[發明專利]半導體芯片封裝鍵合設備及實現方法

在審

• 申請號: 201811489807.0
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109461667A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 徐大林;刁思勉;宋寶
• 申請（專利權）人: 深圳市佳思特光電設備有限公司
• 主分類號: H01L21/603
• 分類號: H01L21/603;H01L21/677;H01L21/683
• 代理公司: 深圳市金筆知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 44297
• 代理人: 胡清方;彭友華

一種半導體芯片封裝鍵合設備及實現方法，其中，設備包括機架，設在機架上的安裝板，以及用于給鍵合部移送基板的基板轉移裝置、用于給鍵合部移送芯片的芯片轉移裝置和鍵合部，所述基板轉移裝置包括基板移送機構和與基板移送機構隨動的基板吸嘴，芯片的芯片轉移裝置包括芯片移送機構和與芯片移送機構隨動的芯片吸嘴，所述基板吸嘴為兩個以上的適合于不同型號基板的基板吸嘴，且每個基板吸嘴各受一個獨立的基板吸嘴驅動機構驅動；所述芯片吸嘴為兩個以上的適合于不同型號芯片的芯片吸嘴，且每個芯片吸嘴各受一個獨立的芯片吸嘴驅動機構驅動。本發明具有適用范圍廣，節省現有技術中的更換基板吸嘴時間，可提高效率的優點。

技術領域

本發明涉及一種半導體芯片封裝鍵合設備及實現方法。

背景技術

晶圓（Wafer）是生產集成電路所用的載體，由于其形狀為圓形，故由此而得名，又被稱為晶片或圓片。自1958年第一塊集成電路誕生以來，硅工藝在集成電路的生產中占主導地位，硅晶圓是制造半導體芯片的基本材料。鍵合（Bonding）是將兩個或多個材料（或結構）結合成為一體，是半導體制造過程中不可缺少的重要環節。晶圓直接鍵合（一般簡稱為“晶圓鍵合”或“直接鍵合”），可以使經過拋光的半導體晶圓在不使用粘結劑的情況下結合在一起，在集成電路制造、微機電系統（MEMS）封裝和多功能芯片集成等領域具有廣泛的應用。

現有的健合設備包括基板（一般為印刷線路板）轉移機構、芯片（晶圓）轉移機構和鍵合部三個部分，工作時，基板轉移機構通過基板吸嘴先將基板移送到鍵合部，鍵合部對基板加熱，然后，芯片轉移機構通過芯片吸嘴將芯片轉移到被加熱后的在一定溫度下施加一定的壓力，將芯片與基板鍵合。

可是，現有的同一塊基板需要多種不同型號的芯片，當鍵合機對同一種芯片健合完后，需要鍵合另一種型號的芯片時，往往需要更換到芯片吸嘴庫找到相應的芯片吸嘴并更換，才可以繼續工作，這個找芯片吸嘴的時間較長，一般需要3分鐘左右，同樣的，當需要更換不同型號的基板時，也需要到基板吸嘴庫找到相應的基板吸嘴并更換，才可以繼續工作，找基片吸嘴的時間較長，一般需要3分鐘左右，再加上鍵合需要一定時間（一般是1-3分鐘），這樣使得鍵合機的工作速度很慢，其產生受到極大的限制。如何提高鍵合機的生產效率是本行業亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供一種生產效率高的更換吸嘴快的半導體芯片封裝鍵合設備及實現方法。

本發明的技術方案是：提供一種半導體芯片封裝鍵合設備，包括機架，設在機架上的安裝板，以及用于給鍵合部移送基板的基板轉移裝置、用于給鍵合部移送芯片的芯片轉移裝置和鍵合部，所述基板轉移裝置包括基板移送機構和與基板移送機構隨動的基板吸嘴，芯片的芯片轉移裝置包括芯片移送機構和與芯片移送機構隨動的芯片吸嘴，所述基板吸嘴為兩個以上的適合于不同型號基板的基板吸嘴，且每個基板吸嘴各受一個獨立的基板吸嘴驅動機構驅動；所述芯片吸嘴為兩個以上的適合于不同型號芯片的芯片吸嘴，且每個芯片吸嘴各受一個獨立的芯片吸嘴驅動機構驅動。

作為對本發明的改進，所述基板轉移裝置還包括基板工作臺，在所述基板工作臺上設有基板夾具，所述基板工作臺驅動所述基板夾具在XY平面內移動。

作為對本發明的改進，所述芯片轉移裝置還包括芯片工作臺，在所述芯片工作臺上設有芯片夾具，所述芯片工作臺驅動所述芯片夾具在XY平面內移動。

作為對本發明的改進，所述基板轉移裝置和所述芯片轉移裝置設在框架上，所述框架設在安裝板上，在所述框架設有第一導軌副和第二導軌副，所述第一導軌副驅動所述基板轉移裝置沿框架往復運動，所述第二導軌副驅動所述芯片轉移裝置沿框架往復運動。

作為對本發明的改進，所述鍵合部包括鍵合加熱平臺、夾緊結構和取料機構，所述夾緊結構將位于鍵合加熱平臺上的基板和芯片壓緊，所述取料機構將健合完成的基板取出。