用于拾取焊球阵列并将其输送到晶圆的焊球输送装置制造方法
【专利摘要】一种用于拾取焊球阵列并将其输送到晶圆的焊球输送装置，所述焊球输送装置用于从焊球储存器拾取焊球阵列并且将所述焊球阵列输送到晶圆的接触面阵列，所述焊球输送装置包括真空室，所述真空室设置有真空连接器，所述焊球输送装置具有设置有流道的基板，在所述基板的外侧设置有输送模板，所述输送模板具有用于拾取单个焊球的接收口，所述接收口被以所述焊球阵列与所述接触面阵列对应的方式配置成孔图案，其中，所述基板设置有阀瓣装置，所述阀瓣装置允许限制流过所述基板的所述流道的空气的量。该焊球输送装置能够防止多个焊球可能被同时吸取而靠抵在仍开放的接收口、彼此堵塞并阻止了每个接收口一个焊球的期望的限定的排列。
【专利说明】用于拾取焊球阵列并将其输送到晶圆的焊球输送装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种焊球输送装置，该焊球输送装置用于从焊球储存器拾取焊球阵列并且将焊球阵列输送到晶圆的接触面阵列上，焊球输送装置包括真空室，该真空室设置有真空连接器，所述焊球输送装置具有设置有流道的基板，在上述基板的外侧设置有输送模板，上述输送模板具有用于拾取单个焊球的接收口，以焊球阵列与接触面阵列对应的方式将接收口配置成孔图案。
【背景技术】
[0002]从DElO 2004 051 983 Al中已知上述类型的装置。该已知装置配置在焊球储存器的上方并用于通过施加负压从保持在焊球储存器中的批量焊球中吸取焊球而使焊球靠抵输送模板，形成于输送模板的接收口的分布规定输送模板上的限定的焊球阵列，该焊球阵列与晶圆的接触面的分布和排列相对应，焊球将借助于输送模板输送到该晶圆的接触面上。
[0003]在将焊球施加到晶圆的接触面之后，然后，配置于接触面上的焊球能通过重熔形成为高接触金属(凸块)。
实用新型内容
[0004]在已知装置的操作中已发现，形成于输送模板的接收口的填充和通过由流道穿孔的基板将负压施加到接收口不同时发生，而是，首先，在输送模板拾取焊球的开始阶段中，仅接收口的一部分被填充焊球，并且另外的接收口或成组的接收口被连续地填充焊球直到最终填充了所有接收口。这意味着，随着输送模板的填充增加，即，随着被焊球填充(即关闭)的接收口的数量增加，在将负压恒定地施加到真空室时，由于整体上减小的基板的流动截面，使得相对较高的吸取力作用在仍开放的接收口上，所以还没有被填充焊球的接收口受到加速的流动。结果，多个焊球可能被同时吸取而靠抵在仍开放的接收口、彼此堵塞并阻止了每个接收口一个焊球的期望的限定的排列。
[0005]因此，本实用新型的目的是提高已知焊球输送装置的如下效果:防止上述缺点或至少降低上述缺点的影响。
[0006]该目的通过如下焊球输送装置获得。
[0007]提供一种用于拾取焊球阵列并将其输送到晶圆的焊球输送装置，所述焊球输送装置用于从焊球储存器拾取焊球阵列并且将所述焊球阵列输送到晶圆的接触面阵列，所述焊球输送装置包括真空室，所述真空室设置有真空连接器，所述焊球输送装置具有设置有流道的基板，在所述基板的外侧设置有输送模板，所述输送模板具有用于拾取单个焊球的接收口，所述接收口被以所述焊球阵列与所述接触面阵列对应的方式配置成孔图案，所述基板设置有阀瓣装置，所述阀瓣装置允许限制流过所述基板的所述流道的空气的量。
[0008]根据本实用新型的焊球输送装置具有基板，该基板设置有阀瓣装置(flaparrangement),上述阀瓣装置允许限制流过基板的流道的空气的量。
[0009]能够借助于根据本实用新型所设计的焊球输送装置对真空室施加恒定的负压，并且借助于阀瓣装置实现流过在输送模板的接收口被部分填充之后仍开放的接收口的空气的量降低，以便允许用于收缩流动截面的吸取力的调整。
[0010]在特别优选的实施方式中，所述阀瓣装置配置在所述基板的面向所述真空室的内侦牝即在基板的朝向真空室定向的内侧配置有阀瓣装置，从而不会影响配置于基板的外侧的输送模板。
[0011]如果阀瓣装置设置有用于调整阀瓣装置和基板之间的距离的阀瓣调整装置，使得可以进行该距离的连续改变，则对于调整输送模板的变化的流动截面是特别有利的。
[0012]如果所述阀瓣装置包括多个阀瓣，所述多个阀瓣与多个出流区域配合，在每个出流区域中配置有所述流道的多个出流截面，即阀瓣装置具有与基板的多个出流区域(flowexit area)配合的多个阀瓣，在每个出流区域中配置流道的多个出流截面，则能将输送模板分成多个段并单独地或以任何给定的组合方式激活这些段，即根据需要借助于关联的阀瓣密封选择的段和打开其它段用于负压施加。
[0013]在优选的实施方式中，阀瓣装置包括阀瓣载体，该阀瓣载体用于所有阀瓣的配置，并且该阀瓣载体连接到用于阀瓣的同步调整的阀瓣调整装置。
