半导体元件焊接设备中用于调节焊接平整度的装置及方法与流程

1.本发明涉及半导体元件焊接设备中用于调节焊接平整度的装置及方法，更具体地涉及用于使用用于调节焊接头的斜度的单独的斜度调节台来调节焊接平整度的装置及方法。


背景技术：

2.半导体(或者显示器)制造工艺是用于在基板(例如：晶圆)上制造半导体元件的工艺，例如包括曝光、蒸镀、蚀刻、离子注入、清洗、封装等。尤其，可以将执行完半导体制造工艺的晶圆分割成芯片单位之后，执行用于在适合的基板(例如：pcb基板)焊接被分割的半导体元件的焊接工艺。
3.另外，在封装工艺中，作为替代用于电连接层叠的芯片间的线焊接的技术，披露有在芯片开通微细的孔洞并在相应孔洞中插入导电体来电连接下芯片和上芯片的tsv(through silicon via；硅通孔)技术。作为tsv工艺的一环，可以执行在晶圆上层叠一个或其以上的芯片并焊接的tsv焊接。
4.随着微细工艺而芯片的尺寸和图案变得微细，由此在被要求更精密地在基板上焊接半导体元件的技术。尤其，调节平整度以当将半导体元件焊接在基板上时半导体元件和基板能够以彼此平行的状态准确地焊接的技术变得重要。


技术实现要素：

5.本发明的实施例提供能够更迅速且精密地调节焊接头的斜度的装置及方法。
6.本发明的解决课题不限于以上所提及的，本领域技术人员会从下面的记载能够明确地理解未被提及的其它解决课题。
7.可以是，根据本发明的实施例的半导体元件焊接设备中用于调节焊接平整度的装置包括：斜度调节台，能够以驱动轴为中心调节斜度，并用于通过与结合于用于将半导体元件焊接的焊接头的下方的工具接触而执行所述焊接头的斜度调节；接触销，为了测定所述焊接头的斜度而与所述焊接头接触多次；以及控制器，基于用于与所述接触销接触多次的所述焊接头的下降距离值来测定所述焊接头的斜度。
8.在一实施例中，可以是，当所述焊接头的斜度在基准斜度范围以内时，所述控制器控制所述焊接头以将所述半导体元件焊接于安放在焊接台上的基板。
9.在一实施例中，可以是，当所述焊接头的斜度超出基准斜度范围时，所述控制器改变所述斜度调节台的斜度。
10.在一实施例中，可以是，所述控制器使所述工具接触于被改变所述斜度的斜度调节台来再调整所述焊接头的斜度。
11.在一实施例中，可以是，所述控制器基于所述焊接头的x轴斜度以及y轴斜度来改变所述斜度调节台的x轴斜度以及y轴斜度。
12.在一实施例中，可以是，所述控制器使所述焊接头位于所述接触销上方，并使所述
焊接头下降多次，直至所述工具接触于所述接触销为止，并且基于所述焊接头下降时测定到的下降距离值来测定所述焊接头的斜度。
13.在一实施例中，可以是，所述控制器通过使所述接触销接触于与所述工具的各边角相对应的点位而测定所述焊接头的斜度。
14.可以是，根据本发明的实施例的半导体元件焊接设备中用于调节焊接平整度的方法包括：使得将半导体元件焊接于安放在焊接台中的基板上的焊接头接触于斜度调节台的步骤；测定所述焊接头的斜度的步骤；基于所述焊接头的斜度来确定是否再调整所述焊接头的斜度的步骤；当再调整所述焊接头的斜度时，改变所述斜度调节台的斜度的步骤；以及通过使得与所述焊接头的下方结合的工具接触于所述斜度调节台而再调整所述焊接头的斜度的步骤。
15.在一实施例中，可以是，确定是否再调整所述焊接头的斜度的步骤还包括：当所述焊接头的斜度在基准斜度范围以内时，确定为将所述半导体元件焊接于所述基板的步骤。
16.在一实施例中，可以是，确定是否再调整所述焊接头的斜度的步骤包括：当所述焊接头的斜度超出基准斜度范围时，确定为改变所述斜度调节台的斜度的步骤。
17.在一实施例中，可以是，改变所述斜度调节台的斜度的步骤包括：基于所述焊接头的x轴斜度以及y轴斜度，改变所述斜度调节台的x轴斜度以及y轴斜度的步骤。
18.在一实施例中，可以是，再调整所述焊接头的斜度的步骤包括：使所述焊接头位于接触销上方的步骤；使所述焊接头下降多次，直到所述工具接触于所述接触销为止的步骤；以及基于所述焊接头下降时测定到的下降距离值来测定所述焊接头的斜度的步骤。
