[发明专利]芯片键合装置及方法

权利要求书

1.一种芯片键合装置，其特征在于，包括：第一运动台、第二运动台、芯片拾取装置，转接载板、芯片调整系统、键合台和控制系统；

所述第一运动台用于承载并运送芯片组至所述芯片拾取装置；

所述转接载板用于临时接合所述芯片拾取装置从所述第一运动台上拾取的芯片；

所述芯片调整系统用于调整所述芯片在所述转接载板上的位置；

所述键合台用于承载基底，并使所述基底与所述转接载板上的所述芯片最终键合；

所述第二运动台用于带动所述转接载板至所述芯片拾取装置，并将临时接合芯片后的转接载板运送至所述芯片调整系统，并将调整芯片位置后的转接载板运送至所述基底位置；

所述第一运动台、第二运动台、芯片调整系统和键合台由所述控制系统统一控制，均能够实现多自由度运动。

2.如权利要求1所述的芯片键合装置，其特征在于，还包括校准系统，所述芯片上设置有芯片标记，所述基底上设置有基底标记，所述校准系统用于探测所述芯片标记和所述基底标记，以指导所述控制系统调整所述键合台的位置并实现所述芯片标记和所述基底标记的对准键合。

3.如权利要求1所述的芯片键合装置，其特征在于，所述芯片拾取装置为翻转手，所述翻转手从所述第一运动台上拾取芯片后进行翻转，以将所述芯片翻转后临时接合于所述转载板上。

4.如权利要求3所述的芯片键合装置，其特征在于，所述翻转手包括第一运动机构、用于带动所述第一运动机构进行翻转的电机、连接所述电机和所述第一运动机构的连接件，以及连接于所述第一运动机构上，用于吸附目标芯片的第一吸盘。

5.如权利要求1所述的芯片键合装置，其特征在于，所述键合台位于所述基底下方，所述键合台带动所述基底由下往上键合所述转接载板上的所述芯片。

6.如权利要求1所述的芯片键合装置，其特征在于，所述芯片调整系统包括对准系统和精调系统，分别用于测量和调整所述芯片在所述转接载板上的位置。

7.如权利要求6所述的芯片键合装置，其特征在于，所述精调系统包括第二运动机构、连接所述第二运动机构，用于吸附目标芯片的第二吸盘，以及用于支撑所述第二运动机构的支撑机构；

所述芯片调整系统调整芯片在所述转接载板上位置的方法包括：所述第二吸盘吸附位于所述转接载板上方的目标芯片，待所述第二运动台根据所述对准系统测量所得的目标芯片位置将转接载板移动到目标芯片临时接合位置后，所述第二吸盘将所述目标芯片再次接合到所述转接载板上。

8.如权利要求7所述的芯片键合装置，其特征在于，所述第二吸盘将所述目标芯片再次接合到所述转接载板上后，所述第二运动台将所述转载板送到所述对准系统的对准测量区域内进行位置验证，若所述对准系统验证的目标芯片位置未达到目标芯片预订位置，则重复调整芯片在所述转接载板上的位置，直至目标芯片接合位置达到预定位置。

9.如权利要求6所述的芯片键合装置，其特征在于，所述对准系统包括宽带光源、照明镜组、分束棱镜、成像前组、成像后组和图像传感器；

所述宽带光源提供的测量光依次通过照明镜组、分束棱镜、成像前组照射到目标芯片的标记，测量光经所述目标芯片的标记反射后，再依次经过成像前组、分束棱镜以及成像后组，将所述标记成像到图像传感器上，图像传感器输出的图像经过图像处理之后，即测量得到所述芯片在所述转接载板上的位置。

10.如权利要求1所述的芯片键合装置，其特征在于，还包括顶针机构，所述顶针机构与所述第一运动台固定连接，用于顶起芯片，以便于所述芯片拾取装置从所述第一运动台上拾取芯片。

11.如权利要求10所述的芯片键合装置，其特征在于，本发明所述的顶针机构包括针头、吸附结构和固定于所述吸附结构下方的水平运动机构；所述吸附结构用于吸附芯片，所述针头用于将目标芯片顶起，所述水平运动机构用于实现水平方向的运动，以将所述针头移动到目标芯片位置。

12.如权利要求1所述的芯片键合装置，其特征在于，还包括载片库和第一机械手，所述载片库靠近所述第一运动台，用于放置承载所述芯片组的载片，所述第一机械手通过所述控制系统将所述载片抓取并运送至所述第一运动台。