[发明专利]包括反射光学元件的接合头组件、相关接合机器和相关方法

说明书

提供了用于接合机器的接合头组件。接合头组件包括用于将半导体元件接合到衬底的主体部分和接合工具。接合工具被固定到主体部分。接合头组件还包括由接合头组件承载的至少一个反射光学元件。所述至少一个反射光学元件被配置为沿着接合机器的光学路径来放置，使得接合机器的视觉系统被配置为：在将半导体元件接合到衬底之前，当由接合工具承载时，观察半导体元件的部分。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年10月25日递交的美国临时专利申请第62/412,344号的权益，该申请的内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于半导体元件接合机器的接合头组件，并且更具体地涉及包括诸如棱镜元件之类的反射光学元件的这样的接合头组件。

背景技术

在半导体封装工业中，接合机器(例如，管芯附接机器、热压接合机器、倒装芯片接合机器等)用于将半导体元件(例如，半导体管芯)接合到衬底。

结合半导体元件与衬底的接合，视觉系统典型地用于将半导体元件(要接合的)与衬底对齐。换句话说，可以使用视觉系统来对半导体元件和/或衬底上的基准标志(或其它标记)进行成像，以在接合之前确保适当的对齐。

在某些应用中，视觉系统可以包括仰视/俯视镜头，其中，镜头能够观察半导体元件(位于视觉系统上方)和衬底(位于视觉系统下方)中的每一者。图1是这样的常规接合机器的示例。

图1是示出接合机器100(例如，热压接合机器)的方框图。接合机器100包括用于支撑衬底104的支撑结构102。如图1中所示，衬底104包括基准标志104a。接合机器100还包括接合头组件108。接合工具110被包括在接合头组件108中，并且被固定到接合头组件108的主体部分108a。接合工具110承载被配置为使用接合工具110来接合到衬底104的半导体元件112(例如，半导体管芯112)。如图1中所示，半导体112包括基准标志112a。

接合机器110还包括视觉系统106。视觉系统106包括，例如，用于对衬底104和半导体元件112的部分进行成像的镜头和其它成像元件。特别是，视觉系统106是被配置为执行以下操作的仰视/俯视视觉系统：(ⅰ)使用视觉路径106a来对半导体112的部分进行成像，以及(ⅱ)使用视觉路径106b来对衬底104的部分进行成像。如本领域技术人员将意识到的，视觉系统106合意地对基准104a和基准112a进行成像，以用于将半导体元件112准确地放置到衬底104上。

遗憾的是，在某些应用中(例如如图1中所示)，由接合工具承载的半导体元件上的基准标志是使用仰视/俯视镜头不可见的。再次参考图1，因为基准112a位于与接合工具110相邻的半导体元件112的表面上，并且不朝向视觉系统106，所以基准112a可能不能使用视觉系统106来成像。

因此，会期望提供用于对半导体元件进行成像的改进的接合机器，所述半导体元件在诸如图1中所示的配置中由接合工具来承载。

发明内容

根据本发明的示例性实施例，提供了用于接合机器的接合头组件。接合头组件包括用于将半导体元件接合到衬底的主体部分和接合工具。接合工具被固定到主体部分。接合头组件还包括由接合头组件承载的至少一个反射光学元件。所述至少一个反射光学元件被配置为沿着接合机器的光学路径来放置，使得接合机器的视觉系统被配置为：在将半导体元件接合到衬底之前，当由接合工具承载时，观察半导体元件的部分。

根据本发明的另一个示例性实施例，提供了用于将半导体元件接合到衬底的接合机器。接合机器包括用于支撑衬底的支撑结构；用于对半导体元件进行成像的视觉系统；以及如上所述的接合头组件。