专利名称：用于键合装置的电子器件处理器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子器件的键合装置，特别是涉及一种处理器平
台(handler station )，用于在键合之前和之后电子器件的临时贝i存和/ 或加工，例如导线键合或晶粒键合。
背景技术：
在形成半导体集成电路封装件的工艺中，采取一系列步骤来装配 不同的元件以形成最终的封装件，例如晶粒键合和导线键合。晶粒键 合涉及将半导体晶粒贴附到载体，如引线框上。导线键合是一种将导 线，如铜线或金线键合到半导体晶粒和相应的载体上的电气触点以电 气连接各个元件的工艺。其后，使用模塑料将半导体晶粒灌封以形成 半导体封装件，然后切割每个封装件以将它们分开。
传统意义上，基于应用的简单考虑，导线键合机使用单个的键合 头。但是，专利号为6,749,100、发明名称为"多头导线键合系统" 的美国专利展示了 一种具有多个键合头的导线4建合装置。和具有独立 的机器相比较，这种导线键合装置使得在具有较小占地面积 (footprint)的导线键合机器上键合多个电子器件成为可能。同时， 它提供了更大的产能。然而，由于多个键合头在一个平台上的合并， 这种机器导致了更加苛求的处理需求。
一个实例是电子器件到键合装置的装载，以进行键合和键合之后 该电子器件的卸载。传统意义上，输入料盒(i叩ut magazine )被安装 在键合装置的装载器(loader)侧，以进给未被键合的电子器件，而 输出料盒被安装在键合装置的卸载器(unloader)侧，以在键合之后 储存被键合的电子器件。这在专利号为6,045,318、发明名称为"引 线框供给方法和装置"的美国专利得到了阐述。电子器件从键合装置 的一侧被引入到键合工具，在键合之后，其被移动到键合装置的另一
侧进行卸载。虽然对于具有单个键合头的键合装置而言这种配置简单 明了和方便，但是其不适用于具有多个键合头的键合机器，由于电子 器件或者必须通过另 一个键合头以到达键合机器的另 一侧，藉此干扰 了另一个键合头的键合，或者采取一个更长的行程以越过另一个键合 头，这样大大提高了复杂性和行程时间。
因此，为了避免前述问题，在键合装置的一边侧均设置有分离的 输入料盒和输出料盒是令人期望的。然而，当两个料盒并排地放置在
传输轨道的末端时，定位这两个料盒的储存槽或进给通道(feeding passages )和键合装置的传输轨道相平行的传统方法花费了相当多的 空间。而且，由于传输轨道通常是固定的，所以需要更多的空间来相 对于该传输轨道侧向移动这两个料盒，以分别进给未键合的电子器件 或者接收已键合的电子器件。由于这两个料盒相当大以便于储存多个 电子器件，所以由于侧向移动它们可能占用由键合机器其它部件已占 领的空间。如果这两个料盒被设置在另一个方位以避免这两个料盒被 键合机器其它的部件所妨碍是有益的。
对于和传统意义相比，具有大的键合区域的半导体集成电路封装 过程而言，也存在引入特定的电子器件。这些电子器件在X轴上具 有平行于该电子器件沿着传输轨道移动的方向上的长度，并在Y轴 上具有与之相垂直的宽度。如果电子器件的Y轴长于典型的电子器 件，那么难度将会增加。由于传输轨道被操作来定位电子器件的整个 X轴进行4定合，所以在X轴上处理它们的长度方向方面通常不存在 问题，同时，为了能够在Y轴上键合整个电子器件，需要一个具有 更长Y轴平台变化范围的定位平台。而设计具有更长Y轴平台变化 的定位平台，将会增加定位平台的移动质量，降低产能。这同时也增 加了键合机器的占地面积以满足增加了的移动范围。如果在不需要增 加定位平台的Y轴平台变化的情况下，键合机器能被设计来自动键 合较大电子器件的所需表面区域，那么其将会是有益的。
