本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別涉及一種芯片鍵合設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

芯片鍵合是半導(dǎo)體器件封裝過程中的關(guān)鍵工藝步驟，典型的鍵合技術(shù)分為載帶自動(dòng)鍵合技術(shù)(tab)、引線鍵合技術(shù)(wb)和倒裝鍵合技術(shù)(fcb)等。其中，引線鍵合技術(shù)又分為：熱壓鍵合、超聲鍵合和熱超聲鍵合。目前芯片鍵合設(shè)備多采用單片鍵合的方法，即由芯片拾取機(jī)構(gòu)拾取芯片經(jīng)傳送部分移送至鍵合臺(tái)進(jìn)行鍵合。倒裝鍵合技術(shù)的鍵合速度快，但是容易出現(xiàn)鍵合等待芯片傳送現(xiàn)象；而引線鍵合技術(shù)的鍵合速度相對(duì)較慢，容易出現(xiàn)傳送等待鍵合的現(xiàn)象。

也即是說，目前的鍵合設(shè)備在產(chǎn)率方面受限，主要表現(xiàn)在：芯片傳送、位置調(diào)整與鍵合過程順序執(zhí)行，無法批量鍵合；芯片拾取、傳送往復(fù)進(jìn)行，效率低；需要較長的交接和等待時(shí)間。隨著芯片鍵合對(duì)產(chǎn)率要求的不斷提高及基底尺寸的增大，鍵合設(shè)備制造商致力于不斷提高鍵合設(shè)備的鍵合效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種芯片鍵合設(shè)備及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中芯片鍵合設(shè)備拾取、傳送效率低且無法批量鍵合的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種芯片鍵合設(shè)備，包括：

進(jìn)料區(qū)，用于取放承載有芯片的藍(lán)膜片；

分離對(duì)準(zhǔn)區(qū)，用于分離和拾取所述藍(lán)膜片上的芯片；

鍵合區(qū)，包括一號(hào)鍵合臺(tái)和二號(hào)鍵合臺(tái)，所述一號(hào)鍵合臺(tái)和所述二號(hào)鍵合 臺(tái)交替地從所述分離對(duì)準(zhǔn)區(qū)接收芯片并進(jìn)行鍵合；

出料區(qū)，用于取放鍵合所用基底。

作為優(yōu)選，所述進(jìn)料區(qū)包括進(jìn)料片庫和進(jìn)料機(jī)械手，所述出料區(qū)包括出料片庫和出料機(jī)械手。

作為優(yōu)選，所述分離對(duì)準(zhǔn)區(qū)包括：設(shè)置在所述進(jìn)料區(qū)一側(cè)的芯片分離工件臺(tái)和取放手，所述芯片分離工件臺(tái)上設(shè)有頂針，所述取放手用于拾取被所述頂針頂起的芯片，并往復(fù)運(yùn)動(dòng)于所述芯片分離工件臺(tái)與所述鍵合區(qū)之間。

作為優(yōu)選，所述分離對(duì)準(zhǔn)區(qū)還包括與所述芯片分離工件臺(tái)對(duì)應(yīng)的環(huán)形軌道，所述取放手設(shè)有多個(gè)，等間距地安裝在所述環(huán)形軌道上，所述取放手沿著所述環(huán)形軌道往復(fù)運(yùn)動(dòng)于所述芯片分離工件臺(tái)與鍵合區(qū)之間。

作為優(yōu)選，所述環(huán)形軌道下方還設(shè)有探測(cè)器，用于讀取所述芯片的位置信息，進(jìn)一步的，所述探測(cè)器采用ccd相機(jī)。

作為優(yōu)選，所述環(huán)形軌道下方還設(shè)有廢品收集裝置，用于收集經(jīng)所述探測(cè)器判斷為不合格的芯片。

作為優(yōu)選，所述取放手包括：設(shè)置在所述環(huán)形軌道上的z向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、安裝在所述z向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌中的支撐桿以及位于所述支撐桿下端的真空吸嘴，所述支撐桿可在所述z向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌內(nèi)沿z向運(yùn)動(dòng)。

作為優(yōu)選，所述支撐桿可通過繞z軸旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)在所述z向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌內(nèi)沿z向運(yùn)動(dòng)。

一種芯片鍵合方法，包括：

步驟1：上片，對(duì)芯片進(jìn)行分離和檢測(cè)后傳送至芯片交接位；

步驟2：位于所述芯片交接位的鍵合臺(tái)上的基底與所述芯片對(duì)準(zhǔn)后，承接所述芯片；

步驟3：判斷所述基底上的一個(gè)鍵合場(chǎng)是否放滿芯片，若否，則重復(fù)步驟2；若是，則將位于所述芯片交接位的鍵合臺(tái)與位于鍵合位的鍵合臺(tái)換位，換位到所述芯片交接位的鍵合臺(tái)繼續(xù)執(zhí)行步驟2，換位到所述鍵合位的鍵合臺(tái)則同時(shí)執(zhí)行步驟4；

步驟4：位于所述鍵合位的鍵合臺(tái)執(zhí)行鍵合作業(yè)，將所述鍵合場(chǎng)上的芯片批量鍵合，再判斷所述基底上的所有鍵合場(chǎng)是否都鍵合完畢，若否，則位于所述 鍵合位的鍵合臺(tái)繼續(xù)在鍵合位等待換位；若是，則將鍵合完畢的基底送入出料片庫，并換上新的基底在所述鍵合位等候。

作為優(yōu)選，所述步驟1包括：

步驟11：進(jìn)料機(jī)械手從進(jìn)料片庫中將承載有芯片的藍(lán)膜片取出并放置于芯片分離工件臺(tái)上；

步驟12：所述芯片分離工件臺(tái)上的頂針將所述芯片頂起，間隔分布于環(huán)形軌道上的取放手運(yùn)動(dòng)至拾取位，將所述芯片拾取后沿著環(huán)形軌道運(yùn)動(dòng)至所述芯片交接位；

步驟13：判斷所述藍(lán)膜片上的芯片是否拾取完畢，若是，則執(zhí)行步驟11；若否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟12。

作為優(yōu)選，所述拾取位與所述芯片交接位之間還包括探測(cè)位，所述取放手運(yùn)動(dòng)至所述探測(cè)位時(shí)，位于所述環(huán)形軌道下方的探測(cè)器測(cè)量所述芯片的位置信息。

作為優(yōu)選，所述探測(cè)位與所述芯片交接位之間還包括廢品收集位，所述取放手運(yùn)動(dòng)至所述廢品收集位時(shí)，位于所述環(huán)形軌道下方的廢品收集裝置收集經(jīng)所述探測(cè)器判斷為不合格的芯片。

作為優(yōu)選，所述步驟2包括：

步驟21：所述取放手運(yùn)動(dòng)至所述芯片交接位時(shí)，位于所述芯片交接位的鍵合臺(tái)根據(jù)所述芯片的位置信息對(duì)所述鍵合臺(tái)的水平位置進(jìn)行調(diào)整，使所述芯片與所述鍵合臺(tái)上的基底的一個(gè)鍵合場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)；

步驟22：所述取放手根據(jù)所述芯片的位置信息，對(duì)所述芯片進(jìn)行z向調(diào)整，將所述芯片放置于調(diào)整后的鍵合場(chǎng)上。

作為優(yōu)選，所述取放手通過旋轉(zhuǎn)的方式對(duì)所述芯片進(jìn)行z向調(diào)整。

作為優(yōu)選，步驟4中所述的鍵合作業(yè)采用引線鍵合。

本發(fā)明還提供一種芯片鍵合方法，包括：

步驟10：上片，對(duì)芯片進(jìn)行分離和檢測(cè)后傳送至芯片交接位；

步驟20：位于所述芯片交接位的鍵合臺(tái)上的基底與所述芯片對(duì)準(zhǔn)后，承接所述芯片，并進(jìn)行鍵合作業(yè)；

步驟30：判斷所述基底上是否布滿鍵合完的芯片，若否，則重復(fù)步驟20； 若是，則將位于所述芯片交接位的鍵合臺(tái)與位于鍵合位的鍵合臺(tái)換位，換位到所述芯片交接位的鍵合臺(tái)繼續(xù)執(zhí)行步驟20，換位到所述鍵合位的鍵合臺(tái)則同時(shí)執(zhí)行步驟40；

步驟40：將鍵合完畢的基底送入出料片庫，并換上新的基底在鍵合臺(tái)上，并在鍵合位等候。

作為優(yōu)選，所述步驟10包括：

步驟101：進(jìn)料機(jī)械手從進(jìn)料片庫中將承載有芯片的藍(lán)膜片取出并放置于芯片分離工件臺(tái)上；

步驟102：所述芯片分離工件臺(tái)上的頂針將所述芯片頂起，間隔分布于環(huán)形軌道上的取放手運(yùn)動(dòng)至拾取位，將所述芯片拾取后沿著環(huán)形軌道運(yùn)動(dòng)至所述芯片交接位；

步驟103：判斷所述藍(lán)膜片上的芯片是否拾取完畢，若是，則執(zhí)行步驟101；若否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟102。

作為優(yōu)選，所述拾取位與所述芯片交接位之間還包括探測(cè)位，所述取放手運(yùn)動(dòng)至所述探測(cè)位時(shí)，位于所述環(huán)形軌道下方的探測(cè)器測(cè)量所述芯片的位置信息。

作為優(yōu)選，所述探測(cè)位與所述芯片交接位之間還包括廢品收集位，所述取放手運(yùn)動(dòng)至所述廢品收集位時(shí)，位于所述環(huán)形軌道下方的廢品收集裝置收集經(jīng)所述探測(cè)器判斷為不合格的芯片。

作為優(yōu)選，所述步驟20包括：

步驟201：所述取放手運(yùn)動(dòng)至所述芯片交接位時(shí)，位于所述芯片交接位的鍵合臺(tái)根據(jù)所述芯片的位置信息對(duì)所述鍵合臺(tái)的水平位置進(jìn)行調(diào)整，使所述芯片與所述鍵合臺(tái)上的基底對(duì)準(zhǔn)；

步驟202：所述取放手根據(jù)所述芯片的位置信息，對(duì)所述芯片進(jìn)行z向調(diào)整，將所述芯片放置于調(diào)整后的基底上后進(jìn)行鍵合作業(yè)。

作為優(yōu)選，所述取放手通過旋轉(zhuǎn)的方式對(duì)所述芯片進(jìn)行z向調(diào)整。

作為優(yōu)選，所述的鍵合作業(yè)采用引線鍵合。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過設(shè)置分離對(duì)準(zhǔn)區(qū)進(jìn)行測(cè)量、調(diào)整，判斷和收集廢品芯片，同時(shí)利用一號(hào)、二號(hào)鍵合臺(tái)交替工作，解決了現(xiàn)有鍵合設(shè)備拾取、 傳送效率低且無法批量鍵合的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中芯片鍵合設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中取放手結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中鍵合場(chǎng)劃分示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中芯片鍵合方法流程圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例2中芯片鍵合方法中兩鍵合臺(tái)的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。需說明的是，本發(fā)明附圖均采用簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提出一種環(huán)形回路傳送芯片的雙臺(tái)循環(huán)批量鍵合的設(shè)備和方法，具體通過一種環(huán)形回路拾取傳送芯片及雙鍵合臺(tái)循環(huán)批量鍵合的方式，實(shí)現(xiàn)循環(huán)批量的鍵合，能夠有效提高產(chǎn)率。

如圖1至圖3所示，本實(shí)施例提供的芯片鍵合設(shè)備包括：依次設(shè)置的進(jìn)料區(qū)、分離對(duì)準(zhǔn)區(qū)、鍵合區(qū)和出料區(qū)。

所述進(jìn)料區(qū)設(shè)置于分離對(duì)準(zhǔn)區(qū)中芯片分離工件臺(tái)1的左側(cè)，包括：進(jìn)料片庫8及進(jìn)料機(jī)械手9，用于取放承載有芯片130的藍(lán)膜片。

所述分離對(duì)準(zhǔn)區(qū)用于分離和拾取藍(lán)膜片上的芯片130、測(cè)量并調(diào)整芯片130旋轉(zhuǎn)、判斷芯片廢品并進(jìn)行收集，其包括：芯片分離工件臺(tái)1、取放手2、環(huán)形軌道3、ccd相機(jī)4和廢品收集裝置5。其中，所述芯片分離工件臺(tái)1位于環(huán)形軌道3左側(cè)，其上設(shè)有頂針，所述取放手2用于拾取被所述頂針頂起的芯片130，并往復(fù)運(yùn)動(dòng)于所述芯片分離工件臺(tái)1與鍵合區(qū)之間。進(jìn)一步的，所述取放手2 設(shè)置有多個(gè)，并等間距地安裝在環(huán)形軌道3上，所述ccd相機(jī)4和廢品收集裝置5安裝于環(huán)形軌道3下方，正對(duì)取放手2的下表面，用于芯片130位置信息測(cè)量及廢品檢測(cè)。所述廢品收集裝置5用于收集判定為廢品的芯片130。

請(qǐng)重點(diǎn)參照?qǐng)D2，所述取放手2包括：設(shè)置在所述環(huán)形軌道3上的z向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌13、安裝在所述z向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌13上的支撐桿14以及位于所述支撐桿14下端的真空吸嘴12，所述支撐桿14通過繞z旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)在z向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌13內(nèi)沿z向運(yùn)動(dòng)。具體地，所述支撐桿14具有兩個(gè)工位：初始位和取放位。當(dāng)環(huán)形軌道3運(yùn)動(dòng)時(shí)，支撐桿14處于初始位，用于傳送芯片130；當(dāng)環(huán)形軌道3暫停時(shí)，支撐桿14運(yùn)動(dòng)至取放位與芯片分離工件臺(tái)1或鍵合區(qū)配合進(jìn)行芯片130的取放。所述真空吸嘴12用于吸附芯片130，進(jìn)一步的，該真空吸嘴12可以隨支撐桿14旋轉(zhuǎn)以調(diào)整所吸附的芯片130的z向位置。并且，所述取放手2的數(shù)量可根據(jù)產(chǎn)率進(jìn)行調(diào)整。

請(qǐng)繼續(xù)參考圖1，所述鍵合區(qū)包括一號(hào)鍵合臺(tái)6和二號(hào)鍵合臺(tái)7，所述一號(hào)鍵合臺(tái)6和所述二號(hào)鍵合臺(tái)7交替地從所述分離對(duì)準(zhǔn)區(qū)接收芯片130并進(jìn)行鍵合。所述一號(hào)鍵合臺(tái)6位于環(huán)形軌道3右側(cè)，與取放手2配合完成放置芯片130。

所述出料區(qū)包括：出料片庫10及出料機(jī)械手11。所述出料片庫10及出料機(jī)械手11位于二號(hào)鍵合臺(tái)7的右側(cè)，用于取放鍵合所用基底110。

本實(shí)施例針對(duì)慢速鍵合工藝，解決由于鍵合速度慢出現(xiàn)的傳送機(jī)構(gòu)等待鍵合，從而導(dǎo)致的產(chǎn)率低下的問題。

如圖3所示，本實(shí)施例中，通過對(duì)基底110進(jìn)行矩形區(qū)域劃分，定義該矩形區(qū)域?yàn)殒I合場(chǎng)120，每次鍵合對(duì)該矩形區(qū)域內(nèi)的所有芯片130進(jìn)行批量鍵合。對(duì)應(yīng)的，芯片130的傳送過程以鍵合場(chǎng)120放滿芯片130作為判斷條件。當(dāng)然，鍵合場(chǎng)120的大小根據(jù)產(chǎn)率進(jìn)行調(diào)節(jié)。

請(qǐng)重點(diǎn)參照?qǐng)D4，本實(shí)施例還提供一種芯片鍵合方法，具體包括：

步驟1：芯片130拾取與傳送，具體包括：

步驟11：進(jìn)料機(jī)械手9從進(jìn)料片庫8中將承載有芯片130的藍(lán)膜片取出并放置于芯片分離工件臺(tái)1上。進(jìn)料機(jī)械手9取下一片并等待；

步驟12：分離工件臺(tái)1的頂針頂起，取放手2處于環(huán)形軌道3上的拾取位，打開真空，從分離工件臺(tái)1上吸附芯片130，分離工件臺(tái)1的頂針落下，取放手2將所述芯片130拾取后沿著環(huán)形軌道3運(yùn)動(dòng)；

步驟13：取放手2吸取芯片130運(yùn)行至芯片檢測(cè)位，即ccd相機(jī)4的正上方，通過ccd相機(jī)4判斷芯片130是否合格并記錄芯片130位置信息(x，y，z)；

步驟14：環(huán)形軌道3帶動(dòng)取放手2運(yùn)行至廢品收集位即廢品收集裝置5上方，將檢測(cè)未合格的芯片130放置于廢品收集裝置5中；

步驟15：環(huán)形軌道3運(yùn)行至芯片交接位；

步驟16：判斷藍(lán)膜片上的芯片130是否拾取完畢，若是，由正在等待的進(jìn)料機(jī)械手9放置下一張藍(lán)膜片；若否，則繼續(xù)執(zhí)行12。

步驟2：位于所述芯片交接位的一號(hào)鍵合臺(tái)6上的基底110與所述芯片130對(duì)準(zhǔn)后，承接芯片130，包括步驟21：所述取放手2運(yùn)動(dòng)至所述芯片交接位時(shí)，位于所述芯片交接位的一號(hào)鍵合臺(tái)6(本實(shí)施例僅以一號(hào)鍵合臺(tái)在芯片交接位為例，將文中的一號(hào)鍵合臺(tái)與二號(hào)鍵合臺(tái)互換后，同樣適用)，根據(jù)所述芯片130的位置信息對(duì)所述一號(hào)鍵合臺(tái)6的水平位置進(jìn)行調(diào)整，使所述芯片130與所述一號(hào)鍵合臺(tái)6上的基底110的一個(gè)鍵合場(chǎng)120對(duì)準(zhǔn)；步驟22：所述取放手2根據(jù)所述芯片130的位置信息，通過繞rz向旋轉(zhuǎn)對(duì)所述芯片130進(jìn)行z向調(diào)整，將所述芯片130放置于調(diào)整后的鍵合場(chǎng)120上。

接著，執(zhí)行步驟3：判斷所述基底110上的一個(gè)鍵合場(chǎng)120是否放滿芯片130，若否，則重復(fù)步驟2；若是，則將位于所述芯片交接位的一號(hào)鍵合臺(tái)6與位于鍵合位的二號(hào)鍵合臺(tái)7換位，換位到所述芯片交接位的二號(hào)鍵合臺(tái)7繼續(xù)執(zhí)行步驟2，換位到所述鍵合位的一號(hào)鍵合臺(tái)6則同時(shí)執(zhí)行步驟4；

執(zhí)行步驟4：對(duì)鍵合場(chǎng)120上的芯片130進(jìn)行引線鍵合作業(yè)，將所述鍵合場(chǎng)120上的芯片130批量鍵合，再判斷所述基底110上的所有鍵合場(chǎng)120是否都鍵合完畢，若否，則位于所述鍵合位的一號(hào)鍵合臺(tái)6繼續(xù)在鍵合位等待換位；若是，則將鍵合完畢的基底送入出料片庫，并換上新的基底110在所述鍵合位等候。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于：本實(shí)施例針對(duì)快速鍵合工藝，所述環(huán)形軌道3用于快速傳送芯片130，保證傳送效果，當(dāng)一號(hào)鍵合臺(tái)6鍵合完成后，兩鍵合臺(tái)換位，二號(hào)鍵合臺(tái)7繼續(xù)鍵合，一號(hào)鍵合臺(tái)6進(jìn)行后續(xù)工藝或更換新的基底110。換句話說，本實(shí)施例的鍵合在單個(gè)芯片130交接后直接進(jìn)行，直至基底110鍵合完成進(jìn)行鍵合臺(tái)換位。新的鍵合臺(tái)繼續(xù)鍵合，鍵合完成的鍵合臺(tái)繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)操作而不影響芯片130傳送、鍵合過程的繼續(xù)。

具體地，請(qǐng)參照?qǐng)D5，本實(shí)施例的芯片鍵合方法包括：

步驟10：上片，對(duì)芯片130進(jìn)行檢測(cè)和對(duì)準(zhǔn)后傳送至芯片交接位；此步驟與實(shí)施例1中的步驟1順序相同，故此處不再贅述。

步驟20：位于所述芯片交接位的一號(hào)鍵合臺(tái)6上的基底110與所述芯片對(duì)準(zhǔn)后，承接所述芯片，并進(jìn)行引線鍵合作業(yè)。具體包括：

步驟201：所述取放手2運(yùn)動(dòng)至所述芯片交接位時(shí)，位于所述芯片交接位的一號(hào)鍵合臺(tái)6根據(jù)所述芯片的位置信息對(duì)所述一號(hào)鍵合臺(tái)6的水平位置進(jìn)行調(diào)整，使所述芯片與所述一號(hào)鍵合臺(tái)6上的基底110對(duì)準(zhǔn)；

步驟202：所述取放手2根據(jù)所述芯片130的位置信息，通過繞rz向旋轉(zhuǎn)的方式對(duì)所述芯片130進(jìn)行z向調(diào)整，將所述芯片130放置于調(diào)整后的基底110上后進(jìn)行鍵合作業(yè)。

步驟30：判斷所述基底110上是否布滿鍵合完的芯片130，若否，則重復(fù)步驟20；若是，則將位于所述芯片交接位的一號(hào)鍵合臺(tái)6與位于鍵合位的二號(hào)鍵合臺(tái)7換位，換位到所述芯片交接位的二號(hào)鍵合臺(tái)7繼續(xù)執(zhí)行步驟20，換位到所述鍵合位的一號(hào)鍵合臺(tái)則同時(shí)執(zhí)行步驟40。

當(dāng)然，換位過程中，芯片130傳送暫停；換位后的二號(hào)鍵合臺(tái)7繼續(xù)進(jìn)行接片、鍵合。

步驟40：將鍵合完畢的基底110送入出料片庫，并換上新的基底110在鍵合臺(tái)上，并在鍵合位等候。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。