本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別涉及一種芯片鍵合設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

芯片鍵合是半導(dǎo)體器件封裝過程中的關(guān)鍵工藝步驟，典型的鍵合技術(shù)分為載帶自動鍵合技術(shù)(tab)、引線鍵合技術(shù)(wb)和倒裝鍵合技術(shù)(fcb)等。其中，引線鍵合技術(shù)又分為：熱壓鍵合、超聲鍵合和熱超聲鍵合。目前芯片鍵合設(shè)備多采用單片鍵合的方法，即由芯片拾取機構(gòu)拾取芯片經(jīng)傳送部分移送至鍵合臺進行鍵合。倒裝鍵合技術(shù)的鍵合速度快，但是容易出現(xiàn)鍵合等待芯片傳送現(xiàn)象；而引線鍵合技術(shù)的鍵合速度相對較慢，容易出現(xiàn)傳送等待鍵合的現(xiàn)象。

也即是說，目前的鍵合設(shè)備在產(chǎn)率方面受限，主要表現(xiàn)在：芯片傳送、位置調(diào)整與鍵合過程順序執(zhí)行，無法批量鍵合；芯片拾取、傳送往復(fù)進行，效率低；需要較長的交接和等待時間。隨著芯片鍵合對產(chǎn)率要求的不斷提高及基底尺寸的增大，鍵合設(shè)備制造商致力于不斷提高鍵合設(shè)備的鍵合效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種芯片鍵合設(shè)備及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中芯片鍵合設(shè)備拾取、傳送效率低且無法批量鍵合的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種芯片鍵合設(shè)備，包括：

進料區(qū)，用于取放承載有芯片的藍膜片；

分離對準區(qū)，用于分離和拾取所述藍膜片上的芯片；

鍵合區(qū)，包括一號鍵合臺和二號鍵合臺，所述一號鍵合臺和所述二號鍵合 臺交替地從所述分離對準區(qū)接收芯片并進行鍵合；

出料區(qū)，用于取放鍵合所用基底。

作為優(yōu)選，所述進料區(qū)包括進料片庫和進料機械手，所述出料區(qū)包括出料片庫和出料機械手。

作為優(yōu)選，所述分離對準區(qū)包括：設(shè)置在所述進料區(qū)一側(cè)的芯片分離工件臺和取放手，所述芯片分離工件臺上設(shè)有頂針，所述取放手用于拾取被所述頂針頂起的芯片，并往復(fù)運動于所述芯片分離工件臺與所述鍵合區(qū)之間。

作為優(yōu)選，所述分離對準區(qū)還包括與所述芯片分離工件臺對應(yīng)的環(huán)形軌道，所述取放手設(shè)有多個，等間距地安裝在所述環(huán)形軌道上，所述取放手沿著所述環(huán)形軌道往復(fù)運動于所述芯片分離工件臺與鍵合區(qū)之間。

作為優(yōu)選，所述環(huán)形軌道下方還設(shè)有探測器，用于讀取所述芯片的位置信息，進一步的，所述探測器采用ccd相機。

作為優(yōu)選，所述環(huán)形軌道下方還設(shè)有廢品收集裝置，用于收集經(jīng)所述探測器判斷為不合格的芯片。

作為優(yōu)選，所述取放手包括：設(shè)置在所述環(huán)形軌道上的z向運動導(dǎo)軌、安裝在所述z向運動導(dǎo)軌中的支撐桿以及位于所述支撐桿下端的真空吸嘴，所述支撐桿可在所述z向運動導(dǎo)軌內(nèi)沿z向運動。

作為優(yōu)選，所述支撐桿可通過繞z軸旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)在所述z向運動導(dǎo)軌內(nèi)沿z向運動。

一種芯片鍵合方法，包括：

步驟1：上片，對芯片進行分離和檢測后傳送至芯片交接位；

步驟2：位于所述芯片交接位的鍵合臺上的基底與所述芯片對準后，承接所述芯片；

步驟3：判斷所述基底上的一個鍵合場是否放滿芯片，若否，則重復(fù)步驟2；若是，則將位于所述芯片交接位的鍵合臺與位于鍵合位的鍵合臺換位，換位到所述芯片交接位的鍵合臺繼續(xù)執(zhí)行步驟2，換位到所述鍵合位的鍵合臺則同時執(zhí)行步驟4；

步驟4：位于所述鍵合位的鍵合臺執(zhí)行鍵合作業(yè)，將所述鍵合場上的芯片批量鍵合，再判斷所述基底上的所有鍵合場是否都鍵合完畢，若否，則位于所述 鍵合位的鍵合臺繼續(xù)在鍵合位等待換位；若是，則將鍵合完畢的基底送入出料片庫，并換上新的基底在所述鍵合位等候。

作為優(yōu)選，所述步驟1包括：

步驟11：進料機械手從進料片庫中將承載有芯片的藍膜片取出并放置于芯片分離工件臺上；

步驟12：所述芯片分離工件臺上的頂針將所述芯片頂起，間隔分布于環(huán)形軌道上的取放手運動至拾取位，將所述芯片拾取后沿著環(huán)形軌道運動至所述芯片交接位；

步驟13：判斷所述藍膜片上的芯片是否拾取完畢，若是，則執(zhí)行步驟11；若否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟12。

作為優(yōu)選，所述拾取位與所述芯片交接位之間還包括探測位，所述取放手運動至所述探測位時，位于所述環(huán)形軌道下方的探測器測量所述芯片的位置信息。

作為優(yōu)選，所述探測位與所述芯片交接位之間還包括廢品收集位，所述取放手運動至所述廢品收集位時，位于所述環(huán)形軌道下方的廢品收集裝置收集經(jīng)所述探測器判斷為不合格的芯片。

作為優(yōu)選，所述步驟2包括：

步驟21：所述取放手運動至所述芯片交接位時，位于所述芯片交接位的鍵合臺根據(jù)所述芯片的位置信息對所述鍵合臺的水平位置進行調(diào)整，使所述芯片與所述鍵合臺上的基底的一個鍵合場對準；

步驟22：所述取放手根據(jù)所述芯片的位置信息，對所述芯片進行z向調(diào)整，將所述芯片放置于調(diào)整后的鍵合場上。

作為優(yōu)選，所述取放手通過旋轉(zhuǎn)的方式對所述芯片進行z向調(diào)整。

作為優(yōu)選，步驟4中所述的鍵合作業(yè)采用引線鍵合。

本發(fā)明還提供一種芯片鍵合方法，包括：

步驟10：上片，對芯片進行分離和檢測后傳送至芯片交接位；

步驟20：位于所述芯片交接位的鍵合臺上的基底與所述芯片對準后，承接所述芯片，并進行鍵合作業(yè)；

步驟30：判斷所述基底上是否布滿鍵合完的芯片，若否，則重復(fù)步驟20； 若是，則將位于所述芯片交接位的鍵合臺與位于鍵合位的鍵合臺換位，換位到所述芯片交接位的鍵合臺繼續(xù)執(zhí)行步驟20，換位到所述鍵合位的鍵合臺則同時執(zhí)行步驟40；

步驟40：將鍵合完畢的基底送入出料片庫，并換上新的基底在鍵合臺上，并在鍵合位等候。

作為優(yōu)選，所述步驟10包括：

步驟101：進料機械手從進料片庫中將承載有芯片的藍膜片取出并放置于芯片分離工件臺上；

步驟102：所述芯片分離工件臺上的頂針將所述芯片頂起，間隔分布于環(huán)形軌道上的取放手運動至拾取位，將所述芯片拾取后沿著環(huán)形軌道運動至所述芯片交接位；

步驟103：判斷所述藍膜片上的芯片是否拾取完畢，若是，則執(zhí)行步驟101；若否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟102。

作為優(yōu)選，所述拾取位與所述芯片交接位之間還包括探測位，所述取放手運動至所述探測位時，位于所述環(huán)形軌道下方的探測器測量所述芯片的位置信息。

作為優(yōu)選，所述探測位與所述芯片交接位之間還包括廢品收集位，所述取放手運動至所述廢品收集位時，位于所述環(huán)形軌道下方的廢品收集裝置收集經(jīng)所述探測器判斷為不合格的芯片。

作為優(yōu)選，所述步驟20包括：

步驟201：所述取放手運動至所述芯片交接位時，位于所述芯片交接位的鍵合臺根據(jù)所述芯片的位置信息對所述鍵合臺的水平位置進行調(diào)整，使所述芯片與所述鍵合臺上的基底對準；

步驟202：所述取放手根據(jù)所述芯片的位置信息，對所述芯片進行z向調(diào)整，將所述芯片放置于調(diào)整后的基底上后進行鍵合作業(yè)。

作為優(yōu)選，所述取放手通過旋轉(zhuǎn)的方式對所述芯片進行z向調(diào)整。

作為優(yōu)選，所述的鍵合作業(yè)采用引線鍵合。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過設(shè)置分離對準區(qū)進行測量、調(diào)整，判斷和收集廢品芯片，同時利用一號、二號鍵合臺交替工作，解決了現(xiàn)有鍵合設(shè)備拾取、 傳送效率低且無法批量鍵合的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1中芯片鍵合設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例1中取放手結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例1中鍵合場劃分示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例1中芯片鍵合方法流程圖；

