[发明专利]芯片结合设备

说明书

【技术领域】

本发明是有关于一种芯片结合设备，且特别是有关于一种用以进行芯片对位、加压及加热的芯片结合设备。

【背景技术】

黏晶(chip bonding)是半导体制程中十分重要的步骤之一，其将晶圆切割后的芯片(chip)取出并黏着固定在载板上，以供后续打线接合及封装等步骤。又，芯片黏合程序完成后必须进行烘烤以固化黏胶，故必须将黏有芯片的载板送进烤箱中烘烤。另外一种共晶黏晶(eutectic chip bonding)方法，于载板端加热及/或芯片端加热的方式，使两金属层加热至共晶温度而黏合，藉以克服金属键合的能量障碍，促使芯片黏合于载板上。但若载板的加热区域大，易使未焊接区域因持续受热而累积过多热量，致使产生不良热效应。但若加热区域小，或称局部区域加热，芯片需进入焊接区域(bondingarea)后，方才受热，需费时等候加热的时间，导致产能降低。

此外，温度掌控亦为一个大课题。由于现今的共晶黏晶机为单颗芯片逐一黏合于载板上，除了生产效率低落之外，压焊头的力量与分布若控制不当，容易造成芯片损伤，影响芯片效能。除此之外，当单一芯片黏合时若需同时将焊接区的温度升高至特定温度以上，则需精确地掌控温度，且已焊接芯片的区域与未焊接芯片的区域因持续受热而累积过多热量，造成不良热效应，而影响后续的制程。

【发明内容】

本发明有关于一种芯片结合设备，将芯片吸取、置放、对位用的芯片移转装置、通气装置以及加热装置结合，并以机械正向力或以气体施予正向压力于至少一芯片上，不仅可对整批次芯片及载板同时加热，以减少热累积效应，同时更兼具保护芯片效果，提升生产效率。

根据本发明的一方面，提出一种芯片结合设备，其包括一腔室、一芯片移转装置、一加热装置以及一通气装置。芯片移转装置用以移转至少一芯片至于腔室内的一载板上。加热装置用以加热腔室内的至少一芯片及/或载板。通气装置使气体连通腔室，其中当芯片移转装置移转至少一芯片于腔室内的载板上时提供一负压环境，并于加热至少一芯片及/或载板时施加一正向压力于至少一芯片上。

为了对本发明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

【附图说明】

图1A及图1B分别绘示依照本发明一实施例的芯片结合设备的示意图及腔室内部的示意图。

图2绘示依照本发明一实施例的芯片结合方法的流程图。

【主要组件符号说明】

100：芯片结合设备

101：晶圆

102：芯片

104：载板

105：界面金属

106：焊垫

110：腔室

120：芯片移转装置

122：吸取器

124：对位器

126：芯片压头

130：加热装置

140：通气装置

142：泵

S10～S50：步骤

【具体实施方式】

本实施例的芯片结合设备，涵盖芯片吸取及置放系统(例如吸取器)、芯片与载板接合的对位系统(例如对位器)、腔体抽气及进气系统(以下称为通气装置)、对于芯片施加机械压力或气体压力的调整系统(例如泵或芯片压头)、以及腔体加热及温控系统(以下称为加热装置)。本实施例的芯片结合设备可通过多个吸取器同时吸附多个芯片，并移转至载板上，之后再通过对位器的定位以放置各个芯片于载板相对应的位置上，以完成整批次芯片与载板的接合。加热装置(例如加热炉)可单独或同时置放于腔体内，并对整批次芯片及载板同时加热，故不同焊接区域亦无热累积的顾虑。再者，芯片压头或通气装置于加热至少一芯片及/或载板时，于芯片上方施加机械压力、气体压力或上述两者的组合，且使气体均匀分布于各个芯片上，避免造成芯片损伤，兼具保护芯片效果。上述的芯片结合设备可应用在发光二极管芯片与载板的接合上，载板可为导线架、玻璃基板、印刷电路板或金属基板等，本实施例对载板不加以限制。

以下提出各种实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并非用以限缩本发明欲保护的范围。