[发明专利]倒装芯片接合装置

说明书

相关申请

本申请要求于2013年7月25日向韩国知识产权局提交的专利申请No.10-2013-0087752的优先权，在此将其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种倒装芯片接合装置(flip chip bonding device)，尤其涉及一种能够最大化接合工艺的精度和效率的倒装芯片接合装置。

背景技术

通常，倒装芯片接合装置是用于在作为半导体芯片的输入/输出端子的焊盘上形成焊接凸块(solder bumps)，将半导体芯片倒置，并将半导体芯片直接接合到诸如承载基底或者电路带(circuit tape)之类的电路图案的装置。

在倒装芯片封装中，半导体芯片通过形成于半导体芯片的接合焊盘上的凸块接合到基底，以电性连接至基底。因此，倒装芯片接合工艺需要高精度。基底的例子不仅包括芯片安装(chip-mounted)基底，还包括粘接有芯片的基底，在此芯片上在下表面上形成有电极图案而不是焊接凸块。

在倒装芯片接合工艺中，物理上的向上/向下移动或者旋转倒装芯片的工艺可以包括在提取、旋转、助焊剂浸沾(flux-dipping)及接合倒装芯片的工艺中。因此，在物理上的向上/向下移动或旋转倒装芯片的工艺中，需要高精度，以使在倒装芯片的下表面上形成的凸块电极正好接触到基底上的接触点。

然而，由于在倒装芯片接合工艺中，倒装芯片以相对较高的速度移动，可能会发生大的振动，从而使倒装芯片不能非常精确地接合到基底。公开于专利文献1(日本专利申请，公开No.2004-263825)和专利文献2(韩国专利申请，公开No.2011-0118549)中的传统的减小这种振动的方法将描述于下。

如图15所示，专利文献1提出了一种减小振动的方法，该方法包括增加平衡物17，并由马达3驱动具有不同引线的两种不同的球螺纹杆(ball thread)14和16，从而如图中箭头所示在相反方向移动接合头部单元15上的负载和平衡物17。

如图16所示，专利文献2提出了一种减小振动的方法，该方法包括在基板(base)64上固定地安装回弹吸收单元63，在固定板61d上安装可移动的接合头部单元62，并由马达61c驱动负载处的球螺纹杆61a和回弹吸收单元63处的球螺纹杆61b，其中球螺纹杆61a和61b的螺纹方向相同，从而当接合头部单元62沿箭头A所示的方向移动时，使机构8沿箭头B所示的相反方向移动。

通常，在平衡物的质量和驱动力之间存在着反比关系。根据专利文献1，需要朝驱动平衡物相反方向移动的量来抑制振动。例如，当接合头部单元上的负载和平衡物具有相同的质量时，驱动平衡物的能量需要与驱动接合头部单元上的负载的能量相同。从而，驱动马达的输出需要是仅驱动接合头部单元时的两倍。可以增加平衡物的质量，以减小驱动平衡物所需的能量。然而，在这种情况下，装置的总质量将增加。此外，提供驱动能量的驱动单元和平衡物的总质量也将增加。

根据专利文献2，包括马达和接合头部单元的机构代替了单独的平衡物而用作平衡负载(counter load)。然而，在这种情况下，不仅需要接合头部单元能够在上面移动的固定板，还需要用于驱动固定板的马达的输出。此外，由于附加元件，例如用于固定回弹吸收单元的基板，装置的总质量也会增加。

此外，如专利文献1和2中公开的，当附加地包括平衡物或者回弹吸收单元以抑制振动时，与半导体装置的操作例如接合操作不相关的元件也被包括在内，因此整个装置的尺寸和重量都会增加。并且，在这种情况下，半导体装置的生产率也会下降。

发明内容

本发明的一个或多个实施方式包括能够确保高精度和提高工作效率的接合装置。

也就是说，本发明的接合装置能够最小化在传输倒装芯片期间可能出现的振动以保证在接合倒装芯片的工艺中的精度。

本发明的一个或多个实施方式包括能够解决在根据现有技术的接合装置中当旋转倒装芯片时可视单元的视野被遮挡的问题，由此减少延时及提升工作效率的接合装置。

本发明的一个或多个实施方式包括于通过改变助焊剂浸沾单元的结构减小助焊剂浸沾单元和倒装单元之间的距离，由此减小接合装置占用面积的接合装置。