专利名称：吸取焊球的吸头及装置及半导体工艺的制作方法
技术领域：
本发明关于一种半导体工艺及用于半导体工艺的治具及装置，详言之，关于半导体工艺中焊球的吸取方法及吸头与装置。
背景技术：
在半导体工艺中，必须将焊球附着至基板上，使得该基板藉以与外界电性连接。通常，利用一焊球吸头上的吸取孔吸取焊球后，再将这些焊球带至该基板上释放，使得这些焊球附着至该基板上。由于这些焊球所附着的位置必须对应该基板上的电路布局，因此，该焊球吸头上的吸取孔的位置亦必须对应该基板上的电路布局。因此，该基板与该焊球吸头为一对一的对应关系，亦即特定基板必须设计特定的焊球吸头与的对应，不同的基板则适用不同的焊球吸头。如此，使得制造成本无法有效降低。
发明内容
本揭露一方面关于一种吸取焊球的吸头，其包括一吸头本体、数个控制元件及数个支撑元件。该吸头本体具有数个孔洞，每一这些孔洞具有一第一开口及一第二开口，该第一开口连通至一真空源，该第二开口连通至外界。每一这些控制元件位于每一这些孔洞中，且可在每一这些孔洞中移动。每一这些支撑元件位于每一这些孔洞的第二开口，用以支撑每一这些控制元件。本揭露另一方面关于一种吸取焊球的装置，其包括一承载板、一真空源及一吸头。该承载板用以承载数个预先排列的焊球。该吸头位于该承载板上方，且具有一吸头本体及数个控制元件，该吸头本体具有数个孔洞，这些孔洞连通至该真空源，这些控制元件位于这些孔洞中以控制这些孔洞的开闭，其中这些孔洞的分布位置涵盖这些焊球的分布位置。本揭露另一方面关于一种半导体工艺，其包括以下步骤(a)将数个焊球排列出预先设定的图案；(b)提供一吸头于这些焊球上方，其中该吸头具有一吸头本体及数个控制元件，该吸头本体具有数个孔洞，这些孔洞连通至一真空源，这些控制元件位于这些孔洞中以控制这些孔洞的开闭，其中这些孔洞的分布位置涵盖这些焊球的分布位置；及(C)启动该真空源，使得这些焊球被吸取而阻塞部分这些孔洞，且未吸到这些焊球的另一部分这些孔洞则被其内的控制元件阻塞。该承载板及该吸头为通用型治具，亦即，不论所对应的基板的球焊垫的位置如何排列，该承载板及该吸头皆可适用，而不须针对特定的球焊垫的排列而设计该吸头。如此，可有效地降低制造成本。
图I至图8显示本发明半导体工艺中焊球的吸取及附着的步骤的示意图。
具体实施方式
参考图I至图8，显示本发明半导体工艺中焊球的吸取及附着的步骤的示意图。参考图I，提供一承载板10及一可编程式吹气装置(Programmable Air Blower) 12。该承载板10具有一第一表面101、一第二表面102及数个承载孔103，其中这些承载孔103阵列排列且贯穿该承载板10。亦即，这些承载孔103彼此间的距离皆相等。该可编程式吹气装置12具有数个吹气孔121。该承载板10位于该可编程式吹气装置12上，使得每一吹气孔121连通至每一承载孔103。接着，提供数个焊球14至该承载板10的第一表面101，且利用震动、转动或吹气以带动这些焊球14，使得每一承载孔103皆承载一焊球14。参考图2及图2A,其中图2A为图2的俯视图。移除位于该承载板10的第一表面101上的焊球14。此时，所有承载孔103中皆有焊球14。参考图3及图3A,其中图3A为图3的俯视图。提供一基板4。该基板4具有一第一表面41、一第二表面42及数个球焊垫43，这些球焊垫43依该基板4的电路布局而分布 于该第一表面41。参考图4及图4A，其中图4A为图4的俯视图。根据前述的基板4上电路布局中的球焊垫43的位置，设定该可编程式吹气装置12的这些吹气孔121的开关，其中对应到球焊垫位置的吹气孔121 (定义为第一吹气孔121a)设定为关，且没有对应到球焊垫位置的吹气孔121 (定义为第二吹气孔121b)设定为开。接着，启动该可编程式吹气装置12的供气源(图中未示)以经由这些第二吹气孔121b吹掉部分焊球14，且保留另一部分焊球14而排列出预先设定的图案。参考图5及图5A，其中图5A为图5的仰视图。提供一吸头2及一真空源3。该吸头2位于该承载板10的这些焊球14上方，且具有一吸头本体20、数个控制元件22、数个支撑元件24及一高度感测器5。该吸头本体20具有数个孔洞21及数个吸取部26。这些孔洞21阵列排列，彼此独立，且每一孔洞21对应该承载板10的每一承载孔103。亦即，这些孔洞21的分布位置涵盖位于该承载板10上的焊球14的分布位置，且这些孔洞21彼此间的距离皆相等。每一孔洞21具有一容置空间210、一第一开口 211及一第二开口 212。该容置空间210用以容置该控制元件22，该第一开口 211及该第二开口 212分别位于该容置空间210的二端。在本实施例中，该第一开口 211的截面积及该第二开口 212的截面积小于该容置空间210的截面积。该第一开口 211连通至该真空源3，该第二开口 212连通至外界，且该第二开口 212的截面积小于所对应的焊球14的截面积。每一控制元件22位于每一孔洞21的容置空间210中，且可在该孔洞21的容置空间210中移动。该孔洞21中的每一控制元件22的截面积大于所对应的第一开口 211的截面积，以控制该孔洞21的开关。在本实施例中，这些控制元件22为钢球。每一支撑元件24位于每一孔洞21的容置空间210中，且固设于该第二开口 212，用以支撑每一控制元件22。在本实施例中，这些支撑元件24为弹簧。这些吸取部26位于该吸头本体20的一表面，且每一吸取部26连通至每一孔洞21的第二开口 212，用以承接焊球14。该高度感测器5的一端连接至该吸头本体20，另一端具有一感测头51，用以感测该吸头本体20在垂直方向的相对位置。本实施例中，该感测头51的位置略低于这些吸取部26。此时，该真空源3还未启动，因此，这些控制元件22因重力作用而全部皆落在这些支撑兀件24。参考图6，将该吸头2靠近该承载板10，使得这些吸取部26接触这些焊球14。此时，该感测头51接触到该承载板10的第一表面101，即停止该吸头2与该承载板10的相对移动。接着，启动该真空源3，使得这些预先排列的焊球14被真空吸力所吸取而阻塞部分这些孔洞21的第二开口 212及吸取部26，同时，未吸到这些焊球14的另一部分这些孔洞21的控制元件22因真空吸力而向上移动直到阻塞住第一开口 211。参考图7，将该基板4置于该吸头2的下方，或将该吸头2移至该基板4上方，使得这些被吸取的焊球14对应这些球焊垫43，其中这些球焊垫43上具有一助焊剂30。接着，将该吸头2靠近该基板4，使得这些被吸取的焊球14接触这些球焊垫43。此时，该感测头51接触到该基板4的第一表面41，即停止该吸头2与该基板4的相对移动。接着，关闭该 真空源3，使得这些被吸取的焊球14置放于该基板4的这些球焊垫43上。此时，原本阻塞住第一开口 211的控制元件22因重力作用而向下移动且落于该支撑元件24上。较佳地，更可再对这些孔洞21吹气，以增加这些焊球14与这些球焊垫43间的附着力。参考图8，当该吸头2离开后，这些焊球14依该基板4的电路布局而分布于该第一表面41的球焊垫43上。在本实施例中，该承载板10及该吸头2为通用型治具，亦即，不论该基板4的球焊垫43的位置如何排列，该承载板10及该吸头2皆可适用，而不须针对特定的球焊垫43的排列而设计该吸头2。如此，可有效地降低制造成本。惟上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非用以限制本发明。因此，习于此技术的人士对上述实施例进行修改及变化仍不脱本发明的精神。本发明的权利范围应如权利要求书所列。
权利要求
1.一种吸取焊球的吸头，包括 一吸头本体，具有数个孔洞，每一所述孔洞具有一第一开口及一第二开口，该第一开口连通至一真空源，该第二开口连通至外界； 数个控制元件，每一所述控制元件位于每一所述孔洞中，且可在每一所述孔洞中移动；及 数个支撑元件，每一所述支撑元件位于每一所述孔洞的第二开口，用以支撑每一所述控制兀件。
2.如权利要求I的吸头，其中所述孔洞阵列排列，且彼此独立。
3.如权利要求I的吸头，其中每一所述孔洞更具有一容置空间，用以容置每一所述控制元件，该第一开口及该第二开口分别位于该容置空间的二端，且该第一开口的面积及该第二开口的面积小于该容置空间的截面积。
4.如权利要求I的吸头，更包括一高度感测器，用以感测该吸头本体在垂直方向的相对位置。
5.如权利要求I的吸头，其中当该真空源启动时，数个预先排列的焊球被吸取而阻塞部分所述孔洞的第二开口，且未吸到所述焊球的另一部分所述孔洞内的控制元件则阻塞第一开口。
6.一种吸取焊球的装置，包括 一承载板，用以承载数个预先排列的焊球； 一真空源；及 一吸头，位于该承载板上方，且具有一吸头本体及数个控制元件，该吸头本体具有数个孔洞，所述孔洞连通至该真空源，所述控制元件位于所述孔洞中以控制所述孔洞的开闭，其中所述孔洞的分布位置涵盖所述焊球的分布位置。
7.如权利要求6的装置，其中该承载板具有数个承载孔，用以承载所述焊球，且该装置更包括一可编程式吹气装置，连通至所述承载孔，用以吹掉部分焊球。
8.一种半导体工艺，包括 (a)将数个焊球排列出预先设定的图案； (b)提供一吸头于所述焊球上方，其中该吸头具有一吸头本体及数个控制元件，该吸头本体具有数个孔洞，所述孔洞连通至一真空源，所述控制元件位于所述孔洞中以控制所述孔洞的开闭，其中所述孔洞的分布位置涵盖所述焊球的分布位置；及 (c)启动该真空源，使得所述焊球被吸取而阻塞部分所述孔洞，且未吸到所述焊球的另一部分所述孔洞则被其内的控制元件阻塞。
9.如权利要求8的工艺，其中步骤(a)包括 (al)提供一承载板及一可编程式吹气装置，其中该承载板具有数个承载孔，且该可编程式吹气装置连通至所述承载孔； (a2)提供数个焊球至该承载板，使得每一所述承载孔承载一焊球； (a3)启动该可编程式吹气装置以吹掉部分焊球，且保留另一部分焊球而排列出预先设定的图案。
10.如权利要求8的工艺，其中该吸头本体的每一所述孔洞具有一第一开口及一第二开口，该第一开口连通至该真空源，该第二开口连通至外界；每一所述控制元件位于每一所述孔洞中，且可在每一所述孔洞中移动。
11.如权利要求8的工艺，其中该步骤(c)之后更包括 (d)提供一基板于该吸头的下方； (e)将一助焊剂配置于该基板的一焊垫上'及 (f)关闭该真空源，使得所述被吸取的焊球置放于该基板上。
全文摘要
本发明关于一种吸取焊球的吸头及装置及半导体工艺，该吸头包括一吸头本体、数个控制元件及数个支撑元件。该吸头本体具有数个孔洞，该孔洞的第一开口连通至一真空源，该孔洞的第二开口连通至外界。该控制元件可在该孔洞中移动。每一这些支撑元件位于每一这些孔洞的第二开口，用以支撑每一这些控制元件。藉此，该吸头为通用型，而可节省制造成本。
文档编号H01L21/60GK102664156SQ20121014929
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月15日 优先权日2012年5月15日
发明者尹正益, 张敬模, 申铉沃, 金人镐 申请人:日月光半导体制造股份有限公司