[发明专利]芯片通用批键合装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及芯片键合领域，特别涉及一种芯片通用批键合装置及方法。

背景技术

倒装芯片键合工艺是将芯片与载片连接形成的一种互连形式，如图1所示，将载片1上的多个芯片2以载板5承载的方式批量键合到基底4上，多个芯片2在载板5上位置被精确放置并吸附，键合过程中芯片2与载板5间被牢固定位，芯片2与芯片2间距L被精确保持，因此单个芯片2的串行键合被多个芯片2的并行键合取代从而有效提高了设备产率。另外，由于电子产品朝着轻、薄和小型化的趋势发展，使得芯片键合技术的应用日益增多，将芯片键合工艺与晶圆级封装工艺相结合，能够制作出封装尺寸更小、性能更高的封装形式。如果将芯片键合工艺与TSV(硅通孔)工艺相结合，能够制作出成本和性能更有竞争力的芯片结构。目前市场上存在3种fan-out(扩散型)键合工艺，其中基于chip First的fan-out键合工艺是得到广泛应用的主流工艺形式。如图2a和2b所示，fan-out(扩散型)键合工艺主要有die-up(芯片上标记朝上)和die-down(芯片上标记朝下)两种贴片方式，其中，die-up贴片方式芯片2中标记3不与基底4接触，die-down贴片方式中，芯片2的标记3与基底4接触。针对上述两种贴片方式，需要采用不同的键合装置进行键合，即键合装置不能通用，增加了生产成本。

另一方面，键合技术能够在不缩小线宽的情况下，在有限面积内进行最大程度的芯片叠加与整合，同时缩减SoC晶片封装体积与线路传导长度，进而提升晶片传输效率。芯片-晶圆键合技术(chip-to-wafer，C2W)相对于晶圆-晶圆键合技术(wafer-to-wafer，W2W)具有更高的良率和更低的产品成本。因此，C2W技术如何在保证高键合精度的同时具有更高的产率和是业界努力的目标。

发明内容

本发明提供一种芯片通用批键合装置及方法，以解决上述技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种芯片通用批键合装置，包括物料取放区和传输工作区，其中：

所述物料取放区包括用于提供芯片的蓝膜片取放区和用于存放基底的基底取放区，所述蓝膜片取放区和基底取放区分设于所述传输工作区的两端；

所述传输工作区沿从所述蓝膜片取放区至基底取放区的方向依次包括芯片拾取及分离区、芯片对准及精调区、以及芯片批键合区；

所述传输工作区内设有芯片载板传输装置，所述芯片载板传输装置贯穿所述传输工作区，在所述芯片拾取及分离区、芯片对准及精调区、以及芯片批键合区之间移动送料。

较佳地，所述芯片载板传输装置包括第一运动台、安装于所述第一运动台上的加压装置以及安装于所述加压装置上的载板。

较佳地，所述芯片拾取及分离区内设有分离台、翻转手以及取放装置，所述芯片对准及精调区内设有精调单元，所述芯片批键合区内设有承载台。

较佳地，所述取放装置包括支架，所述支架上安装有可水平移动的移位装置，所述移位装置上安装有可垂向移动的升降装置，所述升降装置上固定安装有取放手。

较佳地，所述升降装置上安装有第一对准系统。

较佳地，所述精调单元包括第二运动台、以及安装于所述第二运动台上的精调机械手和第二对准系统。

较佳地，所述承载台上安装有第三对准系统。

较佳地，所述移位装置上安装有多个升降装置，每个所述升降装置下方分别安装有所述取放手。

较佳地，所述蓝膜片取放区内设有载片台和第一机械手，所述第一机械手拾取所述载片台上的芯片移送至所述分离台上。

较佳地，所述基底取放区内设有基片库和第二机械手，所述第二机械手拾取所述承载台上键合完成后的基底，并移送至所述基片库。

较佳地，所述分离台下方设有顶出机构，用于将放置于所述分离台上的芯片顶起。

本发明还提供了一种芯片通用批键合方法，应用于如上所述的芯片通用批键合装置中，包括如下步骤：

S1：将芯片传输并交接至所述蓝膜片取放区，将基底传输并交接至所述基底取放区；

S2：多个芯片在所述芯片拾取及分离区内被拾取并利用芯片载板传输装置同时传递至所述芯片对准及精调区进行位置精度调整；

S3：位置调整完成后，利用所述芯片载板传输装置传递至所述芯片批键合区完成批量键合。