一種覆膠固晶系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種覆膠固晶系統(tǒng)，包括：晶圓盤，用于放置晶粒；膠盤，用于對該晶粒的底部進行黏膠處理；載體，用于提供該晶粒的待固晶位；固晶臂，用于拾取晶圓盤上的晶粒，并通過該固晶臂將所述晶粒送至膠盤工位進行黏膠處理，再通過該固晶臂將黏膠處理后的晶粒粘焊在載體上的待固晶位；所述固晶臂以直線、擺動或旋轉的運動方式到達預定工位，所述晶圓盤、膠盤、載體依次設置在所述固晶臂運動軌跡的對應工位上。由于使用同一個機械及控制結構進行拾晶，并靠晶片自身取膠，避免了傳統(tǒng)方式的晶粒與膠點粘接位置有盲點，粘接面分布不均，易出現(xiàn)晶粒與膠滴重置點偏差較大、膠型不飽滿、吸附牢固性差等不良現(xiàn)象。
【專利說明】—種覆股固晶系統(tǒng)【技術領域】
[0001]本實用新型涉及半導體精密制造與裝備領域，尤其涉及的是一種用于IC和LED半導體封裝的覆膠固晶系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]固晶之目的是為將晶粒(或芯片)固著于載體之上，使晶粒(或芯片)與載體間實現(xiàn)熱信號或電信號的輸入。晶粒(或芯片)放入載體封裝位置的精確與否直接影響器件發(fā)光和導電效能，若晶粒(或芯片)在載體封裝位置有所偏差，在照明器件方面會導致光線未能完全發(fā)射出來從而影響成品的光亮度，在集成電路方面會導致電信號未能完全連接而影響成品的功效。因此晶粒(或芯片)在載體上的固晶點精度要求非常高，這樣才能有效保證成品質量。
[0003]目前國內外封裝廠商普遍使用的傳統(tǒng)固晶工藝的工作過程是，通過點膠臂先在膠盤中點取銀漿后，將膠點點至載體上的待固晶位，再通過固晶臂將晶圓上已分離的晶粒(或芯片)逐一利用真空吸起，并傳送放置在載體涂有銀漿的目標中心點上，使芯片在載體上被粘焊固定。這種封裝工藝引起的問題有:
[0004]1)膠點與晶粒(或芯片)分別由兩個獨立的機械機構結構放置，而且兩組機械機構重置點間會存在偏差，因此晶粒(或芯片)與膠點的重合位置會存在偏差。
[0005]2)點膠頭 取膠時易受到針頭形狀、針頭下降深度差異等因素的影響，加上晶粒與膠點接觸現(xiàn)時受到時間、速度、作用力的影響，很難始終使膠點形狀、大小、厚度保持一致性。
[0006]3)膠點與晶粒為先后放置的順序，且受針頭形狀影響，膠滴落下時呈水滴狀(即中間厚周邊薄)，膠滴表面在待黏合時間內張力會逐漸變大，所以晶粒(或芯片)的包膠高度不易控制，而且一般都無法超出35um的高度。
[0007]4)點膠臂和固晶臂是由兩個獨立的機構控制，由于兩臂作用于同一工位，在持續(xù)工作狀態(tài)下，要避開兩臂在同工位間的碰撞，所以機械設計、運動和軟件控制、集成控制方面都要求很高。
[0008]因此，現(xiàn)有技術還有待于改進和發(fā)展。
實用新型內容
[0009]鑒于上述現(xiàn)有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種覆膠固晶系統(tǒng)，旨在解決晶粒(或芯片)與膠點位置不重合、芯片包膠高度不易控制、膠點大小一致性差等因素造成產(chǎn)品質量差、產(chǎn)能低等問題。
[0010]本實用新型的技術方案如下:
[0011]—種覆膠固晶系統(tǒng),包括:
[0012]晶圓盤，用于放置晶粒；
[0013]膠盤，用于對該晶粒的底部進行黏膠處理；[0014]載體，用于提供該晶粒的待固晶位；
[0015]固晶臂，用于拾取晶圓盤上的晶粒，并通過該固晶臂將所述晶粒送至膠盤工位進行黏膠處理，再通過該固晶臂將黏膠處理后的晶粒粘焊在載體上的待固晶位；
[0016]所述固晶臂以直線、擺動或旋轉的運動方式到達預定工位，所述晶圓盤、膠盤、載體依次設置在所述固晶臂運動軌跡的對應工位上。
[0017]所述的覆膠固晶系統(tǒng)，其中，所述固晶臂端部設置有拾取裝置，所述拾取裝置通過夾持、電磁吸附或真空吸附的方式將晶圓盤上頂起的晶粒抓住。
[0018]所述的覆膠固晶系統(tǒng),其中,還包括:
[0019]驅動電機，所述驅動電機的驅動端套接有旋轉安裝座，所述固晶臂可上下運動地安裝在所述旋轉安裝座上。
[0020]所述的覆膠固晶系統(tǒng)，其中，所述旋轉安裝座上間隔設置有若干個固晶臂。
[0021]所述的覆膠固晶系統(tǒng)，其中，還包括:
[0022]清洗盤，用于固晶后對固晶臂端部的拾取裝置上的抓取物表面進行清潔處理。
[0023]本實用新型有益效果:
[0024]I)采用單臂(單個固晶臂)連續(xù)執(zhí)行拾晶、點膠、固晶整個工藝過程，簡化了兩臂(兩組固晶臂)固晶機執(zhí)行的復雜步驟，同時消除了兩臂同工位的等待時間。
[0025]2)采用單臂同時進行粘膠和固晶，完全避免了兩臂同工位先后工作帶來的位置偏差的問題。
[0026]3)采用單臂機械結構進行粘膠和固晶，可避免兩臂相撞的問題，簡化了設備復雜結構、降低了設計布局和計算難度，運動控制難度以及安裝調試的難度。
[0027]4)通過芯片自身取膠后進行固晶，確保芯片與膠液位置的一致性，解決了膠點大小不一致的情況，并有效加強了膠液與芯片粘接的牢固性。
[0028]5)通過表面平整的芯片自身取膠，使膠液易形成呈飽滿狀態(tài)，同時更容易控制芯片的包膠高度，目前已達到40um以上，遠遠超出傳統(tǒng)工藝能達到的極限水平，完全能滿足高端客戶的特殊需求。另外，芯片的包膠高度越高，牢固性越好，而且易于成品散熱，延長用壽命。
[0029]6)可擴展性強，可采用增加多個工作單元方式大幅度提高設備產(chǎn)能。如多個的單元固晶臂以一定角度固設于電機四周，單臂能同時完成拾晶、沾膠及固晶的動作，使每個單元臂在各個工位都始終保持著工作狀態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是本實用新型覆膠固晶系統(tǒng)的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0031]本實用新型提供一種覆膠固晶系統(tǒng)，為使本實用新型的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實例對本實用新型進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0032]請參見圖1，圖1是本實用新型覆膠固晶系統(tǒng)的結構示意圖。
[0033]如圖1所示,所述覆膠固晶系統(tǒng),其包括:[0034]晶圓盤IO，用于放置晶粒。
[0035]膠盤20，用于對該晶粒的底部進行黏膠處理。
[0036]載體30，用于提供該晶粒的待固晶位。
[0037]固晶臂40，用于拾取晶圓盤10上的晶粒，并通過該固晶臂40將所述晶粒送至膠盤20工位進行黏膠處理，再通過該固晶臂40將黏膠處理后的晶粒粘焊在載體30上的待固晶位。
[0038]具體地，固晶臂40是以直線、擺動或旋轉的方式到達預定工位，較好的是，固晶臂40處于整個系統(tǒng)的中心位置，作為該系統(tǒng)的核心部件，并且該固定臂40以轉動的工作方式到達預定工位(即拾晶位、黏膠位、固晶位)。
[0039]相應地，可采用驅動電機60進行驅動，帶動其轉動從而到達預定工位，具體結構為驅動電機60的驅動端套接一旋轉安裝座61，而所述固晶臂40可上下運動地安裝在所述旋轉安裝座61上，即該固定臂40安裝在該旋轉安裝座61上，不僅可以實現(xiàn)固定臂的轉動，而且還可以相對于該旋轉安裝座61可以做下放或升起的動作。
[0040]另外，出于固晶效率的考慮，該固晶臂40可以設置若干個，間隔均勻的裝配在旋轉安裝座61的周側。其中，對于固晶臂的個數(shù)并不作限制，可以有3個、6個等等，依所設置的驅動電機的功率而定。
[0041]其中，所述固晶臂40端部設置有拾取裝置，通過夾持、電磁吸附或真空吸附的方式將晶圓盤上頂起的晶粒抓住，該拾取裝置較好的是吸嘴座41，在所述吸嘴座41上設置有吸嘴。
[0042]進一步地，所述晶圓盤10、膠盤20、載體30則依次設置在該固晶臂40運動軌跡的對應工位上(即對應于吸嘴下方的位置)。
[0043]該系統(tǒng)還可以包括:
[0044]清洗盤50，用于固晶后對固晶臂端部的吸嘴座上的吸嘴進行清潔處理。
[0045]下面通過一具體實施例對本實用新型作詳細的闡述:
[0046]如圖1所示，該系統(tǒng)包括:
[0047]位于該系統(tǒng)中心設置的驅動電機60，套接在該驅動電機60驅動端上的旋轉安裝座61，在該旋轉安裝座61的周側設置有四個安裝位，相應地，在該四個安裝位上裝配有四個固晶臂40 (分別為固晶臂401、固晶臂402、固晶臂403、固晶臂404，其中，每個固晶臂的結構完全一樣，而且工作步驟也完全相同)，該四個固晶臂40可以伴隨旋轉安裝座61轉動，同時也可相對于該旋轉安裝座61做上下運動。
[0048]在固晶臂40的端部設置有吸嘴座41，在吸嘴座上設置有吸嘴，在固晶臂40圓形運動軌跡的工位上(即吸嘴對應的下方位置)依次設置有晶圓盤10、膠盤20、載體30、清洗盤50，將固晶臂40圓形運動軌跡均分為四個方向的工位，而晶圓盤10、膠盤20、載體30、清洗盤50按照固晶循序依次放置在對應的四個方向的工位上。
[0049]待上述系統(tǒng)組裝完畢后，接下來具體固晶步驟如下:
[0050]步驟一，啟動驅動電機，進入第一個90度旋轉(每一個工序，驅動電機都是旋轉90度，而且整個系統(tǒng)為一循環(huán)系統(tǒng)，且驅動電機的旋轉方向并不限定，順時針或逆時針旋轉均可)；
[0051]步驟二，固晶臂401進入拾晶位，下放固晶臂401拾取芯片，吸嘴吸附到芯片后，升起固晶臂401，驅動電機進入第二個90度旋轉；
[0052]步驟三，固晶臂401進入黏膠位，固晶臂402進入拾晶位，同時下放固晶臂401和固晶臂402，固晶臂401進行黏膠操作，固晶臂402進行拾晶操作，完成后再同時升起固晶臂401和固晶臂402，驅動電機進入第三個90度旋轉；
[0053]步驟四，固晶臂401進入固晶位，固晶臂402進入黏膠位，固晶臂403進入拾晶位，同時下放固晶臂401、固晶臂402和固晶臂403，固晶臂401進行固晶操作，固晶臂402進行黏膠操作，固晶臂403進行拾晶操作，完成后再同時升起固晶臂401、固晶臂402和固晶臂403，驅動電機進入第四個90度旋轉；
[0054]步驟五，固晶臂401進入清洗位(清洗盤對應的工位)，固晶臂402進入固晶位，固晶臂403進入黏膠位，固晶臂404進入拾晶位，同時下放固晶臂401、固晶臂402、固晶臂403和固晶臂404，固晶臂401進行清洗操作，固晶臂402進行固晶操作，固晶臂403進行黏膠操作，固晶臂404進行拾晶操作，完成后再同時升起固晶臂401、固晶臂402、固晶臂403和固晶臂404，驅動電機進入第五個90度旋轉。
[0055]即整個系統(tǒng)初始完畢，往后的階段，固晶臂401、固晶臂402、固晶臂403和固晶臂404均進行同步上下運動，整個系統(tǒng)將以此循環(huán)起來。
[0056]需要注意的是，在整個系統(tǒng)初始時，只有每個固晶臂第一次進入拾晶位時，才進行下放固晶臂操作，待最后的固晶臂404進入拾晶位時，四個固晶臂才進行同步操作。
[0057]本實用新型通過多個單元固晶臂(一個單元指的是一個臂，由于它可同臂完成拾晶、取膠和固晶，所以在本實用新型中稱一個單元)以一定角度固設于電機四周，每個單元的臂都可以獨立做升降的動作。多個單元的固晶臂隨電機放置并同時到達相應的工位后，降下去按設定的方式操作，完成后迅速歸位，再通過控制指令隨電機繼續(xù)轉動，到達下一個工位時繼續(xù)工作。這種結構的特點在于單臂能同時完成拾晶、沾膠及固晶的動作，使每個單元臂在各個工位都始終保持著工作狀態(tài)。
[0058]在此強調的是，該系統(tǒng)對于旋轉方向沒有限制，可做單向順時針旋轉、逆時針旋轉或者順逆往復旋轉運動。
[0059]綜上所述，本實用新型所提供的一種覆膠固晶系統(tǒng)，由于使用同一個機械及控制結構進行拾晶，并靠晶片自身取膠，避免了傳統(tǒng)方式的晶粒(或芯片)與膠點粘接位置有盲點，粘接面分布不均，易出現(xiàn)晶粒與膠滴重置點偏差較大、膠型不飽滿、吸附牢固性差等不良現(xiàn)象。除此之外，使用晶粒(或芯片)取膠代替點膠頭點膠，膠點包覆狀態(tài)完全不一樣，黏接層平整規(guī)則，高度容易控制，更易達到較高的包膠高度。該固晶方法采用獨立的系統(tǒng)即可實現(xiàn)，完全避免兩個獨立機構同工位生產(chǎn)碰撞問題，簡化機械結構，降低控制難度，同時又提聞廣品精度。
[0060]應當理解的是，本實用新型的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種覆膠固晶系統(tǒng)，其特征在于，包括: 晶圓盤，用于放置晶粒； 膠盤，用于對該晶粒的底部進行黏膠處理； 載體，用于提供該晶粒的待固晶位； 固晶臂，用于拾取晶圓盤上的晶粒，并通過該固晶臂將所述晶粒送至膠盤工位進行黏膠處理，再通過該固晶臂將黏膠處理后的晶粒粘焊在載體上的待固晶位； 所述固晶臂以直線、擺動或旋轉的運動方式到達預定工位，所述晶圓盤、膠盤、載體依次設置在所述固晶臂運動軌跡的對應工位上。
2.根據(jù)權利要求1所述的覆膠固晶系統(tǒng)，其特征在于，所述固晶臂端部設置有拾取裝置，所述拾取裝置通過夾持、電磁吸附或真空吸附的方式將晶圓盤上頂起的晶粒抓住。
3.根據(jù)權利要求1所述的覆膠固晶系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 驅動電機，所述驅動電機的驅動端套接有旋轉安裝座，所述固晶臂可上下運動地安裝在所述旋轉安裝座上。
4.根據(jù)權利要求3所述的覆膠固晶系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉安裝座上間隔設置有若干個固晶臂。
5.根據(jù)權利要求2所述的覆膠固晶系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 清洗盤，用于固晶后對固晶臂端部的拾取裝置上的抓取物表面進行清潔處理。
【文檔編號】H01L33/00GK203774360SQ201420116355
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月15日 優(yōu)先權日:2014年3月15日
【發(fā)明者】孫亞雷, 米廣輝, 羅尚峰 申請人:深圳翠濤自動化設備股份有限公司