19.在一实施例中，可以是，测定所述焊接头的斜度的步骤包括：通过使接触销接触于与所述工具的各边角相对应的点位而测定所述焊接头的斜度的步骤。
20.根据本发明的实施例的半导体元件焊接设备包括：焊接头，将半导体元件焊接到基板上；焊接台，支承被所述焊接头焊接半导体元件的基板；驱动部，使所述焊接头向水平方向以及垂直方向驱动；以及焊接平整度调节单元，用于调节所述焊接头的平整度。可以是，所述焊接平整度调节单元包括：斜度调节台，能够以驱动轴为中心调节斜度，并用于通过与结合于所述焊接头的下方的工具接触而执行所述焊接头的斜度调节；接触销，为了测定所述焊接头的斜度而与所述焊接头接触多次；以及控制器，基于用于与所述接触销接触多次的所述焊接头的下降距离值来测定所述焊接头的斜度。
21.在一实施例中，可以是，当所述焊接头的斜度在基准斜度范围以内时，所述控制器控制所述焊接头以将所述半导体元件焊接于所述基板。
22.在一实施例中，可以是，当所述焊接头的斜度超出基准斜度范围时，所述控制器改变所述斜度调节台的斜度。
23.在一实施例中，可以是，所述控制器使所述工具接触于被改变所述斜度的斜度调节台来再调整所述焊接头的斜度。
24.在一实施例中，可以是，所述控制器基于所述焊接头的x轴斜度以及y轴斜度来改变所述斜度调节台的x轴斜度以及y轴斜度。
25.在一实施例中，可以是，所述控制器使所述焊接头位于所述接触销上方，并使所述焊接头下降多次，直至所述工具接触于所述接触销为止，并且基于所述焊接头下降时测定到的下降距离值来测定所述焊接头的斜度。
26.在一实施例中，可以是，所述控制器通过使所述接触销接触于与所述工具的各边角相对应的点位而测定所述焊接头的斜度。
27.根据本发明的实施例，通过除焊接台以外能够单独自行进行斜度调节的斜度调节台而调节焊接头的斜度，从而能够更迅速且精密地调节焊接头的斜度。
28.本发明的效果不限于以上提及的，本领域技术人员会从下面的记载能够明确地理解未提及的其它效果。
附图说明
29.图1以及图2示出在半导体元件焊接设备中在焊接台调节焊接头的斜度的顺序。
30.图3以及图4示出根据本发明的实施例的在半导体元件焊接设备中使用斜度调节台来调节焊接头的斜度的顺序。
具体实施方式
31.以下，参照所附附图来详细说明本发明的实施例，以使得本发明所属技术领域中具有通常知识的人能够容易地实施。本发明可以以各种不同方式实现，不限于在此说明的实施例。
32.为了清楚地说明本发明，省略了与说明无关的部分，贯穿说明书整体对相同或类似的构成要件标注相同的附图标记。
33.另外，在多个实施例中，对具有相同结构的构成要件，使用相同的附图标记来仅说明代表性实施例，在其余的其它实施例中仅说明与代表性实施例不同的结构。
34.在说明书整体中，当表述某部分与其它部分“连接(或者结合)”时，其不仅是包括“直接连接(或者结合)”的情况，还包括将其它部件置于中间“间接连接(或者结合)”的情况。另外，当表述某部分“包括”某构成要件时，只要没有特别相反记载，其意指可以还包括其它构成要件而不是排除其它构成要件。
35.只要没有不同地定义，包括技术或科学术语在内在此使用的所有术语具有与本发明所属技术领域中具有通常知识的人一般所理解的含义相同的含义。在通常使用的词典中定义的术语之类的术语应解释为具有与相关技术文脉上具有的含义一致的含义，只要在本技术中没有明确定义，不会理想性或过度地解释为形式性含义。
36.图1以及图2示出在半导体元件焊接设备中在焊接台调节焊接头的斜度的顺序。参照图1，在s105步骤中，在焊接台240中，焊接头220使得把持半导体元件的工具230接触于焊接台240，从而执行工具面复制(copy)。
37.之后，在s110步骤中，执行针对焊接头220的斜度的测定。关于焊接头220的斜度，可以使焊接头220下降至与接触销245接触为止，按与焊接头220结合的工具230的各点位测定升降高度，按点位比较升降高度，从而检测焊接头220的斜度。
