一種芯片加熱鍵合裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體制造或處理領域，尤其涉及一種芯片加熱鍵合裝置。
【背景技術】
[0002]隨著電子信息技術的迅速發(fā)展，電子產(chǎn)品正朝著體積小、集成化程度高、功能復雜、可靠性高的趨勢發(fā)展，從而使得先進的封裝和互連技術正在取代傳統(tǒng)封裝技術。先進封裝技術結合半導體封裝和組裝技術以達到提高封裝效率、降低封裝成本、提高器件性能的目的。倒裝鍵合技術以其高密度和小尺寸等特點使得倒裝芯片半導體封裝的市場需求正迅速增長。倒裝芯片不僅是一種高密度芯片互連技術，還是一種理想的芯片粘接技術，在PGA、BGA和CSP中都得到了廣泛的應用。倒裝芯片的互連線非常短，而且I/O引出端分布整個芯片表面，同時倒裝芯片業(yè)適合使用SMT的技術手段來進行批量生產(chǎn)，因此倒裝芯片已成為高密度封裝技術的主要發(fā)展方向。
[0003]倒裝芯片鍵合是將帶有凸點的芯片從藍膜上拾取并翻轉，使得其焊點圖形朝下，通過機器視覺識別對準將芯片放置到基材上。倒裝芯片鍵合機決定著倒裝芯片鍵合的精度、效率和可靠性，是倒裝芯片封裝領域的關鍵設備，其中鍵合裝置是倒裝芯片鍵合機上實現(xiàn)芯片從藍膜上拾取并通過機器視覺將芯片高精度的放置于基材上的關鍵部件。
[0004]近些年來，倒裝鍵合封裝技術發(fā)展逐漸加快，這就要求倒裝芯片鍵合機上的鍵合裝置需要具有以下幾個典型特點:
[0005]1、非?？斓捻憫俣龋瑫r具有控制拾取力的能力，從而在從藍膜拾取芯片的過程中不至于碰傷芯片；
[0006]2、由于封裝工藝的復雜多變，需要鍵合裝置具備芯片加熱以及提供剛性支撐等多種功能，以此滿足從藍膜上拾取芯片后對芯片進行相關工藝處理如在芯片凸點上植球或者對芯片進行引線鍵合等操作；
[0007]3、由于倒裝鍵合精度的提高，鍵合裝置需具有結構緊湊、整體剛度高等特點。
[0008]傳統(tǒng)鍵合裝置，不具備為芯片加熱功能，無法適應復雜多變的封裝工藝要求，而且傳統(tǒng)鍵合裝置的拾取力與鍵合力是通過對氣壓的控制來調節(jié)的，氣源壓力的波動會傳遞給拾取力與鍵合力，造成拾取力與鍵合力漂移，無法保證穩(wěn)定且一致的拾取力與鍵合力。此夕卜，傳統(tǒng)鍵合裝置的吸嘴頭僅能沿一個方向運動，而不能沿其反方向運動，即伸縮運動不可控。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明提供了一種芯片加熱鍵合裝置，解決了傳統(tǒng)的鍵合裝置不具備加熱功能，伸縮運動不可控，且鍵合力和拾取力不穩(wěn)定的問題。
[0010]依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種芯片加熱鍵合裝置，包括:
[0011 ]承載芯片并為其加熱的操作平臺；
[0012]傳動機構，操作平臺固定于傳動機構的一端；
[0013]限位裝置，傳動機構的另一端穿設于限位裝置內；
[0014]驅動裝置，設置于限位裝置上，驅動裝置可驅動傳動機構在限位裝置內往復移動；
[0015]真空吸附裝置，真空吸附裝置的氣體通道經(jīng)由傳動機構連通至操作平臺，真空吸附裝置可對芯片提供吸附力及反吹力；以及，
[0016]控制裝置，包括:溫控單元和控制單元，其中，監(jiān)測操作平臺實時溫度的溫控單元與操作平臺連接，控制驅動裝置工作狀態(tài)的控制單元與驅動裝置連接。
[0017]可選地，操作平臺包括:
[0018]承載芯片的吸嘴頭，吸嘴頭設置有第一氣體通道；
[0019]為芯片加熱的加熱塊，加熱塊設置有第二氣體通道，吸嘴頭的一端穿設于第二氣體通道內，第一氣體通道與第二氣體通道連通；以及，