发明内容
本发明的一个目的在于在键合装置的一侧提供分离的输入料盒
和输出料盒，同时使得键合装置的占地面积的任何增长最小。本发明
的另一目的在于提供一种用于自动键合具有大键合区域的电子器件 的系统，其不需要增大定位平台的Y轴平台范围，以在键合期间在键 合工具下方定位设置电子器件。
因此，第一方面，本发明提供一种电子器件的键合装置，其包含 有键合工具，在此电子器件被定位来进行键合；贮存组件，用于贮 存多个电子器件；传输轨道，用于将电子器件朝向和背离键合工具运 送；旋转平台，用于支撑电子器件，并在旋转平台和传输轨道相对齐 以在旋转平台和传输轨道之间传送电子器件时的 一个方位和旋转平 台与贮存组件相对齐以在旋转平台与贮存组件之间传送电子器件时 的另 一 个方位之间被操作。
'第二方面，本发明提供一种电子器件的键合装置，该装置包含有 第一键合工具和第二键合工具，在第一键合工具和第二键合工具处电 子器件被定位来进行键合；数个贮存组件，用于贮存多个电子器件； 第 一传输轨道和第二传输轨道，用于分别将电子器件朝向和背离第一 键合工具和第二键合工具运送；以及第一旋转平台和第二旋转平台， 用于支撑电子器件，每个旋转平台在旋转平台和传输轨道相对齐以在 旋转平台和传输轨道之间传送电子器件时的 一个方位和旋转平台与 贮存组件相对齐以在旋转平台与贮存组件之间传送电子器件时的另 一个方位之间被才喿作。
第三方面，本发明提供一种键合大的电子器件的方法，该电子器 件在一侧具有的键合区域包括第 一局部和第二局部，该方法包含有以 下步骤设置定位电子器件的第一局部，而非第二局部，以由键合工 具进行键合；键合该电子器件的第一局部；运送电子器件到旋转平台， 该旋转平台可沿着大体水平的平面旋转；在旋转平台上旋转电子器 件，以变换电子器件已被键合的第一局部和未被键合的第二局部的各 自的位置；运送电子器件到键合工具，以便于电子器件的第二局部被 设置定位，以由键合工具进行键合；然后键合该电子器件的第二局部。 可以选择地，该方法可以应用两个键合工具，其中，第一局部由第一 键合工具所键合，而第二局部由第二键合工具所键合。
第四方面，本发明提供一种键合大的电子器件的装置，该电子器 件在一侧具有的键合区域包括第 一局部和第二局部，该装置包含有
键合工具，当电子器件被设置定位于键合工具处时，该键合工具被布
置和配置来仅仅键合电子器件的第一局部或第二局部；旋转平台，在 电子器件的一个局部由键合工具键合完成之后，该旋转平台被配置来 接收电子器件，并且该旋转平台被操作来沿着大体水平的平面旋转电 子器件，以定位电子器件的另一个局部，其后由键合工具键合。可以 选择地，该装置可以包含有两个键合工具，其中，第一局部由第一键 合工具所键合，而第二局部由第二键合工具所键合。
参阅后附的描述本发明实施例的附图，随后来详细描述本发明是 很方便的。附图和相关的描述不能理解成是对本发明的限制，本发明 的特点限定在权利要求书中。
附图加以描述，其中
图l (a)-图l (d)是根据本发明较佳实施例所述的装配在键合 装置和旋转平台一侧的两个料盒(magazine)以用于在它们之间传送 电子器件的立体示意图。
图2 (a)-图2 (e)是根据本发明第一较佳实施例所述的、用于 键合具有大键合区域的电子器件的工艺的平面示意图。
图3 (a)-图3 (e)是根据本发明第二较佳实施例所述的、用于 键合具有大键合区域的电子器件的工艺的平面示意图。
图4 (a)-图4 (e)是同时使用具有多个键合头的键合装置时， 用于键合具有大键合区域的电子器件的工艺的平面示意图。
图5是根据本发明又一较佳实施例所述的、设置在多个键合头之 间的旋转平台的平面示意图。
具体实施例方式
