一种多晶片同步装片方法技术

一种多晶片同步装片方法，首先改造机台：加长机台的导轨；在机台上安装多套装片设备，每套装片设备包括点胶装置、晶圆安放台和抓贴一体装置；沿基板前进方向，导轨被分成点胶作业区和装片作业区；点胶装置用于把固化装片粘结材料点涂到基板上；晶圆安放台用于安放晶圆；抓贴一体装置在相应晶圆上抓取晶片die，再安放到基板上相应的点胶位置；然后重新制定导轨前进控制逻辑：如果所有工位都有基板在作业，则所有工位的基板完成相应作业后，导轨宏步进一次；如果有工位没有基板在作业，则所有的有基板在作业的工位完成作业后，导轨宏步进一次；接着各套装片设备进行装贴作业：对于一种晶片die，由同一套装片设备作业；最后进行烘烤作业。烤作业。烤作业。

【技术实现步骤摘要】
一种多晶片同步装片方法


[0001]本专利技术创造属于半导体封装
，具体是一种电子芯片封装技术中的晶片装片die attach工艺。

技术介绍

[0002]晶片装片Die attach是芯片封装中必不可少且至关重要的一个工序。在该工序中，将晶片从已切割的晶圆wafer中取出，并装贴bonding到基板（或框架）的对应位置上。晶片Die与基板之间通过DAM（die attach material）装片粘结材料进行固定粘接。DAM一般是DAF（die attach film）膜或者装片胶，一般都是在环氧树脂中填充无机物粉末（比如SIO2或者AG）的材料。如果是功率器件，die与框架之间的粘结材料还可能是高导热的合金焊料，比如焊锡。如图1所示为装片过程（仅为示意图，实际一片晶圆wafer上的die数量远比图示中的多，晶圆尺寸也比基板尺寸大的多）。装片完成后，将装片后的基板放入烘烤箱高温烘烤，以使得DAM固化定型。
[0003]图1为单颗晶片die封装的装片过程，如果一个封装里面含有多颗晶片die，则需要重复多次以上的装片和烘烤过程。
[0004]如图2所示的封装内部含有2颗晶片die，则在装片工序时，需要先装第一个晶片die1，烘烤固化，然后再装第二个晶片die2，烘烤固化，整个装片工序才完成。如果含有3颗晶片die，则装片烘烤3次，多少颗die则需装片烘烤多少次。这种装片的工艺方法是目前芯片封装行业内的通用方法。
[0005]以两颗晶片die合封情况为例，装片机台简要示意如图3和图4，目前行业内通用的机台结构及装片工艺过程如下：1）机台动作主要由3部分组成。
[0006]一、点胶（画胶）：在基板正确位置上画出胶的轮廓；二、抓die：通过顶针顶起晶圆wafer中切割完成对单颗晶片die，通过吸嘴将晶片die抓起（即吸起）；三、贴die：将晶片die通过压力贴合到基板上相应的位置（也就是有胶的位置），把胶压散、溢出到芯片四周，形成有效粘结。
[0007]2）机台只有一套点胶装置、一套晶圆台table、一套抓die&贴die装置。所以机台一次只能处理一种晶圆，也就是一颗die。两颗die合封，则需要重复进机台轨道两次，三颗die合封则需要重复进机台轨道三次，依此类推。
[0008]这种装片工艺过程有诸多的缺点，例如：1）同一个封装内的各颗die装片不能一次性完成，需多次进装片机台以及分别多次烘烤，大大降低了产能UPH（每小时产出），降低了机器生产效率，拉长了生产时间。
[0009]2）多次进装片机台以及多次高温烘烤，容易造成框架和装片胶的氧化（前一次装片的装片胶多次烘烤），影响胶的性能。如果是功率器件的焊锡装片，框架及焊锡的氧化将严重影响后续二次进轨道其余die的装片性能。
[0010]3）多次进装片机台及多次高温烘烤，容易造成基板或者框架的氧化脏污，影响基板或框架与塑封料的结合力从而导致分层，另外还会引起基板翘曲问题，影响后续的打线和塑封工序。

技术实现思路

[0011]为了解决以上问题，本专利技术创造将装片工艺过程和工艺设备进行优化改进，使得多颗晶片die可以实现一次性进机台装片、一次性进烘箱烘烤，更快更高效地完成整个装片工序。
[0012]一种多晶片同步装片方法，步骤包括：首先，改造机台：加长机台的导轨；在机台上安装多套装片设备，每套装片设备包括点胶装置、晶圆安放台和抓贴一体装置，定义第n套装片设备中第n点胶装置、第n晶圆安放台和第n抓贴一体装置，n是自然数；沿基板前进方向，导轨被分成点胶作业区和装片作业区；在点胶作业区内，第1～n点胶装置沿基板前进方向按序排列；在装片作业区内，第1～n抓贴一体装置沿基板前进方向按序排列；在导轨旁，第1～n晶圆安放台依次排列，且位置分别与第1～n抓贴一体装置对应；点胶装置用于把固化装片粘结材料点涂到基板上；晶圆安放台用于安放晶圆；抓贴一体装置在相应晶圆上抓取晶片die，再安放到基板上相应的点胶位置；定义：工位：第1～n点胶装置以及第1～n抓贴一体装置所在位置即为相应装置的工位；相邻两工位之间的间距相同；微步进：在同一工位的作业过程中，因本次作业需求，基板随导轨单次前进为微步进；同一工位单次作业过程中，微步进的次数为0次、1次或多次；宏步进：同一工位单次作业完成后，基板随导轨前进到下一工位的前进为宏步进；然后，重新制定导轨前进控制逻辑：如果所有工位都有基板在作业，则所有工位的基板完成相应作业后，导轨宏步进一次；如果有工位没有基板在作业，则所有的有基板在作业的工位完成作业后，导轨宏步进一次；接着，各套装片设备进行装贴作业：对于一种晶片die，由同一套装片设备作业；基板随导轨前进到第n点胶装置所在工位，第n点胶装置作业；按照导轨前进控制逻辑，基板随导轨前进到第n抓贴一体装置所在工位，第n抓贴一体装置从第n晶圆安放台上取到晶片die，并安放在相应的点胶位置后压平；最后，进行烘烤作业：完成所有晶片die安装的基板被送入烘箱，固化装片粘结材料。
[0013]说明：
1）相邻两台点胶装置之间的距离比较大，点胶装置相对基板来说更为宏观，比如第1点胶装置和第2点胶装置，中间间隔的距离大于一条基板长度。一台点胶装置同一个时间点对应处理一条基板。
[0014]2）与点胶装置同理，抓贴一体装置同一时间点对应一条基板。
[0015]3）如果有n台点胶装置一起工作的话，每台点胶装置相应处理一条基板，则有n条基板正在点胶；如果有n台抓贴一体装置一起工作的话，每台抓贴一体装置相应处理一条基板，就会有n条基板正在贴die。
[0016]则轨道上正在作业的总基板条数是2n条。
[0017]4）同一套装片设备中，点胶装置在基板上的点胶数量和点胶位置根据产品要求调整，与之对应的抓贴一体装置的贴片数量和贴片位置对应调整。例如，目前技术状态下，一套点胶（或抓贴）装置处理一条基板，点胶（或抓贴）完成基板上的两列就随导轨微步进一次。则一台点胶（或抓贴）装置在作业一条基板的过程内，微步进多次。
[0018]现有技术条件下，产线机台一般是每做两列基板往前走一次，这个两列相当于微步进，但是这两列里面有很多产品，即需要点胶和贴晶片的位置不一样，这两列内是通过点胶装置/抓贴一体装置的点胶头/抓贴头自身动作运动来实现点胶装片的。当这两列做完后，轨道微步进一次，基板往前走两列，点胶头/抓贴头继续在这两列内运动工作。
[0019]进一步的：a、对于基板上的晶片die是堆叠形式（单组堆叠），则：首先，在机台上进行装贴作业，装贴底层晶片die后，送入烘箱进行烘烤作业；然后，把前一步骤得到的基板再次送入机台进行装贴作业，装贴上一层晶片die并送入烘箱进行烘烤作业，其中，点胶装置在下一层晶片的顶面；重复该过程，直至把所有的上层晶片全部装片完成。
[0020]b、对于基板上的有多组堆叠形式的晶片die，各组堆叠形式的晶片die平铺在基板上，则：首先，在机台上进行装贴作业，装贴各个底层晶片die后，送入烘箱进行烘烤作业；然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多晶片同步装片方法，其特征是首先）改造机台：加长机台的导轨；在机台上安装多套装片设备，每套装片设备包括点胶装置、晶圆安放台和抓贴一体装置，定义第n套装片设备中第n点胶装置、第n晶圆安放台和第n抓贴一体装置，n是自然数；沿基板前进方向，导轨被分成点胶作业区和装片作业区；在点胶作业区内，第1～n点胶装置沿基板前进方向按序排列；在装片作业区内，第1～n抓贴一体装置沿基板前进方向按序排列；在导轨旁，第1～n晶圆安放台依次排列，且位置分别与第1～n抓贴一体装置对应；点胶装置用于把固化装片粘结材料点涂到基板上；晶圆安放台用于安放晶圆；抓贴一体装置在相应晶圆上抓取晶片die，再安放到基板上相应的点胶位置；定义：工位：第1～n点胶装置以及第1～n抓贴一体装置所在位置即为相应装置的工位；相邻两工位之间的间距相同；微步进：在同一工位的作业过程中，因本次作业需求，基板随导轨单次前进为微步进；同一工位单次作业过程中，微步进的次数为0次、1次或多次；宏步进：同一工位单次作业完成后，基板随导轨前进到下一工位的前进为宏步进；然后）重新制定导轨前进控制逻辑：如果所有工位都有基板在作业，则所有工位的基板完成相应作业后，导轨宏步进一次；如果有工位没有基板在作业，则所有的有基板在作业的工位完成作业后，导轨宏步进一次；接着）各套装片设备进行装贴作业：对于一种晶片die，由同一套装片设备作业；基板随导轨前进到第n点胶装置所在工位，第n点胶装置作业；按照导轨前进控制逻辑，基板随导轨前进到第n抓贴一体装置所在工位，第n抓贴一体装置从第n晶圆安放台上取到晶片die，并安放在相应的点胶位置后压平；最后）进行烘烤作业：完成所有晶片die安装的基板被送...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐华云，韩明伟，马强，
申请(专利权)人：南京真芯润和微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：