[發明專利]芯片接合系統及芯片接合方法

無效

• 申請號: 201110085035.6
• 申請日: 2011-04-02
• 公開（公告）號: CN102184874A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 何永基;呂孝文;林積鎖
• 申請（專利權）人: 何永基;呂孝文;林積鎖
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 車世偉

技術領域

本發明是關于一種芯片接合系統及一種芯片接合方法，特別是關于一種可提供高芯片接合質量及具有高產能的芯片接合系統及芯片接合方法。

背景技術

將芯片以共晶焊料(eutectic?solder)固定于基板上的方式主要可分為兩種方式。一種方式如下所述：首先，在芯片背面蒸鍍或濺鍍上一層共晶焊料，例如金錫合金或銀錫合金。接著，在基板上的焊墊上鍍上一層黃金；然后，將基板置于加熱板上加熱至共晶焊料的熔點后，將芯片壓合于焊墊上并使焊墊上的黃金與芯片上的共晶焊料結合在一起；之后，將基板的溫度下降至共晶焊料的熔點之下以使共晶焊料固化，即完成固晶(die?bonding)作業。然而，因共晶焊料鍍于芯片背面時易發生合金層成份不均勻的情況，造成合金層各處的熔點不一致，使得前述的芯片壓合于焊墊上的時間須加長，進而使芯片的接合質量不易控制。

將芯片以共晶焊料固定于基板上的另一種方式如下所述：首先，在基板上的焊墊鍍上一層黃金；然后，將基板置于加熱板上加熱至共晶焊片(eutectic?solder?perform)的熔點后，再將共晶焊片逐一地置于基板的各焊墊上，然后，再將分別將芯片與共晶焊片壓合；之后，將基板的溫度下降至共晶焊片的熔點之下以使共晶焊片再度固化，即完成固晶作業。然而，在上述的芯片接合過程中須長時間同時加熱基板，并且需要將共晶焊片及芯片逐一地置于基板的各焊墊上，此步驟耗工耗時，且因長時間加熱而可能影響基板及芯片的功能。

同時，公知技術為了避免長時間同時對基板加熱，可能的作法是將基板進行裁切，使得一小塊基板上僅具有一個焊墊，之后再將裁切開的小塊基板分別加熱后再與芯片進行共晶結合制程，但此一作法更耗工耗時，增加生產成本。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種芯片接合系統，其可將芯片良好地接合于基板上且芯片接合的質量穩定。此外，本發明的芯片接合系統具有可大量生產的優點。

本發明還提供一種芯片接合方法，依此方法可將芯片良好地接合于基板上且芯片接合的質量穩定。此外，本發明的芯片接合方法具有制程簡單的優點。

一種芯片接合系統，包括：基板定位模塊，該基板定位模塊上定位有基板，該基板上設有多個焊墊；加熱模塊，以相對于該基板定位模塊移動而逐個加熱各焊墊的方式設在接合系統的機架上；焊料供應模塊，該焊料供應模塊上設有焊料，該焊料供應模塊以相對于該基板定位模塊移動而提供該焊料至被加熱的該焊墊上的方式設在接合系統的機架上；以及芯片攜取模塊，以相對于該基板定位模塊移動而脫離地逐個攜取芯片和使芯片與熔融于該焊墊上的該焊料接觸的方式設在接合系統的機架上。

所述加熱模塊包括熱氣流管，該熱氣流管具有出氣口和連接熱氣源的進氣端，該熱氣流管以移動而使該出氣口對應各焊墊下方的所述基板的方式設在接合系統的機架上。

所述熱氣流的所述進氣端連接有低反應氣體。

所述低反應氣體包括低氧分壓空氣、氮氣、氮氣/氫氣混合氣體和惰性氣體中的一種或多種。

所述焊料供應模塊包括用以引導所述焊料的連續式焊料供應嘴，該連續式焊料供應嘴設在接合系統的機架上。

芯片接合系統還包括低氧化環境供應模塊，該低氧化環境供應模塊的進氣端連接有低氧化氣體，該低氧化環境供應模塊的出氣口對應所述基板設置。

所述低氧化環境供應模塊為低反應氣體供應裝置，該低反應氣體供應裝置的出氣口對應所述基板設置。

所述低反應氣體供應裝置的出氣口連接有層流氣管，該層流氣管具有多個出氣口，各出氣口分別對應所述基板設置。

所述低反應氣體供應裝置的所述進氣端連接有低反應氣體，該低反應氣體包括低氧分壓空氣、氮氣、氮氣/氫氣混合氣體和惰性氣體中的一種或多種。

一種芯片接合方法，通過以下步驟實現：A、提供基板，多個焊墊設置在該基板上；B、依序以熱源逐個加熱各焊墊；以及C、將多個芯片以共晶融合方式分別固接在各焊墊上。

所述步驟B通過以下方案實現：依序以所述熱源分別對位于各焊墊下方的所述基板進行加熱，進而加熱各焊墊。

所述步驟C通過以下方案實現：供應焊料在被加熱的其中一個所述焊墊上，并使該焊料熔融于該焊墊上；將芯片放置于熔融的該焊料上；將該熱源移除，使得熔融的該焊料固化而使該芯片固接于該焊墊上。

所述熱源包括熱氣流。

所述熱氣流包括由低反應氣體所形成的熱氣流。

所述低反應氣體包括低氧分壓空氣、氮氣、氮氣/氫氣混合氣體和惰性氣體中的一種或多種。