[發明專利]焊接頭組件、熱壓焊接系統及其組裝和操作方法

有效

• 申請號: 201911106510.6
• 申請日: 2016-02-26
• 公開（公告）號: CN110834141B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: M·B·瓦塞爾曼
• 申請（專利權）人: 庫利克和索夫工業公司
• 主分類號: B23K20/02
• 分類號: B23K20/02;B23K20/26;H01L23/52
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李隆濤

提供了用于將半導體元件焊接至基板的焊接頭組件。焊接頭組件包括基座結構、加熱器、以及將加熱器固定至基座結構的夾持系統。夾持系統包括多個彈性元件，沿著多個軸線約束加熱器。

本申請是于2016年2月26日遞交的申請號為201610107787.0、發明名稱為“焊接頭組件、熱壓焊接系統及其組裝和操作方法”的中國發明專利申請的分案申請。

交叉相關申請

本申請要求2015年2月17日遞交的美國臨時專利申請No.62/121,868的優選權，其全文結合在此引作參考。

技術領域

本發明涉及半導體封裝中的電互連的形成，并且更具體地講涉及改進的熱壓焊接系統及其操作方法。

背景技術

在半導體封裝工業的特定方面中，半導體元件被焊接至焊接部位。例如，在傳統的管芯貼裝(也稱為管芯焊接)應用中，半導體管芯被焊接至基板的焊接部位(例如，引線框架、堆疊的管芯應用中的另一個管芯、隔塊等)。在先進的封裝應用中，半導體元件(例如裸半導體管芯、封裝好的半導體管芯等)被焊接至基板的焊接部位(例如引線框架、PCB、載體、半導體晶片、BGA基板等)。導電結構(例如導電凸點、導電墊、焊料凸點、導電柱、銅柱等)在半導體元件與焊接部位之間提供電互連。在特定的應用中，這些導電結構可以提供與采用焊線機形成的線圈類似的電互連。

在許多應用(例如，半導體元件的熱壓焊接)中，焊料被包含在導電結構中。在多個這樣的處理中，熱量被施加至正在被焊接的半導體元件(例如，通過承載焊接工具的焊接頭組件中的加熱器)。重要的是，熱量的施加快速地完成以使得機器產能(例如UPH或單位每小時)處于可接受的級別。這可能是有挑戰性的，因為加熱器(或加熱器的一部分)期望地在不同的時間/部位處于不同的溫度(例如在將部件從諸如晶片的源取出的過程中較冷的溫度，相反在熱壓焊接至基板時的較熱的溫度)。

由于加熱器的加熱和冷卻而導致的加熱器的無法預測的膨脹和收縮將不期望地影響熱壓焊接應用中的定位精度。

因而，期望的是提供用于熱壓焊接的改進的結構和方法，以在熱壓焊接處理的過程中令人期望地維持加熱器的相對位置。

發明內容

根據本發明的示意性實施例，提出了用于將半導體元件焊接至基板的焊接頭組件(也稱為“焊接頭”或者“用于焊接的頭”)。焊接頭組件包括：基座結構；加熱器；以及將加熱器固定至基座結構的夾持系統，夾持系統包括沿著多個軸線約束加熱器的多個彈性元件。