CN107768395A - 超大尺寸光学图像传感器芯片装片工艺方法和吸嘴 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种超大尺寸光学图像传感器芯片装片工艺方法，包括以下步骤：提供一种与芯片尺寸相适配的吸嘴；吸嘴的底部四个角上分别设有限位柱；将所述吸嘴安装在具有识别系统的装片机头上，由装片机的识别系统定位后由吸嘴去吸取芯片；打开真空吸住芯片于吸附腔；吸嘴不接触芯片表面；将吸住芯片的吸嘴移动到基板上的芯片贴装位置；限位柱支撑在基板的粘接面上，此时芯片与基板的粘接面之间具有空隙；对基板进行加热，到恒温状态后，通过点胶机沿芯片边沿的底部进行粘结胶的填充；待芯片四周出胶均匀后，停止填充，恒温一段时间进行预固化，然后关闭真空，移开吸嘴，后继进行后固化。

Description

超大尺寸光学图像传感器芯片装片工艺方法和吸嘴
技术领域
本发明属于半导体封装制造技术领域，尤其是一种超大尺寸光学图像传感器芯片进行高精度、高平整度和厚度可控的装片工艺。
背景技术
随着光学图像传感器件的发展，超大尺寸的光学图像传感器件的使用越来越广泛，单芯片尺寸的增大无疑也给后续封装制造的工艺增加了难度，特别是在装片工艺过程中，图像传感器的芯片表面不可接触，安装的平整度和位置精度要求又高，因此必须有一套可实施、高效率的装片方法保证超大尺寸芯片的装片生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超大尺寸光学图像传感器芯片装片工艺方法，此种超大尺寸光学图像传感器芯片的高精度、高平整度和粘接层厚度可控的装片方法，解决了超大尺寸光学图像传感器的装片工艺难以实施的技术难题。本发明具有实施简单、生产效率高、能够保证产品的装片可靠性等优点。本发明采用的技术方案是：
一种超大尺寸光学图像传感器芯片装片工艺方法，包括以下步骤：
步骤S1，提供一种与芯片尺寸相适配的吸嘴；
所述吸嘴包括吸附腔，以及位于吸附腔上方并连通吸附腔的真空孔；吸嘴的底部四个角上分别设有限位柱；四个限位柱的高度一致；
步骤S2，将所述吸嘴安装在具有识别系统的装片机头上，由装片机的识别系统定位后由吸嘴去吸取芯片；保证芯片被卡在吸嘴的中间位置，打开真空吸住芯片于吸附腔；吸嘴不接触芯片表面；
步骤S3，在基板上确定芯片贴装的位置，将吸住芯片的吸嘴移动到基板上的芯片贴装位置；
吸嘴底部四个角上的限位柱下端低于芯片底面，限位柱支撑在基板的粘接面上，此时芯片与基板的粘接面之间具有空隙；
步骤S4，对基板进行加热，；到恒温状态后，通过点胶机沿芯片边沿的底部进行粘结胶的填充；
恒温状态的温度控制在高于粘结胶能够流动的温度，但低于粘结胶的固化温度；
步骤S5，待芯片四周出胶均匀后，停止填充，恒温一段时间进行预固化，然后关闭真空，移开吸嘴，后继进行后固化。
进一步地，步骤S1中，吸嘴的吸附腔的下口大于上口，下口至上口间的侧面为向内侧倾斜的斜面。
进一步地，步骤S4中，通过基板底部加热。
进一步地，步骤S4中，采用点胶针头沿着芯片边沿的空隙处进行挤胶填充。
进一步地，步骤S4中，恒温状态的温度为100～120℃。
进一步地，步骤S5中，停止填充后的恒温时间控制在5～10分钟。
进一步地，步骤S5中，芯片四周出胶高度不能高于芯片表面。
本发明提出的一种芯片装片工艺所使用的吸嘴，包括吸附腔，以及位于吸附腔上方并连通吸附腔的真空孔；
吸嘴的底部至少三个角上设有限位柱；各限位柱的高度一致。
进一步地，吸嘴的吸附腔的下口大于上口，下口至上口间的侧面为向内侧倾斜的斜面。
进一步地，吸嘴的底部四个角上设有限位柱。
本发明的优点：本发明工艺方法主要优点是进行光学图像传感器芯片装片时不接触芯片表面可完成芯片的装片；芯片的粘接层厚度可以进行控制；芯片安装的平整度可控；借助于高精度的自动装片机系统，芯片的安装精度较高；该方法便于操作，能够进行各种尺寸以及超大尺寸（≥20mm*20mm）以上尺寸芯片的装片。
附图说明
图1a为本发明的吸嘴的剖视示意图。
图1b为本发明的吸嘴的仰视示意图。
图2为本发明的吸嘴吸住芯片示意图。
图3为本发明的芯片底部填充粘结胶示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明提供一种超大尺寸光学图像传感器芯片装片工艺方法，该工艺方法在实施时需要使用一种与芯片尺寸相适配的吸嘴1；吸嘴1能够安装到具有识别系统的装片机头上；
如图1a和图1b所示，所述吸嘴1包括吸附腔101，以及位于吸附腔101上方并连通吸附腔的真空孔102；吸嘴1的底部四个角上分别设有限位柱103；四个限位柱103的高度一致；
吸嘴1将芯片吸附于吸附腔101时，限位柱103下端低于芯片底面，低出芯片底面的尺寸为所装芯片的粘结层厚度；限位柱103的长短可控制芯片粘结层厚度；
更优地，吸附腔101的下口大于上口，下口至上口间的侧面为向内侧倾斜的斜面；这样可保证芯片在被吸附时，不会触及吸附腔101顶，也就是说吸嘴1可以卡住芯片四边，但不能接触芯片表面（本文中芯片表面指芯片上表面，芯片底面指芯片下表面）；
本文的芯片为超大尺寸光学图像传感器芯片，比如20mm*20mm尺寸的芯片；
一种超大尺寸光学图像传感器芯片装片工艺方法，包括以下步骤：
步骤S1，提供上述一种吸嘴1；
步骤S2，将所述吸嘴1安装在具有识别系统的装片机头上，由自动装片机的识别系统定位后由吸嘴1去吸取芯片2；如图2所示；保证芯片2被卡在吸嘴1的中间位置，打开真空吸住芯片2于吸附腔101；吸嘴1不接触芯片2表面；
步骤S3，在基板3（也就是芯片的外壳）上确定芯片2贴装的位置，将吸住芯片2的吸嘴1移动到基板3上的芯片贴装位置；如图3所示；
吸嘴1底部四个角上的限位柱103下端低于芯片2底面，限位柱103支撑在基板3的粘接面上，此时芯片2与基板3的粘接面之间具有空隙；
步骤S4，对基板3进行加热，优选通过基板3底部加热；到恒温状态后，通过点胶机沿芯片2边沿的底部进行粘结胶的填充；
恒温状态的温度控制在高于粘结胶能够流动的温度，但低于粘结胶的固化温度；保证粘结胶材料在填充过程中粘度较低且不固化；对于本例中的粘结胶，恒温控制在100～120℃；
填胶时，点胶针头4沿着芯片2边沿的空隙处进行挤胶填充，粘结胶沿着芯片2与基板3的缝隙在芯片底部在毛细作用下均匀流淌、填充；
芯片底部填充工艺可用半自动点胶机进行手工填充，也可用全自动点胶机进行控制点胶填充；
芯片2底部填充粘结胶沿着芯片边沿，沿直线填充粘结胶，填充的尺寸、次数和间隔时间均由具体的芯片尺寸确定。
步骤S5，待芯片2四周出胶均匀后，停止填充，恒温一段时间（比如5～10分钟）进行预固化，然后关闭真空，移开吸嘴1，后继进行后固化。
填充后的恒温时间和后固化时间根据粘结胶材料的特性确定。
芯片2与基板3的粘接面之间的空隙被粘结胶填充并固化后，形成粘结层；
芯片2四周出胶高度不能高于芯片表面。