38.在s115步骤中，判断焊接头220的斜度是否包括在基准水平范围中(是否满足标准(spec))。当焊接头220的斜度属于基准水平范围以内时，可以执行焊接头220的焊接(s120)。当焊接头220的斜度超出基准水平范围时，返回s105步骤，重新执行焊接头220的工具面复制。这样的工具面复制以及斜度测定可以多次重复执行至属于基准范围。
39.如图2所示，当判断为结合于焊接头220的工具230向左侧倾斜而再次在焊接台240
中执行了工具面复制，但工具230向右侧倾斜了时，再次在焊接台240中执行工具面复制。这样的工作重复至满足基准为止。通常，焊接台240被固定斜度。
40.在使用如图1以及图2那样被固定斜度的焊接台240来调节焊接头220的斜度的情况下，当焊接头220倾斜一次时，即使使用相同的焊接台240再次调节斜度，斜度偏离的情况再次发生的可能性高。因此，本发明的实施例提供用于通过能够考虑焊接头220的倾斜而自行进行斜度调节的单独的斜度调节台来调节焊接头220的斜度的装置及方法。
41.图3以及图4示出根据本发明的实施例的在半导体元件焊接设备中使用斜度调节台来调节半导体元件的斜度的顺序。参照图3，在s305步骤中，在斜度调节台250中，焊接头220使得把持半导体元件的工具230接触于斜度调节台250，从而执行工具面复制(copy)。
42.之后，在s310步骤中，执行针对焊接头220的斜度的测定。关于焊接头220的斜度，可以使焊接头220下降至与接触销245接触为止，按与焊接头220结合的工具230的各点位测定升降高度，按点位比较升降高度，从而检查焊接头220的斜度。例如，可以使接触销245接触于与焊接头220结合的工具230的四边形边角，按各点位测定接触到接触销245时刻为止的下降距离，从而测定焊接头220的斜度。
43.在s315步骤中，判断焊接头220的斜度是否包括在基准水平范围中(是否满足标准(spec))。当焊接头220的斜度属于基准水平范围以内时，可以执行焊接头220的焊接(s320)。
44.当焊接头220的斜度超出基准水平范围时，进行s325步骤而调节斜度调节台250的斜度。在此，斜度调节台250的斜度可以基于焊接头220的斜度来调节。例如，当焊接头220向左侧倾斜了时，可以将斜度调节台250右侧倾斜。斜度调节台250可以通过以x轴方向以及y轴方向为基准旋转来调节斜度。
45.在改变斜度调节台250的斜度之后，在s305步骤中，可以使得与焊接头220结合的工具230接触于斜度调节台250，从而执行工具面复制(copy)，并可以执行相应焊接头220的斜度检查。由此，可以通过使用考虑焊接头220的斜度而进行了斜度调整的单独的斜度调节台250而更迅速地调节焊接头220的斜度。
46.参照图4，可以是，在焊接单元主体210的下方设置焊接头220，在焊接头220的下方提供用于把持半导体元件的工具230。工具230也可以指称为夹头(collet)。斜度调节台250可以提供为从工具230隔开预定距离的单独的模组。斜度调节台250可以通过单独的驱动部以x轴方向或者y轴方向为基准旋转来调节斜度。另外，可以提供控制器，该控制器控制用于驱动焊接头220的驱动部和焊接头220的驱动，并根据焊接头220的驱动信息来测定焊接头220的斜度。另外，控制器可以调节斜度调节台250的斜度。
47.在根据本发明的实施例的半导体元件焊接设备中，用于调节焊接平整度的装置可以包括：斜度调节台250，以驱动轴为中心进行斜度调节，并用于通过与把持及解除半导体元件的焊接头220的工具230接触而执行焊接头220的斜度调节；接触销245，为了测定焊接头220的斜度，与焊接头220接触多次；以及控制器，基于用于与接触销245接触多次的焊接头220的下降距离值而测定焊接头的斜度。
48.在一实施例中，当焊接头220的斜度在基准斜度范围以内时，控制器可以控制焊接头220以将导体元件焊接于安放在焊接台上的基板。
49.在一实施例中，当焊接头220的斜度超出基准斜度范围时，控制器可以改变斜度调
节台250的斜度。
50.在一实施例中，控制器可以使得与焊接头220的下方结合的工具230接触于被改变斜度的斜度调节台250来再调整焊接头220的斜度。
51.在一实施例中，控制器可以基于焊接头220的x轴斜度以及y轴斜度来改变斜度调节台250的x轴斜度以及y轴斜度。
52.在一实施例中，控制器可以使得与焊接头220的下方结合的工具230位于接触销245上方，使焊接头220下降多次，直到工具230接触于接触销245为止，基于焊接头220下降时测定到的下降距离值来测定焊接头220的斜度。
53.在一实施例中，控制器可以通过使接触销245接触于与工具230的各边角相对应的点位而测定焊接头220的斜度。
54.半导体元件焊接设备中用于调节焊接平整度的方法可以包括：使得把持半导体元件并将半导体元件焊接于安放在焊接台中的基板上的焊接头220接触于斜度调节台250的步骤(s305)；测定焊接头220的斜度的步骤(s310)；基于焊接头220的斜度来确定是否再调整焊接头220的斜度的步骤(s315)；当再调整焊接头220的斜度时，改变斜度调节台250的斜度的步骤(s325)；以及通过使得与焊接头220的下方结合的工具230接触于斜度调节台250而再调整焊接头220的斜度的步骤(s305)。
55.在一实施例中，确定是否再调整焊接头220的斜度的步骤(s315)可以还包括当焊接头220的斜度在基准斜度范围以内时确定为将半导体元件焊接于基板的步骤。
56.在一实施例中，改变斜度调节台250的斜度的步骤(s325)可以包括基于焊接头220的x轴斜度以及y轴斜度来改变斜度调节台250的x轴斜度以及y轴斜度的步骤。
57.在一实施例中，再调整焊接头220的斜度的步骤(s325)包括：使焊接头220位于接触销245上方的步骤；使焊接头220下降多次，直到工具230接触于接触销245为止的步骤；以及基于焊接头220下降时测定到的下降距离值来测定焊接头220的斜度的步骤。
58.在一实施例中，再调整焊接头220的斜度的步骤(s310)可以包括通过使接触销245接触于与工具230的各边角相对应的点位而测定焊接头220的斜度的步骤。
59.根据本发明的实施例的半导体元件焊接设备包括：焊接头220，把持半导体元件并将半导体元件焊接于基板上；焊接台240，支承被焊接头220焊接半导体元件的基板；驱动部，使焊接头220向水平方向以及垂直方向驱动；以及焊接平整度调节单元，用于调节焊接头220的平整度。焊接平整度调节单元可以包括：斜度调节台250，能够以驱动轴为中心调节斜度，并用于通过与结合于焊接头220的下方的工具230接触而执行焊接头220的斜度调节；接触销245，为了测定焊接头220的斜度而接触于焊接头220；以及控制器，提取焊接头220的斜度信息。
60.在一实施例中，当焊接头220的斜度在基准斜度范围以内时，控制器可以控制焊接头220以将半导体元件焊接于所述基板。
61.在一实施例中，当焊接头220的斜度超出基准斜度范围时，可以改变斜度调节台250的斜度。
62.在一实施例中，控制器可以使工具230接触于被改变斜度的斜度调节台250而再调整焊接头220的斜度。
63.在一实施例中，控制器可以基于焊接头220的x轴斜度以及y轴斜度来改变斜度调
节台250的x轴斜度以及y轴斜度。
64.在一实施例中，控制器可以使焊接头220位于接触销245上方，使焊接头220下降多次，直到工具230接触于所述接触销为止，基于焊接头220下降时测定到的下降距离值来测定焊接头220的斜度。
65.在一实施例中，控制器可以通过使接触销245接触于与工具230的各边角相对应的点位而测定焊接头220的斜度。
66.以上，说明了本发明的各种实施例，到此为止参照的附图和记载的发明的详细说明只是本发明的示例，其仅用作用于说明本发明的目的，并不是用于意义限定或限制权利要求书中记载的本发明的范围。因而本技术领域中具有通常知识的人可以理解根据其进行各种变形及等同的其它实施例。因此，本发明的真实技术保护范围应通过所附的权利要求书的技术构思来确定。