[0020]多個調節(jié)彈簧，調節(jié)彈簧的一端固定于加熱塊上，調節(jié)彈簧的另一端固定于限位裝置上。
[0021 ]可選地，加熱塊包括至少一個可拆卸的加熱棒，以及檢測加熱棒溫度的溫度傳感器;其中，加熱棒和溫度傳感器分別與溫控單元連接。
[0022]可選地，調節(jié)彈簧與加熱塊連接的一端設置有一調節(jié)螺釘，通過調節(jié)調節(jié)螺釘調節(jié)調節(jié)彈簧的壓縮量。
[0023]可選地，傳動機構為一花鍵軸，花鍵軸上開設有第三氣體通道，其中，花鍵軸的一端固定于加熱塊上，且第三氣體通道與第二氣體通道相連通。
[0024]可選地，限位裝置包括:
[0025]沿軸向方向設置的第一空腔結構，花鍵軸相對于加熱塊的一端穿設于第一空腔結構內，且花鍵軸可在第一空腔結構內移動；
[0026]用于限制花鍵軸位移的限位塊；以及，
[0027]沿徑向方向設置的第二空腔結構，真空吸附裝置的一端設置于第二空腔結構內。
[0028]可選地，第一空腔結構的端部設置有與花鍵軸相嚙合的花鍵齒，花鍵軸可通過花鍵配合在第一空腔結構內旋轉。
[0029]可選地，驅動裝置包括:
[0030]為傳動機構提供直線運動動力的螺線管，螺線管環(huán)繞第一空腔結構設置于限位裝置上，螺線管與控制單元連接;以及，
[0031 ]為傳動機構提供旋轉動力的旋轉電機，通過法蘭與限位裝置連接。
[0032]可選地，真空吸附裝置包括:
[0033]真空發(fā)生器和壓縮空氣機；以及，
[0034]氣管，氣管的一端通過電磁閥與真空發(fā)生器和壓縮空氣機相連;氣管的另一端設置于第二空腔結構內，且氣管的氣體通道與第三氣體通道相連通。
[0035]本發(fā)明的實施例的有益效果是:
[0036]本發(fā)明的芯片加熱鍵合裝置，通過操作平臺承載芯片并對其加熱，可適應復雜多變的封裝工藝要求，提高其工藝適應性。在驅動裝置的作用下傳動機構帶動操作平臺共同往復移動，實現(xiàn)操作平臺的伸縮運動可控性，便于芯片的拾取和鍵合，此外在控制裝置的實時監(jiān)測下，操作平臺對芯片的拾取力和鍵合力穩(wěn)定可控，提高其操作精度。
【附圖說明】
[0037]圖1表示本發(fā)明的芯片加熱鍵合裝置的結構示意圖一；
[0038]圖2表示本發(fā)明的芯片加熱鍵合裝置的結構示意圖二；
[0039]圖3表示本發(fā)明的圖2中局部爆炸圖。
[0040]其中圖中:1、芯片，2、操作平臺，3、傳動機構，4、限位裝置，5、驅動裝置，6、真空吸附裝置，7、控制裝置；
[0041]21、吸嘴頭，22、加熱塊，23、調節(jié)彈簧，24、調節(jié)螺釘；
[0042]41、第一空腔結構，42、限位塊，43、第二空腔結構；
[0043]51、螺線管，52、旋轉電機；
[0044]61、真空發(fā)生器，62、壓縮空氣機，63、氣管；
[0045]71、溫控單元，72、控制單元；
[0046]221、加熱棒，222、溫度傳感器。
【具體實施方式】
[0047]下面將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現(xiàn)本發(fā)明而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本發(fā)明，并且能夠將本發(fā)明的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。
[0048]實施例一
[0049]如圖1所示，本發(fā)明的實施例提供了一種芯片加熱鍵合裝置，具體包括:用于承載芯片1的操作平臺2、傳動機構3、限位裝置4、驅動裝置5、真空吸附裝置6和控制裝置7。
