[实用新型]一种轻型芯片共晶粘结夹具

说明书

技术领域

本实用新型涉及制造半导体器件的设备，具体来说，涉及制造过程中组件定位的夹具。

背景技术

随着集成电路封装技术的快速发展，微电子产品封装中芯片粘结采用共晶焊工艺在高可靠质量需求领域越来越广泛，而针对小芯片由于自身重力轻，共晶夹具显得尤为重要。

目前，公知的批量同时加工的共晶夹具构造是由加热装置和待加工产品放置板两部分组成，共晶前，将待加工微电子产品整齐平放在放置板上，然后按照预定的加热程序驱动加热装置进行共晶焊，当焊料达到熔点时，待加工微电子产品的芯片靠自重压在焊料上，从而芯片底部部分嵌入至焊料中并与焊料充分共晶焊接。但是随着集成电路超小型化、高密度方向发展，目前很多芯片尺寸细小、自重很轻，不足以满足共晶时芯片底部嵌入焊料所需的压力，这容易造成部分芯片共晶粘结虚焊，致使芯片不能与外壳粘结。因此，现有的共晶夹具不能提供微电子产品芯片共晶所需的压力。

经检索，涉及芯片共晶焊接/粘结的中国专利申请件有CN1292463C号《半导体芯片背面共晶焊粘贴方法》、CN102832320B号《一种LED芯片共晶黏结工艺》、CN103066001B号《共晶焊机拾取芯片用的万向调平吸嘴》、CN102522481A号《一种用于共晶焊固晶的LED芯片支架》、CN104934336A号《一种芯片共晶焊接方法》等，这些技术方案都与夹具无关，涉及芯片共晶粘结夹具的仅有CN104900575A号《真空共晶焊的芯片定位夹具、制造方法及芯片转运方法》，系用吸头吸住芯片定位夹具，其效果尚不清楚。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种轻型芯片共晶粘结夹具，以解决现有的共晶夹具不能提供微电子产品芯片共晶所需的压力的问题。

设计人提供的轻型芯片共晶粘结夹具，是在原有共晶夹具上进行改造，增加精密可调压力装置，形成能够独立对各待加工微电子产品共晶时微调共晶压力的新型共晶夹具。该夹具仍然有原有共晶夹具的放置板和加热装置；设计人在放置板增加了由固定板、压力传感器固定件、数显压力模块和传压杆组成的微调压力装置，其中，固定板上有阵列内螺纹孔；压力传感器固定件是一个带外螺纹的腔体，套装在固定板的相应螺纹孔里；数显压力模块又套装在压力传感器固定件上部，传压杆安装在压力传感器固定件的下部。

上述数显压力模块为市售的可显示压力值大小的数显压力模块产品。

上述压力传感器固定件为带腔体的螺杆，螺杆的螺距为0.1mm以下；压力传感器固定件的腔体与数显压力模块匹配。

上述传压杆为一根细长圆柱杆，其上端套装在压力传感器固定件的腔体下部、与数显压力模块接触，另一端使用时接触芯片。

上述微调压力装置是通过一个带螺孔的支架垂直在待加工品上方，装置中阵列的各个压力模块可独立微调施压大小；支架的螺孔与固定板上的螺纹配套，固定板用定位螺栓穿透支架固定在放置板上。

轻型芯片共晶粘结夹具的原理是：夹具通过旋转压力传感器固定件，升降压力模块，从而通过传压杆传递对芯片增减共晶压力。使用方法是：当顺时针旋转压力传感器固定件时，压力模块随着压力传感器固定件同时下降，当压力模块下降到一定位置时开始挤压传压杆下降，而芯片的位置固定不变；因此，传压杆对芯片产生一个压力，此压力随传压杆下降程度增大而增大；当逆时针旋转压力传感器固定件时，压力模块随着压力传感器固定件同时上升，当压力模块上升从而对传压杆的挤压力变小，使之对芯片的共晶压力减小，随着压力模块上升程度越大对传压杆挤压力越小，直至上升到一定位置时传压杆悬空，对芯片的压力为零。

本实用新型的共晶粘结夹具能够精确提供微电子产品芯片共晶粘结的共晶压力，调节压力方便，特别是对批量同时加工作用更大。此共晶粘结夹具的传压杆初始状态为悬空，使之安装夹具时不会直接接触待加工产品芯片而破坏产品。因此，它能够为各种微电子加工提供所需的压力，可同时加工多个微电子产品芯片尺寸小于2.0mm×2.0mm的产品。能使各待加工微电子产品芯片获得共晶所需的压力值，具有实用价值，可在现有共晶夹具上进行改造、增加此装置。在半导体器件制造过程中应用广泛，特别适用于微电子封装领域。

附图说明

图1为本实用新型的共晶粘结夹具单元剖面结构示意图；图2为共晶粘结夹具的俯视图；图3为共晶粘结夹具的结构侧视图。

图中：1为放置板，2为加热装置，3为待加工产品的外壳，4为固定板，5为压力传感器固定件，6为数显压力模块，7为传压杆，8为芯片，9为定位螺栓，10为支架。

具体实施方式