圖5為本發(fā)明實施例2中芯片鍵合方法中兩鍵合臺的工作流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。需說明的是，本發(fā)明附圖均采用簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

實施例1

本實施例提出一種環(huán)形回路傳送芯片的雙臺循環(huán)批量鍵合的設(shè)備和方法，具體通過一種環(huán)形回路拾取傳送芯片及雙鍵合臺循環(huán)批量鍵合的方式，實現(xiàn)循環(huán)批量的鍵合，能夠有效提高產(chǎn)率。

如圖1至圖3所示，本實施例提供的芯片鍵合設(shè)備包括：依次設(shè)置的進料區(qū)、分離對準區(qū)、鍵合區(qū)和出料區(qū)。

所述進料區(qū)設(shè)置于分離對準區(qū)中芯片分離工件臺1的左側(cè)，包括：進料片庫8及進料機械手9，用于取放承載有芯片130的藍膜片。

所述分離對準區(qū)用于分離和拾取藍膜片上的芯片130、測量并調(diào)整芯片130旋轉(zhuǎn)、判斷芯片廢品并進行收集，其包括：芯片分離工件臺1、取放手2、環(huán)形軌道3、ccd相機4和廢品收集裝置5。其中，所述芯片分離工件臺1位于環(huán)形軌道3左側(cè)，其上設(shè)有頂針，所述取放手2用于拾取被所述頂針頂起的芯片130，并往復(fù)運動于所述芯片分離工件臺1與鍵合區(qū)之間。進一步的，所述取放手2 設(shè)置有多個，并等間距地安裝在環(huán)形軌道3上，所述ccd相機4和廢品收集裝置5安裝于環(huán)形軌道3下方，正對取放手2的下表面，用于芯片130位置信息測量及廢品檢測。所述廢品收集裝置5用于收集判定為廢品的芯片130。

請重點參照圖2，所述取放手2包括：設(shè)置在所述環(huán)形軌道3上的z向運動導(dǎo)軌13、安裝在所述z向運動導(dǎo)軌13上的支撐桿14以及位于所述支撐桿14下端的真空吸嘴12，所述支撐桿14通過繞z旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)在z向運動導(dǎo)軌13內(nèi)沿z向運動。具體地，所述支撐桿14具有兩個工位：初始位和取放位。當環(huán)形軌道3運動時，支撐桿14處于初始位，用于傳送芯片130；當環(huán)形軌道3暫停時，支撐桿14運動至取放位與芯片分離工件臺1或鍵合區(qū)配合進行芯片130的取放。所述真空吸嘴12用于吸附芯片130，進一步的，該真空吸嘴12可以隨支撐桿14旋轉(zhuǎn)以調(diào)整所吸附的芯片130的z向位置。并且，所述取放手2的數(shù)量可根據(jù)產(chǎn)率進行調(diào)整。

請繼續(xù)參考圖1，所述鍵合區(qū)包括一號鍵合臺6和二號鍵合臺7，所述一號鍵合臺6和所述二號鍵合臺7交替地從所述分離對準區(qū)接收芯片130并進行鍵合。所述一號鍵合臺6位于環(huán)形軌道3右側(cè)，與取放手2配合完成放置芯片130。

所述出料區(qū)包括：出料片庫10及出料機械手11。所述出料片庫10及出料機械手11位于二號鍵合臺7的右側(cè)，用于取放鍵合所用基底110。

本實施例針對慢速鍵合工藝，解決由于鍵合速度慢出現(xiàn)的傳送機構(gòu)等待鍵合，從而導(dǎo)致的產(chǎn)率低下的問題。

如圖3所示，本實施例中，通過對基底110進行矩形區(qū)域劃分，定義該矩形區(qū)域為鍵合場120，每次鍵合對該矩形區(qū)域內(nèi)的所有芯片130進行批量鍵合。對應(yīng)的，芯片130的傳送過程以鍵合場120放滿芯片130作為判斷條件。當然，鍵合場120的大小根據(jù)產(chǎn)率進行調(diào)節(jié)。

請重點參照圖4，本實施例還提供一種芯片鍵合方法，具體包括：

步驟1：芯片130拾取與傳送，具體包括：

步驟11：進料機械手9從進料片庫8中將承載有芯片130的藍膜片取出并放置于芯片分離工件臺1上。進料機械手9取下一片并等待；

步驟12：分離工件臺1的頂針頂起，取放手2處于環(huán)形軌道3上的拾取位，打開真空，從分離工件臺1上吸附芯片130，分離工件臺1的頂針落下，取放手2將所述芯片130拾取后沿著環(huán)形軌道3運動；

步驟13：取放手2吸取芯片130運行至芯片檢測位，即ccd相機4的正上方，通過ccd相機4判斷芯片130是否合格并記錄芯片130位置信息(x，y，z)；

步驟14：環(huán)形軌道3帶動取放手2運行至廢品收集位即廢品收集裝置5上方，將檢測未合格的芯片130放置于廢品收集裝置5中；

步驟15：環(huán)形軌道3運行至芯片交接位；

步驟16：判斷藍膜片上的芯片130是否拾取完畢，若是，由正在等待的進料機械手9放置下一張藍膜片；若否，則繼續(xù)執(zhí)行12。

步驟2：位于所述芯片交接位的一號鍵合臺6上的基底110與所述芯片130對準后，承接芯片130，包括步驟21：所述取放手2運動至所述芯片交接位時，位于所述芯片交接位的一號鍵合臺6(本實施例僅以一號鍵合臺在芯片交接位為例，將文中的一號鍵合臺與二號鍵合臺互換后，同樣適用)，根據(jù)所述芯片130的位置信息對所述一號鍵合臺6的水平位置進行調(diào)整，使所述芯片130與所述一號鍵合臺6上的基底110的一個鍵合場120對準；步驟22：所述取放手2根據(jù)所述芯片130的位置信息，通過繞rz向旋轉(zhuǎn)對所述芯片130進行z向調(diào)整，將所述芯片130放置于調(diào)整后的鍵合場120上。

接著，執(zhí)行步驟3：判斷所述基底110上的一個鍵合場120是否放滿芯片130，若否，則重復(fù)步驟2；若是，則將位于所述芯片交接位的一號鍵合臺6與位于鍵合位的二號鍵合臺7換位，換位到所述芯片交接位的二號鍵合臺7繼續(xù)執(zhí)行步驟2，換位到所述鍵合位的一號鍵合臺6則同時執(zhí)行步驟4；

執(zhí)行步驟4：對鍵合場120上的芯片130進行引線鍵合作業(yè)，將所述鍵合場120上的芯片130批量鍵合，再判斷所述基底110上的所有鍵合場120是否都鍵合完畢，若否，則位于所述鍵合位的一號鍵合臺6繼續(xù)在鍵合位等待換位；若是，則將鍵合完畢的基底送入出料片庫，并換上新的基底110在所述鍵合位等候。

實施例2

本實施例與實施例1的區(qū)別在于：本實施例針對快速鍵合工藝，所述環(huán)形軌道3用于快速傳送芯片130，保證傳送效果，當一號鍵合臺6鍵合完成后，兩鍵合臺換位，二號鍵合臺7繼續(xù)鍵合，一號鍵合臺6進行后續(xù)工藝或更換新的基底110。換句話說，本實施例的鍵合在單個芯片130交接后直接進行，直至基底110鍵合完成進行鍵合臺換位。新的鍵合臺繼續(xù)鍵合，鍵合完成的鍵合臺繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)操作而不影響芯片130傳送、鍵合過程的繼續(xù)。

具體地，請參照圖5，本實施例的芯片鍵合方法包括：

步驟10：上片，對芯片130進行檢測和對準后傳送至芯片交接位；此步驟與實施例1中的步驟1順序相同，故此處不再贅述。

步驟20：位于所述芯片交接位的一號鍵合臺6上的基底110與所述芯片對準后，承接所述芯片，并進行引線鍵合作業(yè)。具體包括：

步驟201：所述取放手2運動至所述芯片交接位時，位于所述芯片交接位的一號鍵合臺6根據(jù)所述芯片的位置信息對所述一號鍵合臺6的水平位置進行調(diào)整，使所述芯片與所述一號鍵合臺6上的基底110對準；

步驟202：所述取放手2根據(jù)所述芯片130的位置信息，通過繞rz向旋轉(zhuǎn)的方式對所述芯片130進行z向調(diào)整，將所述芯片130放置于調(diào)整后的基底110上后進行鍵合作業(yè)。

步驟30：判斷所述基底110上是否布滿鍵合完的芯片130，若否，則重復(fù)步驟20；若是，則將位于所述芯片交接位的一號鍵合臺6與位于鍵合位的二號鍵合臺7換位，換位到所述芯片交接位的二號鍵合臺7繼續(xù)執(zhí)行步驟20，換位到所述鍵合位的一號鍵合臺則同時執(zhí)行步驟40。

當然，換位過程中，芯片130傳送暫停；換位后的二號鍵合臺7繼續(xù)進行接片、鍵合。

步驟40：將鍵合完畢的基底110送入出料片庫，并換上新的基底110在鍵合臺上，并在鍵合位等候。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。