[0050]其中，操作平臺2的主要作用是為芯片1提供一承載平臺，可通過該操作平臺2對芯片1進行拾取和鍵合，此外操作平臺2還具備加熱功能，通過加熱可以增加芯片1表面金屬層活性，為針對芯片進行的相關活動(植球、引線鍵合等)奠定基礎，從而使得芯片1的操作能夠適應不同的封裝環(huán)境和工藝要求，提高整個裝置的工藝適應性。
[0051 ]操作平臺2固定于傳動機構3的一端，傳動機構3的主要作用是帶動操作平臺2往復移動，這樣可控制操作平臺在不同的時序內為芯片1提供不同的操作位置，以適應不同的操作需求。
[0052]傳動裝置3的另一端穿設于限位裝置4內，并可在限位裝置4內往復移動;限位裝置4用于為操作平臺2提供可靠的限位支撐，當傳動機構3移動至傳動裝置3的不同位置時，限位裝置3為操作平臺2提供不同極限位置的支撐，例如:在拾取芯片1時，需要傳動機構3帶動操作平臺2彈出于限位裝置4，以便于對芯片1的拾取;而當需要對芯片1進行相關處理時，需要為其提供一可靠支撐，傳動機構3帶動操作平臺2收縮至與限位裝置4相抵接，利用限位裝置4為操作平臺2提供一穩(wěn)定的剛性支撐。
[0053]驅動裝置5設置于限位裝置4上，用于為傳動機構3提供驅動力，例如:驅動傳動機構3在限位裝置4內做直線往復移動，以調整芯片1高度，或者，驅動傳動機構3在限位裝置4內做旋轉運動，以微調芯片1角度。
[0054]真空吸附裝置6用于為芯片1提供吸附力和反吹力，真空吸附裝置6的氣體通道經(jīng)由傳動機構3連通至操作平臺2，通過操作平臺2吸附芯片1或反吹芯片1。
[0055]為保證整個裝置的智能性和穩(wěn)定性，控制裝置7用于根據(jù)當前芯片1處理需求以及實時工作狀態(tài)動態(tài)調整操作平臺2、驅動裝置5或真空吸附裝置6。其中，控制裝置7至少包括溫控單元71和控制單元72，具體地，溫控單元71與操作平臺2連接，用于監(jiān)測和調整操作平臺的實時溫度;控制單元72與驅動裝置5連接，用于控制驅動裝置5的工作狀態(tài)。
[0056]本發(fā)明實施例一提供的芯片加熱鍵合裝置，通過操作平臺2承載芯片1并對其加熱，可適應復雜多變的封裝工藝要求，提高其工藝適應性。在驅動裝置5的作用下傳動機構3帶動操作平臺2共同在限位裝置4內往復移動，實現(xiàn)操作平臺2的伸縮運動可控性，便于芯片1的拾取和鍵合，此外在控制裝置7的實時監(jiān)測下，操作平臺2對芯片1的加熱溫度、拾取力和鍵合力穩(wěn)定可控，提高其操作精度。
[0057]實施例二
[0058]以上實施例一簡單介紹了本發(fā)明的芯片加熱鍵合裝置的各個部件之間的配合關系，下面將結合具體應用場景對其進行進一步介紹。
[0059]具體地，如圖1至圖3所示，操作平臺2具體包括:承載芯片1的吸嘴頭21，為芯片1加熱的加熱塊22，以及多個調節(jié)彈簧23。其中，吸嘴頭21通過多個安裝于加熱塊22中的磁鐵的磁性力固定于加熱塊22上。其中，吸嘴頭21設置有第一氣體通道，加熱塊22上設置有第二氣體通道，吸嘴頭21的一端穿設于第二氣體通道內，且第一氣體通道與第二氣體通道相連通，真空吸附裝置6的氣體通道經(jīng)由第二氣體通道和第一氣體通道為芯片1提供吸附力或反吹力。調節(jié)彈簧23的一端固定于加熱塊22上，具體地，調節(jié)彈簧23通過軸承鎖緊螺母固定于加熱塊22上；調節(jié)彈簧23的另一端固定于限位裝置4上，當調節(jié)彈簧23處于不同狀態(tài)時，吸嘴頭21處于不同的操作位置，當在拾取芯片1時，在調節(jié)彈簧23的壓縮回彈力的作用下，加熱塊22彈出于限位裝置4，以便于對芯片1的拾取;而當需