校准焊头的方法技术

依靠固定布置的光电探测器，确定安装半导体芯片的设备的焊头（６）的芯片夹（７）的抓握轴线位置。芯片夹（７）包含吸嘴（１０），所述吸嘴具有限定了抓握轴线（２５）位置的吸嘴开口（２１）。芯片夹（７）包含带有能够抽成真空的纵向钻孔（９）的杆（８），发光二极管对其照射以使光由吸嘴（１０）的吸嘴开口（２１）出射。焊头（６）沿不同方向移动并越过光电探测器的边缘，并根据光电探测器的输出信号和焊头（６）的位置信号确定表示抓握轴线位置的坐标。如果在芯片夹（７）的不同旋转位置上实施这一方法，那么就能够确定焊头（６）的抓握轴线（２５）相对于旋转轴线（１２）的任何偏移。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种校准安装半导体芯片设备的焊头的芯片夹的抓握轴线和旋转轴线的方法。
技术介绍
在商业领域中，这种用于安装半导体芯片的设备被称为“DieBonder”。此种设备用于将芯片承载件上的晶片上邻接设置的大量同一类芯片安装到衬底上，例如金属引线框。Die Bonder包括设置芯片承载件的晶片台，用于递送衬底的传送系统以及将半导体芯片从芯片承载件取出并将其设置于衬底上的取放系统。取放系统包括带芯片夹的焊头，其在驱动系统作用下往复移动。该芯片夹可沿垂直轴线旋转，以使半导体芯片的旋转位置能在必要时改变。芯片夹包含能通过吸嘴抽真空的被称为“取片器”或“裸片夹头”的可替换抓爪。对这一类型设备的要求很高。为进一步处理所安装芯片，所述芯片必须被精确地定位在衬底上。因此必须非常精确地了解芯片夹旋转轴线的位置和芯片夹抓握轴线的位置。在理想情况下，旋转轴线与抓握轴线是一致的。目前，有用来确定芯片夹旋转轴线的位置和抓握轴线的位置的各种方法a)芯片夹上设置有金属尖头替代吸嘴。把芯片夹设置到多个不同的旋转位置，在每一旋转位置，金属尖头在一软质金属上作出印记。根据所作印记的位置，可以确定金属尖头相对于旋转轴线的偏心轴线。这一方法的缺点在于，金属尖头可能与随后的制造中所使用的吸嘴具有不同的中心。b)把芯片夹设置到多个不同的旋转位置，在每一旋转位置，吸嘴在一特氟龙带上作出印记。根据所作印记的位置，可以确定吸嘴抓握轴线相对于旋转轴线的偏心度。这一方法的缺点在于，这些印记常常难以辨识，因此，没有操作者的辅助就无法进行此种测定。c)吸嘴被有意识地污染，在待拾取的半导体芯片上作出印记。这一方法的缺点在于，污染物在半导体芯片上留下残余，这些残留物会导致其后用引线连接器对半导体芯片接线的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种确定芯片夹旋转轴线的位置和抓握轴线的位置的简单可靠方法。与其外部形状和材料性质无关的是，芯片夹的吸嘴包含一个用于施加真空以拾取半导体芯片的空心杆。该空心杆的中心是该芯片夹的抓握轴线。一个光源，例如发光二极管，连接于该空心杆与吸嘴开口相对的一端。从吸嘴开口出射的光束在Die Bonder的平台上形成一个光斑。制造过程中，芯片夹移动通过一个固定布置的光电探测器。当芯片夹夹持住半导体芯片时，没有光线从吸嘴开口出射，因此没有光斑经过光电探测器。然而，当芯片夹未夹持半导体芯片时，光线从吸嘴开口出射，光斑经过光电探测器，在光电探测器中产生短暂电流脉冲。因而，光电探测器输出端的信号包含有芯片夹是否已拾取半导体芯片的信息。本专利技术提出，依靠固定布置的光电探测器确定芯片夹抓握轴线的位置。本专利技术进一步提出，在不同旋转位置确定芯片夹抓握轴线的位置，并据此计算芯片夹的旋转轴线和抓握轴线相对于旋转轴线的位置。因此，依照本专利技术，芯片夹被设置到至少三个旋转位置。在每一旋转位置，芯片夹沿两个相互正交的方向移动通过光电探测器，当光斑的中心定位于光电探测器的中心上时，依据从光电探测器给出的信号和焊头的位置信号，可以确定焊头的一对坐标。然后，依据所述至少三对坐标计算出芯片夹的旋转轴线和旋转轴线与抓握轴线之间的偏移量。由此，一种校准安装半导体芯片设备的焊头的芯片夹的抓握轴线和旋转轴线的方法，其中，该芯片夹具有带纵向钻孔的杆和带吸嘴开口的吸嘴，所述纵向钻孔可以被抽成真空，所述方法包括以下步骤——为芯片夹的杆的纵向钻孔照明，使光束从吸嘴的吸嘴开口出射，——沿第一行进轨迹移动焊头，使其越过固定布置的光电探测器的光敏感区域的第一边缘，依据光电探测器的输出信号和焊头的第一位置信号确定第一坐标xa，沿第二行进轨迹移动焊头，使其越过光电探测器的光敏感区域与第一边缘相对的第二边缘，依据光电探测器的输出信号和焊头的第一位置信号确定第二坐标xb，按照x1=xa+xb2]]>计算坐标x1，——沿第三行进轨迹移动焊头，使其越过光电探测器的光敏感区域的第三边缘，依据光电探测器的输出信号和焊头的第二位置信号确定第一坐标ya，沿第四行进轨迹移动焊头，使其越过光电探测器的光敏感区域与第三边缘相对的第四边缘，依据光电探测器的输出信号和焊头的第二位置信号确定第二坐标yb，按照y1=ya+yb2]]>计算坐标y1，从而以坐标(x1，y1)表征抓握轴线的位置。由此，一种校准安装半导体芯片设备的焊头的芯片夹的抓握轴线和旋转轴线的方法，该芯片夹具有带纵向钻孔的杆和带有吸嘴开口的吸嘴，所述纵向钻孔可以抽成真空，且该芯片夹可沿旋转轴线旋转，包括以下步骤——为芯片夹的杆的纵向钻孔照明，使光束从吸嘴的吸嘴开口出射，——确定芯片夹在n个不同旋转位置处的坐标(xm，ym)，其中，参数m取值从1至n，按照——沿第一行进轨迹移动焊头，使其越过固定布置的光电探测器的光敏感区域的第一边缘，依据光电探测器的输出信号和焊头的第一位置信号确定第一坐标xa，沿第二行进轨迹移动焊头，使其越过光电探测器的光敏感区域与第一边缘相对的第二边缘，依据光电探测器的输出信号和焊头的第一位置信号确定第二坐标xb，按照xm=xa+xb2]]>计算坐标xm，并且——沿第三行进轨迹移动焊头，使其越过光电探测器的光敏感区域的第三边缘，依据光电探测器的输出信号和焊头的第二位置信号确定第一坐标ya，沿第四行进轨迹移动焊头，使其越过光电探测器的光敏感区域与第三边缘相对的第四边缘，依据光电探测器的输出信号和焊头的第二位置信号确定第二坐标yb，按照ym=ya+yb2]]>计算坐标ym，——用数学拟合的方式确定圆心(xc，yc)和圆的半径，以使该圆接近于芯片夹的n个旋转位置所确定的坐标(xm，ym)，从而，该圆的圆心就表征了旋转轴线的位置，并确定一个矢量来表征相对于旋转轴线位置的抓握轴线位置。附图说明附图与说明书结合并作为其组成部分，阐述本专利技术的一个或多个实施例，并与具体实施方式部分共同解释本专利技术的原理与具体实施。该附图并非按比例绘制。在附图中图1示出了用于安装半导体芯片的设备，图2示出了具有芯片夹和光电探测器的焊头，图3和图4示出了芯片夹及其抓握轴线和旋转轴线和光电探测器的侧视图、俯视图，图5示出了焊头在芯片夹的不同旋转位置处产生的椭圆形光斑在平面上的投影。具体实施例方式图1是用于安装半导体芯片的设备，即所谓的“Die Bonder”，的示意性俯视图。Die Bonder包括其上设置有待安装半导体芯片2的晶片台1，待装配衬底4由一未示出的传送装置设置于其上的平台3，从晶片台1取出半导体芯片2并将其放置在衬底4上的取放系统5。取放系统5包括带有可更换芯片夹7的焊头6(图2)和用于在三个相互正交的方向x、y、z上移动焊头6的驱动系统。z方向垂直于投影平面。这一取放系统5公开于例如中国专利ZL98123078.4中。图2示出了带芯片夹7的焊头6的剖面侧视图。芯片夹7包含带有纵向钻孔9的杆8，该钻孔可以被抽成真空。芯片夹7的下端形成吸嘴或装配有可夹持在杆8上的吸嘴10，杆8的纵向钻孔9由所述吸嘴通向外部。芯片夹7的杆8以可拆卸的方式，例如借助磁耦合，安装在焊头6的空心杆13上，所述空心杆可依靠驱动器11沿旋转轴线12旋转。齿轮14设置于由驱动器11驱动的空心杆13上。空心杆13与吸嘴10相对的的端部紧邻玻璃体15，并可在具有活塞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种校准安装半导体芯片的设备的焊头（６）的芯片夹（７）的夹持轴线（２５）的方法，其中，该芯片夹（７）包括带有能够抽成真空的纵向钻孔（９）的轴（８）和带有吸嘴开口（２１）的吸嘴（１０），该方法包括下述步骤：－－照射芯片夹（７）的轴（８ ）的纵向钻孔（９），使光束从吸嘴（１０）的吸嘴开口（２１）出射，－－沿第一行进轨迹移动焊头（６），越过一个固定布置的光电探测器（２２）的光敏感区域（２３）的第一边缘（２７），依据光电探测器（２２）的输出信号和焊头（６）的第一位置信号 确定第一坐标ｘ↓［ａ］，沿第二行进轨迹移动焊头（６），越过光电探测器（２２）的光敏感区域（２３）的、与第一边缘（２７）相对的第二边缘（２８），并依据光电探测器（２２）的输出信号和焊头（６）的第一位置信号确定第二坐标ｘ↓［ｂ］，并按照＊＊＊计算坐标ｘ↓［１］，－－沿第三行进轨迹移动焊头（６），越过光电探测器（２２）的光敏感区域（２３）的第三边缘（２９），依据光电探测器（２２）的输出信号和焊头（６）的第二位置信号确定第一坐标ｙ↓［ａ］，沿第四行进轨迹移动焊头（６），越过光 电探测器（２２）的光敏感区域（２３）的、与第三边缘（２９）相对的第四边缘（３０），依据光电探测器（２２）的输出信号和焊头（６）的第二位置信号确定第二坐标ｙ↓［ｂ］，按照＊＊＊计算坐标ｙ↓［１］，从而以坐标（ｘ↓［１］，ｙ↓［１］）表示夹持轴线（２５）的位置。...

【技术特征摘要】
CH 2003-12-22 2214/031.一种校准安装半导体芯片的设备的焊头(6)的芯片夹(7)的夹持轴线(25)的方法，其中，该芯片夹(7)包括带有能够抽成真空的纵向钻孔(9)的轴(8)和带有吸嘴开口(21)的吸嘴(10)，该方法包括下述步骤——照射芯片夹(7)的轴(8)的纵向钻孔(9)，使光束从吸嘴(10)的吸嘴开口(21)出射，——沿第一行进轨迹移动焊头(6)，越过一个固定布置的光电探测器(22)的光敏感区域(23)的第一边缘(27)，依据光电探测器(22)的输出信号和焊头(6)的第一位置信号确定第一坐标xa，沿第二行进轨迹移动焊头(6)，越过光电探测器(22)的光敏感区域(23)的、与第一边缘(27)相对的第二边缘(28)，并依据光电探测器(22)的输出信号和焊头(6)的第一位置信号确定第二坐标xb，并按照x1=xa+xb2]]>计算坐标x1，——沿第三行进轨迹移动焊头(6)，越过光电探测器(22)的光敏感区域(23)的第三边缘(29)，依据光电探测器(22)的输出信号和焊头(6)的第二位置信号确定第一坐标ya，沿第四行进轨迹移动焊头(6)，越过光电探测器(22)的光敏感区域(23)的、与第三边缘(29)相对的第四边缘(30)，依据光电探测器(22)的输出信号和焊头(6)的第二位置信号确定第二坐标yb，按照y1=ya+yb2]]>计算坐标y1，从而以坐标(x1，y1)表示夹持轴线(25)的位置。2.一种校准安装半导体芯片的设备的焊头(6)的芯片夹(7)的夹持轴线(25)和旋转轴线(12)的方法，其中，该芯片夹(7)包括带有能够抽成真空的纵向钻...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔博利格尔，
申请(专利权)人：优利讯国际贸易有限责任公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]