[发明专利]用于三维结构物的激光接合装置及方法

说明书

本发明提供如下的用于三维结构物的激光接合装置及方法，即，除了印制电路板(PCB)基板、玻璃基板等整体呈平面形态的基板之外，还可根据客户要求来在弯曲部分具有规则形状或不规则形状的三维结构物(例：汽车尾灯或前照灯用构造物)自动接合电子元器件，并且，可防止电子元器件与三维结构物的排列不合格以及由此引起的接合不合格。

技术领域

本发明涉及激光接合技术，更详细地，涉及可根据客户要求来在弯曲部分具有规则形状或不规则形状的三维结构物(例：汽车尾灯或前照灯用构造物)自动接合电子元器件的激光接合装置及方法。

背景技术

随着电子产品的小型化及高功能化，在保护半导体芯片免受诸如灰尘、湿气、电、机械负荷等各种外部环境影响的半导体封装方式方面，仅通过以往的线接合方式来实现轻薄简小型化是有限的，因此使用激光接合方式。激光接合方式是将半导体芯片附着在载体基板或电路带的电路图案并利用激光来接合的方式。

日本授权专利号第3303832号中公开了一种用于将半导体芯片的每个电极一次性联接到配线基板的激光接合技术。在日本授权专利号第3303832号中，用于吸附半导体芯片的吸附头由透射激光束的玻璃构成，并且，操作台与珀尔贴器件相结合。半导体芯片通过激光束直接快速加热整个半导体芯片。配线基板通过结合在操作台的帕尔帖器件来被快速加热及快速冷却。

美国公开专利号第2016/004938号涉及半导体芯片封装，公开了一种为了在电路基板联接半导体芯片管芯而利用激光的接合技术。在美国公开专利号第2016/004938号中，包括使激光束朝向半导体管芯来挥发焊剂(flux)并电连接凸块(bump)和电路图案之间的凸块回流步骤。

韩国授权专利号第10-0913579号公开了用于接合柔性印刷电路(FlexiblePrinted Circuit，FPC)、带载封装(Tape Carrier Package，TCP)及共模柔性印刷电路(Common Block Flexible Printed Circuit，CBF)、驱动器集成电路(Driver IntegratedCircuit，Driver IC驱动芯片)等驱动用电路基板的装置。在韩国授权专利号第10-0913579号中，将接合驱动用电路基板的基板移送到接合作业位置并取出，同时将驱动用电路基板接合在基板，从而基于接合作业缩短了节拍时间(tact time)并实现作业的高速化。

一般情况下，为了将半导体芯片等电子元器件或包括集成电路(IC)、晶体管(TR)、电阻器件(R)及电容器(C)在内的设备附着在印刷电路板而使用回流装置。目前，回流装置大致分为质量回流(mass reflow)装置和激光回流装置。

质量回流(mass reflow)装置在传送带上放置多个附着有焊球、焊盘或焊膏等焊料的基板并驱动传送带。基板沿着所驱动的传送带并通过设置有红外线加热器(infraredheater)或陶瓷加热器加热区间。在此情况下，红外线加热器设置在传送带的上侧和下侧，红外线加热器对基板上的焊球施加热量来将半导体器件附着在基板。

在质量回流装置中，电子元器件或设备在约50℃至最高约230～290℃之间的高温下经受约210秒(sec)的热应力。因此，电子元器件或设备可能受到热损坏，由此，存在电子元器件或设备的特性或寿命下降的问题。并且，红外线加热器需要3～10分钟左右的时间来对焊球施加热量，以使电子元器件或设备与基板相连接，因此存在不经济的问题。并且，质量回流工序因还向附着在基板的器件中的热承受力差的器件施加热量而有可能导致不合格，由于对整个基板施加热量，因此存在会在基板上发生热变形的问题。

另一方面，近来，汽车前灯普遍采用发光二极管(LED)，而发光二极管前灯结构物的形状从平面形态到三维形态不等。其中，在接合发光二极管的基板的形状为台阶型、碗型(bowl)等的不规则基板的情况下，若通过质量回流工序来使发光二极管与不规则的基板相结合，则传递到各个部位的热能不均匀，很大程度将导致接合不合格，由于向整个基板施加热能，因此存在会在整个基板上发生热变形的可能性更高的问题。