[发明专利]倒装芯片键合装置及其键合方法

说明书

在本发明提供的倒装芯片键合装置及其键合方法中，通过片叉逐个吸附芯片，并利用转接载板临时放置片叉上的芯片，而后将转接载板上的芯片一次性键合到基底上，实现了芯片的批量键合，有效地提高了倒装芯片键合工艺的效率。

技术领域

本发明涉及芯片封装技术领域，特别涉及一种倒装芯片键合装置及其键合方法。

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。由于倒装芯片键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键合装置进行芯片键合的示意图。如图1所示，现有的倒装芯片键合工艺主要包括以下步骤：首先，提供准备键合的芯片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下压完成键合。

在上述倒装芯片键合工艺过程中，利用倒装芯片键合装置(flip chip bondingdevice)将芯片2倒置，并将所述芯片2直接键合到基底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键合装置一次下压(约30秒)只能键合一颗芯片，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键合装置的产率低，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

本发明的目的在于提供一种倒装芯片键合装置及其键合方法，以解决现有的倒装芯片键合装置的产率低，难以满足量产需求的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种倒装芯片键合装置，所述倒装芯片键合装置包括：第一机械手、片叉、键合台、第一基台、第二基台、对准系统、精调机械手、转接载板和控制系统；

所述第一基台用于承载芯片，所述第二基台用于承载所述转接载板，所述转接载板用于临时放置所述芯片；

所述键合台用于承载基底，所述基底用于与所述芯片最终键合；

所述片叉安装于所述第一机械手上，所述片叉用于吸附多个芯片；

对准系统，所述对准系统根据所述控制系统的指令对所述芯片、基底和转接载板进行位置测量，实现所述芯片与所述片叉、所述片叉与转接载板以及所述转接载板与基底的对准；

精调机械手，所述精调机械手设置在所述第一基台或第二基台上，用于与所述片叉配合以调整芯片的位置；

所述第一机械手、片叉、键合台、第一基台、对准系统和精调机械手、第二基台由所述控制系统统一控制，所述第一基台、第二基台和第一机械手均能实现多自由度运动。

优选的，在所述的倒装芯片键合装置中，所述对准系统包括：第一图像探测器、第二图像探测器和第三图像探测器；

所述第一图像探测器安装于所述第一机械手上，所述第二图像探测器和第三图像探测器均固定设置于所述键合台的下方。

优选的，在所述的倒装芯片键合装置中，还包括一顶针机构，所述顶针机构与所述第一基台连接，用于配合所述第一机械手拾取芯片。

优选的，在所述的倒装芯片键合装置中，所述顶针机构包括顶针头、吸附结构和Y向运动机构，所述顶针头和吸附结构均固定在所述Y向运动机构的上方。