一種輕型芯片共晶粘結(jié)夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及制造半導(dǎo)體器件的設(shè)備，具體來(lái)說(shuō)，涉及制造過(guò)程中組件定位的夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路封裝技術(shù)的快速發(fā)展，微電子產(chǎn)品封裝中芯片粘結(jié)采用共晶焊工藝在高可靠質(zhì)量需求領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，而針對(duì)小芯片由于自身重力輕，共晶夾具顯得尤為重要。
[0003]目前，公知的批量同時(shí)加工的共晶夾具構(gòu)造是由加熱裝置和待加工產(chǎn)品放置板兩部分組成，共晶前，將待加工微電子產(chǎn)品整齊平放在放置板上，然后按照預(yù)定的加熱程序驅(qū)動(dòng)加熱裝置進(jìn)行共晶焊，當(dāng)焊料達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)，待加工微電子產(chǎn)品的芯片靠自重壓在焊料上，從而芯片底部部分嵌入至焊料中并與焊料充分共晶焊接。但是隨著集成電路超小型化、高密度方向發(fā)展，目前很多芯片尺寸細(xì)小、自重很輕，不足以滿足共晶時(shí)芯片底部嵌入焊料所需的壓力，這容易造成部分芯片共晶粘結(jié)虛焊，致使芯片不能與外殼粘結(jié)。因此，現(xiàn)有的共晶夾具不能提供微電子產(chǎn)品芯片共晶所需的壓力。
[0004]經(jīng)檢索，涉及芯片共晶焊接/粘結(jié)的中國(guó)專利申請(qǐng)件有CN1292463C號(hào)《半導(dǎo)體芯片背面共晶焊粘貼方法》、CN102832320B號(hào)《一種LED芯片共晶黏結(jié)工藝》、CN103066001B號(hào)《共晶焊機(jī)拾取芯片用的萬(wàn)向調(diào)平吸嘴》、CN102522481A號(hào)《一種用于共晶焊固晶的LED芯片支架》、CN104934336A號(hào)《一種芯片共晶焊接方法》等，這些技術(shù)方案都與夾具無(wú)關(guān)，涉及芯片共晶粘結(jié)夾具的僅有CN104900575A號(hào)《真空共晶焊的芯片定位夾具、制造方法及芯片轉(zhuǎn)運(yùn)方法》，系用吸頭吸住芯片定位夾具，其效果尚不清楚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種輕型芯片共晶粘結(jié)夾具，以解決現(xiàn)有的共晶夾具不能提供微電子產(chǎn)品芯片共晶所需的壓力的問(wèn)題。
[0006]設(shè)計(jì)人提供的輕型芯片共晶粘結(jié)夾具，是在原有共晶夾具上進(jìn)行改造，增加精密可調(diào)壓力裝置，形成能夠獨(dú)立對(duì)各待加工微電子產(chǎn)品共晶時(shí)微調(diào)共晶壓力的新型共晶夾具。該夾具仍然有原有共晶夾具的放置板和加熱裝置;設(shè)計(jì)人在放置板增加了由固定板、壓力傳感器固定件、數(shù)顯壓力模塊和傳壓桿組成的微調(diào)壓力裝置，其中，固定板上有陣列內(nèi)螺紋孔;壓力傳感器固定件是一個(gè)帶外螺紋的腔體，套裝在固定板的相應(yīng)螺紋孔里;數(shù)顯壓力模塊又套裝在壓力傳感器固定件上部，傳壓桿安裝在壓力傳感器固定件的下部。
[0007]上述數(shù)顯壓力模塊為市售的可顯示壓力值大小的數(shù)顯壓力模塊產(chǎn)品。
[0008]上述壓力傳感器固定件為帶腔體的螺桿，螺桿的螺距為O.Imm以下;壓力傳感器固定件的腔體與數(shù)顯壓力模塊匹配。
[0009]上述傳壓桿為一根細(xì)長(zhǎng)圓柱桿，其上端套裝在壓力傳感器固定件的腔體下部、與數(shù)顯壓力模塊接觸，另一端使用時(shí)接觸芯片。
