[實用新型]一種高精度Fan-out鍵合機

有效

• 申請號: 201922436610.7
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN211045387U
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 王鈺錁
• 申請（專利權）人: 嘉興景焱智能裝備技術有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/677
• 代理公司: 杭州永航聯科專利代理有限公司 33304
• 代理人: 俞培鋒

本實用新型涉及芯片封裝技術領域，本實用新型的技術方案為：一種高精度Fan?out鍵合機，包括上機架底座，上機架底座上具有四個功能區域，最下層為晶圓物料傳輸區域，中層為芯片物料傳輸區域，上層為芯片鍵合區域，右側為基板物料傳輸區域。采用本實用新型所述的鍵合機整機布局方案能夠完美地適應FO和FC等先進封裝工藝所涉及的各種工藝需求，同時能以較低成本實現高精度高產率的性能指標。結構緊湊，整機外形尺寸比同類設備小，節省了用戶潔凈房使用面積。在不降低產率的條件下，能夠實現對完成鍵合的芯片做位置檢測和周期性溫度漂移補償，為整機設備的穩定性與可靠性提供保障。

技術領域

本實用新型涉及芯片封裝技術領域，尤其涉及到一種高精度Fan-out 鍵合機。

背景技術

芯片鍵合機是一類將芯片從藍膜上剝離拾取，經過傳遞，翻轉，沾膠和檢測等一系列運動過程，將芯片按照一定的精度要求貼合到載板上的設備。其中的各個模塊之間的動作流程和配合方式，即整機的布局會直接影響到設備最終的產能，精度和物料傳遞的可靠性。

近年來，先進封裝工藝在芯片封裝市場中發展迅速，相對于傳統封裝工藝的市場占比也逐年升高。作為實現先進封裝工藝的核心技術：先進封裝設備也因此有著廣闊的市場前景。

典型的先進封裝工藝有Flip-Chip工藝和Fan-Out工藝。FC工藝發展至今，最先進的是C2工藝和TCB工藝。C2工藝的芯片背面球柵陣列間距為 60微米，鍵合精度要求誤差小于6微米，產率要求達到10+kUPH。TCB工藝要求在線完成焊接過程，芯片的引腳間距小于40微米，要求設備的貼合精度達到3微米，需求的鍵合力最高達到250N，產率通常要求1500UPH。FO 工藝通過再布線層技術(ReDistribution Layer)實現了高密度的芯片內部電路互連，使得一次封裝中嵌入多個無源組件，從而降低芯片整體成本。 FO工藝可分成RDLfirst/RDL last/face-up/face-down等不同工藝方式的組合。這些工藝方式都需要將芯片從進料的晶圓上取下，貼合在一個臨時的載體(晶圓或者面板)上。由于臨時的載體上沒有局部定位標記，所以FO工藝區別于FC工藝，需求載體工作范圍內的整體定位精度，而且更高密度的電氣連接和更小的電氣連接間距，使得定位精度要求達到了 3um。FO工藝設備在滿足高貼合精度的同時，也要達到高輸出產率要求 (10+kUPH)。

針對以上背景情況，諸如ASM、BESI和KNS等主流半導體設備供應商均推出各種類型高精度鍵合機以滿足先進封裝工藝的對芯片貼合精度和產率的要求。

在固晶設備中，鍵合頭的主要作用是從已經準備好的緩存臺上拾取芯片，然后經過視覺定位和檢測之后，移動到載板處進行鍵合。于是鍵合頭相對于載板便有了一個XY的運動。目前實現這樣的XY運動有兩種布局：第一種為動龍門方案；第二種為定龍門方案。

動龍門法是將鍵合頭置于龍門運動臺上，利用龍門運動臺的XY運動帶動鍵合頭實現XY運動。這種方式使得載板在整個過程中靜止不動。采用這種布局方法的典型半導體封裝設備是BESI的8800FC該設備采用左右鏡像雙龍門結構，各自帶著一個鍵合頭，能夠拾取芯片在XY平面內運動。每個動龍門結構均設置了鍵合上視相機和下視相機，可以兼容Face-up和 Face-down鍵合工藝。定龍門法是將XY兩個方向的運動分配給鍵合頭運動臺和載板的運動臺。采用這種布局方法的實例有KS的APAMA設備。該設備也是左右雙龍門和雙頭結構布局，每邊都有一個定龍門結構帶著鍵合頭走Y方向運動，一個基板運動臺帶著基板走X方向運動，一個雙光路鍵合相機實現雙面視覺對準。