CN107134418A - 倒装芯片键合装置及键合方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种倒装芯片键合装置及键合方法，所述键合装置包括：供应单元，从载片中分离倒装芯片及提供所述倒装芯片，其包括翻转装置；转接单元，从所述翻转装置接合所述倒装芯片；位置调整单元，调整所述转接单元上倒装芯片的位置；键合单元，将所述转接单元上的倒装芯片键合到基底上；传输单元，传输所述转接单元；控制单元，控制上述各单元的运动；转接单元能够接合多个倒装芯片，由此一次能够完成多个倒装芯片的键合，节省了键合时间，提高了键合产率；并且在所述转接单元传输的过程中经过位置调整单元，由位置调整单元对转接单元上的倒装芯片的位置进行调整，从而保证后续键合过程中倒装芯片位置的精度，从而实现高精度的键合。

Description

倒装芯片键合装置及键合方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种倒装芯片键合装置及键合方法。
背景技术
倒装芯片键合工艺是将芯片与载片连接形成的一种互连形式。由于电子产品朝着轻、薄和小型化的方向发展，使得芯片键合技术的应用日益增多，将芯片键合工艺与晶圆级封装工艺相结合，能够制作出封装尺寸更小、性能更高的封装形式。另外，由于能够事先知道芯片的KGD(know good die，知道合格芯片)，如果将芯片键合工艺与硅通孔(TSV)工艺相结合，能够制作出成本和性能更有竞争力的三维立体结构。
现有的芯片倒装键合设备，是通过与芯片尺寸大小匹配的吸头将单个芯片从源端拾取后，再通过机器对准系统将芯片与载片的对准标记对准后，直接将芯片压合在基底上形成互连。由于整个工艺流程都是串行完成，对于下压键合时间长的工艺，产率非常低，难以满足量产需求，同时键合精度较差。
图1是倒装芯片键合工艺流程示意图，如图1所示，预键合芯片2以器件面3向上的方式放置在承载台1上，采用机械手抓取和翻转的方式将键合芯片2接合到基底4上，键合芯片的间距L可根据不同工艺需求调整。现有的倒装芯片键合方案示意图如图2所示，首先通过翻转机械手5拾取一颗承载台1上的芯片并进行翻转，再将芯片交接给转机械手6，机械手6运动到基底4上方后，通过CCD7将芯片正面的对准标记和基底4上的对准标记进行对准后将芯片下压完成键合。该方案的缺点是：整个工艺流程都是串行完成，对于下压键合时间长的工艺(例如30秒)，由于一次只能键合一颗芯片，使得产率非常低，难以满足量产需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种倒装芯片键合装置及键合方法，每次能够完成多个倒装芯片的键合，节省键合时间，提高键合产率，并且实现高精度的键合。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种倒装芯片键合装置，包括：供应单元，被配置为从载片中分离倒装芯片及提供所述倒装芯片；所述供应单元包括翻转装置，用于拾取并翻转所述倒装芯片，以使所述倒装芯片的上表面和下表面颠倒；
转接单元，被配置为从所述翻转装置接合所述倒装芯片，所述转接单元能够接合多个倒装芯片；
位置调整单元，被配置为调整所述转接单元上倒装芯片的位置；
键合单元，被配置为将所述转接单元上的倒装芯片键合到基底上；
传输单元，被配置为在X方向上传输所述转接单元；所述供应单元、位置调整单元与键合单元按顺序在X方向上排列；以及
控制单元，被配置为控制上述各单元的运动。
可选的，所述供应单元包括弹出装置，所述弹出装置被配置为从所述载片中弹出所述倒装芯片，以使所述倒装芯片从所述载片突起，以及所述翻转装置提取突起的所述倒装芯片。
可选的，所述弹出装置包括在Z方向上依次连接的弹出机构、第一吸附机构与第一移动机构；所述弹出机构被配置为弹出倒装芯片；所述第一吸附机构被配置为吸附放置倒装芯片的载片；所述第一移动机构被配置为在Y方向上移动所述弹出机构与第一吸附机构。
可选的，所述翻转装置包括电机、第二移动机构、连接所述电机与第二移动机构的连接件以及与所述第二移动机构在Z方向上相连接的第二吸附机构；所述第二吸附机构被配置为吸附倒装芯片；所述第二移动机构被配置为在Z方向上移动所述第二吸附机构；所述电机被配置为翻转所述第二吸附机构与第二移动机构。
可选的，所述位置调整单元包括第一测量系统与位置调整装置；所述第一测量系统被配置为测量所述转接单元上倒装芯片的位置；所述位置调整装置被配置为调整所述倒装芯片在所述转接单元上的位置。
可选的，所述位置调整装置包括支撑机构、第三移动机构与第三吸附机构；所述支撑机构被配置为支撑所述第三移动机构；所述第三移动机构被配置为移动所述第三吸附机构至所述转接单元上的倒装芯片位置处；所述第三吸附机构被配置为吸附所述转接单元上的倒装芯片。
可选的，所述键合单元包括第二测量系统与第三测量系统；所述第二测量系统被配置为测量所述转接单元的位置；所述第三测量系统被配置为测量所述基底的位置。
可选的，所述第一测量系统、第二测量系统与第三测量系统均通过测量标记的位置来获得设置标记对象的位置，其均包括第一测量支路与第二测量支路，所述第一测量支路包括第一照明单元与第一探测单元，所述第一照明单元用于向标记提供照明光源，所述第一探测单元相应地将标记成像并测量其位置，所述第二测量支路包括第二照明单元与第二探测单元，所述第二照明单元与所述第一照明单元完全相同，所述第二探测单元与所述第一探测单元完全相同；其中，所述标记均包括相互正交的X向标记与Y向标记，所述第一测量支路测量X向标记的位置，所述第二测量支路测量Y向标记的位置。
可选的，所述第一测量支路的光轴在所述标记上的投影与所述Y向标记平行，所述第二测量支路的光轴在所述标记上的投影与所述X向标记平行。
可选的，所述第一照明单元包括宽带光源、照明镜组与成像前组，所述第一探测单元包括成像后组与图像传感器；所述宽带光源提供的宽带光，倾斜入射通过所述照明镜组与成像前组后照射到X向或Y向标记上，经X向或Y向标记反射后，再经过所述成像后组，将标记成像到图像传感器上，图像传感器输出的图像经过图像处理之后，获得所述标记的位置信息。
可选的，所述供应单元还包括第一运动台，所述键合单元还包括第二运动台；所述第一运动台被配置为放置载片，所述载片用于向转接单元提供倒装芯片；所述第二运动台被配置为放置基底，所述基底用于与转接单元提供的倒装芯片进行键合。
可选的，所述倒装芯片键合装置还包括载片承载单元、基底承载单元、第一传输装置与第二传输装置；所述载片承载单元被配置为承载多个待提供倒装芯片的载片；所述基底承载单元被配置为承载多个完成芯片键合之后的基底；所述第一传输装置被配置为从所述载片承载单元抓取载片并传输至所述第一运动台；所述第二传输装置被配置为从所述第二运动台抓取基底并传输至所述基底承载单元。
相应的，本发明还提供一种倒装芯片键合方法，包括以下步骤：
步骤S01：供应单元将倒装芯片从载片中分离，翻转装置将所述倒装芯片拾取并翻转；
步骤S02：转接单元从所述翻转装置接合所述倒装芯片；
步骤S03：重复步骤S01与步骤S02，直至完成所述转接单元上所有的倒装芯片的接合；
步骤S04：传输单元将所述转接单元传输至位置调整单元的测量区域，所述位置调整单元调整所述转接单元上倒装芯片的位置；
步骤S05：所述传输单元将所述转接单元传输至键合单元的测量区域，所述键合单元将所述转接单元上所有的倒装芯片键合到基底上。
可选的，在步骤S01中：第二传输单元从载片承载单元中抓取载片并传输至第一运动台，第一运动台将载片上倒装芯片移动到预定拾取的位置，弹出装置从所述载片中弹出倒装芯片，翻转装置提取由所述弹出装置弹出的倒装芯片，并将所述倒装芯片进行翻转。
可选的，在步骤S04中，所述位置调整单元中的第一测量系统测量所述转接单元上倒装芯片的位置，所述位置调整单元中的位置调整装置根据测量数据调整所述倒装芯片在所述转接单元上的位置。
可选的，在所述第一测量系统测量所述转接单元上倒装芯片的位置之后，还包括：传输单元根据测量结果将所述转接单元传输至位置调整单元的精确测量区域，然后再由所述位置调整装置根据测量数据调整所述倒装芯片在所述转接单元上的位置；并且上述过程至少重复一次。
可选的，在步骤S05中，所述键合单元中的第二测量系统测量所述转接单元的位置；第三测量系统测量所述基底的位置，根据测量结果，传输单元携带转接单元至键合单元的键合位置，第二运动台携带基底至键合单元的键合位置，完成倒装芯片的键合。
可选的，在步骤S05之后还包括：所述转接单元与倒装芯片分离，所述传输单元将所述转接单元传输至初始位置。
可选的，完成整片基底的键合之后还包括：第三传输单元抓取基底并传输至基底承载单元。
与现有技术相比，本发明所提供的倒装芯片键合装置及键合方法的有益效果如下：
1、本发明通过在倒装芯片键合装置中设置转接单元，能够接合多个倒装芯片，使用传输单元将转接单元传输至键合单元进行键合，一次能够完成多个倒装芯片的键合，节省了键合时间，提高了键合产率；并且在所述转接单元传输的过程中经过位置调整单元，由位置调整单元对转接单元上的倒装芯片的位置进行调整，从而保证后续键合过程中倒装芯片位置的精度，从而实现高精度的键合；
2、在供应单元中设置弹出装置，包括弹出机构与第一吸附机构，第一吸附机构吸附载片，弹出机构从载片中将倒装芯片弹出，以使倒装芯片很容易从载片中分离，从而防止翻转装置直接从载片中提取倒装芯片时的延时，从而提高了工作效率；
3、在测量系统中设置两个照明单元与两个探测单元，第一照明单元与第一探测单元匹配探测X向标记的位置，第二照明单元与第二探测单元匹配探测Y向标记的位置，通过对X向和Y向标记的分开测量，消除了垂向测量信号对水平向测量信号的串扰，提高了测量的精度。
附图说明
图1为现有的倒装芯片键合工艺流程示意图。
图2为现有的倒装芯片键合方案示意图。
图3为本发明实施例一所提供的倒装芯片键合装置的结构示意图。
图4为本发明实施例一所提供的弹出装置的结构示意图。
图5为本发明实施例一所提供的翻转装置的结构示意图。
图6为本发明实施例一所提供的位置调整装置的结构示意图。
图7为本发明实施例一所提供的第一测量系统的结构示意图。
图8为本发明实施例一所提供的第一照明单元与第一探测单元的结构示意图
图9为本发明实施例二所提供的倒装芯片键合方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容做进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，在详述本发明实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应对此作为本发明的限定。
本发明的核心思想是：通过在倒装芯片键合装置中设置转接单元，能够接合多个倒装芯片，使用传输单元将转接单元传输至键合单元进行键合，一次能够完成多个倒装芯片的键合，节省了键合时间，提高了键合产率；并且在所述转接单元传输的过程中经过位置调整单元，由位置调整单元对转接单元上的倒装芯片的位置进行调整，从而保证后续键合过程中倒装芯片位置的精度，从而实现高精度的键合。
【实施例一】
请参考图3，其为本发明实施例一所提供的倒装芯片键合装置的结构示意图。如图3所示，所述倒装芯片键合装置包括：供应单元10，被配置为从载片100中分离倒装芯片及提供所述倒装芯片；所述供应单元10包括翻转装置11，用于拾取并翻转所述倒装芯片，以使所述倒装芯片的上表面和下表面颠倒；转接单元20，被配置为从所述翻转装置11接合所述倒装芯片，所述转接单元20能够接合多个倒装芯片；位置调整单元30，被配置为调整所述转接单元20上倒装芯片的位置；键合单元40，被配置为将所述转接单元20上的倒装芯片键合到基底400上；传输单元50，被配置为在X方向上传输所述转接单20元；所述供应单元10、位置调整单元30与键合单元40按顺序在X方向上排列；以及控制单元60，被配置为控制上述各单元的运动。所述载片100上设置有一组倒装芯片，在所述倒装芯片上都设置有芯片标记，在图3中仅标示出了一个倒装芯片200，以及一个芯片标记201。
本发明所提供的倒装芯片键合装置，设置能够从供应单元接合多个倒装芯片的转接单元，使用传输单元将转接单元传输至键合单元进行键合，一次能够完成多个倒装芯片的键合，节省了键合时间，提高了键合产率；并且在所述转接单元传输的过程中经过位置调整单元，由位置调整单元对转接单元上的倒装芯片的位置进行调整，从而保证后续键合过程中倒装芯片位置的精度，从而实现高精度的键合。
所述供应单元10包括弹出装置12，所述弹出装置12被配置为从所述载片100中弹出所述倒装芯片，以使所述倒装芯片从所述载片100突起。请参考图4，其为本发明实施例一所提供的弹出装置的结构示意图。如图4所示，所述弹出装置12包括在Z方向上依次连接的弹出机构121、第一吸附机构122与第一移动机构123；所述弹出机构121被配置为弹出倒装芯片；所述第一吸附机构122被配置为吸附放置倒装芯片的载片100；所述第一移动机构123被配置为在Y方向上移动所述弹出机构121与第一吸附机构122，以将所述弹出装置12移动至下一倒装芯片的位置。
所述翻转装置11提取由所述弹出装置12弹出的倒装芯片。请参考图5，其为本发明实施例一所提供的翻转装置的结构示意图，如图5所示，所述翻转装置11包括电机111、第二移动机构112、连接所述电机11与第二移动机构112的连接件113以及与所述第二移动机构112在Z方向上相连接的第二吸附机构114；所述第二吸附机构114被配置为吸附倒装芯片；所述第二移动机构112被配置为在Z方向上移动所述第二吸附机构114；所述电机111被配置为翻转所述第二吸附机构114与第二移动机构112。所述第二吸附机构114可以是橡胶吸盘、陶瓷吸盘等任何可以吸附倒装芯片的吸盘。
在供应单元10中，所述第一吸附机构122吸附载片，所述弹出机构121从载片100中将倒装芯片弹出，以使倒装芯片很容易从载片中突起，所述第二吸附机构114从所述弹出机构121上提取倒装芯片，从而避免了翻转装置11直接从载片100中提取倒装芯片，从而防止提取倒装芯片延时，从而提高了工作效率。
所述位置调整单元30包括第一测量系统31与位置调整装置32；所述第一测量系统31被配置为测量所述转接单元20上倒装芯片的位置；所述位置调整装置32被配置为调整所述倒装芯片在所述转接单元20上的位置。所述键合单元40包括第二测量系统41与第三测量系统42；所述第二测量系统41被配置为测量所述转接单元20的位置；所述第三测量系统42被配置为测量所述基底400的位置。所述基底400可以是金属材料、半导体材料或有机材料，也可以是本领域技术人员已知的其他材料。
请参考图6，其为本发明实施例一所提供的位置调整装置的结构示意图，如图6所示，所述位置调整装置32包括支撑机构321、第三移动机构322与第三吸附机构323；所述支撑机构321被配置为支撑所述第三移动机构322；所述第三移动机构322被配置为移动所述第三吸附机构323至所述转接单元20上的倒装芯片位置处；所述第三吸附机构323被配置为吸附所述转接单元20上的倒装芯片。
所述第一测量系统31、第二测量系统41与第三测量系统42的结构相同，均通过测量标记的位置信息来获得设置标记对象的位置信息。所述第一测量系统31通过测量倒装芯片上芯片标记的位置来获得倒装芯片的位置，所述第二测量系统41通过测量芯片标记的位置来获得转接单元20的位置(此时倒装芯片接合于所述转接单元20上)，所述第三测量系统42通过测量基底标记的位置来获得基底的位置。所述第一测量系统31的位置安装使得所述第一测量系统31的焦面与倒装芯片的芯片标记重合。本实施例中第一测量系统31位于所述转接单元20下方，所述第二测量系统41位于所述转接单元20下方，所述第三测量系统42位于所述基底400上方。所述第一测量系统31与第二测量系统41测量上方区域的标记位置，所述第三测量系统42测量下方区域的标记位置。由于三个测量系统的结构相同，因此以下仅对第一测量系统的结构进行分析。
请参考图7，其为本发明实施例一所提供的第一测量系统的结构示意图。如图7所示，所述第一测量系统包括第一测量支路与第二测量支路，所述第一测量支路包括第一照明单元311与第一探测单元312，所述第一照明单元311用于向标记提供照明光源，所述第一探测单元312相应地将标记成像并测量其位置，所述第二测量支路包括第二照明单元313与第二探测单元314，所述第二照明单元313与所述第一照明单元311完全相同，所述第二探测单元314与所述第一探测单元312完全相同；所述标记均包括相互正交的X向标记与Y向标记，所述第一测量支路测量X向标记的位置，所述第二测量支路测量Y向标记的位置，即第一照明单元311与第一探测单元312匹配探测X向标记的位置，第二照明单元313与第二探测单元314匹配探测Y向标记的位置。第一照明单元311用于提供X向标记的照明光源，第二照明单元312用于提供Y向标记的照明光源，第一探测单元312用于将X向标记成像并测量其位置，第二探测单元314用于将Y向标记成像并测量其位置。
所述第一照明单元311与第一探测单元312对称分布于X向标记的两侧，所述第二照明单元313与第二探测单元314对称分布于Y向标记的两侧。通过对X向和Y向标记的分开测量，消除了垂向测量信号对水平向测量信号的串扰，提高了测量的精度；所述第一测量支路的光轴在所述标记上的投影与所述Y向标记平行，所述第二测量支路的光轴在所述标记上的投影与所述X向标记平行，通过两个正交支路，达到两个方向对准探测的目的。
请参考图8，其为本发明实施例一所提供的第一照明单元与第一探测单元的结构示意图。如图8所示，所述第一照明单元311包括宽带光源301、照明镜组302与成像前组303，所述第一探测单元312包括成像后组304与图像传感器305；所述宽带光源301提供的宽带光，倾斜入射通过所述照明镜组302与成像前组303后照射到X向或Y向标记上，经X向或Y向标记反射后，再经过所述成像后组304，将标记成像到图像传感器305上，图像传感器305输出的图像经过图像处理之后，即可获得标记的对准位置。由于所述第一照明单元311与第二照明单元313的结构相同，所述第一探测单元312与第二探测单元314的结构相同，不再对第二照明单元313与第二探测单元314进行描述。
请继续参照图3，所述供应单元10还包括第一运动台13，所述键合单元40还包括第二运动台43；所述第一运动台13被配置为放置载片100，所述载片100用于向转接单元20提供倒装芯片；所述第二运动台43被配置为放置基底300，所述基底300用于与转接单元20提供的倒装芯片进行键合。
所述倒装芯片键合装置还包括载片承载单元70、基底承载单元80、第一传输装置71与第二传输装置81；所述载片承载单元70被配置为承载多个待提供倒装芯片的载片100；所述基底承载单元80被配置为承载多个完成芯片键合之后的基底400；所述第一传输装置71被配置为从所述载片承载单元70抓取载片并传输至所述第一运动台13；所述第二传输装置81被配置为从所述第二运动台43抓取基底并传输至所述基底承载单元80。
所述控制系统60被配置为控制上述各单元的运动，具体的，所述第一传输装置71通过控制系统60实现对载片的抓取与传输。所述第一运动台13通过控制系统60实现X、Y向运动，翻转装置11通过控制系统60实现Z向运动。传输单元20通过控制系统60实现X向运动。第一测量系统31通过控制系统60实现倒装芯片的位置测量，所述位置调整装置32通过控制系统60实现多自由度运动。第二测量系统41通过控制系统60实现转接单元20的位置测量，第三测量系统42通过控制系统60实现基底400的位置测量，第二运动台43通过控制系统60实现X、Y、Z、Rz向的运动，所述第二传输装置81通过控制系统60实现对基底的抓取与传输。本发明所述的第一运动台13、传输单元50和第二运动台43可以根据实际需要配备不同的自由度。
本发明所提供的倒装芯片键合装置中，采用小于基底尺寸的转接单元20进行临时接合工艺，以提高工艺适应性，转接单元20尺寸可根据实际倒装芯片尺寸需求调整。可以根据工艺要求提供的倒装芯片尺寸、间隔距离、倒装芯片数量和转接单元边距对倒装芯片在转接单元上的布局进行规划。本发明也可以包括多个相同的位置调整单元30同步对转接单元20上的多个倒装芯片进行位置测量，也可以配备多个位置调整装置32进行位置精调，需要根据产率要求、成本要求综合进行优化和配置。
【实施例二】
请参考图9所示，其为本发明实施例二所提供的一种倒装芯片键合方法的流程图，如图9所示，本发明提供的倒装芯片键合方法包括以下步骤：
步骤S01：供应单元将倒装芯片从载片中分离，翻转装置将所述倒装芯片拾取并翻转；
步骤S02：转接单元从所述翻转装置接合所述倒装芯片；
步骤S03：重复步骤S01与步骤S02，直至完成所述转接单元上所有的倒装芯片的接合；
步骤S04：传输单元将所述转接单元传输至位置调整单元的测量区域，所述位置调整单元调整所述转接单元上倒装芯片的位置；
步骤S05：所述传输单元将所述转接单元传输至键合单元的测量区域，所述键合单元将所述转接单元上所有的倒装芯片键合到基底上。
具体的，在步骤S01中，第二传输单元71从载片承载单元70中抓取载片100并传输至第一运动台13，第一运动台13将载片100上倒装芯片移动到预定拾取的位置，弹出装置12从所述载片100中弹出倒装芯片，翻转装置12提取由所述弹出装置11弹出的倒装芯片，并将所述倒装芯片进行翻转。
在步骤S02中，转接单元20从所述翻转装置11接合所述倒装芯片。
在步骤S03中，重复步骤S01与步骤S02，直至完成所述转接单元20上所有的倒装芯片的接合。
在步骤S04中，传输单元50将所述转接单元20传输至位置调整单元30的测量区域，所述位置调整单元30调整所述转接单元20上倒装芯片的位置。
第一步骤，传输单元50将所述转接单元20传输至位置调整单元30的测量区域；第二步骤，所述位置调整单元30中的第一测量系统31测量所述转接单元20上倒装芯片的位置；第三步骤，所述位置调整单元30中的位置调整装置32根据测量数据调整所述倒装芯片在所述转接单元20上的位置。在第二步骤与第三步骤中可增加第四步骤：传输单元50根据测量结果将所述转接单元20传输至位置调整单元30的精确测量区域。并且上述四个步骤至少重复一次，优选的，上述四个步骤进行两次，以便可以更好的调整所述倒装芯片在所述转接单元中的位置。
在步骤S05中，传输单元50将所述转接单元20传输至键合单元40的测量区域，所述键合单元40将所述转接单元20上所有的倒装芯片键合到基底上。
所述键合单元40中的第二测量系统41测量所述转接单元20的位置；第三测量系统测量42所述基底400的位置，根据测量结果，传输单元50携带转接单元20至键合单元40的键合位置，第二运动台43携带基底400至键合单元40的键合位置，完成倒装芯片的键合。
本发明所提供的倒装芯片的键合方法，还包括步骤S06：所述转接单元20与倒装芯片分离，所述传输单元50将所述转接单元20传输至初始位置。然后重复步骤S01至步骤S06，完成整片基底的键合之后，之后第三传输单元81抓取基底并传输至基底承载单元80。
本发明提供的倒装芯片的键合方法，通过使用传输装置使转接装置在供应单元、位置调整单元与键合单元之间传输，转接装置从供应单元接合倒装芯片，在位置调整单元对倒装芯片进行位置调节，然后在键合单元完成键合，由于转接装置能够接合多个倒装芯片，节省了键合时间，提高了键合产率，并且位置调整保证了后续键合过程中倒装芯片位置的精度，从而实现了高精度的键合。
综上所述，本发明提供的倒装芯片键合装置及键合方法，通过在倒装芯片键合装置中设置转接单元，能够接合多个倒装芯片，使用传输单元将转接单元传输至键合单元进行键合，一次能够完成多个倒装芯片的键合，节省了键合时间，提高了键合产率；并且在所述转接单元传输的过程中经过位置调整单元，由位置调整单元对转接单元上的倒装芯片的位置进行调整，从而保证后续键合过程中倒装芯片位置的精度，从而实现高精度的键合；在供应单元中设置弹出装置，包括弹出机构与第一吸附机构，第一吸附机构吸附载片，弹出机构从载片中将倒装芯片弹出，以使倒装芯片很容易从载片中分离，从而防止翻转装置直接从载片中提取倒装芯片时的延时，从而提高了工作效率；在测量系统中设置两个照明单元与两个探测单元，第一照明单元与第一探测单元匹配探测X向标记的位置，第二照明单元与第二探测单元匹配探测Y向标记的位置，通过对X向和Y向标记的分开测量，消除了垂向测量信号对水平向测量信号的串扰，提高了测量的精度。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (19)

1.一种倒装芯片键合装置，其特征在于，包括：
供应单元，被配置为从载片中分离倒装芯片及提供所述倒装芯片；所述供应单元包括翻转装置，用于拾取并翻转所述倒装芯片，以使所述倒装芯片的上表面和下表面颠倒；
转接单元，被配置为从所述翻转装置接合所述倒装芯片，所述转接单元能够接合多个倒装芯片；
位置调整单元，被配置为调整所述转接单元上倒装芯片的位置；
键合单元，被配置为将所述转接单元上的倒装芯片键合到基底上；
传输单元，被配置为在X方向上传输所述转接单元；所述供应单元、位置调整单元与键合单元按顺序在X方向上排列；以及
控制单元，被配置为控制上述各单元的运动。
2.如权利要求1所述的倒装芯片键合装置，其特征在于，所述供应单元包括弹出装置，所述弹出装置被配置为从所述载片中弹出所述倒装芯片，以使所述倒装芯片从所述载片突起，以及
所述翻转装置提取突起的所述倒装芯片。
3.如权利要求2所述的倒装芯片键合装置，其特征在于，所述弹出装置包括在Z方向上依次连接的弹出机构、第一吸附机构与第一移动机构；
所述弹出机构被配置为弹出倒装芯片；
所述第一吸附机构被配置为吸附放置倒装芯片的载片；
所述第一移动机构被配置为在Y方向上移动所述弹出机构与第一吸附机构。
4.如权利要求1或2或3所述的倒装芯片键合装置，其特征在于，所述翻转装置包括电机、第二移动机构、连接所述电机与第二移动机构的连接件以及与所述第二移动机构在Z方向上相连接的第二吸附机构；
所述第二吸附机构被配置为吸附倒装芯片；
所述第二移动机构被配置为在Z方向上移动所述第二吸附机构；
所述电机被配置为翻转所述第二吸附机构与第二移动机构。
5.如权利要求1所述的倒装芯片键合装置，其特征在于，所述位置调整单元包括第一测量系统与位置调整装置；
所述第一测量系统被配置为测量所述转接单元上倒装芯片的位置；
所述位置调整装置被配置为调整所述倒装芯片在所述转接单元上的位置。
6.如权利要求5所述的倒装芯片键合装置，其特征在于，所述位置调整装置包括支撑机构、第三移动机构与第三吸附机构；
所述支撑机构被配置为支撑所述第三移动机构；
所述第三移动机构被配置为移动所述第三吸附机构至所述转接单元上的倒装芯片位置处；
所述第三吸附机构被配置为吸附所述转接单元上的倒装芯片。
7.如权利要求5所述的倒装芯片键合装置，其特征在于，所述键合单元包括第二测量系统与第三测量系统；
所述第二测量系统被配置为测量所述转接单元的位置；
所述第三测量系统被配置为测量所述基底的位置。
8.如权利要求7所述的倒装芯片键合装置，其特征在于，所述第一测量系统、第二测量系统与第三测量系统均通过测量标记的位置来获得设置标记对象的位置，其均包括第一测量支路与第二测量支路，所述第一测量支路包括第一照明单元与第一探测单元，所述第一照明单元用于向标记提供照明光源，所述第一探测单元相应地将标记成像并测量其位置，所述第二测量支路包括第二照明单元与第二探测单元，所述第二照明单元与所述第一照明单元完全相同，所述第二探测单元与所述第一探测单元完全相同；其中，所述标记均包括相互正交的X向标记与Y向标记，所述第一测量支路测量X向标记的位置，所述第二测量支路测量Y向标记的位置。
9.如权利要求8所述的倒装芯片键合装置，其特征在于，所述第一测量支路的光轴在所述标记上的投影与所述Y向标记平行，所述第二测量支路的光轴在所述标记上的投影与所述X向标记平行。
10.如权利要求8所述的倒装芯片键合装置，其特征在于，所述第一照明单元包括宽带光源、照明镜组与成像前组，所述第一探测单元包括成像后组与图像传感器；所述宽带光源提供的宽带光，倾斜入射通过所述照明镜组与成像前组后照射到X向或Y向标记上，经X向或Y向标记反射后，再经过所述成像后组，将标记成像到图像传感器上，图像传感器输出的图像经过图像处理之后，获得所述标记的位置信息。
11.如权利要求1～10任一项所述的倒装芯片键合装置，其特征在于，所述供应单元还包括第一运动台，所述键合单元还包括第二运动台；
所述第一运动台被配置为放置载片，所述载片用于向转接单元提供倒装芯片；
所述第二运动台被配置为放置基底，所述基底用于与转接单元提供的倒装芯片进行键合。
12.如权利要求11所述的倒装芯片键合装置，其特征在于，所述倒装芯片键合装置还包括载片承载单元、基底承载单元、第一传输装置与第二传输装置；
所述载片承载单元被配置为承载多个待提供倒装芯片的载片；所述基底承载单元被配置为承载多个完成芯片键合之后的基底；
所述第一传输装置被配置为从所述载片承载单元抓取载片并传输至所述第一运动台；所述第二传输装置被配置为从所述第二运动台抓取基底并传输至所述基底承载单元。
13.一种倒装芯片键合方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S01：供应单元将倒装芯片从载片中分离，翻转装置将所述倒装芯片拾取并翻转；
步骤S02：转接单元从所述翻转装置接合所述倒装芯片；
步骤S03：重复步骤S01与步骤S02，直至完成所述转接单元上所有的倒装芯片的接合；
步骤S04：传输单元将所述转接单元传输至位置调整单元的测量区域，所述位置调整单元调整所述转接单元上倒装芯片的位置；
步骤S05：所述传输单元将所述转接单元传输至键合单元的测量区域，所述键合单元将所述转接单元上所有的倒装芯片键合到基底上。
14.如权利要求13所述的倒装芯片键合方法，其特征在于，在步骤S01中：第二传输单元从载片承载单元中抓取载片并传输至第一运动台，第一运动台将载片上倒装芯片移动到预定拾取的位置，弹出装置从所述载片中弹出倒装芯片，翻转装置提取由所述弹出装置弹出的倒装芯片，并将所述倒装芯片进行翻转。
15.如权利要求13所述的倒装芯片键合方法，其特征在于，在步骤S04中，所述位置调整单元中的第一测量系统测量所述转接单元上倒装芯片的位置，所述位置调整单元中的位置调整装置根据测量数据调整所述倒装芯片在所述转接单元上的位置。
16.如权利要求15所述的倒装芯片键合方法，其特征在于，在所述第一测量系统测量所述转接单元上倒装芯片的位置之后，还包括：传输单元根据测量结果将所述转接单元传输至位置调整单元的精确测量区域，然后再由所述位置调整装置根据测量数据调整所述倒装芯片在所述转接单元上的位置；并且上述过程至少重复一次。
17.如权利要求13所述的倒装芯片键合方法，其特征在于，在步骤S05中，所述键合单元中的第二测量系统测量所述转接单元的位置；第三测量系统测量所述基底的位置，根据测量结果，传输单元携带转接单元至键合单元的键合位置，第二运动台携带基底至键合单元的键合位置，完成倒装芯片的键合。
18.如权利要求13所述的倒装芯片键合方法，其特征在于，在步骤S05之后还包括：所述转接单元与倒装芯片分离，所述传输单元将所述转接单元传输至初始位置。
19.如权利要求18所述的倒装芯片键合方法，其特征在于，完成整片基底的键合之后还包括：第三传输单元抓取基底并传输至基底承载单元。
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