[发明专利]确定和调节半导体元件结合相关平行度级别的系统和方法

说明书

一种结合机用于结合半导体元件，所述结合机包括：支撑结构，其被构造成支撑基板；结合头组件，其包括结合工具，所述结合工具被构造成将多个半导体元件结合到基板；和校准工具，其包括构造成被定位在结合工具和支撑结构之间的接触部分，所述接触部分被构造成在校准操作期间同时被结合工具和支撑结构中的每个接触。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年12月3日提交的美国临时专利申请No.61/911,011和2013年12月17日提交的美国临时专利申请No.61/916,930的权益，二者的全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及半导体封装件的形成，并且更具体地涉及用于将半导体元件结合到一起的改进系统和方法。

背景技术

在半导体封装工业的某些方面中，半导体元件被结合到结合部位。例如，在传统晶片附接应用(也已知为晶片结合)中，半导体晶片被结合到结合部位(例如，引脚框、堆叠晶片应用中的另一晶片、垫片，等等)。在先进的封装应用中，半导体元件(例如，裸露半导体晶片、封装半导体晶片，等等)被结合到基板(例如，引线框，PCB，载架，半导体晶片，BGA基板，等等)的结合部位，导电结构(例如，导电凸块，接触垫，焊料凸块，导电柱，铜柱，等等)提供半导体元件和结合部位之间的电互连。

在许多应用中(例如，热压半导体元件结合，包括焊料凸块，等等)，特别希望结合工具和结合机的支撑结构的相应部分之间具有足够的平行度级别。例如，在(1)由结合工具结合的半导体元件与(2)由支撑结构支撑的基板之间有许多互连。这些互连可包括焊料或类似物，并且因而特别希望结合工具的接触部分和支撑结构的相应部分之间基本上平行。

因此，希望提供用于确定和调节结合机元件之间平行度的改进的系统和方法。

发明内容

根据本发明的示例性实施方式，提供了用于结合半导体元件的结合机。结合机包括：支撑结构，其被构造成支撑基板；结合头组件，其包括结合工具，所述结合工具被构造成将多个半导体元件结合到基板；和校准工具，其包括接触部分，所述接触部分被构造成定位在结合工具和支撑结构之间，其中，所述接触部分被构造成在校准操作中同时被结合工具和支撑结构中的每个接触。

根据本发明的另一示例性实施方式，提供了一种用于确定结合工具与结合机的支撑结构之间平行度级别的方法。所述方法包括下述步骤：(a)将校准工具的接触部分定位在结合工具和支撑结构之间；(b)降低结合工具以带动校准工具的接触部分到达支撑结构的结合部位中的接触位置，在此校准工具的接触部分同时与结合工具和接触位置接触；和(c)在结合工具和支撑结构中的每个与校准工具的接触部分接触的状态下，确定接触位置的z轴高度值。

根据本发明的另一示例性实施方式，提供了一种确定结合工具的接触部分与结合机的助焊剂站的接触区域之间平行度级别的方法。所述方法包括下述步骤：(a)将校准工具的接触部分定位在结合工具和助焊剂站的接触区域之间；(b)降低结合工具以带动校准工具的接触部分到达助焊剂站的接触区域中的接触位置，在此校准工具的接触部分同时与结合工具的接触部分和助焊剂站的接触区域中的接触位置接触；和(c)在结合工具的接触部分和助焊剂站的接触区域中的每个与校准工具的接触部分接触的状态下，确定助焊剂站的接触区域中的接触位置的z轴高度值。

附图说明

通过结合附图阅读以下详细说明被最佳地理解本发明。强调的是，根据惯例，视图的各种特征并非成比例。相反地，各种特征的尺寸为了清楚起见被任意地放大或缩小。附图中包括的是以下视图：

图1A是展示由结合工具携带的半导体元件在结合到基板之前的示意性侧视图；

图1B示出了结合到基板之后的图1A中的半导体元件；

图2是本发明示例性实施方式的结合机中的各个元件的示意性透视图；