[0014]如果阀瓣调整装置具有驱动装置，该驱动装置配置在真空室的外侧，并且该驱动装置经由弓I入真空室的调整元件连接到阀瓣载体，则可以独立于真空室安装驱动装置。
[0015]优选地，输送模板配置成与基板间隔开，并且在形成于基板和输送模板之间的中间空间内配置有引流装置。引流装置可以优选地用于形成中间空间内的横向流，上述横向流被定向为与基板和输送模板平行，并且使输送模板的接收口内的流动状况均质化。
[0016]对于形成引流装置，已证明了流动网格(flow grid)是特别有效的，该流动网格优选地实施为金属丝网(wire mesh)。
[0017]本实用新型的焊球输送装置能够防止多个焊球可能被同时吸取而靠抵在仍开放的接收口、彼此堵塞并阻止了每个接收口一个焊球的期望的限定的排列。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]在以下的描述中，在附图的辅助下将更加详细地说明焊球输送装置的优选实施方式。
[0019]在附图中:
[0020]图1示出了配置于焊球储存器的上方的输送装置的示意图；
[0021]图2示出了从下方看的焊球输送装置的轴测图；
[0022]图3示出了俯视的焊球输送装置的轴测图；
[0023]图4示出了图2和图3中所示的焊球输送装置的分解图；
[0024]图5示出了图4中所示的焊球输送装置的局部放大图；
[0025]图6示出了根据图5中的截面线V1-VI的放大截面图。
【具体实施方式】
[0026]图1示出了焊球输送装置10，该焊球输送装置10设置有输送模板11，并且该焊球输送装置10沿着竖直Z轴下降到焊球储存器12中。
[0027]焊球储存器12具有:形成环状的周向壁13 ;以及形成该周向壁13的下缘端的底壁14。在本实施方式中，底壁14由网格状金属丝网形成，该金属丝网的网眼宽度至少比保持在焊球储存器12中的焊球16的直径略小，在焊球储存器12中，所有上述焊球形成焊球层17。
[0028]为了实现焊球16在焊球储存器12中的高度均匀分布，周向壁13借助于超声波装置(图1中未示出)受到振动。此外，产生流化床(fluid bed)用于焊球储存器12中的焊球16，其中气流(优选形成为氮气流)从下方施加到底壁14。优选地，通过使用与底壁14平行配置的喷嘴杆(nozzle bar)可以将特别均匀的流体施加到底壁14，上述喷嘴杆绕着竖直轴线转动，并且该喷嘴杆包括沿着喷嘴杆的纵向配置的多个喷嘴。
[0029]图1中所示的焊球输送装置10被配置在操纵装置19上的连接装置18的底侧，该操纵装置19允许焊球输送装置10和焊球输送装置10的输送模板11沿着空间轴X、空间轴y、空间轴z移动。
[0030]特别是如图2、图4和图6的图示中所示，焊球输送装置10的输送模板11设置有多个接收口 20，每个接收口 20均用于以输送模板11中的接收口 20的排列界定在接收口20中接收的各个焊球16的排列的方式从焊球储存器12中拾取一个焊球16。
[0031]图4示出了孔图案21，通过接收口 20的排列在输送模板11中界定该孔图案21，并且出于说明的目的，以高度放大的图示的方式在图4中示出该孔图案21。事实上，输送模板11的孔图案21的接收口 20之间的距离与形成于晶圆的表面上的接触面阵列的接触面的节距对应。
[0032]图4中所示的焊球输送装置10设置有真空室23和穿孔基板24，该真空室23具有真空连接器22。设置有接收口 20的输送模板11配置于基板24的外侧。
[0033]图1示出了在从焊球储存器12拾取焊球16的开始阶段期间的焊球输送装置10。经由真空连接器22，将负压供给到真空室23，使得通过设置有流道33(图6)的穿孔基板24，焊球16被从焊球储存器12吸取并靠抵输送模板11。
[0034]特别地，由于焊球储存器12中的焊球16未呈现确定的分布，而是随机的一批焊球的事实，所以在图1所示的开始阶段中不会发生输送模板11的所有接收口 20(图6)的同时填充。替代地，最初只有输送模板的孔图案21的局部区域27被填充，而其它局部区域28未被填充，使得吸入流仍被施加到局部区域28的接收口 20。
[0035]由于孔图案21的关闭的局部区域27减小了由全体接收口 20界定的输送模板11的最大流动截面，所以在配置在局部区域27的接收口 20处产生吸取力相应地增加的加速的吸入流，使得存在如下风险:不只是一个焊球而是多个焊球16通过增大的吸取力被吸引而靠抵在一个接收口 20上，而这些焊球16彼此堵塞，使得未形成在一个接收口 20中有一个焊球16的限定排列。
