[发明专利]粘着半导体芯片的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种粘着半导体芯片的装置，特别涉及一种用于制作半导体电子组件于粘晶(die bonding)工艺中所需的封装装置。

背景技术

在整个半导体封装工艺中，紧接于晶圆切割后的工艺为粘晶(或称为固晶、上片或粘片)工艺，其是将晶圆上因切割道切开后的各独立芯片(或晶粒die)依序取放至导线架或基板上，并藉由粘胶(例如：银胶)或胶带将导线架及芯片相互稳固结合。

图1是一现有粘晶机的主要机构示意图。基板5(substate)由输送导轨19左边进料端加载，被依序载入的多个基板5是由进料夹爪17往输送导轨19的出料端传送。基板5会经过装粘胶的注射筒状容器8及点胶头9下方，容器8内的粘胶会经由点胶头9吐出于基板5上各单元。另外，取放机构11会依序拿取晶圆15上的芯片10，该晶圆15固定于一薄膜上，而藉由扩张机构12使薄膜拉伸而将芯片10彼此距离拉开。被取放机构11拿起的芯片10会移到输送导轨19处，并往下运动直至将芯片10固定于基板5上的胶材上。

由于芯片10固定于基板5上需要花费较多的时间，尤其是对于较大面积的芯片10更是需要较多的时间才能使胶材合适地挤出于四周。若是将胶材换为聚乙酰胺(polyimide)材质的胶带则每个芯片10需要更多的时间，约需要压合2至3秒才能有效结合芯片10与基板5，因此很明显芯片10压合过程会成为该现有粘晶机的瓶颈动作，亦即每小时产出量(unit per hour；UPH)会受到影响而降低。相较于使用粘胶，当使用胶带为结合芯片与基板5的物质时，每小时产出量会大幅降低。

因应薄型封装及多芯片堆栈(multi-chip stacking)封装的需求加剧，芯片的厚度需降至3 mil (约76.2 μm)。图2是一多芯片堆栈封装的示意图，其中基板5上堆栈有多个芯片10，该等芯片的尺寸亦可以不同。由于超薄芯片的溢胶会更难控制，如此粘胶无法再作为粘着超薄芯片的胶材。亦即使用胶带是超薄芯片的较佳选择，然前述对每小时产出量的不利影响，则得要有更佳的解决方法或机构设计始能兼顾量产及质量的双重需求。

尤其是，取放机构拾取超薄芯片时需以特殊顶出机构配合，并得以较慢的作业模式才能确保芯片不碎裂，如此更造成了产能很大的瓶颈，亦即每小时产出量会因此而更低。

现有粘晶机除了单位时间产量不佳外，其所运用的进料夹爪17受到基板5翘曲问题的严重考验。尤其当从事于多芯片模块(multi-chip Module；MCM)封装时，薄型的基板5在粘着首颗晶粒后受到烘烤温度影响会产生翘曲。该些进料夹爪17是以接力方式交替传输至出料端，基板5翘曲经常造成进料夹爪17交替换手时无法正确夹紧而定位，因此造成基板5与输送导轨19间碰撞而卡料，甚至基板5上芯片10因刮伤或晶崩而需要报废。

综上所述，半导体封装设备市场上亟需要一种能显著提升单位时间产量及工艺质量的粘着半导体芯片的装置，并且还要降低粘晶工艺中不该有的停机率及报废率。

发明内容

本发明的目的是提供一种粘着半导体芯片的装置，以提升单位时间产量。

为达上述目的，本发明技术方案是：一种粘着半导体芯片的装置，是用于将芯片粘着固定或多芯片堆栈于封装载体上，包括：

一预压模块，会取放并施加压力使至少一个芯片与一封装载体或一封装载体上另一芯片进行预压合；

一主要压合模块，包括多个压合头，会同时施压多个已完成预压合的芯片，并使该多个芯片与一封装载体或一封装载体上另多个芯片进行主要压合；

一第一进料输送机构；以及

一第二进料输送机构，该第一进料输送机构及该第二进料输送机构分别传送封装载体至所述预压模块执行预定压合的位置，及分别传送或停留已完成预压合的封装载体于所述主要压合模块执行主要压合的位置；

其中，所述预压模块执行预定压合的位置及所述主要压合模块执行主要压合的位置均位于所述第一进料输送机构及所述第二进料输送机构上。

上述技术方案，有关进一步变化及解释如下：

1、上述方案还包括：

一晶圆承载模块，承载一晶圆，该晶圆包括多个芯片；

一芯片取放模块，包括至少一个取放头，自该晶圆承载模块上的该晶圆拾取至少一个芯片；以及

一定位台机构，供该芯片取放模块放置该芯片，并调整该芯片的位置或角度；

其中，所述预压模块包括至少一个取放头，自所述定位台机构拾取至少一个芯片，并放置于一封装载体上。