和6B中示出)(在焊接工序中连续地)检查焊头组件施加的结合力。将该测量的结合力与预定的结合力曲线(可以是单个的力的水平，或者可以是基于时间的力曲线)比较。如果测量的结合力不超过预定的结合力曲线，则该工序继续进行直到在步骤712完成焊接。如果测量的结合力超过预定的结合力曲线，则进一步调整(例如提升)焊头组件100a、10b的z轴位置。通过将测量的实际的力与存储器中包括的数据相关联，可以由计算机系统270(例如参见图3)确定这个进一步调整量的大小(或幅度)。
[0040]本领域技术人员将理解的是，图7还可以代表混合方法(例如利用图5和图7的教导)。也就是，在步骤700中开始焊接工序后，例如可以通过进行如本文中描述的模拟焊接工序(例如结合图5如上所述的)来利用最初的z轴调整曲线。然后，在步骤702中测量温度值之后，在步骤704中确定进一步的z轴调整量(即，与用来开始焊接工序的预期的最初z轴调整曲线相比较的进一步的调整量)。然后，随着重复步骤702-706 (即在步骤708),可以从最初的z轴调整曲线进行进一步的调整和/或偏尚。
[0041]本文中描述的各种工序(例如结合图5和7描述的工序)可以按照任何需要的间隔进行。当然，本文中列举的方法的某些方面总体上在所有的焊接循环中进行(例如，诸如图5的步骤506和图7的步骤706中陈述的z轴位置调整)。然而，本发明的某些方面可以令人满意地再次进行(例如为了确保精确度等)。例如，上面参照图5描述的模拟焊接工序以及相应的z轴调整曲线的形成(即图5的步骤500和502)可以按照任何需要的间隔重复。
[0042]根据本发明的某些示例性实施方式，z轴调整曲线的再校准可以是期望的。也就是，某些被检测的工艺特性会导致(例如自动地，如同构造在机器软件和结构中)z轴调整曲线的再校准。例如，如果施加的结合力超过了预定的阈值，或偏离预定的曲线超过预定的公差(例如，如图5的步骤508中确定的，如图7的步骤710中确定的，或通过任何结合力测量值确定的，等)，就会导致z轴调整曲线的再校准。另一个会导致z轴调整曲线的再校准的示例性工艺特性是温度测量值(例如给定的焊头位置处测量的温度超过预定的阈值，一个或更多个焊头位置的温度曲线偏离预定的温度曲线超过预定的公差等)。当然，其他工艺特性也会导致再校准。当确定了需要进行再校准时(例如用任何期望的工艺特性)，则可进行再校准，例如用与本发明相关的本文中公开的任何技术(例如，如图5中所阐述的、如图7中所阐述的等)或用另一种期望的技术。
[0043]虽然参照特定实施方式图示和描述了本发明，但本发明不旨在限于示出的细节。相反，在权利要求等效物的范围内并且不偏离本发明，在细节上可以进行各种修改。
【主权项】
1.一种用于焊接半导体元件的焊接机的操作方法，该方法包括下面的步骤: (a)在模拟焊接工序中测量焊头组件的基于时间的z轴高度测量特性； (b)基于所测量的基于时间的z轴高度测量特性，确定用于随后的焊接工序的z轴调整曲线；以及 (C)利用所述z轴调整曲线，在随后的焊接工序中用z轴移动系统调整焊头组件的z轴位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(a)的模拟焊接工序中焊头组件按照恒定力模式操作。
3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(a)中测量的基于时间的2轴高度测量特性包括多个z轴高度值。
4.根据权利要求3所述的方法，其中通过用z轴编码器测量焊头组件的z轴位置，在步骤(a)中测量所述多个z轴高度值。
5.根据权利要求3所述的方法，其中通过用位移传感器测量焊头组件的z轴位置，在步骤(a)中测量所述多个z轴高度值。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括通过检测预定的标准来开始随后的焊接工序的步骤。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述预定的标准包括焊头组件速度特性、焊头组件力特性、和焊头组件位置中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括检测在随后的焊接工序中由焊头组件所施加的结合力来确定是否已经达到预定的力的阈值的步骤。
9.根据权利要求8所述的方法，其中用z轴移动系统进一步调整焊头组件的z轴位置以补偿被满足的预定的力的阈值。
10.根据权利要求1所述的方法，其中Z轴调整曲线包括用Z轴移动系统进行的焊头组件的多个Z轴调整量，每一个Z轴调整量与随后的焊接工序中相应的时间值相关联。
11.根据权利要求1所述的方法，其中在随后的焊接工序中将半导体元件焊接到衬底上，并且其中提供半导体元件与衬底之间的电互连，所述电互连包括焊料材料。
12.一种用于焊接半导体元件的焊接机的操作方法，该方法包括下面的步骤: (a)测量焊头组件多个位置处的温度值； (b)用步骤(a)中测量的温度值确定z轴调整量；以及 (C)基于步骤(b)中确定的z轴调整量，用z轴移动系统在焊接工序中调整焊头组件的z轴位置。
13.根据权利要求12所述的方法，在焊接循环中重复步骤(a)-(c)中的每一个多次，使得在焊接循环中基于测量的温度值重复调整z轴位置。
14.根据权利要求12所述的方法，其中步骤(b)包括将步骤(a)中测量的温度值与焊接机可读取的数据相关联以确定z轴调整量。
15.根据权利要求12所述的方法，还包括通过检测预定的标准开始焊接工序的步骤。
16.根据权利要求15所述的方法，其中预定的标准包括焊头组件速度特性、焊头组件力特性、和焊头组件位置中的至少一个。
17.根据权利要求12所述的方法，还包括检测在焊接工序中焊头组件所施加的结合力来确定是否已经达到预定的力的阈值的步骤。
18.根据权利要求17所述的方法，其中用z轴移动系统进一步调整焊头组件的z轴位置以补偿被满足的预定的力的阈值。
19.根据权利要求12所述的方法，其中在焊接工序中将半导体元件焊接到衬底上，并且其中提供半导体元件与衬底之间的电互连，所述电互连包括焊料材料。
20.一种用于焊接半导体元件的焊接机，该焊接机包括: 焊头组件，包括用来将半导体元件焊接到衬底上的焊接工具； 支撑结构，用来支撑衬底； 校准站，与焊头组件焊接使用，用来测量模拟焊接工序中焊头组件的基于时间的z轴高度测量特性；和 计算机，基于测量的基于时间的Z轴高度测量特性，确定用于随后的焊接工序中的Z轴调整曲线。
21.根据权利要求20所述的焊接机，其中校准站与支撑结构耦接并沿着至少一个移动轴线与支撑结构一起移动。
22.根据权利要求20所述的焊接机，其中校准站包括配置成在模拟焊接工序中要被焊接工具接触的接触表面。
23.根据权利要求20所述的焊接机，还包括附接到焊头组件多个位置上的多个温度传感器。
24.根据权利要求20所述的焊接机，其中焊头组件包括用来测量焊头组件施加的向下的力的力传感器。
25.根据权利要求20所述的焊接机，还包括位移传感器，用于与校准站相焊接来测量基于时间的z轴高度测量特性。
【专利摘要】提供了一种用于焊接半导体元件的焊接机的操作方法。该方法包括下面的步骤：(a)在模拟焊接工序中测量焊头组件的基于时间的z轴高度测量特性；(b)基于所测量的基于时间的z轴高度测量特性，确定用于随后的焊接工序的z轴调整曲线；以及(c)利用z轴调整曲线，在随后的焊接工序中用z轴移动系统调整焊头组件的z轴位置。
【IPC分类】H01L21-66, H01L21-60, B23K1-00
【公开号】CN104708157
【申请号】CN201410858281
【发明人】M·B·瓦塞尔曼, M·P·施密特-兰, T·J·科洛西莫
【申请人】库利克和索夫工业公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年12月16日
【公告号】US20150171049