用于倒装芯片的激光接合的设备以及方法技术

本发明专利技术提供一种倒装芯片激光接合设备以及倒装芯片激光接合方法，且更确切地说，一种用于倒装芯片激光接合的设备和方法，其中呈倒装芯片形式的半导体芯片通过使用激光束接合到衬底。根据倒装芯片激光接合设备以及倒装芯片激光接合方法，即使是弯曲或有可能弯曲的半导体芯片也可以通过在按压半导体芯片时利用激光接合将半导体芯片接合到衬底来接合到衬底而不发生焊料凸块的接触失效。

【技术实现步骤摘要】
用于倒装芯片的激光接合的设备以及方法
一或多个实施例涉及一种用于倒装芯片激光接合的设备和方法，且更确切地说，涉及一种用于倒装芯片激光接合的设备和方法，其中呈倒装芯片形式的半导体芯片通过使用激光束接合到衬底。
技术介绍
随着电子产品变得紧凑，广泛地使用未引线接合的呈倒装芯片形式的半导体芯片。呈倒装芯片形式的半导体芯片包含在半导体芯片的下表面上呈焊料凸块形式的多个电极，且半导体芯片通过将电极接合到与也形成在衬底上的那些焊料凸块相对应的位置来接合到衬底。如上文所描述，通过倒装芯片方法将半导体芯片安装在衬底上的方法的实例包含回焊方法和激光接合方法。在回焊方法中，在衬底上安置具有涂布有焊剂的焊料凸块的半导体芯片之后，通过高温回焊将半导体芯片接合到衬底。根据激光接合方法，包含涂布有焊剂的焊料凸块的半导体芯片如同在回焊方法中一样安置在衬底上，且利用激光束照射半导体芯片以将能量传递到焊料凸块，从而使得焊料凸块立即融化且随后硬化，进而使半导体芯片接合到衬底。倒装芯片型半导体芯片近来已在厚度上降低到数百微米或更小。这种厚度小的半导体芯片可由于半导体芯片自身的内应力而略微弯曲或翘曲。当半导体芯片如上述变形时，虽然半导体芯片的焊料凸块中的一些并未与衬底的相应焊料凸块接触，但仍可接合半导体芯片。这导致半导体芯片接合方法中的缺陷。此外，当半导体芯片和衬底的温度由于将激光束照射到半导体芯片而立即连同焊料凸块的温度一起升高时，半导体芯片或衬底由于半导体芯片和衬底的材料的热膨胀系数的差异而可能部分地弯曲或翘曲，且这也导致半导体芯片接合方法中的缺陷。
技术实现思路
一或多个实施例包含用于倒装芯片激光接合的设备和方法，其中半导体芯片可以有效地接合到衬底，同时防止因半导体芯片已弯曲或翘曲所致或因半导体芯片因为温度升高而可能弯曲或翘曲所致的半导体芯片的焊料凸块的不良接触。额外方面将部分地在以下描述中阐述，且将部分地从所述描述中显而易见，或可通过对所呈现实施例的实践而获悉。根据一或多个实施例，倒装芯片激光接合设备包含：固定构件，用以固定衬底的下表面，其中待接合到衬底的上表面的多个半导体芯片布置在衬底上；按压构件，布置在固定构件上方，所述按压构件包含激光束穿过的透明部分；提升构件，用以使固定构件和按压构件中的一个相对于固定构件和按压构件中的另一个提升或下降，从而使得多个半导体芯片(受按压的半导体芯片)中的至少一些按压抵靠衬底；以及激光头，用以使激光束穿过按压构件的透明部分照射到在按压构件与固定构件之间受按压的半导体芯片，以便使半导体芯片的焊料凸块与衬底的焊料凸块彼此接合。根据一或多个实施例，倒装芯片激光接合方法包含：(a)根据半导体芯片待接合在衬底上的接合位置，将多个半导体芯片安置在衬底的上表面上；(b)将衬底的下表面固定到固定构件，多个半导体芯片安置在所述衬底上；(c)通过使用提升构件使按压构件和固定构件中的一个相对于按压构件和固定构件中的另一个提升或下降来将多个半导体芯片(受按压的半导体芯片)中的至少一些按压抵靠衬底，其中按压构件安置在固定构件上方且包含激光束穿过的透明部分；以及(d)通过使用激光头，使激光束穿过按压构件的透明部分照射到在按压构件与固定构件之间受按压的半导体芯片，以便使半导体芯片的焊料凸块与衬底的焊料凸块彼此接合。附图说明通过结合附图对实施例进行的以下描述，这些和/或其它方面将变得显而易见并且更容易了解，在所述附图中：图1是根据本公开的实施例的倒装芯片激光接合设备的概念图。图2是图1中所说明的倒装芯片激光接合设备的按压构件的平面视图。图3和图4是用于描述图1中所说明的倒装芯片激光接合设备的操作的横截面视图。附图标号说明10：衬底；11、21：焊料凸块；20：半导体芯片；100：固定构件；200：按压构件；210：透明部分；220：掩模部分；300：提升构件；400：激光头；500：头部传送构件。具体实施方式下文中，将参考附图来详细描述根据本公开的实施例的倒装芯片激光接合设备。图1是根据本公开的实施例的倒装芯片激光接合设备的概念图，且图2是图1中所说明的倒装芯片激光接合设备的按压构件200的平面视图。根据本专利技术实施例的倒装芯片激光接合设备是一种用于通过使用激光束将半导体芯片20接合到呈倒装芯片形式的衬底10的设备。焊料凸块11和焊料凸块21分别形成于衬底10和半导体芯片20上，且当焊料凸块11和焊料凸块21由激光束传递的能量立即融化且随后硬化时，半导体芯片20接合到衬底10。参考图1和图2，根据本专利技术实施例的倒装芯片激光接合设备包含固定构件100、按压构件200、提升构件300以及激光头400。固定构件100固定衬底10，待接合到衬底10的半导体芯片20安置在衬底10上。根据本专利技术实施例的固定构件100通过使用真空吸附方法支撑衬底10的下表面来固定衬底10。将在与形成焊料凸块11的位置相对应的精确位置处布置半导体芯片20的衬底10供应到固定构件100，且通过固定构件100吸附并固定。在将焊剂涂布在形成于半导体芯片20的下表面上的焊料凸块21上之后，将半导体芯片20安置在衬底10上。半导体芯片20随后经由焊剂的粘度或粘附特性暂时粘附到衬底10。除非施加相对大的振动量或相对大的外力，否则布置在衬底10上的半导体芯片20并不因焊剂的操作而摇晃且维持在其位置处。按压构件200安置在固定构件100上方。按压构件200包含透明部分210和掩模部分220。透明部分210可由透射激光束的透明材料形成。广泛地用以透射激光束的石英可用作透明部分210的材料。掩模部分220可由激光束无法穿透的不透光材料形成。掩模部分220用以支撑透明部分210。透明部分210可安置在以一对一方式分别与衬底10的半导体芯片20相对应的区域中，其中通过使用固定构件100将衬底10固定在透明部分210下方，且掩模部分220用以平面地支撑透明部分210。另外，如上文所描述，掩模部分220可由不透光材料形成以防止激光束穿过除透明部分210以外的区域。透明部分210的下表面是平面。当通过使用按压构件200经由随后将描述的提升构件300的操作来按压半导体芯片20时，半导体芯片20经由具有平坦下表面的透明部分210均匀且平面地按压。提升构件300执行将固定构件100上下垂直提升的功能。当衬底10由固定构件100吸附且固定到所述固定构件100时，提升构件300将固定构件100向上提升以使固定构件100紧紧接触到按压构件200，进而按压半导体芯片20。下文中，经由提升构件300的操作在固定构件100与按压构件200之间受按压的半导体芯片20将称为”受按压的半导体芯片20”。激光头400安置在按压构件200上方。激光头400产生激光束并使激光束穿过按压构件200的透明部分210透射到按压构件200的透明部分210下方的半导体芯片20。当衬底10的焊料凸块11和半导体芯片20的焊料凸块21由于激光束传递的能量立即融化时，半导体芯片20接合到衬底10。激光头400安装在头部传送构件500上。头部传送构件500使激光头400在水平方向上传送。从按压构件200上方，激光头400可同时将激光束照射到多个透明部分210或可将激光束依次照射到透明部分210中的每一个。头部传送构件500将激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种倒装芯片激光接合设备，其特征在于，包括：固定构件，用以固定衬底的下表面，其中待接合到所述衬底的上表面的多个半导体芯片布置在所述衬底上；按压构件，布置在所述固定构件上方，所述按压构件包括激光束穿过的透明部分；提升构件，用以使所述固定构件和所述按压构件中的一个相对于所述固定构件和所述按压构件中的另一个提升或下降，从而使得受按压的所述多个半导体芯片中的至少一些按压抵靠所述衬底；以及激光头，用以使所述激光束穿过所述按压构件的所述透明部分而照射到在所述按压构件与所述固定构件之间受按压的半导体芯片，以便使所述半导体芯片的焊料凸块与所述衬底的焊料凸块彼此接合。

【技术特征摘要】
2017.06.20 KR 10-2017-00777211.一种倒装芯片激光接合设备，其特征在于，包括：固定构件，用以固定衬底的下表面，其中待接合到所述衬底的上表面的多个半导体芯片布置在所述衬底上；按压构件，布置在所述固定构件上方，所述按压构件包括激光束穿过的透明部分；提升构件，用以使所述固定构件和所述按压构件中的一个相对于所述固定构件和所述按压构件中的另一个提升或下降，从而使得受按压的所述多个半导体芯片中的至少一些按压抵靠所述衬底；以及激光头，用以使所述激光束穿过所述按压构件的所述透明部分而照射到在所述按压构件与所述固定构件之间受按压的半导体芯片，以便使所述半导体芯片的焊料凸块与所述衬底的焊料凸块彼此接合。2.根据权利要求1所述的倒装芯片激光接合设备，其中所述按压构件还包括由不透光材料形成且支撑所述透明部分的掩模部分，其中所述按压构件的所述透明部分安置在与受按压的所述半导体芯片相对应的区域中。3.根据权利要求2所述的倒装芯片激光接合设备，其中所述激光头将激光束依次照射到受按压的所述半导体芯片中的每一个。4.根据权利要求2所述的倒装芯片激光接合设备，其中所述激光头将激光束同时照射到受按压的所述半导体芯片中的至少两个。5.根据权利要求2所述的倒装芯片激光接合设备，其中所述激光头将激光束同时照射到所有受按压的所述半导体芯片。6.根据权利要求3所述的倒装芯片激光接合设备，还包括用以传送所述激光头的头部传送构件。7.根据权利要求1所述的倒装芯片激光接合设备，其中所述提升构件使所述按压构件相对于所述固定构件提升或下降。8.根据权利要求1所述的倒装芯片激光接合设备，其中所述提升构件使所述固定构件相对于所述按压构件提升或下降。9.根据权利要求1所述的倒装芯片激光接合设备，其中所述固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：安根植，
申请(专利权)人：普罗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR