[發明專利]鍵合頭、鍵合設備和鍵合方法

有效

• 申請號: 202010130971.3
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN113327868B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 郭聳;朱鷙
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備(集團)股份有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/60
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

1.一種鍵合頭，其特征在于，包括至少一個鍵合頭組件；

所述鍵合頭組件包括壓頭、加壓電極和壓力檢測單元，所述壓頭包括壓電材料，所述壓頭用于壓合芯片，所述加壓電極與所述壓頭連接，所述加壓電極用于為所述壓頭提供交流電壓，以使所述壓頭在壓合方向上產生變形；

所述鍵合頭組件中的加壓電極與所述壓頭一一對應連接；

所述壓頭包括用于壓合芯片的壓合面，所述壓力檢測單元包括壓電傳感器，所述壓電傳感器固定于所述壓頭遠離所述壓合面的一側，所述壓力檢測單元具體用于檢測所述壓頭變形時作用于所述壓電傳感器上的壓力。

2.根據權利要求1所述的鍵合頭，其特征在于，所述鍵合頭組件還包括第一絕緣層、底座和限位部；

所述壓電傳感器通過所述第一絕緣層固定于所述壓頭上，所述底座上開設有通孔，所述壓頭穿設于所述通孔且所述壓合面凸出于所述底座設置，所述限位部用于對所述壓電傳感器遠離所述壓合面的表面進行限位。

3.根據權利要求2所述的鍵合頭，其特征在于，所述限位部固定于所述底座上，所述限位部上靠近所述底座的一側開設有凹槽，所述第一絕緣層和所述壓電傳感器位于所述凹槽內，所述凹槽的底部用于抵住所述壓電傳感器遠離所述壓合面的表面。

4.根據權利要求3所述的鍵合頭，其特征在于，所述限位部為金屬材質，所述鍵合頭組件還包括第二絕緣層，所述第二絕緣層固定于所述壓電傳感器遠離所述壓合面的表面，所述凹槽的底部與所述第二絕緣層相抵觸。

5.根據權利要求3所述的鍵合頭，其特征在于，所述至少一個鍵合頭組件共用一個所述底座和一個所述凹槽。

6.根據權利要求2所述的鍵合頭，其特征在于，所述壓頭包括固定連接的搭載部和具有所述壓合面的壓合部，所述壓電傳感器固定于所述搭載部上，所述壓合部能夠活動的穿設于所述通孔中，所述搭載部能夠搭載于所述通孔上方。

7.根據權利要求1所述的鍵合頭，其特征在于，所述鍵合頭組件還包括吸附管道，所述吸附管道貫穿所述壓頭，所述吸附管道的一端位于所述壓合面，所述吸附管道的另一端與外部的吸真空機構連接。

8.根據權利要求7所述的鍵合頭，其特征在于，所述壓合面形成有凸部，所述吸附管道的一端位于所述凸部上的壓合面。

9.根據權利要求1所述的鍵合頭，其特征在于，所述鍵合頭包括多個重復排布的壓合區，每個所述壓合區包括多個所述鍵合頭組件；

每個所述壓合區中，不同的鍵合頭組件能夠壓合的芯片的尺寸不同或至少部分相同。

10.根據權利要求1所述的鍵合頭，其特征在于，所述壓頭的材料為壓電陶瓷。

11.一種鍵合設備，其特征在于，包括權利要求1-10任一項所述的鍵合頭。

12.根據權利要求11所述的鍵合設備，其特征在于，所述鍵合設備還包括：

粗動臺，所述鍵合頭固定于所述粗動臺的下方，所述粗動臺用于在豎直方向上粗調所述鍵合頭的位置，所述豎直方向與壓合方向平行；

水平臺，所述水平臺與所述粗動臺固定連接，用于在水平方向上移動所述粗動臺。

13.一種鍵合方法，其特征在于，采用權利要求1-10任一項所述的鍵合頭對芯片進行鍵合，所述鍵合方法包括：

控制所述鍵合頭獲取至少一個芯片；

將所述芯片和鍵合臺上的載片對位；

控制所述鍵合頭在豎直方向上移動到目標位置；

利用加壓電極向壓頭通交流電壓；

利用壓力檢測單元檢測所述壓頭變形時作用于所述壓電傳感器上的壓力；

根據壓力檢測單元檢測到的壓力，調節所述交流電壓至壓力檢測單元檢測到的壓力為目標壓力。

14.根據權利要求13所述的鍵合方法，其特征在于，利用壓力檢測單元檢測所述壓頭變形時作用于所述壓電傳感器上的壓力包括：

采集所述壓電傳感器因變形產生的電信號；

根據所述壓電傳感器對應型號下的電信號與壓力的關系，確定所述壓頭變形時作用于所述壓電傳感器上的壓力。