[发明专利]芯片键合装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及芯片封装技术领域，特别涉及一种芯片键合装置及方法。

背景技术

随着科学技术的发展，电子产品日益朝着轻、薄以及小型化方向发展。由于倒装芯片接合技术具有缩小芯片封装面积以及缩短信号传输路径等诸多优点，因此已经广泛应用于芯片封装领域。

请参考图1，其为现有技术的倒装芯片接合装置进行芯片接合的示意图。如图1所示，现有的倒装芯片接合工艺主要包括以下步骤：首先，提供准备接合的芯片2和基底4，所述芯片2具有器件面3；接着，将所述芯片2以器件面3向上的方式放置在承载台1上；然后，利用第一机械手5抓取所述芯片2并进行翻转；之后，通过所述第一机械手5将所述芯片2交接给第二机械手6，在所述第二机械手6将所述芯片2移动到基底4的上方后，通过CCD图像传感器7将所述芯片2的对位标记与所述基底4的对位标记进行对准；最后，通过所述第二机械手6将所述芯片2下压完成接合。

在上述倒装芯片接合工艺过程中，利用倒装芯片接合装置(flip chip bonding device)将芯片2倒置，并将所述芯片2直接接合到基底4上，使得所述芯片2与基底4形成互连结构。然而，由于现有的倒装芯片接合装置一次下压(约30秒)只能接合一颗芯片，整个工艺流程是串行完成的，因此产率非常低，难以满足量产需求。

基此，如何改善现有技术中倒装芯片接合装置的产率低，难以满足量产需求的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种芯片键合装置，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。

可选的，所述的芯片键合装置还包括校准系统，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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；