[發明專利]倒裝片接合裝置

有效

• 申請號: 201280043358.1
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN103765566B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 小鹽哲平;境忠彥;石川隆稔;向島仁;高倉憲一;石松顯;園田知幸
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H01L21/607
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 韓聰

技術領域

本發明涉及通過在基板的第1電極上對半導體元件的第2電極進行超聲波接合來安裝半導體元件的倒裝片接合裝置(flip?chip?bonding?device)。

背景技術

以往，作為這種利用了超聲波接合的半導體元件的安裝裝置已知各種裝置。在這種現有的半導體元件的安裝裝置中，通過在將形成于半導體元件的Au凸塊(第2電極)按壓于與基板的布線相連接而形成的Au電極(第1電極)的狀態下對接觸界面給予超聲波振動，并對Au凸塊與Au電極進行金屬接合(即，Au-Au接合)這樣的步驟，來將半導體元件安裝于基板(例如，參照專利文獻1或2)。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：JP特開2000-68327號公報

專利文獻2：JP特開2001-237270號公報

發明內容

發明要解決的課題

近年，對內置有這種將半導體元件安裝于基板而制造的元件安裝完成基板的各種電子設備的成本削減的要求很高，在半導體元件的安裝中，需要為了成本削減而想各種辦法。

從材料成本的角度出發，用于基板的Au電極的成本高，若能夠將該Au電極置換為更廉價的Cu電極，則能夠實現成本削減。例如，在作為半導體元件將發光元件(LED芯片)的Au凸塊與基板的Au電極進行超聲波接合的方式中，若將基板的Au電極置換為Cu電極，且Au-Cu間的金屬接合能夠確保與Au-Au間的金屬接合同等的可靠性，則能夠保持著接合可靠性的同時實現大幅的成本削減。

本發明的發明者們，在進行了在基板的Cu電極的表面所形成的氧化膜的除去處理之后，在大氣中進行除去了氧化膜的狀態的基板的Cu電極與半導體元件的Au凸塊的超聲波接合，并測定了接合后的切變強度。但是，盡管事先除去了Cu電極的氧化膜也沒能獲得充分的切變強度。

本發明的目的在于，解決上述問題，提供一種倒裝片接合裝置，在基板的第1電極上對半導體元件的第2電極進行超聲波接合的倒裝片接合裝置中，在確保所需的接合強度的同時，作為至少含有銅的金屬間的接合而實現第1電極與第2電極之間的金屬接合。

解決課題的手段

為了達成上述目的，本發明如下以下這樣構成。

根據本發明的第1方式，提供一種倒裝片接合裝置，具備：基板臺，其具有加熱單元，并且載置并保持基板；分配器單元，其向載置于基板臺上的基板的各個第1電極上供給具有還原性的接合輔助劑；半導體元件供給單元，其供給半導體元件；安裝單元，其包含超聲波頭，所述超聲波頭接受并保持由半導體元件供給單元供給的半導體元件，井在被供給了接合輔助劑的基板的第1電極上按壓半導體元件的第2電極的狀態下給予超聲波振動來進行安裝；遮蔽板，其被配置在基板臺的上方，由此遮擋從基板臺流向基板臺的上方的氣流，并且具有能夠使超聲波頭以及分配器單元接近基板的公共的開口；和排氣設備，其將包含涂敷于基板之后通過加熱單元所產生的熱而氣化的接合輔助劑的氣體從基板臺與遮蔽板之間的空間進行排氣，超聲波頭在如下狀態下進行金屬接合：使第1電極與第2電極之間的安裝為至少含有銅的金屬接合，在進行金屬接合為止的期間至少在第1電極與第2電極之間的接合界面的周圍存在接合輔助劑。

根據本發明的第2方式，提供一種根據第1方式所述的倒裝片接合裝置，其中，具備基板運送單元，其將安裝半導體元件之前的基板從基板臺的一方運入基板臺，將安裝了半導體元件的基板從基板臺的另一方運出，將排氣設備的排氣管道設置在基板臺的另一方側。

根據本發明的第3方式，提供一種根據第1方式或第2方式所述的倒裝片接合裝置，其中，還具備對基板臺與遮蔽板之間的空間進行供氣的供氣設備。

根據本發明的第4方式，提供一種根據第2方式所述的倒裝片接合裝置，其中，還具備對基板臺與遮蔽板之間的空間進行供氣的供氣設備，將供氣設備的供氣管道設置在基板臺的一方側。

根據本發明的第5方式，提供一種根據第1方式所述的倒裝片接合裝置，其中，支撐基板臺的工作臺是XY工作臺，遮蔽板的開口被形成為超聲波頭以及分配器單元能夠接近安裝一個半導體元件的基板上的第2電極的大小。

根據本發明的第6方式，提供一種根據第1方式所述的倒裝片接合裝置，其中，支撐基板臺的工作臺是僅能沿著基板的運送方向移動的單向工作臺，遮蔽板的寬度被設定為覆蓋在與基板的運送方向正交的方向上固定的基板的寬度方向的區域。

發明效果