，加熱器106b可以是被配置成攜帶並接合半導體元件(圖1中未顯示)的加熱式接合工具，並且可以省略單獨的接合工具106c。也就是說，加熱器以及接合工具方面可以互換地被使用，並且可以集成到單個部件中(如圖3A中所顯示的示例性實施例)或者可以是複數個單獨的部件(如圖1、圖3B至3C中示例性實施例中所顯示者)。加熱器106b/接合工具106c將半導體元件接合至接合站180上的基板。在直接拾取與放置的實施例中，加熱器106b/接合工具106c可以從供應站160(例如，提供半導體元件的半導體晶片或其它結構)拾取半導體元件，並將該元件在接合站180接合至基板。在採用轉移站(或者如果多次轉移出現的話複數個轉移站)的實施例中，拾取工具(例如，雖未顯示但包含在轉移站170中)從供應站160拾取半導體元件；半導體元件從拾取工具被轉移至加熱器106b/接合工具106c(其中，這種轉移可以涉及半導體元件的翻轉)，然後，該元件在接合站180處被接合至基板。
圖2A顯示熱壓接合機100，其包括攜帶半導體元件260(例如，半導體晶粒)的接合工具106c(其被包含在下側接合頭106中)。上側導電結構262a、262b(例如，每個包含相應的諸如銅柱的導電柱264a、264b、以及對應的焊料接觸部266a、266b)在半導體元件260上設置。接合工具106c被降低，以使得上側導電結構262a、262b接觸基板256的接合部位256a上的下側導電結構258a、258b(此處應被理解 為，基板可以包括複數個接合部位，所述複數個接合部位被配置成接收複數個半導體元件)。在如圖2A所示的實施例中，基板256由接合站180支撐，其中，接合站180包括位於接合台180b上的支撐結構180a(例如，施加專用部件)。在圖2B中，經過熱壓接合處理，焊料接觸部266a、266b被軟化，然後再固化為焊料介面266a1、266b1，在導電結構/柱246a、264b之一與對應的下側導電結構258a、258b之間提供了永久的導電性耦接。雖然圖2A至2B僅顯示兩對導電結構(對262a、258a以及對262b、258b)，這是為了簡化說明的一種簡單實例。實際上，可以提供任何數量對的導電結構(例如，數十個導電結構對、數百個導電結構對等)。
圖3A顯示示例性的下側接合頭106(例如圖1和圖2A至2B中的下側接合頭106)的細節。下側接合頭106是包括集成的加熱器106b/接合工具106c的實例。加熱器106b/接合工具106c包括升高部106d(例如，檯面或突出部)，其被配置成在熱壓接合處理的過程中接觸半導體元件。真空孔AA被顯示在加熱器106b/接合工具106c中，通過所述真空孔，在將半導體元件移動至接合部位的過程中可以利用真空(負壓)固定半導體元件。下側接合頭106還包括保持結構106a，用於保持(約束)加熱器106b/接合工具106c。保持結構106a包括基座結構106a1，所述基座結構可以是絕緣體部分(如此，基座結構106a1可以被稱為絕緣體部分106a1)。基座結構106a1定義至少一個冷卻通道，所述至少一個冷卻通道被配置成將冷卻流體傳輸至加熱器。保持結構106a進一步包括兩組夾持結構106a2(位於絕緣體部分106a1的相對兩側上)，用於將加 熱器106b/接合工具106c保持至絕緣體部分106a1。夾持結構106a2的每一個包括複數個彈性元件(例如，由鈦或其合金形成的彎曲部，適於在不損失彈性特性的前提下處理諸如溫度變化的熱壓過程變數等)。在圖3A所示的實施例中，每個夾持結構106a2包括：(1)包含兩個彈性元件106a2’(側彈性元件)以及彎曲部106a2”(頂彈性元件)的結構(其中所有三個彈性元件106a2’、106a2’以及106a2”可以由一單件材料形成)；以及(2)彈性背板106a2'''。共同地，兩個彈性背板106a2'''沿著x軸線提供了彈性約束(例如，在加熱器伸出並縮回時)。所述兩對彈性元件106a2’(4個彈性元件)一起沿著y軸線提供了彈性約束(例如，在加熱器伸出並縮回時)。所述兩個彈性元件106a2”一起沿著z軸線提供了彈性約束(例如，在加熱器伸出並縮回時)。例如，兩個彈性元件106a2”中的每一個在鈦結構中限定了複數個凹槽，以提供沿著z軸線的這種彈性約束。
藉由使用兩個夾持結構106a2，為加熱器沿著每個x、y和z軸線提供了彈性約束，因而允許加熱器相對於其冷卻的(原始位置)基本中心位置膨脹(及收縮)。
圖3B至3C顯示下側接合頭106’(其中，下側接合頭106’可以替代圖1和圖2A至2B中的下側接合頭106)，該下側接合頭在一個實施例構造中包括彼此有所區別的加熱器106b’以及接合工具106c’。在圖3B中，接合工具106c’與加熱器106b’接合，其中，設置真空通道106b1(例如，凹槽、凹部等，如圖3C所示)，自真空開口106b2提供真空。圖3C出於示意的目的顯示從加熱器106b’取下的接合工具106c’。基座結構 106a1類似於圖3A中的基座結構106a1，但是前者限定了如圖3F所示的真空通道。除此以外，圖3B至3C的各元素(包括夾持結構106a2)與圖3A類似。
圖3D顯示加熱器106b’與接合工具106c’(為了更明確顯示，刪除下側接合頭106’的其餘部分，但是顯示出電性接觸/連接110(連接至PCB112)，所述電性接觸/連接是為了令加熱器106b’加熱而供電(並且為了傳達其它電信號，例如溫度感測器回饋信號)。
圖3E顯示加熱器/工具集成到單個結構中的實施例。基座結構106a1定義複數個通道，用於接收和分配冷卻流體，所述冷卻流體用於在冷卻階段的過程中冷卻加熱器106b/106c(包括加熱器106b/106c的升高部106d)。圖3E顯示示例性冷卻流體路徑。應當清楚的是，冷卻路徑可以與圖中所示的路徑有顯著的不同。儘管冷卻路徑被示出包含加熱器/工具106b/106c的一部分，但是應當理解的是，冷卻路徑可以被整體地包含在基座結構106a1中，其中，通過基座結構106a1與加熱器/工具106b/106c之間的接觸而提供冷卻。
圖3F顯示被設置為獨特的結構的加熱器和工具的實施例。像在圖3E中那樣，基座結構106a1’限定了複數個通道，用於接收和分配冷卻流體，所述冷卻流體用於在冷卻階段的過程中冷卻加熱器106b’。圖3F顯示示例性冷卻流體路徑。圖3F進一步顯示工具真空通道，用於利用真空將工具106c’(包含升高部106d)維持在加熱器106b’。雖然冷卻路徑被顯示為包括加熱器106b’的一部分，但應當被理解為該冷卻路徑可以被整體地包含在基座結構106a1’中，其中，通過基座結 構106a1’與加熱器106b’之間的接觸而提供冷卻。
圖4A是包含處於冷卻狀態(400a)以及熱膨脹狀態(400b)中的加熱器的熱壓接合機的各部分的俯視系統方塊圖，其中，圖4A至4B的教示可以應用於根據本發明的任何加熱器(例如，加熱器/工具106b/106c、加熱器106b’等)。冷的加熱器400a和熱的加熱器400b的中心點「C」重疊，因而圖4A顯示中心點沒有運動的理想的加熱器膨脹。因此，同時在加熱處理過程中膨脹的冷的加熱器400a的四個角落中的每個上施加的壓力(在圖4A中由4個箭頭顯示)是大致相等的。然而，如圖4B所示，在冷的加熱器400a被加熱時，其可以非均勻地膨脹，從而熱的加熱器400b的中心點「C2」自冷的加熱器400a的中心點「C1」偏離。因此，同時在加熱處理過程中膨脹的冷的加熱器400a的每個角落上施加的壓力是不同的。熱的加熱器400b的這種非均勻的膨脹還使得由熱的加熱器400b承載的(或與加熱器集成的)接合工具以及因而由該工具保持的任何半導體元件偏移。這導致了半導體元件相對於其可以接合至的工作組件的不可接受的移動，並且可能導致接合後的半導體元件中的致命缺陷。