[0036]特别是现在如图4和图5所示，基板24在其面向真空室23的内侧29设置有阀瓣装置30，上述阀瓣装置30包括多个阀瓣31，每个阀瓣31与对应于阀瓣31的数量的多个出流区域32中的一个出流区域32相关联。
[0037]如图6中的放大的局部截面图所示，阀瓣装置30的阀瓣31以当阀瓣31靠抵(bearagainst)流道33截止的各关联的出流区域32时阀瓣31能够覆盖出流区域32的样式形成。
[0038]如图5进一步地示出，阀瓣装置30的阀瓣31连接到与阀瓣调整装置协作的共用阀瓣载体34。阀瓣调整装置包括调整杆35，该调整杆35被导出真空室23，并且该调整杆35连接到配置于连接装置18上的真空室23的上方的调整缸36。调整缸36允许在z轴方向上调整调整杆35，并借助于阀瓣载体34同步地调整阀瓣31和基板24的出流区域32之间的距离a。
[0039]如从图6中的图示变得清楚的是，距离a的减小允许成比例地减小基板24的出流截面，在图6所示的实施例的情况下，上述出流截面与各阀瓣31相关联并且由形成于阀瓣31和基板24之间的周向间隙37的间隙宽度s界定。周向间隙37的减小伴随着通过周向间隙37的气流量的相应的减少，使得接收口 20处产生的吸取力能够相应地减少。
[0040]为了能够自动调整作用于输送模板11的接收口 20上的吸取力，可以通过合适的装置测定吸取力，并且吸取力取决于阀瓣31和关联的出流区域32之间的距离a这一规则可以被设置成用于调节恒定的吸取力。
[0041]如图5进一步地示出的，阀瓣载体34设置有与引导螺栓39配合的引导套38，该引导螺栓39可以连接到真空室23的顶侧，例如使得当距离a变化时允许阀瓣载体34在引导螺栓39上的滑动引导。此外，特别是在图5中的图示示出了焊球输送装置10设置有多个振动装置50，例如，该多个振动装置50可以被实施成超声波换能器，例如，使得如有必要能够利用超声波振动辅助(superimpose)焊球16从焊球储存器12中的拾取。
[0042]在由输送模板11和基板24之间的间隔环40、41 (图5)界定的中间空间42 (图6)中，在本实施例的情况下，为了引发在与基板24平行的中间空间42内的流动的横向分量，附加地设置形成为金属丝网的流动网格43。
【权利要求】
1.一种用于拾取焊球阵列并将其输送到晶圆的焊球输送装置(10)，所述焊球输送装置用于从焊球储存器(12)拾取焊球阵列并且将所述焊球阵列输送到晶圆的接触面阵列，所述焊球输送装置包括真空室(23)，所述真空室设置有真空连接器(22)，所述焊球输送装置具有设置有流道(33)的基板(24)，在所述基板的外侧设置有输送模板(11)，所述输送模板具有用于拾取单个焊球(16)的接收口(20)，所述接收口被以所述焊球阵列与所述接触面阵列对应的方式配置成孔图案(21)， 其特征在于， 所述基板设置有阀瓣装置(30)，所述阀瓣装置允许限制流过所述基板(24)的所述流道(33)的空气的量。
2.根据权利要求1所述的焊球输送装置， 其特征在于， 所述阀瓣装置(30)配置在所述基板(24)的面向所述真空室(23)的内侧(29)。
3.根据权利要求2所述的焊球输送装置， 其特征在于， 所述阀瓣装置(30)设置有用于调整所述阀瓣装置和所述基板之间的距离(a)的阀瓣调整装置。
4.根据权利要求3所述的焊球输送装置， 其特征在于， 所述阀瓣装置(30)包括多个阀瓣(31)，所述多个阀瓣(31)与多个出流区域(32)配合，在每个出流区域(32)中配置有所述流道(33)的多个出流截面。
5.根据权利要求4所述的焊球输送装置， 其特征在于， 所述阀瓣装置(30)包括阀瓣载体(34)，所述阀瓣载体(34)用于所有阀瓣(31)的配置，并且所述阀瓣载体(34)连接到用于所述阀瓣的同步调整的所述阀瓣调整装置。
6.根据权利要求5所述的焊球输送装置， 其特征在于， 所述阀瓣调整装置包括驱动装置，所述驱动装置配置在所述真空室(23)的外侧，并且所述驱动装置经由引入所述真空室的调整元件连接到所述阀瓣载体(34)。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的焊球输送装置， 其特征在于， 所述输送模板(11)配置成与所述基板(24)间隔开，并且在所述基板和所述输送模板之间形成的中间空间(42)内配置有引流装置。
8.根据权利要求7所述的焊球输送装置， 其特征在于， 所述引流装置形成为流动网格(43)。
9.根据权利要求8所述的焊球输送装置， 其特征在于， 所述流动网格形成为金属丝网。
【文档编号】H01L21/677GK204167280SQ201420531709
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】加西姆·阿兹达什 申请人:派克泰克封装技术有限公司