[发明专利]芯片键合装置及方法

说明书

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、吸盘、精调及转移结构、键合台和控制系统。本发明还提供一种芯片键合方法，通过采用吸盘逐个吸附芯片，而后通过精调及转移结构精确调整芯片在其载板上的位置，并将载板上的芯片一次性键合到基底上，实现了芯片的批量接合，有效地提高了倒装芯片接合工艺的效率。本发明采用芯片批量拾取和批量键合方式，平衡了芯片拾取、芯片位置精调和芯片键合的时间，使键合设备在保证键合精度的同时，提高了产率。

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 bondingdevice)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

为解决现有技术存在的上述问题，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、吸盘、精调及转移结构、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预定拾取位置；

所述第二运动台用于带动所述吸盘在所述预定拾取位置依次吸取所述芯片组上的芯片，并将吸取芯片后的吸盘运送放置至所述精调及转移结构；

所述精调及转移结构包括载板，所述载板用于接收所述吸盘上的芯片，所述精调及转移结构实现所述芯片在所述载板上的精确放置，并运送所述载板至基底位置；

所述键合台用于承载所述基底，并使所述基底与所述载板上的所述芯片最终键合；

所述第一运动台、第二运动台、精调及转移结构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，所述芯片键合装置还包括CCD探测器，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CCD探测器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，所述芯片键合装置还包括顶针机构，所述顶针机构与所述第一运动台连接，用于顶起芯片，以便于所述吸盘在所述预定拾取位置依次吸取所述芯片组上的芯片。

可选的，所述芯片键合装置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。

可选的，所述芯片键合装置还包括基片库和第二机械手，所述基片库靠近所述键合台，用于放置与所述芯片接合完毕形成的基片，所述第二机械手通过控制系统将所述基片抓取并运送至所述基片库。