[0010]上述微調(diào)壓力裝置是通過(guò)一個(gè)帶螺孔的支架垂直在待加工品上方，裝置中陣列的各個(gè)壓力模塊可獨(dú)立微調(diào)施壓大小;支架的螺孔與固定板上的螺紋配套，固定板用定位螺栓穿透支架固定在放置板上。
[0011]輕型芯片共晶粘結(jié)夾具的原理是:夾具通過(guò)旋轉(zhuǎn)壓力傳感器固定件，升降壓力模塊，從而通過(guò)傳壓桿傳遞對(duì)芯片增減共晶壓力。使用方法是：當(dāng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)壓力傳感器固定件時(shí)，壓力模塊隨著壓力傳感器固定件同時(shí)下降，當(dāng)壓力模塊下降到一定位置時(shí)開(kāi)始擠壓傳壓桿下降，而芯片的位置固定不變；因此，傳壓桿對(duì)芯片產(chǎn)生一個(gè)壓力，此壓力隨傳壓桿下降程度增大而增大；當(dāng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)壓力傳感器固定件時(shí)，壓力模塊隨著壓力傳感器固定件同時(shí)上升，當(dāng)壓力模塊上升從而對(duì)傳壓桿的擠壓力變小，使之對(duì)芯片的共晶壓力減小，隨著壓力模塊上升程度越大對(duì)傳壓桿擠壓力越小，直至上升到一定位置時(shí)傳壓桿懸空，對(duì)芯片的壓力為零。
[0012]本實(shí)用新型的共晶粘結(jié)夾具能夠精確提供微電子產(chǎn)品芯片共晶粘結(jié)的共晶壓力，調(diào)節(jié)壓力方便，特別是對(duì)批量同時(shí)加工作用更大。此共晶粘結(jié)夾具的傳壓桿初始狀態(tài)為懸空，使之安裝夾具時(shí)不會(huì)直接接觸待加工產(chǎn)品芯片而破壞產(chǎn)品。因此，它能夠?yàn)楦鞣N微電子加工提供所需的壓力，可同時(shí)加工多個(gè)微電子產(chǎn)品芯片尺寸小于2. Omm X 2. Omm的產(chǎn)品。能使各待加工微電子產(chǎn)品芯片獲得共晶所需的壓力值，具有實(shí)用價(jià)值，可在現(xiàn)有共晶夾具上進(jìn)行改造、增加此裝置。在半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中應(yīng)用廣泛，特別適用于微電子封裝領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖I為本實(shí)用新型的共晶粘結(jié)夾具單元剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為共晶粘結(jié)夾具的俯視圖；圖3為共晶粘結(jié)夾具的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0014]圖中：1為放置板，2為加熱裝置，3為待加工產(chǎn)品的外殼，4為固定板，5為壓力傳感器固定件，6為數(shù)顯壓力模塊，7為傳壓桿，8為芯片，9為定位螺栓，10為支架。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本【實(shí)用新型內(nèi)容】作進(jìn)一步的說(shuō)明，但不是對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0016]實(shí)施例：
[0017]如圖1-3所示的輕型芯片共晶粘結(jié)夾具，該夾具仍然有原有共晶夾具的放置板I和加熱裝置2，增加了由固定板4、壓力傳感器固定件5、數(shù)顯壓力模塊6和傳壓桿7組成的微調(diào)壓力裝置，其中，固定板4有陣列內(nèi)螺紋孔;壓力傳感器固定件5是一個(gè)帶外螺紋的腔體，陣列套裝在固定板4相應(yīng)的螺紋孔里;數(shù)顯壓力模塊6又分別套裝在壓力傳感器固定件5上部，傳壓桿7安裝在壓力傳感器固定件5的下部。
[0018]整個(gè)可微調(diào)壓力裝置裝配好后，通過(guò)支架10固定在放置板I上，測(cè)量各傳壓桿7垂直投影在待加工產(chǎn)品放置板I的位置，并在相應(yīng)位置做好標(biāo)識(shí)，取下可微調(diào)壓力裝置，然后將芯片面積為1. 5mmXl. 5mm的待加工微電子產(chǎn)品對(duì)應(yīng)各標(biāo)識(shí)陣列平放在放置板I上，再重新用定位螺栓9固定整個(gè)微調(diào)壓力裝置在放置板I上:整個(gè)微調(diào)壓力裝置置于各芯片8上方，分別微旋壓力傳感器固定件5，使數(shù)顯壓力模塊6升降，當(dāng)數(shù)顯壓力模塊6顯示壓力值為期望值時(shí)，停止旋轉(zhuǎn)，各芯片8獲得的壓力值不變，驅(qū)動(dòng)加熱程序進(jìn)行共晶粘結(jié)。因此，各待加工微電子產(chǎn)品的芯片8共晶粘結(jié)獲得所需的壓力值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輕型芯片共晶粘結(jié)夾具，有共晶夾具放置板（I)和加熱裝置(2)，其特征在于它還有由固定板(4)、壓力傳感器固定件(5)、數(shù)顯壓力模塊(6)和傳壓桿(7)組成的微調(diào)壓力裝置，其中，固定板(4)上有陣列的內(nèi)螺紋孔;壓力傳感器固定件（5)是一個(gè)帶外螺紋的腔體，多個(gè)壓力傳感器固定件(5)套裝在固定板(4)相應(yīng)的螺紋孔里;數(shù)顯壓力模塊(6)又套裝在壓力傳感器固定件(5)上部，傳壓桿(7)安裝在壓力傳感器固定件(5)的下部。2.按照權(quán)利要求I所述的共晶粘結(jié)夾具，其特征在于所述數(shù)顯壓力模塊(6)為市售的可顯示壓力值大小的數(shù)顯壓力模塊產(chǎn)品。3.按照權(quán)利要求I所述的共晶粘結(jié)夾具，其特征在于所述壓力傳感器固定件(5)為帶腔體的螺桿，螺桿的螺距為O. Imm以下；壓力傳感器固定件（5)的腔體與數(shù)顯壓力模塊(6)匹配。4.按照權(quán)利要求I所述的共晶粘結(jié)夾具，其特征在于所述傳壓桿（7)為一根細(xì)長(zhǎng)圓柱桿，其上端套裝在壓力傳感器固定件(5)的腔體下部懸置，使用時(shí)，上端與數(shù)顯壓力模塊(6)接觸，另一端接觸芯片。5.按照權(quán)利要求I所述的共晶粘結(jié)夾具，其特征在于所述微調(diào)壓力裝置通過(guò)一個(gè)帶螺孔的支架（10)垂直陣列在待加工品上方;支架（10)上的螺紋與固定板(4)上的定位螺紋配套，固定板(4)用定位螺栓(9)固定在支架(10)上。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種輕型芯片共晶粘結(jié)夾具，它有共晶夾具放置板(1)和加熱裝置(2)，還有由固定板(4)、壓力傳感器固定件(5)、數(shù)顯壓力模塊(6)和傳壓桿7組成的微調(diào)壓力裝置，其中，固定板(4)上有陣列內(nèi)螺紋孔；壓力傳感器固定件(5)是一個(gè)帶外螺紋的腔體，陣列套裝在固定板(4)相應(yīng)的螺紋孔里；數(shù)顯壓力模塊(6)又套裝在壓力傳感器固定件(5)上部，傳壓桿(7)安裝在壓力傳感器固定件(5)的下部。本實(shí)用新型的共晶粘結(jié)夾具能夠精確提供微電子產(chǎn)品芯片共晶粘結(jié)的共晶壓力，調(diào)節(jié)壓力方便，特別是對(duì)批量同時(shí)加工作用更大。在半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中應(yīng)用廣泛，特別適用于微電子封裝領(lǐng)域。
【IPC分類】H01L21/603, H01L21/67
【公開(kāi)號(hào)】CN205159289
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520993175
【發(fā)明人】劉崗崗, 路蘭艷, 沈金晶, 呂家權(quán), 徐勇, 楊曉琴
【申請(qǐng)人】貴州振華風(fēng)光半導(dǎo)體有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年12月4日