用于半导体设备的Y-θ平台制造技术

一种用于半导体设备的Y‑θ平台例如用于引线键合器的定位平台具有第一臂和第二臂、以及与第一臂和第二臂接合的载台，所述第一臂和第二臂中的每一个能够沿着第一轴线被线性地独立驱动。所述载台经由相应的接合机构与第一臂和第二臂中的每一个接合，使得载台能够沿着第一轴线进行线性运动，并且能够围绕与载台的中心点重合的旋转轴线进行旋转，所述旋转轴线与第一轴线正交。每个接合机构被配置成允许载台的中心点与第一臂和第二臂中的每一个的端部之间的相应距离在臂沿着第一轴线运动期间发生变化。

Y - \u03b8 platform for semiconductor devices

【技术实现步骤摘要】
用于半导体设备的Y-θ平台
本专利技术涉及一种用于半导体设备的定位平台，以及引线键合器。
技术介绍
目前的引线键合器通常具有包括摇臂的键合头，所述摇臂使键合工具以较小的角行程围绕水平轴线上下旋转。摇臂的角行程将键合工具沿竖直Z轴线定位。键合头安装在XY平台的相互正交的X和Y运动载台上，以便将键合工具定位在水平面上的X轴和Y轴线上。作为具体的示例，目前的引线键合器可以具有安装在XY平台上的键合头壳体，该键合头壳体包括用于沿着X轴线线性地驱动键合头主体的X-载台和用于沿着Y轴线线性地驱动键合头主体的Y-载台。XY平台可以由交叉滚子轴承引导，所述交叉滚子轴承可以通过分离（decoupled）的线性致动器致动，所述分离的线性致动器通常具有其自身的线性轴承。然而，这种类型的布置导致XY载台非常重，需要巨大的致动力来实现较高的加速度。引线键合机的速度逐年提高，使得直驱电机对力（和功率）的要求更高。由于一个载台（通常是X-载台）承载另一个载台（通常是Y-载台），而另一个载台又承载包括Z-载台的键合头，所以X-载台必须使最大质量体以较高的加速度运动。这使得X电机成为最大的部件，并且还导致引线键合操作期间X电机散发大量的热。由于线性电机的最大加速度受到限制，因此增加键合头和Y-载台的质量将限制可实现的加速度，从而限制输出。由于XY平台的速度较高，进而需要更高的加速度，因此通过运动的质量体的运动产生的振动也显著增加。这些振动传递到夹持被键合的基板或载体的工件夹持器上，从而还不利地影响了其上的键合剂放置精度。由于X-载台必须使最大质量体运动，所以由X-载台产生的振动具有最高的振幅。另一个观察结果是，由于对高刚度的较高预载并且由于较高的力矩载荷（其是由致动X-力与承载在沿Y-方向运动的质量体上的质量体的移动重心之间的偏移所导致的），所以X-载台的线性轴承承受最大应力。为了克服上述一些问题，题为“用于引线键合器的键合头（BondheadforaWireBonder）”且专利号为6,460,751的美国专利描述了一种引线键合装置，该引线键合装置完全消除了线性X-载台。作为代替，摇臂旋转载台安装在竖直轴线旋转载台上。所述旋转载台使用空气轴承，并且由直驱电机驱动。具有竖直旋转轴线的旋转载台安装在线性Y-载台上。这种旋转载台实际上取代了X-载台，但无法使键合工具在X-方向上进行纯粹的线性运动。由于键合工具的运动是旋转的，所以键合工具具有X-方向分量以及Y-方向分量。Y-方向分量可以通过Y-载台赋予的线性Y-运动进行补偿。虽然这种设计旨在解决与常规X-载台相关的上述问题，但它有其自身的局限性。首先，由于总的角行程范围相对较大（±15度），所以直驱电机所需的扭矩很大，致使无法将直驱电机制造得非常小和紧凑。此外，使用空气轴承对制造出来的部件的精度及其组装有极高的要求，还占用了相当大的空间。由于相对较重，增加了Y-载台的负荷，因而可能开始面临类似于上述常规X-载台的问题。即使当键合器没有在进行键合，空气轴承也会消耗大量的压缩空气，从而增加了运行成本。可以提及的另一个类似的现有技术是题为“包括旋转定位载台的引线键合装置（WireBondingApparatusComprisingRotaryPositioningStage）”，专利号为8,256,658的美国专利。
技术实现思路
本专利技术试图克服上述问题，并且提供一种用于半导体设备，特别是用于引线键合器的Y-θ平台。根据本专利技术，使用相应的挠曲枢轴将Yθ载台连接到驱动臂以实现该目的。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于半导体设备的定位平台，包括。第一臂和第二臂，所述第一臂和第二臂中的每一个能够通过运动部件沿着平行于第一轴线的方向被独立地驱动；以及。载台，其与第一臂和第二臂接合。其中，所述载台经由相应的接合机构与第一臂和第二臂中的每一个接合，使得载台能够在平行于第一轴线的方向上进行线性运动，并且能够围绕与第一轴线大致正交的旋转轴线进行旋转运动。根据本专利技术的第二方面，提供了一种引线键合器，其包括第一方面所述的平台，以及安装在平台的载台上的键合头。根据本专利技术的第三方面，提供了一种引线键合器，其包括。第一臂和第二臂，所述第一臂和第二臂中的每一个能够沿着平行于第一轴线的方向被独立地驱动；以及。载台，其与第一臂和第二臂接合。其中，所述载台经由相应的接合机构与所述第一臂和第二臂中的每一个接合，使得载台能够平行于第一轴线进行线性运动，并且能够围绕与第一轴线大致正交的旋转轴线进行旋转运动，每个接合机构被配置成允许载台与第一臂和第二臂中的每一个的端部之间的相应距离在沿着平行于第一轴线的方向驱动臂期间发生变化。可以优选地包括铰链的接合机构在所有六个自由度上完全确定载台的位置，并且被配置成允许载台相对于臂或者相对于驱动臂的线性电机以如下方式进行旋转：旋转（Z）轴穿过的载台的点A将按照YA=θ*R沿着第一（Y）轴线运动，其中R是接合机构的中心与点A之间的距离，θ（以弧度计量）=(Y1-Y2)/2R，其中Y1和Y2是两个臂在平行于Y轴线的方向上的相应运动。在所附权利要求书中阐述了本专利技术的其他具体方面和特征。附图说明现在将参考附图（未按比例绘制）描述本专利技术，其中。图1示意性地示出了从上方看的根据本专利技术的实施例的Yθ平台。图2示意性地示出了图1处于旋转位置的Yθ平台。图3示意性地示出了从上方看的根据本专利技术的第二实施例的Yθ平台。图4示意性地示出了从上方看的根据本专利技术的第三实施例的Yθ平台。图5示意性地示出了图3的交叉枢轴挠曲件的剖视图。图6示意性地示出了根据本专利技术的实施例的引线键合器的透视图。图7示意性地示出了从上方看的根据本专利技术的另一个实施例的Yθ平台。图8示意性地示出了从上方看的根据本专利技术的又一个实施例的Yθ平台。图9示意性地示出了从上方看的根据本专利技术的再一个实施例的Yθ平台。图号说明：10-引线键合器平台11-键合头12-载台13、14-臂15、16-轴承17、18-铰链19、20-梁21、22-枢轴23、24-板簧25-加强元件26-交叉枢轴挠曲件27-底座28-安装元件30-引线键合器40、50、60-载台41、42、51、52、61、62-臂43、44-圆角边缘45、55、65-键合头53-带齿边缘54-齿条66、67-弹性条带A-载台上的任意点L1-旋转轴线与臂之间的最短距离L2、L3-旋转轴线与臂的端部之间的距离。具体实施方式图1示意性地示出了本专利技术的第一实施例。示出了从上方看（即沿着与X-Y平面正交的Z轴线向下看）的引线键合器平台10。细长的键合头11安装在Yθ载台12上，所述Yθ载台1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于半导体设备的定位平台，包括：/n第一臂和第二臂，所述第一臂和所述第二臂中的每一个能够通过运动部件沿着平行于第一轴线的方向被独立地驱动；以及/n载台，其与所述第一臂和所述第二臂接合；/n其中，所述载台经由相应的接合机构与所述第一臂和所述第二臂中的每一个接合，使得所述载台能够在平行于所述第一轴线的方向上进行线性运动，并且能够围绕与所述第一轴线大致正交的旋转轴线进行旋转运动。/n