圖5A顯示熱壓接合機100(例如，熱壓倒裝晶片接合機)的各部分的系統方塊圖，例如包括如圖3B至3C所示的下側接合頭106’、在剛性絕緣結構106a1’和加熱器106b’的每側上包括夾持結構106a2(包括不同的夾持元件)。加熱器106b’是冷的並承載接合工具106c’(冷的)，所述接合工具轉而可以承載用於接合至基板(未顯示出)的半導體元件(未顯示出)。圖5C顯示在接合/夾持剛性絕緣結構106a1和加熱器 106b’之前處於未夾持的、未載入的狀態中的夾持結構106a2。每個夾持元件結構106a2的一個端部/部分「AA」由固定的表面(例如，接合頭組件的一部分)承載，並且與夾持結構106a2的相反的端部「CC」由圖5C中作為彈簧結構由「BB」表示的彈性部分隔開。每個夾持結構106a2的相反的端部「CC」具有L形狀，被配置成接合加熱器106b’的下側端部。在夾持結構106a2接合絕緣結構106a1和冷的加熱器106b’(處於預載狀態，如圖5D)時，彈性部分「BB」展開以如圖5D中的雙向箭頭所示的那樣使得夾持結構106a2拉緊/負載(見BB’)，從而彈性部分是在拉緊的狀態下。夾持結構106a2的載入產生了相對大的力。
圖5B顯示加熱器106b’已經被加熱以在X、Y和Z方向上膨脹(見圖例)。加熱器106b’的這種膨脹由負載的夾持系統(包括這對夾持結構106a2)相抗，並且產生了進一步負載的夾持元件。由加熱器106b’的加熱所增生的力小於預載力(圖5D)。在圖5D中，(沿z軸線的)預載位移與圖5E中由於加熱的附加的z軸線位移相比較大。夾持系統(包括夾持結構106a2)的構造大致維持了熱的加熱器106b’(承載加熱的工具)的中心相對於冷的加熱器106b’的中心。
圖5F是圖5A的仰視圖(其中工具被去除)。預載的夾持結構106a2沿著冷的加熱器106b’的相對兩側延伸，其中，背板106a2'''(為明確目的而未在圖5A至5E中顯示，但參照圖3A至3C)疊置於負載的夾持結構106a2的相對的外側上。背板106a2'''用於沿著x軸線提供彈性約束。負載的夾持結構106a2包括突出部，以沿著底表面接合並保持加熱器106b’(加熱器106b’的上表面抵靠著固定的表面，例如接合頭組件的 一部分)。
正如熟習本領域技術之人士所理解的，圖5A至5F的教示可以應用於本發明的任何實施例。例如，夾持結構106a2可以與其它附圖所示的相同，等等。
圖6A至6C顯示冷的加熱器600(圖6A)、冷的加熱器600的加熱(圖6B)、以及熱的加熱器600(圖6C)的俯向系統方塊圖，其中，圖6A至6C的啟示可以應用于根據本發明的任何加熱器(例如，加熱器106b/工具106c、加熱器106b’等)。夾持結構/元件/背板的彈性構件可以簡化為彈簧構件對Ky1、Ky3；Ky2、Ky4/Kx1、Kx3；以及Kx2、Kx4；然而，應當理解的是其它夾持系統(例如，之前顯示和所描述的夾持結構106a2可以提供如圖6A至6C所示的彈簧構件對的功能)。圖6A示出了彈簧構件對Ky1、Ky3；Ky2、Ky4/Kx1、Kx3；以及Kx2、Kx4同樣拉緊/壓縮的冷的加熱器600。圖6B顯示正在被加熱的處理過程中的加熱器600。如圖所示，加熱器600相對於6A至6C向右朝向彈簧Kx3、Kx4膨脹；使得彈簧Kx3、Kx4壓縮；使得彈簧Kx1、Kx2細長；並且向右使得彈簧Kx1、Kx2；Kx3、Kx4彎曲。彈性構件/彈簧意欲抵消所有彈性構件/彈簧中的拉緊/壓縮/彎曲。如圖6C所示，該非均勻膨脹的熱的加熱器600的中心「C」返回(可以維持)至冷的加熱器600(圖6A)的中心「C」的同一相對位置。這確保了由加熱器600承載的(或者與加熱器集成的)接合工具以及由接合工具所保持的任何半導體元件仍基本居中。
儘管本發明提供了用於沿著特定軸線彈性地約束加熱器的夾持系統/結構(以及相關的彈性元件)的某些實施例，但是應當理 解的是，這些實施例是非限制性的。也就是說，在本發明的範圍內對夾持結構的構造可以進行各種改變(包括彈性約束沿著每個x、y和z軸線提供彈性約束的方式)。作為特定的實施例，為沿著x軸線的彈性約束所提供的背板能夠以沒有背板的方式被實現，例如，通過集成到夾持元件中的進一步的彈簧功能。
儘管本發明的某些方面已經被顯示出具有特定的運動軸線，但是這些自然是示例性的。
儘管本發明參照特定的實施例被顯示及描述，但是本發明不應被限制於所示的細節。實際上，各種形態可以在申請專利範圍的範疇內，並且在不脫離本發明的前提下在細節方面被實現。
100‧‧‧熱壓接合機
100a‧‧‧接合頭組件
102‧‧‧運動系統
104‧‧‧上側接合頭
106‧‧‧下側接合頭
106a‧‧‧保持結構
106b‧‧‧加熱器
106c‧‧‧接合工具
150‧‧‧角軸線
160‧‧‧供應站
170‧‧‧轉移站
180‧‧‧接合站

Claims (79)

  1. 一種用於將半導體元件接合至基板的接合頭組件，所述接合頭組件包括：基座結構；加熱器；以及將所述加熱器固定至所述基座結構的夾持系統，所述夾持系統包含複數個彈性元件，所述複數個彈性元件沿著複數個軸線約束所述加熱器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之接合頭組件，其中所述加熱器包括在接合處理的過程中接觸所述半導體元件的接觸部。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之接合頭組件，其中所述接合頭組件包括固定至所述加熱器的工具，所述工具在接合處理的過程中接觸所述半導體元件。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之接合頭組件，其中所述加熱器由陶瓷材料形成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之接合頭組件，其中所述夾持系統的所述彈性元件包含鈦。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之接合頭組件，其中所述夾持系統的所述彈性元件包含一材料，該材料具有範圍為8至10×10-6每攝氏度的熱膨脹係數以及範圍為5至10瓦/(公尺×攝氏度)的導熱率。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之接合頭組件，其中所述基座結構包括一絕緣結構，所述絕緣結構具有範圍為6至12×10-6每攝氏度的熱膨脹係數以及範圍為1至3瓦/(公尺×攝氏度)的導熱率。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之接合頭組件，其中所述基座結構定義至少一個真空通道，通過所述至少一個真空通道被抽取為真空，以便在接合處理的過程中將所述半導體元件暫時地固定至所述加熱器。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之接合頭組件，其中所述基座結構定義至少一個冷卻通道，所述至少一個冷卻通道被配置成將冷卻流體傳輸至所述加熱器。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之接合頭組件，其中所述基座結構接收電性接觸，所述電性接觸為所述加熱器供電。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之接合頭組件，其中所述複數個彈性元件包括沿著所述接合頭組件的至少一個基本水平的軸線約束所述加熱器的複數個元件。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之接合頭組件，其中所述複數個彈性元件包括沿著所述接合頭組件的x軸線以及所述接合頭組件的y軸線約束所述加熱器的複數個元件。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之接合頭組件，其中所述複數個彈性元件包括沿著所述接合頭組件的z軸線約束所述加熱器的複數個元件。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之接合頭組件，其中所述夾持系統包括在所述加熱器的相對兩側上設置的兩個夾持結構。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之接合頭組件，其中所述兩個夾持結構中的每一個夾持結構包括沿著所述接合頭組件的複數個軸線約束所述加熱器的複數個元件中的數個元件。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之接合頭組件，其中所述兩個夾持結構中的每一個夾持結構包括沿著所述接合頭組件的基本水平的軸線以及所述接合頭組件的基本垂直的軸線約束所述加熱器的複數個元件中的數個元件。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之接合頭組件，其中所述兩個夾持結構中的每一個夾持結構由一單件材料形成。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之接合頭組件，其中另一彈性元件被固定至所述兩個夾持結構中的每一個，並沿著所述接合頭組件的另一基本水平的軸線約束所述加熱器。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之接合頭組件，其中所述複數個彈性元件的至少一部分由所述加熱器所預載。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之接合頭組件，其中所述複數個彈性元件由所述加熱器所預載的所述部分被保持在拉伸狀態。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之接合頭組件，其中所述複數個彈性元件被預載的所述部分是沿著所述接合頭組件的基本水平的軸線設置。
  22. 如申請專利範圍第19項所述之接合頭組件，其中所述複數個彈性元件被預載的所述部分是沿著所述接合頭組件的基本垂直的軸線設置。
  23. 如申請專利範圍第1項所述之接合頭組件，其中所述複數個彈性元件沿著所述接合頭組件的複數個軸線中的至少一個軸線被配置成將所述加熱器維持在基本平衡的狀態中，以使得在所述加熱器上作用的彈性力沿著所述接合頭組件的所述至少一個軸線基本相同。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之接合頭組件，其中所述至少一個軸線包括所述接合頭組件的x軸線以及所述接合頭組件的y軸線中的至少之一。
  25. 一種熱壓接合機，係包括：一半導體元件供應站，係包含複數個半導體元件；一接合站，係用於保持被配置成接收至少一個半導體元件的一基板；以及一接合頭組件，係用於將所述至少一個半導體元件接合至所述基板，所述接合頭組件包含一基座結構、一加熱器、以及用於將所述加熱器固定至所述基座結構的一夾持系統，所述夾持系統包含沿著複數個軸線約束所述加熱器的複數個彈性元件。
  26. 一種組裝一接合頭組件的方法，所述方法包括以下步驟：使用一夾持系統將一加熱器固定至一基座結構；以及利用所述夾持系統的複數個彈性元件沿著所述接合頭組件的複數個軸線約束所述加熱器。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之方法，其中所述加熱器包括用於在接合處理的過程中接觸一半導體元件的一接觸部。
  28. 如申請專利範圍第26項所述之方法，進一步包括將一工具固定至所述加熱器的步驟，其中，所述工具被配置成在接合處理的過程中接觸所述半導體元件。
  29. 如申請專利範圍第26項所述之方法，其中所述加熱器由陶瓷材料形成。
  30. 如申請專利範圍第26項所述之方法，其中所述夾持系統的所述複數彈性元件包含鈦。
  31. 如申請專利範圍第26項所述之方法，其中所述夾持系統的所述複數彈性元件包含一材料，該材料具有範圍為8至10(10-6/℃)的熱膨脹係數以及範圍為5至10(W/m‧℃)的導熱率。
  32. 如申請專利範圍第26項所述之方法，其中所述基座結構包含一絕緣結構，所述絕緣結構具有範圍為6至12(10-6/℃)的熱膨脹係數以及範圍為1至3(W/m‧℃)的導熱率。
  33. 如申請專利範圍第26項所述之方法，其中所述基座結構定義至少一個真空通道，通過所述至少一個真空通道被抽取為真空，以便將所述半導體元件暫時地固定至所述加熱器。
  34. 如申請專利範圍第26項所述之方法，其中所述基座結構定義至少一個冷卻通道，所述至少一個冷卻通道被配置成將冷卻流體傳輸至所述加熱器。