图l (a)-图l (d)是根据本发明较佳实施例所述的装配在键合 装置10和旋转平台，如旋转緩冲器(rotary buffer) 14—侧的贮存组件 的立体示意图，该贮存组件可包括两个容器，其以料盒16、 18形式存
在，以在它们之间传送诸如引线框之类的电子器件。通常，键合装置
10包含有传输轨道12，以用于将电子器件朝向和背离4建合工具传输，
电子器件设置在该键合工具处以进行键合，键合装置还包含有储存未
键合电子器件的输入料盒16、储存已键合电子器件的输出料盒18、在 输入料盒16、输出料盒18和传输轨道12之间传送电子器件的旋转緩冲 器14。该键合工具可以为导线键合工具。
料盒16、 18相互相邻设置，它们的进给通道较佳地和传输轨道12 的传输方向成一角度，更合适地讲是垂直于传输轨道12的传输方向。
旋转緩冲器14被配置来固定支撑至少一个或一个以上的电子器 件。通常其至少在旋转緩冲器14和传输轨道12相对齐以在旋转緩冲器 14和传输轨道12之间传送电子器件的一个方位，和旋转平台14与料盒 16、 18相对齐以在旋转緩冲器14与料盒16、 18之间传送电子器件的另 一个方位之间被操作。旋转緩冲器14也可更普通地被配置设置于其他 方位上。较合适地，旋转緩冲器14被配置在沿着大体水平的平面上转 动。
在图l (a)中，旋转緩冲器14和输入料盒16的进给通道相对齐， 以便于在旋转緩沖器14上接收未被键合的电子器件。在图l (b)中， 旋转緩冲器14被旋转和传输轨道12相对齐。在本实施例中，料盒16、 18的进给通道相对于传输轨道以90度的角度设置，从而旋转緩冲器14 被旋转90度。其他的方位角度也是可能的。在旋转緩冲器14旋转期间， 如果旋转緩冲器14和料盒16、 18设置很近，有可能有必要将旋转緩冲 器14抬高到料盒上方的一个高度，以便于其旋转不会受到料盒16、 18 的妨碍。旋转之后，旋转緩冲器14可能再次降低。 一旦旋转緩冲器14 和传输轨道12对齐，电子器件将被馈送给传输轨道12。然后电子器件 由传输轨道12发送到键合装置10的键合工具上以进行键合。
在图l.(c)中，键合工具已经完成电子器件的键合，该电子器件 然后被传输轨道12送回到旋转緩冲器14。在图l (d)中，旋转緩冲器 14反方向旋转90度，并和输出料盒18的进给通道对齐。为了对齐旋转 緩冲器14和输出料盒18,当旋转緩冲器14预先和输入料盒16的进给通 道相邻时，在平行于料盒的宽度方向上，旋转緩冲器14相对于料盒16、
18的相对移动是有必要的。因此，或者料盒16、 18或者旋转緩冲器14 可相应地移动。 一旦旋转緩冲器14和输出料盒18被对齐，键合好的电 子器件将被输出料盒18接收以进行贮存。其后，旋转緩冲器14和输入 料盒16对齐以接收另一个电子器件进行键合，并重复该循环。另夕卜， 如果旋转緩冲器14较合适地是由多个固定支撑槽所组成，以便于当其 在支撑未键合的电子器件的同时，也可配置来接收已键合的电子器 件，那么当一个电子器件正在被键合的同时，另一个未被键合的电子 器件可被传送到旋转緩冲器14上，以提高效率。
图2 (a)-图2 (e)是根据本发明第一较佳实施例所述的、用于 键合具有大键合区域的电子器件22的工艺流程的示意图。如前所述， 键合装置10包含有分开的、位于传输轨道12—侧的输入料盒16和输出 料盒18。在图2(a)中电子器件22从输入料盒16^皮传送在旋转緩沖器 14上，然后旋转缓沖器14被旋转并和传输轨道12相对齐。电子器件22 然后被传输轨道运送到键合工具20位置处进行键合。为了避免如上所 述的增加定位平台的移动质量的缺点，键合工具20被配置来仅仅访问 电子器件22—侧的整个表面区域的局部。
在图2(b)中，电子器件22的第一局部24已经被键合。这可相当 于Y轴上电子器件22的半个表面区域。该部分键合的电子器件22然后 在旋转緩冲器14的方向上被运离键合工具20。
在图2(c)中，旋转緩冲器14已经接收了电子器件22，并沿着水 平面将该电子器件22转动180度。因此，电子器件22未^皮M:合的局部 .26现在被设置来由键合工具20所访问。其后，电子器件22被送回到传 输轨道12上，以便于电子器件未被键合的第二局部26设置在键合工具 20的下方，如图2(d)所述。然后，电子器件22的第二局部264皮4定合。
在图2(e)中，第二局部26同时被键合，以便于完成整个电子器 件22的导线键合。如上所述，键合后的电子器件22然后被送到旋转緩 沖器14上，并被传送到输出料盒18上。值得注意的是，使用前述的工 艺键合具有大键合区域的电子器件22，需要具有大的Y轴移动范围的 定位平台得以避免。实际上，只要定位平台具有的Y轴移动范围为电 子器件22Y轴宽度的至少一半，那么整个电子器件22的完全4定合可以 实现。
另外，处理平台28也可被设置在旋转緩冲器14的位置处以处理被 传送在旋转缓冲器14上的电子器件22。处理平台28在不需要增加传输 轨道12的长度或增加键合装置IO的侧向空间或占地面积的情况下，可 以有用地合成一个或多个功能。例如，处理平台28可包括图像扫描器 以在不影响键合速度的情况下执行预键合和后键合检查。 一个视觉引 线定位设备也可以添加，以恰好在键合电子器件22之前执行引线定位 操作。处理平台28也可以包含有清洗设备，如等离子清洗工具，以在 传送电子器件22于传输轨道12上进行键合之前去除有机污染或外部 物质。作为另外一个实例，处理平台28可以包含有预石更化(pre-curing) 设备，其被操作来在键合之前加热电子器件。
图3 (a)-图3 (e)是根据本发明第二较佳实施例所述的、用于 键合具有大键合区域的电子器件22的工艺的平面示意图。本实施例和 另 一较佳实施例的差别在于输入料盒16和输出料盒18设置在传输轨 道12相对的两侧。因此，至少一个料盒可以和传输轨道12的传输方向 相对齐，而另一个料盒则以其进给通道和传输轨道12的传输方向成一 角度的方式定位，较合适地是与之垂直。
因此，在图3(a)中，电子器件22从输入料盒16进给在旋转緩冲 器14上。旋转緩沖器14然后传送电子器件22于传输轨道12上，以运送 电子器件22在键合工具20处进行键合。由键合工具20键合电子器件22 的第一局部24之后，电子器件22被送回到旋转缓冲器14,如图3(b) 所示。
在图3 (c)中，旋转緩冲器14将电子器件22转动180度，以便于 电子器件22的第二局部26被设置为由键合工具20所访问而进行键合 (图3 (d))。在图3 (e)中，整个电子器件22已经被键合，并可被发 送至输出料盒18进行贮存。
图4 (a)-图4 (e)是同时使用具有多个键合头的键合装置IO， 时，用于键合具有大键合区域的电子器件22的工艺的平面示意图。输 入和输出料盒16、 18如上图2(a)-图2 (e)所述的相对于传输轨道 12布置，除了下述差别由于在键合装置10，上存在另外一个键合头，
所以相对于第二键合工具20，存在第二组传输轨道12'、 旋转緩沖器
14，、输入料盒16，和输出料盒18'。其配置镜像第一组组件的配置。各 种组件以上述图2(a)-图2 (e)所述的相同方式发挥必要功能，重 述其功能是不必要的。其主要差别是随着两个键合工具20、 20，同 步执行所述的工序，两个具有大键合区域的电子器件22、 22，能够同 时被键合，藉此显著地提高了键合装置的产能。
在图5描述的另 一个可选的较佳实施例中，另 一个旋转緩冲器30 能被设置在键合工具20、 20，之间，该键合工具20、 20，位于两组相邻 的传输轨道12、 12，之间(之内)，以便于由第一键合工具20键合电子 器件22的第一局部之后，电子器件22能够^皮运送到该旋转緩冲器上变 换其方位，接着被运送到第二键合工具20，以键合电子器件22的第二 局部。
值得注意的是，本发明较佳实施例所述的电子器件处理器允许将 分离的输入料盒和输出料盒安装在键合装置的同 一侧，同时使得机器 占地面积的增长最小。而且，用于传送引线框的旋转緩冲器能够进一 步实现变换具有大4定合区域的电子器件的方位，以在不必须引入具有 较长Y轴范围的定位平台的情况下使得整个电子器件的键合成为可 能，该定位平台Y轴范围足够适合于电子器件的整个Y轴。
此处描述的本发明在所具体描述的内容基础上很容易产生变化、 修正和/或补充，可以理解的是所有这些变化、修正和/或补充都包括 在本发明的上述描述的精神和范围内。
权利要求
1.一种电子器件的键合装置，其包含有键合工具，在此电子器件被定位来进行键合；贮存组件，用于贮存多个电子器件；传输轨道，用于将电子器件朝向和背离键合工具运送；旋转平台，用于支撑电子器件，并在旋转平台和传输轨道相对齐以在旋转平台和传输轨道之间传送电子器件时的一个方位和旋转平台与贮存组件相对齐以在旋转平台与贮存组件之间传送电子器件时的另一个方位之间被操作。
2、 如权利要求l所述的键合装置，其中，该贮存组件包含有用于 贮存未键合电子器件的输入容器和贮存已键合电子器件的输出容器。
3、 如权利要求2所述的键合装置，其中，该输入容器和输出容器 均设置在传输轨道的一端。
4、 如权利要求2所述的键合装置，其中，该输入容器和输出容器 包含有进给通道，该进给通道和传输轨道的传输方向成一角度定位。
5、 如权利要求4所述的键合装置，其中，该进给通道垂直于传输 轨道的传输方向定位。
6、 如权利要求2所述的键合装置，其中，该旋转平台被配置来相 对于输入容器和输出容器进行相对移动，以分别将该旋转平台和输入 容器、输出容器的进给通道对齐。
7、 如权利要求l所述的键合装置，其中，该旋转平台被配置来沿 着大体水平的平面旋转。
8、 如权利要求l所述的键合装置，该装置还包含有 处理平台，其位于该旋转平台的位置处，并^皮操作来处理传送到该旋转平台上的电子器件。
9、 如权利要求8所述的键合装置，其中，该处理平台选自下面的 组群，该组群包括行扫描器、视觉引线定位设备、清洗设备和硬化 设备。
10、 如权利要求l所述的键合装置，其中，该键合工具被配置来 仅仅访问位于该键合工具位置处的电子器件的整个表面的局部，以进 行键合。
11、 如权利要求10所述的键合装置，其中，该旋转平台被操作来 旋转已被部分键合的电子器件，以便于电子器件未被键合的局部被设置来由键合工具所访问。
12、 如权利要求l所述的键合装置，其中，该键合工具包含有导 线键合工具。
13、 一种电子器件的键合装置，该装置包含有 第一键合工具和第二键合工具，在第一键合工具和第二键合工具处电子器件被定位来进行键合；数个贮存组件，用于贮存多个电子器件；第 一传输轨道和第二传输轨道，用于分别将电子器件朝向和背离 第一键合工具和第二键合工具运送；以及第一旋转平台和第二旋转平台，用于支撑电子器件，每个旋转平 台在旋转平台和传输轨道相对齐以在旋转平台和传输轨道之间传送 电子器件时的 一个方位和旋转平台与贮存组件相对齐以在旋转平台 与贮存组件之间传送电子器件时的另 一个方位之间被操作。
14、 如权利要求13所述的键合装置，该装置还包含有第三旋转 平台，其设置在第一键合工具和第二键合工具之间，当从第一传输轨 道运送电子器件到第二传输轨道时，该第三旋转平台 一皮^燥作来变换电 子器件的方位。
15、 如权利要求14所述的键合装置，其中，该第三旋转平台被设 置来沿着大体水平的平面旋转。
