利用激光的倒装芯片粘结方法及利用其的半导体粘结装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种利用激光的倒装芯片粘结方法及利用其的半导体粘结装置，即，将半导体芯片粘贴到回路基板时，利用激光熔接到基板，更详细地说，利用激光，以高温加热已形成于回路基板表面的隆起物(bump)而使其液化之后，将半导体芯片安放在液化隆起物并以一定压力压缩，随着液化隆起物变硬，半导体芯片与回路基板的导体端子相互连接，使用对温度敏感的基板等时，能够最小化接触不良率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用激光的倒装芯片粘结方法及利用此的半导体粘结装置，即，将半导体芯片粘贴到回路基板时，利用激光熔接到基板，更详细地说，利用激光以高温加热已形成于回路基板表面的隆起物(bump)而使其液化之后，将半导体芯片安放在液化隆起物并以一定压力压缩，随着液化隆起物变硬，半导体芯片与回路基板的导体端子相互连接，使用对温度敏感的基板等时，能够最小化接触不良率。
技术介绍
一般地说，倒装芯片粘结方法是将半导体芯片粘贴到回路基板时，不使用金属引线金属丝等另外的连接结构或球栅阵列(BGA)等中间媒介而利用芯片下面的电极图案而直接熔接的方式。这种倒装芯片粘结方法也被称为无引线(leadless)半导体，随着半导体大小的逐渐缩小，有利于小型及轻量化，能够更细微地调整电极之间的距离(节距)，因此得到普遍适用。如所述的倒装芯片粘结方法主要使用热压焊方式。根据这种以往的热压焊方式，回路基板的上面形成导电层，并形成球块(bumpball)，该球块在半导体芯片下端的温度增高时变成液体，当温度降低时变硬。这时，若加热半导体芯片，则球块会变成液体，向回路基板方向逐渐加压半导体芯片而在回路基板的导电层上安放半导体芯片。并且，随着球块的硬化，半导体芯片与回路基板实现相互熔接。根据这种以往的倒装芯片粘结方法，加热半导体芯片时，需要一定的时间才能达到能够使球块变成液体的温度。若这样长时间加热半导体芯片，会产生半导体芯片被热受损的情况，因一定时间内的生产量受限，无法期待生产能力的提高。并且，对于材质对高温敏感的半导体芯片无法适用。并且，接合精密度上可能会存发生半导体芯片与回路基板的接合位置稍微偏移的问题。即，因限定了加热半导体芯片的温度，从球块的液体化温度达到硬化温度的时间较短，导致半导体芯片与回路基板的接合部位的接合率的下降。并且，因半导体芯片与回路基板的收缩，在稍微偏移的部分或未精确粘贴的部位产生裂纹(crack)，导致不良率的增加，乃至寿命及耐久性方面的致命问题。因此，急需开发一种倒装芯片粘结方法及利用此方法的半导体粘结装置，即，为了将粘贴在半导体芯片的隆起物变成液体而能够用高温短时间加热的新的加热工具，用该加热工具加热半导体芯片时，能够减少半导体芯片的热损伤，还能用于多种半导体芯片。在先技术文献专利文献1.韩国公开专利公报第10-2008-0040151号“激光粘结装置及激光粘结方法”(公开日期2008.05.08)2.韩国公开专利公报第10-2012-0052486号“利用激光的电子部件的粘结方法及装置”(公开日期2012.05.24)3.韩国公开专利公报第10-2014-0002499号“粘结装置”(公开日期2014.01.08)
技术实现思路
(要解决的技术问题)本专利技术的目的在于，为了解决所述问题而提供一种利用激光的倒装芯片粘结方法，即，能够均匀地维持半导体芯片加热区域的温度分布，从而能够提高产品的品质，还能灵活处理工程方面发生的多种问题。并且，本专利技术的目的在于，提供一种利用所述粘结方法的半导体粘结装置，其具备：激光发振装置，能够瞬间用高温加热半导体芯片；及预备加热工具，预热半导体芯片，从而使得用于向移送半导体芯片的移送轨道连接半导体与回路基板的导电性粘合胶迅速达到液体化温度。(解决问题的手段)根据本专利技术的利用激光的倒装芯片粘结方法，包括如下步骤：基板准备步骤，准备半导体及用于安放所述半导体的回路基板；被膜形成步骤，执行所述基板准备步骤之后，为了防止所述半导体表面产生污染或缺陷，在半导体表面形成一定厚度的被膜；半导体调整步骤，执行所述被膜形成步骤之后，将半导体及回路基板安放到半导体粘结装置，调整半导体与回路基板的接合部位；粘结步骤，为了液化形成于所述半导体与所述回路基板之间的多个导电性隆起物末端的粘合胶，向已完成所述调整的半导体照射一定时间的激光，完成激光的照射后，随着所述粘合胶的硬化，所述半导体与所述回路基板相互接合；第1清洗步骤，执行所述粘结步骤之后，消除因所述粘合胶的硬化而残留在所述半导体与所述回路基板相互接合的部位的残留异物；干燥步骤，执行所述第1清洗步骤之后，消除残留在所述半导体与所述回路基板的清洗液。在执行所述粘结步骤之前，还执行：预备加热步骤，以一定温度加热已安放半导体的所述回路基板的下端，从而所述激光照射所述半导体而产生的热能能够均匀地传递到所述半导体的全面，能够同时实现位于所述多个隆起物末端的粘合胶的液化。所述粘结步骤，包括：激光照射步骤；向所述半导体照射激光而加热所述半导体，照射的激光变换成热能而液化所述粘合胶；加压步骤，以一定压力加压所述半导体，从而通过所述液化的粘合胶使得所述半导体与所述回路基板相互粘贴；硬化步骤，硬化所述粘合胶，从而使所述半导体固定到所述回路基板。并且，执行所述干燥步骤之后，还执行：绝缘体涂布步骤，为了防止所述半导体与所述回路基板的电力损失并增加所述半导体与所述回路基板的黏合力，在所述半导体与所述回路基板之间涂抹绝缘体。本专利技术的半导体粘结装置，包括：支架，受地面的支撑；半导体供应部，位于所述支架的一侧，具备保管箱，在回路基板层叠安放半导体的半导体面板；移送轨道，具备用于安放由所述半导体供应部供应的所述半导体面板的移动托盘，以长度方向延长而使所述移动托盘从一侧向另一侧移动；粘结头部，向安放于所述移动托盘的所述半导体照射激光而粘结(bonding)所述半导体与所述回路基板而使其相互粘贴；粘结头部移动部，位于所述支架的上侧而所述粘结头部能够向X，Y，Z轴移动，控制所述粘结头部的移动；半导体收容部，包括收容箱，当完成所述粘结的半导体面板移动到所述移送轨道的另一侧之后，用于保管所述半导体面板，并且，当激光照射到所述半导体时，为了缩短安放的所述半导体与所述回路基板的加热时间，所述移动托盘以一定温度加热所述半导体面板，为了以一定温度加热安放于所述移动托盘的所述半导体面板，向所述移动托盘的内部插入至少两个以上的多个加热块，并以一定间隔隔离布置所述多个加热块，能够分别控制所述移动托盘的加热温度，能够以各不相同的温度进行加热。所述半导体供应部包括：第1-1致动器，能够向水平方向驱动；第1移动主体，与所述第1-1致动器结合，根据所述第1-1致动器的驱动而向水平方向移动；第1推杆，与所述第1移动主体结合，加压所述半导体面板的边缘部位而移动所述半导体面板，使所述半导体面板安放到所述移动托盘；第1移动板，上面安放所述保管箱；第1-2致动器，与所述第1移动板结合，能够驱动所述第1移动板而使其向上下方向移动，向上方移动的程度等于向所述移动托盘移送半导体面板所产生的空间，使所述所述第1推杆加压保管箱上层叠的其他半导体面板，所述半导体收容部包括：第2-1致动器，能够向上下方向驱动；托架，与所述第2-1致动器结合，随着所述第2-1致动器的驱动而向上下方向移动；第2-2致动器，固定到所述托架，向水平方向驱动；第2移动主体，与所述第2-2致动器连接而向水平方向移动；第2推杆，与所述第2移动主体结合而作为整体而移动，末端加压安放于所述移动托盘的半导体面板而能够将完成所述粘结的半导体面板插入所述收容箱进行保管；第2移动板，用于安放所述收容箱；第2-3致动器，与所述第2移动板结合而向上下方向驱动，向所述收容箱插入半导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用激光的倒装芯片粘结方法，其特征在于，包括：基板准备步骤(S100)，准备半导体(10)及用于安放所述半导体(10)的回路基板(20)；被膜形成步骤(S200)，执行所述基板准备步骤(S100)之后，为了防止所述半导体表面产生污染或缺陷，在半导体(10)表面形成一定厚度的被膜；半导体调整步骤(S300)，执行所述被膜形成步骤(S200)之后，将半导体(10)及回路基板(20)安放到半导体粘结装置，调整半导体(10)与回路基板(20)的接合部位；粘结步骤(S400)，为了液化形成于所述半导体(10)与所述回路基板(20)之间的多个导电性隆起物(30)末端的粘合胶(40)，向已完成所述调整的半导体(10)照射一定时间的激光，完成激光的照射后，随着所述粘合胶(40)的硬化，所述半导体(10)与所述回路基板(20)相互接合；第1清洗步骤(S500)，执行所述粘结步骤(S400)之后，消除因所述粘合胶(40)的硬化而残留在所述半导体(10)与所述回路基板(20)相互接合的部位的残留异物；干燥步骤(S600)，执行所述第1清洗步骤(S500)之后，消除残留在所述半导体(10)与所述回路基板(20)的清洗液。...

【技术特征摘要】
2015.10.23 KR 10-2015-01476711.一种利用激光的倒装芯片粘结方法，其特征在于，包括：基板准备步骤(S100)，准备半导体(10)及用于安放所述半导体(10)的回路基板(20)；被膜形成步骤(S200)，执行所述基板准备步骤(S100)之后，为了防止所述半导体表面产生污染或缺陷，在半导体(10)表面形成一定厚度的被膜；半导体调整步骤(S300)，执行所述被膜形成步骤(S200)之后，将半导体(10)及回路基板(20)安放到半导体粘结装置，调整半导体(10)与回路基板(20)的接合部位；粘结步骤(S400)，为了液化形成于所述半导体(10)与所述回路基板(20)之间的多个导电性隆起物(30)末端的粘合胶(40)，向已完成所述调整的半导体(10)照射一定时间的激光，完成激光的照射后，随着所述粘合胶(40)的硬化，所述半导体(10)与所述回路基板(20)相互接合；第1清洗步骤(S500)，执行所述粘结步骤(S400)之后，消除因所述粘合胶(40)的硬化而残留在所述半导体(10)与所述回路基板(20)相互接合的部位的残留异物；干燥步骤(S600)，执行所述第1清洗步骤(S500)之后，消除残留在所述半导体(10)与所述回路基板(20)的清洗液。2.根据权利要求1所述的利用激光的倒装芯片粘结方法，其特征在于，在执行所述粘结步骤(S400)之前，还执行：预备加热步骤(S700)，以一定温度加热已安放半导体的所述回路基板(20)的下端，从而所述激光照射所述半导体(10)而产生的热能能够均匀地传递到所述半导体(10)的全面，能够同时实现位于所述多个隆起物(30)末端的粘合胶(40)的液化。3.根据权利要求1所述的利用激光的倒装芯片粘结方法，其特征在于，所述粘结步骤(S400)，包括：激光照射步骤(S410)，向所述半导体(10)照射激光而加热所述半导体(10)，照射的激光变换成热能而液化所述粘合胶(40)；加压步骤(S420)，以一定压力加压所述半导体(10)，从而通过所述液化的粘合胶(40)使得所述半导体(10)与所述回路基板(20)相互粘贴；硬化步骤骤(S430)，硬化所述粘合胶(40)，从而使所述半导体(10)固定到所述回路基板(20)。4.根据权利要求1所述的利用激光的倒装芯片粘结方法，其特征在于，执行所述干燥步骤(S600)之后，还执行：绝缘体涂布步骤(S800)，为了防止所述半导体(10)与所述回路基板(20)的电力损失并增加所述半导体(10)与所述回路基板(20)的黏合力，在所述半导体(10)与所述回路基板(20)之间涂抹绝缘体。5.一种半导体粘结装置，其特征在于，包括：支架(100)，受地面的支撑；半导体供应部(200)，位于所述支架(100)的一侧，具备保管箱(210)，在回路基板(S1)层叠安放半导体(S2)的半导体面板(S)；移送轨道(300)，具备用于安放由所述半导体供应部(200)供应的所述半导体面板(S)的移动托盘(310)，以长度方向延长而使所述移动托盘(310)从一侧向另一侧移动；粘结头部(400)，向安放于所述移动托盘(310)的所述半导体(S2)照射激光而粘结(bonding)所述半导体(S2)与所述回路基板(S1)而使其相互粘贴；粘结头部移动部(500)，位于所述支架(100)的上侧而使所述粘结头部(400)能够向X，Y，Z轴移动，控制所述粘结头部(400)的移动；半导体收容部(600)，包括收容箱(610)，当完成所述粘结的半导体面板(S)移动到所述移送轨道(300)的另一侧之后，用于保管所述半导体面板(S)，当激光照射到所述半导体(S2)时，为了缩短安放的所述半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴宰伸，
申请(专利权)人：雷克斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR