[发明专利]用于对准超声键合系统的工装元件的方法及系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年12月29日提交的第61/428,047号美国临时申请的优先权，其内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及超声键合系统，特别涉及对准该系统的工装元件的方法。

背景技术

在加工及封装半导体设备时，超声键合(例如线键合、带键合等)依然是广泛使用的方法，以在封装中的两个或多个位置之间(例如，半导体管芯的管芯焊盘与引脚框架的引脚之间)提供电连接。例如，线键合机用于在将被电互联的相应位置之间形成线连接。在某些示例的超声键合系统中，键合工具的上端设于超声换能器中。换能器振动键合工具，以在线的一部分与键合位置(例如，键合焊盘、引脚框架的引脚等)之间形成键合。

在线或带键合操作期间，工件(例如，包括多个半导体管芯的引脚框架钢带)由支承结构(例如，支承台、热块等)支承。工件由物料处理系统引导，以使得工件的一部分(例如，一排半导体管芯)定位在支承结构上部。工件通常固定在支承结构与压紧结构之间。在特定的示例中，支承结构将工件的相关部分提升到物料处理系统的导轨上部，并且下降夹紧结构以紧靠支承结构来固定工件。这种压紧结构可以包括多个压爪，用于接触工件的各部分。

支承结构与压紧结构在键合期间的准确定位是非常重要的。准确定位支承结构与压紧结构的过程可能非常困难且费时，尤其是在压紧结构包括多个压爪的应用中。对准这些结构的示例性常规方法包括使用工件专用的机械模具/量具。这种模具/量具的制造费用很高，并且仅限用于单个键合系统和一种类型的工件。

因此，需要提供一种对准超声键合系统的工装元件的改进系统及方法。

发明内容

根据本发明的示例性实施方式，提供了一种超声键合系统的物料处理系统的目标工装元件的对准方法。该方法包括：a)提供限定参考工装元件的至少一部分的相对位置的覆盖图(例如，相对位置“相对于”参考键合系统的另一位置，如参考物料处理系统的参考位置)；b)查看与覆盖图的相应部分相结合的目标工装元件的至少一部分的图像；以及c)通过参照图像中的覆盖图，调整目标工装元件的至少一部分的位置。目标工装元件的示例包括：(1)目标支承结构，配置为在超声键合操作期间支承工件以及(2)物料处理系统的至少一个压爪。

根据本发明的另一示例性实施方式，提供了一种超声键合系统的物料处理系统的工装元件的至少一部分的覆盖图的生成方法。该方法包括：(a)相对于工件对准工装元件的至少一部分；以及(b)生成覆盖图以包括至少一个标记，至少一个标记在(a)步骤之后确定工装元件的至少一部分的位置。

根据本发明的又一示例性实施方式，提供了一种超声键合系统(例如，图8中所示的超声键合系统等)。该系统包括：支承结构，配置为在超声键合操作期间支承工件；以及压爪，用于在超声键合操作期间将工件的一部分固定到支承结构。该系统还包括：成像系统以及覆盖图，覆盖图配置成通过成像系统成像且与至少一个支承结构和压爪相关。这些特征(以及该系统的其他特征)将通过参照本文的各附图示出并描述。

附图简要说明

参照附图从下面的详细描述中可以很好地理解本发明。需要强调的是根据通常实践，附图的各特征并未按比例绘制。而是为了清楚起见，各特征的尺寸将被任意放大或缩小。在附图中：

图1A是用于解释本发明的各示例性实施方式的超声键合机的物料处理系统的一部分的俯视图；

图1B是沿1B-1B线得到的图1A的剖视图；

图2A是用于解释本发明的各示例性实施方式的物料处理系统的支承结构的立体图；

图2B是图2A的端部视图；

图3A用于解释本发明的各示例性实施方式的包括图2A-2B的支承结构的图1A的物料处理系统的俯视图；

图3B是沿3B-3B线得到的图3A的剖视图；

图4是用于解释本发明的各示例性实施方式的引脚框架的俯视图；

图5A是用于解释本发明的各示例性实施方式的包括图4的引脚框架的图3A的物料处理系统的俯视图；

图5B是沿5B-5B线得到的图5A的剖视图；

图5C是包括物料处理系统的附加特征的图5A的5C部分的放大图；

图5D是包括物料处理系统的附加特征以及根据本发明示例性实施方式中的参考位置的图5A的5C部分放大图；

图5E是图5D的两个5E部分的放大图；