16、 一种键合大的电子器件的方法，该电子器件在一侧具有的键 合区域包括第一局部和第二局部，该方法包含有以下步骤设置定位电子器件的第一局部，而非第二局部，以由键合工具进 行键合；键合该电子器件的第 一局部；运送电子器件到旋转平台，该旋转平台可沿着大体水平的平面旋转；在旋转平台上旋转电子器件，以变换电子器件已被键合的第 一局 部和未被键合的第二局部的各自的位置；运送电子器件到键合工具，以便于电子器件的第二局部被设置定 位，以由键合工具进行键合；然后键合该电子器件的第二局部。
17、 如权利要求16所述的方法，其中，该电子器件沿着水平面被 旋转180度。
18、 如权利要求16所述的方法，该方法还包含有以下步骤将电子器件转送到传输轨道，以在键合工具和旋转平台之间运送 电子器件。
19、 如权利要求16所述的方法，其中，电子器件的第一局部和第 二局部均包括电子器件表面区域的一半。
20、 一种键合大的电子器件的方法，该电子器件在一侧具有的键 合区域包括第 一 局部和第二局部，该方法包含有以下步骤设置定位电子器件的第一局部，而非第二局部，以由第一键合工 具进行键合；键合该电子器件的第一局部；运送电子器件到旋转平台，该旋转平台可沿着大体水平的平面旋转；在旋转平台上旋转电子器件，以变换电子器件已被键合的第 一局 部和未被键合的第二局部的各自的位置；运送电子器件到第二键合工具，以便于电子器件的第二局部被设 置定位，以由第二键合工具进行键合；然后键合该电子器件的第二局部。
21、 一种键合大的电子器件的装置，该电子器件在一侧具有的键 合区域包括第一局部和第二局部，该装置包含有键合工具，当电子器件被设置定位于键合工具处时，该键合工具 被布置和配置来仅仅键合电子器件的第一局部或第二局部；旋转平台，在电子器件的一个局部由键合工具键合完成之后，该 旋转平台被配置来接收电子器件，并且该旋转平台被操作来沿着大体 水平的平面旋转电子器件，以定位电子器件的另一个局部，其后由键 合工具键合。
22、 如权利要求21所述的装置，其中，该旋转平台被操作来沿着 水平面将电子器件旋转180度。
23、 如权利要求21所述的装置，该装置还包含有传输轨道，其 用于将电子器件在键合工具和旋转平台之间运送。
24、 如权利要求21所述的装置，其中电子器件的第一局部和第二 局部均包括电子器件表面区域的一半。
25、 一种键合大的电子器件的装置，该电子器件在一侧具有的键 合区域包括第一局部和第二局部，该装置包含有第一键合工具和第二键合工具，当电子器件被设置定位于各个键 合工具处时，该第一键合工具和第二键合工具被布置和配置来仅仅各自键合电子器件的第一局部或第二局部；旋转平台，在电子器件的一个局部由第 一键合工具键合完成之 后，该旋转平台被配置来接收电子器件，并且该旋转平台被操作来沿 着大体水平的平面旋转电子器件，以定位电子器件的另一个局部，其 后由第二键合工具键合。
全文摘要
本发明提供一种包含有电子器件处理器的键合装置，以用于处理电子器件，该键合装置包括键合工具，在此电子器件被定位来进行键合；贮存组件，用于贮存多个电子器件；传输轨道，用于将电子器件朝向和背离键合工具运送。该电子器件处理器还包括旋转平台，用于支撑电子器件，并在旋转平台和传输轨道相对齐以在旋转平台和传输轨道之间传送电子器件时的一个方位和旋转平台与贮存组件相对齐以在旋转平台与贮存组件之间传送电子器件时的另一个方位之间被操作。
文档编号H01L21/58GK101373723SQ20071016549
公开日2009年2月25日 申请日期2007年10月30日 优先权日2007年8月22日
发明者关家胜, 宋景耀, 黄任武 申请人:先进科技新加坡有限公司