  35. 如申請專利範圍第26項所述之方法，其中所述基座結構接收電性接觸，所述電性接觸為所述加熱器供電。
  36. 如申請專利範圍第26項所述之方法，其中所述加熱器被該等彈性元件中的數個彈性元件沿著至少一個基本水平的軸線約束。
  37. 如申請專利範圍第26項所述之方法，其中所述加熱器被該等彈性元件中的數個彈性元件沿著所述接合頭組件的x軸線和y軸線約束。
  38. 如申請專利範圍第26項所述之方法，其中所述加熱器被該等彈性元件中的數個彈性元件沿著所述接合頭組件的z軸線約束。
  39. 如申請專利範圍第26項所述之方法，進一步包括在所述加熱器的相對兩側上設置所述夾持系統的兩個夾持結構的步驟。
  40. 如申請專利範圍第39項所述之方法，其中所述加熱器是被所述兩個夾持結構的每一個中包含的該等彈性元件中的數個彈性元件沿著所述複數個軸線約束。
  41. 如申請專利範圍第39項所述之方法，其中所述加熱器是被所述兩個夾持結構的每一個中包含的該等彈性元件中的數個彈性元件沿著所述接合頭組件的基本水平的軸線以及所述接合頭組件的基本垂直的軸線約束。
  42. 如申請專利範圍第41項所述之方法，其中所述兩個夾持結構中的每個夾持結構由一單件材料形成。
  43. 如申請專利範圍第41項所述之方法，進一步包括將另一彈性元件固定至所述兩個夾持結構中的每一個，以使得所述加熱器沿著所述接合頭組件的另一基本水平的軸線被約束的步驟。
  44. 如申請專利範圍第26項所述之方法，進一步包括使用所述基座結構及所述加熱器的至少之一，以預載所述複數個彈性元件中的至少一部分的步驟。
  45. 如申請專利範圍第44項所述之方法，進一步包括沿著所述接合頭組件的基本水平的軸線設置所述複數個彈性元件被預載的所述部分的步驟。
  46. 如申請專利範圍第44項所述之方法，進一步包括沿著所述接合頭組件的基本垂直的軸線設置所述複數個彈性元件被預載的所述部分的步驟。
  47. 如申請專利範圍第26項所述之方法，進一步包括利用所述基座結構及所述加熱器的至少之一預載所述複數個彈性元件中的至少一部分，以使得所述複數個彈性元件被預載的所述部分被保持在拉伸狀態中的步驟。
  48. 如申請專利範圍第26項所述之方法，進一步包括沿著所述複數個軸線中的至少一個軸線配置所述複數個彈性元件，以將所述加熱器維持在基本平衡的狀態中，藉此使得在所述加熱器上作用的彈性力沿著所述複數個軸線的至少之一基本相同的步驟。
  49. 如申請專利範圍第48項所述之方法，其中所述至少一個軸線包括 所述接合頭組件的x軸線與y軸線中的至少之一。
  50. 一種熱壓接合機的接合頭組件的操作方法，所述方法包括以下步驟：使用一夾持系統將一加熱器固定至一基座結構，所述夾持系統包含沿著複數個軸線約束所述加熱器的複數個彈性元件；以及與一熱壓接合處理相結合地操作所述加熱器。
  51. 如申請專利範圍第50項所述之方法，進一步包括以下步驟：加熱所述加熱器，因而使得所述加熱器沿著至少一個基本水平的軸線膨脹；以及通過使用所述複數個彈性元件沿著所述至少一個基本水平的軸線約束所述加熱器而將膨脹的所述加熱器維持在相對於所述接合頭組件的位置。
  52. 如申請專利範圍第51項所述之方法，其中所述至少一個基本水平的軸線包含所述熱壓接合機的x軸線和y軸線。
  53. 如申請專利範圍第52項所述之方法，其中將所述加熱器固定至所述基座結構的步驟包括利用該等彈性元件中的數個彈性元件沿著所述熱壓接合機的x軸線和y軸線約束所述加熱器。
  54. 如申請專利範圍第53項所述之方法，其中所述加熱器沿x軸線和y軸線的至少之一的膨脹導致了沿著x軸線和y軸線的至少之一的該等彈性元件中數個彈性元件的彈性彎曲的基本均衡。
  55. 如申請專利範圍第54項所述之方法，其中所述加熱器的沿著所述熱壓接合機的x軸線和y軸線的中心位置在所述加熱器的操作過程中被基本維持。
  56. 如申請專利範圍第51項所述之方法，進一步包括在使用所述夾持系統維持所述加熱器與所述基座結構之間一接觸的同時冷卻所述加熱器的步驟。
  57. 如申請專利範圍第56項所述之方法，其中所述加熱器與所述基座結構之間的所述接觸通過沿著所述熱壓接合機的z軸線預載該等彈性元件中的數個彈性元件而得以維持。
  58. 如申請專利範圍第50項所述之方法，其中所述加熱器包括一接觸 部，用於在所述熱壓接合處理的過程中接觸一半導體元件。
  59. 如申請專利範圍第50項所述之方法，進一步包括將一工具固定至所述加熱器的步驟，其中，所述工具被配置成在所述熱壓接合處理的過程中接觸所述半導體元件。
  60. 如申請專利範圍第50項所述之方法，其中所述加熱器由陶瓷材料形成。
  61. 如申請專利範圍第50項所述之方法，其中所述夾持系統的所述複數個彈性元件包含鈦。
  62. 如申請專利範圍第50項所述之方法，其中所述夾持系統的所述複數個彈性元件包含一材料，該材料具有範圍為8至10(10-6/℃)的熱膨脹係數以及範圍為5至10(W/m‧℃)的導熱率。
  63. 如申請專利範圍第50項所述之方法，其中所述基座結構包含一絕緣結構，所述絕緣結構具有範圍為6至12(10-6/℃)的熱膨脹係數以及範圍為1至3(W/m‧℃)的導熱率。
  64. 如申請專利範圍第50項所述之方法，其中所述基座結構定義至少一個真空通道，通過所述至少一個真空通道被抽取為真空，以便將所述半導體元件暫時地固定至所述加熱器。
  65. 如申請專利範圍第50項所述之方法，其中所述基座結構定義至少一個冷卻通道，所述至少一個冷卻通道被配置成將冷卻流體傳輸至所述加熱器。
  66. 如申請專利範圍第50項所述之方法，其中所述基座結構接收電性接觸，所述電性接觸為所述加熱器供電。
  67. 如申請專利範圍第50項所述之方法，其中所述加熱器是被該等彈性元件中的數個彈性元件沿著所述接合頭組件的x軸線和y軸線約束。
  68. 如申請專利範圍第50項所述之方法，其中所述加熱器是被該等彈性元件中的數個彈性元件沿著所述接合頭組件的z軸線約束。
  69. 如申請專利範圍第50項所述之方法，進一步包括在所述加熱器的相對兩側上設置所述夾持系統的兩個夾持結構的步驟。
  70. 如申請專利範圍第69項所述之方法，其中所述加熱器是被所述兩 個夾持結構的每一個中包含的該等彈性元件中的數個彈性元件沿著所述複數個軸線約束。
  71. 如申請專利範圍第69項所述之方法，其中所述加熱器是被所述兩個夾持結構的每一個中包含的該等彈性元件中的數個彈性元件沿著所述接合頭組件的基本水平的軸線以及所述接合頭組件的基本垂直的軸線約束
  72. 如申請專利範圍第71項所述之方法，其中所述兩個夾持結構中的每一個夾持結構由一單件材料形成。
  73. 如申請專利範圍第71項所述之方法，進一步包括將另一彈性元件固定至所述兩個夾持結構中的每一個的步驟，以使得所述加熱器沿著所述接合頭組件的另一基本水平的軸線被約束。
  74. 如申請專利範圍第50項所述之方法，進一步包括使用所述基座結構及所述加熱器的至少之一預載所述複數個彈性元件中的至少一部分的步驟。
  75. 如申請專利範圍第74項所述之方法，進一步包括沿著所述接合頭組件的基本水平的軸線設置所述複數個彈性元件被預載的所述部分的步驟。
  76. 如申請專利範圍第74項所述之方法，進一步包括沿著所述接合頭組件的基本垂直的軸線設置所述複數個彈性元件被預載的所述部分的步驟。
  77. 如申請專利範圍第50項所述之方法，進一步包括利用所述基座結構及所述加熱器的至少之一預載所述複數個彈性元件中的至少一部分，以使得所述複數個彈性元件被預載的所述部分被保持在拉伸狀態中的步驟。
  78. 如申請專利範圍第50項所述之方法，進一步包括沿著所述複數個軸線中的至少一個軸線配置所述複數個彈性元件，以將所述加熱器維持在基本平衡的狀態中，藉此使得在所述加熱器上作用的彈性力沿著所述複數個軸線的至少之一基本相同的步驟。
  79. 如申請專利範圍第78項所述之方法，其中所述至少一個軸線包括所述接合頭組件的x軸線與y軸線中的至少之一。
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