一种芯片封装治具制造技术

本实用新型专利技术涉及芯片封装技术领域，具体为一种芯片封装治具，包括倒装芯片载具、用于承载所述倒装芯片载具的上料治具，所述倒装芯片载具包括多个用于装载第一芯片的芯片定位槽，所述芯片定位槽底部具有贯通空腔；所述上料治具包括多个与所述贯通空腔对应的芯片支撑底座，所述芯片支撑底座的尺寸小于贯通空腔的尺寸且芯片支撑底座的高度大于贯通空腔的高度。利用本实用新型专利技术的倒装芯片载具，在第一芯片上表面利用混合键合工艺倒装第二芯片，然后将倒装芯片载具放置在上料治具上，使得第一芯片很方便地粘贴到基板表面，由于在混合键合技术时还没有进行粘贴工艺，不会导致第一芯片发生翘曲，解决了大尺寸芯片互相堆叠无法直接采用混合键合技术的问题。合键合技术的问题。合键合技术的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种芯片封装治具


[0001]本技术涉及芯片封装
，具体为一种芯片封装治具。

技术介绍

[0002]在超大规模集成电路发展日益接近物理极限的状态下，于物理尺寸和成本方面都具有优势的3D集成电路是延长摩尔定律并解决先进封装问题的有效途径。而晶圆键合技术正是3D电路集成的关键技术之一，尤其是混合键合(Hybrid Bonding)技术可以在相互堆叠的芯片之间获得更密集互连，实现10微米及以下的凸点间距(Pitch)，提供更高的互连密度(达到每平方毫米10000个凸点)、更小更简单的电路、更大的带宽、更低的电容、更低的功、耗(每比特不到0.05皮焦耳)。
[0003]对于小芯片的相互堆叠，采用混合键合技术能有效地进行键合，但对于大芯片的互相堆叠，堆叠芯片之间的焊料凸点就无法有效的对准，无法直接采用混合键合技术进行键合。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有大芯片的混合键合封装结构中焊料凸点无法有效对准的问题，提供了一种芯片封装治具。
[0005]为了实现上述目的，本技术提供一种芯片封装治具，包括：
[0006]倒装芯片载具、用于承载所述倒装芯片载具的上料治具，所述倒装芯片载具、上料治具之间通过载具定位结构上下堆叠；
[0007]所述倒装芯片载具包括多个用于装载第一芯片的芯片定位槽，所述芯片定位槽底部具有贯通空腔，利用所述芯片倒装载具在第一芯片上表面倒装第二芯片；
[0008]所述上料治具包括多个与所述贯通空腔对应的芯片支撑底座，所述芯片支撑底座的尺寸小于贯通空腔的尺寸且芯片支撑底座的高度大于贯通空腔的高度，使得当倒装芯片载具放置在上料治具上时，芯片支撑底座将位于芯片定位槽的第一芯片顶起。
[0009]可选的，还包括倒装芯片贴片头，所述倒装芯片贴片头包括围坝结构的环形密封圈和位于中间凹陷位置的柔性吸盘，利用所述倒装芯片贴片头吸取倒装有第二芯片的第一芯片。
[0010]可选的，所述环形密封圈的尺寸大于第二芯片的尺寸且小于第一芯片的尺寸。
[0011]可选的，所述环形密封圈和位于中间凹陷的柔性吸盘之间的高度差小于第二芯片的封装厚度。
[0012]可选的，所述环形密封圈为橡胶密封圈，柔性吸盘为橡胶吸盘，且橡胶吸盘的硬度小于橡胶密封圈的硬度。
[0013]可选的，所述倒装芯片载具上表面还包括贴片高度探测结构，当倒装芯片贴片头在吸取倒装有第二芯片的第一芯片时，利用所述贴片高度探测结构对倒装芯片贴片头的高度进行检测。
[0014]可选的，所述贴片高度探测结构为位于所述倒装芯片载具上表面的探测凹槽。
[0015]可选的，所述载具定位结构包括位于所述倒装芯片载具的定位孔和位于上料治具的定位柱，所述定位孔和定位柱对应设置。
[0016]可选的，所述芯片定位槽呈矩形，所述贯通空腔的尺寸小于芯片定位槽的尺寸，且矩形的芯片定位槽至少四个角落具有芯片支撑座。
[0017]可选的，所述贯通空腔的形状与芯片支撑底座的形状一致。
[0018]可选的，所述贯通空腔和芯片支撑底座为十字型结构。
[0019]可选的，所述贯通空腔的长和宽大于芯片定位槽的长和宽。
[0020]可选的，所述芯片支撑底座为电木支撑底座。
[0021]可选的，所述芯片定位槽的四个角落具有芯片定位避让槽。
[0022]可选的，每一个芯片定位槽的边缘具有两个或多个芯片定位点。
[0023]本技术的有益效果：
[0024]本技术公开了一种芯片封装治具，包括倒装芯片载具、用于承载所述倒装芯片载具的上料治具，所述倒装芯片载具、上料治具之间通过载具定位结构上下堆叠；所述倒装芯片载具包括多个用于装载第一芯片的芯片定位槽，所述芯片定位槽底部具有贯通空腔，利用所述芯片倒装载具在第一芯片上表面倒装第二芯片；所述上料治具包括多个与所述贯通空腔对应的芯片支撑底座，所述芯片支撑底座的尺寸小于贯通空腔的尺寸且芯片支撑底座的高度大于贯通空腔的高度，使得当倒装芯片载具放置在上料治具上时，芯片支撑底座将位于芯片定位槽的第一芯片顶起。利用本技术的倒装芯片载具，将第一芯片放置在芯片定位槽内，然后在第一芯片上表面利用混合键合工艺倒装第二芯片，然后将倒装芯片载具放置在上料治具上，利用芯片支撑底座将位于芯片定位槽的第一芯片顶起，使得第一芯片很方便地粘贴到基板表面，由于在混合键合技术时还没有进行粘贴工艺，不会导致第一芯片发生翘曲，从而利用上述芯片封装治具可以顺利地实现混合键合，解决了大尺寸芯片互相堆叠无法直接采用混合键合技术进行倒装的问题。
附图说明
[0025]图1为现有芯片封装结构存在的问题示意图；
[0026]图2～图4为本技术实施例的芯片封装治具的结构示意图；
[0027]图5～图9为本技术实施例利用芯片封装治具进行芯片封装的制备过程示意图；
[0028]图10～图11为本技术实施例的倒装芯片载具的俯视结构示意图；
[0029]图12～图13为本技术实施例的上料治具的俯视结构示意图。
具体实施方式
[0030]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0031]在现有芯片封装结构中，如图1所示，包括基板U1、位于所述基板U1表面的第一芯
片U2、位于所述第一芯片U2表面倒装的第二芯片U3，所述第一芯片U2粘贴在所述基板U1表面，所述第二芯片U3通过混合键合技术与第一芯片U2进行键合。由于混合键合技术可以实现10微米及以下的凸点间距，达到每平方毫米10000个凸点，因此第一芯片U2和第二芯片U3键合前的凸点对准步骤非常重要。技术人发现，对于小芯片的相互堆叠，采用混合键合技术能有效地进行键合，但对于大芯片的互相堆叠，堆叠芯片之间的焊料凸点就无法有效的对准，无法直接采用混合键合技术进行键合。研究发现，是因为当第一芯片U2的尺寸足够大时，第一芯片U2上表面的翘曲度将超过200um，在倒装第二芯片U3时，助焊剂覆盖率无法保证，且因为翘曲度过高，焊料凸点对位无法调节，该制程无法进行。进一步研究发现，主要是因为第一芯片U2的尺寸足够大时，第一芯片U2先粘贴在所述基板U1表面，由于粘贴胶的存在，烘烤降温时涨缩导致的热膨胀系数不匹配，第一芯片U2上表面的翘曲度将超过200um。
[0032]因此本技术实施例提供了一种芯片封装治具，利用所述芯片封装治具，可以使得堆叠封装的第一芯片和第二芯片先进行混合键合，后续再将第一芯片粘贴到基板表面，由于混合键合时还没有进行粘贴工艺，不会导致第一芯片发生翘曲，从而顺利地实现混合键合。
[0033]请参考图2～图4，为本技术实施例的芯片封装治具的结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芯片封装治具，其特征在于，包括：倒装芯片载具；用于承载所述倒装芯片载具的上料治具；载具定位结构，所述倒装芯片载具、上料治具之间通过载具定位结构上下堆叠；所述倒装芯片载具包括多个用于装载第一芯片的芯片定位槽，所述芯片定位槽底部具有贯通空腔；所述上料治具包括多个与所述贯通空腔对应的芯片支撑底座，所述芯片支撑底座的尺寸小于贯通空腔的尺寸且芯片支撑底座的高度大于贯通空腔的高度，使得当倒装芯片载具放置在上料治具上时，芯片支撑底座将位于芯片定位槽的第一芯片顶起。2.根据权利要求1所述的芯片封装治具，其特征在于，还包括倒装芯片贴片头，所述倒装芯片贴片头包括围坝结构的环形密封圈和位于中间凹陷位置的柔性吸盘，利用所述倒装芯片贴片头吸取第一芯片，所述第一芯片上表面倒装有第二芯片。3.根据权利要求2所述的芯片封装治具，其特征在于，所述环形密封圈的尺寸大于第二芯片的尺寸且小于第一芯片的尺寸。4.根据权利要求2所述的芯片封装治具，其特征在于，所述环形密封圈和位于中间凹陷的柔性吸盘之间的高度差小于第二芯片的封装厚度。5.根据权利要求2所述的芯片封装治具，其特征在于，所述环形密封圈为橡胶密封圈，柔性吸盘为橡胶吸盘，且橡胶吸盘的硬度小于橡胶密封圈的硬度。6.根据权利要求2所述的芯片封装治具，其特征在于，所述倒装...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晨，丁科，盛明，
申请(专利权)人：江苏长电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：