【技术特征摘要】
20180920 US 16/136,4661.一种用于半导体设备的定位平台，包括：
第一臂和第二臂，所述第一臂和所述第二臂中的每一个能够通过运动部件沿着平行于第一轴线的方向被独立地驱动；以及
载台，其与所述第一臂和所述第二臂接合；
其中，所述载台经由相应的接合机构与所述第一臂和所述第二臂中的每一个接合，使得所述载台能够在平行于所述第一轴线的方向上进行线性运动，并且能够围绕与所述第一轴线大致正交的旋转轴线进行旋转运动。


2.根据权利要求1所述的定位平台，还包括：
第一线性电机和第二线性电机，其分别用于线性驱动所述第一臂和所述第二臂；
其中，每个接合机构被配置成允许所述载台相对于相应的线性电机以如下方式旋转：所述载台的点A将按照YA=θ*R沿着所述第一轴线（Y）运动，其中θ是以弧度计量的所述载台围绕所述旋转轴线旋转的角度，R是所述接合机构的中心与点A之间的距离。


3.根据权利要求1所述的定位平台，其特征在于，每个接合机构被配置成允许所述旋转轴线与所述第一臂和所述第二臂中的每一个的端部之间的相应距离在沿着平行于所述第一轴线的方向驱动臂期间发生变化。


4.根据权利要求1所述的定位平台，其特征在于，当所述第一臂和第二臂沿着所述第一轴线在相同的方向上被驱动时，所述载台能够沿着所述第一轴线进行线性运动。


5.根据权利要求1所述的定位平台，其特征在于，当所述臂沿着所述第一轴线以不同的速度被驱动时，所述载台能够围绕所述旋转轴线进行旋转运动。


6.根据权利要求1所述的定位平台，其特征在于，所述载台经由相应的铰链连接到所述第一臂和所述第二臂中的每一个，并且其中，每个铰链包括第一梁和第二梁，所述第一梁和所述第二梁中的每一个的第一端连接到臂上，第二远端连接到所述载台上。


7.根据权利要求6所述的定位平台，其特征在于，所述载台在所述载台的径向相对的区段处连接到所述第一臂和第二臂。


8.根据权利要求6所述的定位平台，其特征在于，每个铰链的所述第一梁和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：万·艾克·珍，施奈德·罗纳德·马尔滕，西蒙斯·加斯珀·安妮·弗里多·马里库斯，古苏森·蒂莫托伊斯·胡贝图斯·克里斯蒂安，
申请(专利权)人：先进科技新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG