本发明专利技术涉及一种使用垂直腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置，更详细来说涉及一种使用垂直腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置，其使用从垂直腔表面发射激光器元件产生的红外线激光将倒装芯片形态的半导体芯片接合到基板。根据本发明专利技术的使用垂直腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置具有可快速且迅速地控制激光光并以高的生产率与品质将半导体芯片接合到基板的效果。半导体芯片接合到基板的效果。半导体芯片接合到基板的效果。
【技术实现步骤摘要】
使用垂直腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置
[0001]本专利技术涉及一种使用垂直腔表面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser，VCSEL)元件的倒装芯片(flip chip)接合装置，更详细来说涉及一种使用从垂直腔表面发射激光器元件产生的红外线激光将倒装芯片形态的半导体芯片接合到基板的使用垂直腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置。
技术介绍
[0002]电子制品小型化的同时，广泛使用不使用引线接合(wire bonding)的倒装芯片形态的半导体芯片。倒装芯片形态的半导体芯片以如下方式安装到基板：在半导体芯片的下表面形成焊料凸块(solder bump)形态的多个电极，以接合到与形成在基板的焊料凸块对应的位置。
[0003]如上所述，以倒装芯片方式将半导体芯片安装到基板的方法大致有回焊(reflow)方式与激光接合方式。回焊方式为如下方式：通过在将在焊料凸块涂布有焊剂(flux)的半导体芯片配置在基板上的状态下经由高温的回焊而将半导体芯片接合到基板。与回焊方式相同地，激光接合方式为如下方式：通过在将在焊料凸块涂布有焊剂的半导体芯片配置在基板上的状态下对半导体芯片照射激光束而传递能量，从而瞬间使焊料凸块熔化后凝固的同时将半导体芯片接合到基板。
[0004]最近，所使用的倒装芯片形态的半导体芯片存在厚度变薄至数十微米以下的趋势。如上所述，在半导体芯片薄的情况下，因半导体芯片自身的内部应力而半导体芯片微细地弯曲或翘曲(warped)的情况多。如上所述，在半导体芯片变形的情况下，会发生在半导体芯片的焊料凸块中有与基板的对应的焊料凸块以不接触的状态接合的情况。此种状况导致半导体芯片接合工艺的不良。另外，在半导体芯片及基板的温度上升以将半导体芯片接合到基板的情况下，会发生因材料内部材质的热膨胀系数的差异而使半导体芯片或基板局部地弯曲或翘曲的现象。此种现象也导致半导体芯片接合工艺的不良。
[0005]回焊方式的问题在于：会使半导体芯片长时间暴露在高温下而使半导体芯片弯曲，且需要花费时间来冷却半导体芯片，从而降低了生产率。
[0006]激光接合方式使用激光光源产生装置与均化器(Homogenizer)。如上所述的使用激光光源的方式由于在均化器中产生的激光的能级太高，因此使用复杂的光学系统来降低能级进行使用。另外，还需要复杂的光学系统以对照射面积以均匀的能量照射激光光。如上所述以往的激光光照射方式存在需要复杂的光学系统而使整体装置的结构变复杂且使用不方便的问题。
技术实现思路
[0007][专利技术所要解决的问题][0008]本专利技术是为了解决如上所述的问题而专利技术的，目的在于提供一种即使不使用复杂的光学系统也可使用激光光将倒装芯片半导体芯片讯速且有效地接合到基板的使用垂直
腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置。
[0009][解决问题的技术手段][0010]为了达成所述目的，本专利技术的使用垂直腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置包括：基板放置单元，供基板放置，所述基板处于配置有用于接合到基板的上表面的多个半导体芯片的状态；激光头，包括多个垂直腔表面发射激光器阵列与头本体，所述多个垂直腔表面发射激光器阵列包括发出红外线激光的多个垂直腔表面发射激光器元件(VCSEL元件：Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔表面发射激光器元件)，以能够对放置在所述基板放置单元的基板上的所述半导体芯片照射红外线激光，从而将所述半导体芯片接合到所述基板，所述头本体设置有所述多个垂直腔表面发射激光器阵列；头移送单元，移送所述激光头；以及控制部，控制所述激光头与头移送单元的动作。
[0011][专利技术的效果][0012]根据本专利技术的使用垂直腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置具有以下效果：可快且讯速地控制激光并以高的生产率与品质将半导体芯片接合到基板。
附图说明
[0013]图1是根据本专利技术一实施例的使用垂直腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置的概略性立体图。
[0014]图2是关于图1所示的使用垂直腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置的一部分的仰视图。
[0015]图3是图1所示的使用垂直腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置的正视图。
[0016]图4是根据本专利技术另一实施例的使用垂直腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置的主视图。
[0017]图5是关于图4所示的使用垂直腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置的一部分的平面图。
[0018][符号的说明][0019]100：基板放置单元
[0020]200：基板移送单元
[0021]300：激光头
[0022]310：头本体
[0023]320：垂直腔表面发射激光器阵列
[0024]321：垂直腔表面发射激光器元件
[0025]400：头移送单元
[0026]500：掩模部件
[0027]510：透过部
[0028]511：吸附孔
[0029]520：空腔
[0030]530：真空流路
[0031]600：掩模移送单元
[0032]700：红外线照相机
[0033]800：控制部
[0034]C：半导体芯片
[0035]S：基板
具体实施方式
[0036]在下文中，将参照附图对根据本专利技术的使用垂直腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置详细地进行说明。
[0037]图1是根据本专利技术一实施例的使用垂直腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置的概略性立体图，图2是关于图1所示的使用垂直腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置的一部分的仰视图，图3是图1所示的使用垂直腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置的主视图。
[0038]本实施例的使用垂直腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置是用于使用从垂直腔表面发射激光器元件321产生的红外线激光将半导体芯片C接合到基板S的装置。在基板S与半导体芯片C中的任一侧或两侧分别形成焊料凸块，从而通过由红外线激光传递的能量将焊料凸块瞬间熔化并凝固，从而使半导体芯片C接合到基板S。
[0039]参照图1至图3，本实施例的使用垂直腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置包括基板放置单元100、激光头300、头移送单元400、基板移送单元200与控制部800形成。
[0040]在基板放置单元100配置基板S。本实施例的情况，基板放置单元100吸附并固定基板S的下表面。基板放置单元100可使用支撑基板S的下表面的同时固定基板S的各种结构。
[0041]在基板放置单元100放置配置有多个半导体芯片C的基板S。基板放置单元100被基板移送单元200前后左右移送。基板移送单元200在水平方向上移送基板放置单元100来调节基板放置单元100的位置。
[0042]激光头300配置在基板放置单元100的上侧。激光头300包括多本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种使用垂直腔表面发射激光器元件的倒装芯片接合装置，包括：基板放置单元，供基板放置，所述基板处于配置有用于接合到所述基板的上表面的多个半导体芯片的状态；激光头，包括多个垂直腔表面发射激光器阵列与头本体，所述多个垂直腔表面发射激光器阵列包括发出红外线激光的多个垂直腔表面发射激光器元件，以能够对放置在所述基板放置单元的所述基板上的所述半导体芯片照射所述红外线激光，从而将所述半导体芯片接合到所述基板，所述头本体设置有所述多个垂直腔表面发射激光器阵列；头移送单元，移送所述激光头；以及控制部，控制所述激光头与所述头移送单元的动作。2.根据权利要求1所述的倒装芯片接合装置，其中所述激光头的所述多个垂直腔表面发射激光器阵列与所述多个垂直腔表面发射激光器元件中的至少一部分分别以能够装卸的方式设置在所述头本体。3.根据权利要求1或2所述的的倒装芯片接合装置，其中所述激光头的所述多个垂直腔表面发射激光器元件中的一部分中输出与发射激光的频率中的至少任一者分别彼此不同。4.根据权利要求3所述的倒装芯片接合装置，其中所述激光头中，所述多个垂直腔表面发射激光器元件中的一部分区域的垂直腔表面发射激光器元件以输出与发射激光的频率中的至少任一者与其他区域的垂直腔表面发射激光器元件彼此不同地构成。5.根据权利要求1或2所述的倒装芯片接合装置，其中所述控制部以使所述多个垂直腔表面发射激光器阵列中的每一者各别动作的方式控制，且以使所述垂直腔表面发射激光器元件中属于相同垂直腔表面发射激光器阵列的垂直腔表面发射激光器元件相同地动作的方式控制。6.根据权利要求1或2所述的倒装芯片接合装置，其中所述控制部以使所述多个垂直腔表面发射激光器元件分别各别动作的方式控制。7.根据权利要求1或2所述的倒装芯片接合装置，其中所述控制部在通过所述头移送单元使所述激光头直接接触多个所述半导体芯片中的任一者的状态下，点亮所述多个垂直腔表面发射激光器元件并将所述半导体芯片接合到所述基板。8.根据权利要求1或2所述的倒装芯片接合装置，其中所述控制部在通过所述头移送单元将所述激光头配置在相对于多个所述半导体芯片中的任一者大于0且小于30cm的高度的状态下，点...
【专利技术属性】
技术研发人员：高允成，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：
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