将粘合剂加到基片上的设备和方法技术

用于将粘合剂加到基片（２）上的设备包括具有书写喷嘴（５）的书写头（４）和摄像机（１１）。能够在两个水平方向上移动书写头（４）以便其能够在基片（２）上书写粘合剂图案。借助于位置测量控制电路（６）十分精确地控制指定为ｚ高度的书写头（４）的位置，以便能够在基片（２）的上方预定的距离Δｚ↓［０］处引导书写喷嘴（５）的尖端。根据本发明专利技术，设备配备了三角测量系统，借助于该系统确定基片（２）的ｚ高度，并且设备还配备有校准装置（１５），用于确定书写头（４）的ｚ位置和基片（２）的ｚ高度之间的关系。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
为了安装半导体芯片，常常使用环氧基粘合剂以便将半导体芯片连接到基片。必须将粘合剂加到基片上，以便在布置半导体芯片时，在芯片的整个表面上出现尽可能同样分布的没有空气空隙的粘合层。理想地，粘合层超过半导体芯片的边缘水平地延伸，而且还完整地包围半导体芯片的棱角。此外，禁止粘合剂接触到具有电子电路的半导体芯片的表面。为了实现这个目标，根据芯片规格、粘合剂类型及其他参量，使用在从单斜交叉直到多分支线形布置范围内变化的不同“带有花纹”的应用图案。基本上，已知两种方法用于应用这样的带有花纹的图案。关于第一种方法，例如从欧洲专利申请EP 928 637可知，借助于形成有大量出口的分发喷嘴进行应用。在基片的上方预定的高度布置喷嘴的出口。借助于压力喷射必要数量的粘合剂。在此期间，所喷射的数量的粘合剂的形状取决于喷嘴和基片之间的距离。关于第二种方法，例如从欧洲专利申请EP 901 155可知，借助于固定到书写头的单个喷嘴进行应用。利用对应于希望的粘合剂图案的已编程的运动，在基片上方引导书写头，并在此期间“绘制”粘合剂图案。将粘合剂加到基片上是一个需要技巧的过程。必须以最大的精度观测的重要参量是喷嘴到基片的距离。在生产过程开始之前，必须测量基片位置的高度。这在降低高度可调的喷嘴直到其接触到基片位置为止的期间进行。检测这个接触并将其保存为基片高度。这种测量方法有几个缺点——喷嘴常常将粘合剂留在基片上；——因为机械地检测接触，所以测量慢；——对于在彼此的顶部安装多个半导体芯片的应用(所谓的“层叠压模”应用)，必须确定每个半导体芯片的表面的高度，其中，在该表面上将要放置下一个半导体芯片。这里存在一个很大的风险在测量期间损坏半导体芯片。本专利技术的目的是开发一种测量方法，其不再具有列举的这些缺点。
技术实现思路
用于将粘合剂加到基片上的设备包含具有书写喷嘴的书写头和摄像机。书写头在两个水平方向x和y上是可移动的，并且沿着由坐标x和y张成的平面上的预定路径移动以在基片上书写粘合剂图案。借助于位置测量与控制电路非常精确地控制指示为z高度的书写头的位置，以便能够在基片上方预定的距离Δz0处引导书写喷嘴的尖端。为了在基片上正确的位置处施加粘合剂图案，在应用粘合剂之前，摄像机测量基片的位置。根据本专利技术，设备配备了三角测量系统，借助于该系统，能够确定关于基准高度HR的基片的实际z高度，并且配备有具有确定书写头关于基准高度HR的z位置的装置。三角测量系统包含发射激光束的激光器，其中，所述激光束具有和水平面的预定的角度，而且该系统还使用在任何情况下都存在的用于确定基片上的激光束的撞击点的位置的摄像机。在校准过程期间，确定基准表面上的激光束的撞击点，并从该点计算基准表面的z高度，而且确定书写头的z位置，其中，在该位置处，书写头的书写喷嘴接触到基准表面。在生产期间，确定激光束在基片上的撞击点的位置，并从该点计算基片的z高度，然后根据测量的基片的z高度调整书写头的z位置，以便将书写喷嘴的尖端移动至基片上方预定的距离Δz0处。根据本专利技术的将粘合剂加到基片上的方法包括校准过程，在该过程中，通过借助于三角测量系统确定基准表面相对于基准高度HR的z高度，并且通过确定书写头的z位置，其中，在该位置处，书写喷嘴接触到基准表面，来找出书写头相对于基准高度HR的z位置；以及将粘合剂加到基片上的生产过程，在该过程中，首先，借助于三角测量系统，确定作为常量值H1的基片相对于基准高度HR的z高度，或者确定作为两个水平方向x和y的函数H1(x，y)的基片相对于基准高度HR的z高度，然后，在沿着预定路径移动书写头施加粘合剂期间，将书写头的z位置分别控制到z高度z＝H1+Δz0或z(x，y)＝H1(x，y)+Δz0，其中，参量Δz0具有预定的值。借助于校准装置对书写头相对于基准高度HR的z位置进行校准。校准装置包含借助于三角测量系统在第一步中确定了z高度的基准表面。在第二步中确定书写头的z位置，其中，在该位置处，书写喷嘴接触到基准表面。在第一实施例中，校准装置的基准表面在z方向上是偏转的。相对于校准装置定位激光器和摄像机，以便激光束落到基准表面上并且撞击点位于摄像机的视野范围之内。然后在z方向上降低书写头直到书写喷嘴接触到并偏转基准表面为止。一旦书写喷嘴偏转基准表面，激光束的撞击点的位置转移。摄像机检测到撞击点的转移的开始，并且在书写喷嘴接触到基准表面的瞬间，及时地从位置测量与控制电路的位置数据确定书写头的z位置。在第二实施例中，校准装置包含从侧面倾斜地照射书写喷嘴的光源，以便书写喷嘴的阴影落到校准装置的校准表面上。在降低书写头期间，书写喷嘴的阴影移动。在书写喷嘴的尖端接触到基准表面的同时，阴影的末端和书写喷嘴的尖端相重合。使用摄像机监视阴影的移动，并且从该移动以及从位置测量与控制电路的位置数据，确定书写头的z位置，其中，在该位置处，书写喷嘴接触到或即将接触到基准表面。如果从光源发射的光落到基准表面上的角度已知，那么就能够确定书写头的z位置，其中，在该位置处，书写喷嘴即将接触到基准表面，而不必降低书写头直到书写喷嘴有效地接触到基准表面。优选地书写喷嘴装备有附件，然后分析附件的阴影的移动。在生产期间实现粘合剂的应用，在此期间，确定基片上的激光束的撞击点的位置，并计算基片的z高度H1。例如能够在单一地点测量基片的z高度。然后在粘合剂的施加期间书写头取z位置z＝H1+Δz0，其中参量Δz0具有预定的值。参量Δz0典型地等于10微米。作为选择，能够在至少3个地点测量基片的芯片安装区的z高度，并由此计算作为两个水平坐标轴x和y的函数的z高度H1(x，y)，且在施加粘合剂时在z位置z(x，y)＝H1(x，y)+Δz0处引导书写头。书写头在x和y方向上进行移动。因为不可避免的机械公差，所以书写头和安置基片的加工台之间的距离会变化。因此，优选借助于进一步的校准过程确定校正函数，该校正函数描述了书写头的z位置的变化，是坐标u1到un的函数，其中坐标u1到un对应于书写头的全部自由度并从而具有书写头的位置特征。然后当施加粘合剂时，书写头占据z位置z’(x，y)＝z(x，y)+Δz(u1，u2，…，un)。自然地，坐标u1到un中的一个等于坐标x，而坐标u1到un中的另一个等于坐标y。因此能够可选择地用(x，y，{u})来表达坐标u1到un，其中{u}指定具有书写头位置特征的附加坐标。如果在水平方向上书写头的自由度的个数为2，则{u}＝{0}(数学上称为空集)，因为坐标x和y足够描述书写头的位置。然后当施加粘合剂时，书写头占据z位置z’(x，y)＝z(x，y)+Δz(x，y，{u})。附图说明把附图包括进来构成本说明书的一部分，其和具体实施方式一起，显示了本专利技术的一个或多个实施例，用于解释本专利技术的原理和实施情况。图并未按比例绘制。在附图中 图1显示了用于将粘合剂加到基片上的设备；图2显示了几何关系的形式；图3显示了安装摄像机和激光器的梭子，图4显示了用于书写头的驱动系统；图5显示了校准装置；图6显示了另一个校准装置。具体实施例方式图1显示了用于将粘合剂加到基片上2的设备的侧视图，其中，所述设备用作被称之为芯片焊接机的半导体安装设备上的分发站。笛卡儿坐标系的坐标轴由x、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，用于将粘合剂加到基片（２）上，该设备包含：书写头（４），其包含书写喷嘴（５）；位置测量控制电路（６），用于沿着指定为ｚ高度的方向控制书写头（４）的位置；摄像机（１１）；激光器（１４），其激光束和摄像机（１１）形成三角测量系统，用于确定基片（２）关于基准高度的ｚ高度；以及用于确定书写头（４）的ｚ位置的装置，在该位置处，书写喷嘴（５）接触到基准高度。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：多米尼克哈特曼，斯蒂芬朔尔策，
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[]