Claims (10)

1.一种超大尺寸光学图像传感器芯片装片工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，提供一种与芯片尺寸相适配的吸嘴(1)；
所述吸嘴(1)包括吸附腔(101)，以及位于吸附腔(101)上方并连通吸附腔的真空孔(102)；吸嘴(1)的底部四个角上分别设有限位柱(103)；四个限位柱(103)的高度一致；
步骤S2，将所述吸嘴(1)安装在具有识别系统的装片机头上，由装片机的识别系统定位后由吸嘴(1)去吸取芯片(2)；保证芯片(2)被卡在吸嘴(1)的中间位置，打开真空吸住芯片(2)于吸附腔(101)；吸嘴(1)不接触芯片(2)表面；
步骤S3，在基板(3)上确定芯片(2)贴装的位置，将吸住芯片(2)的吸嘴(1)移动到基板(3)上的芯片贴装位置；
吸嘴(1)底部四个角上的限位柱(103)下端低于芯片(2)底面，限位柱(103)支撑在基板(3)的粘接面上，此时芯片(2)与基板(3)的粘接面之间具有空隙；
步骤S4，对基板(3)进行加热；到恒温状态后，通过点胶机沿芯片(2)边沿的底部进行粘结胶的填充；
恒温状态的温度控制在高于粘结胶能够流动的温度，但低于粘结胶的固化温度；
步骤S5，待芯片(2)四周出胶均匀后，停止填充，恒温一段时间进行预固化，然后关闭真空，移开吸嘴(1)，后继进行后固化。
2.如权利要求1所述的超大尺寸光学图像传感器芯片装片工艺方法，其特征在于，
步骤S1中，吸嘴(1)的吸附腔(101)的下口大于上口，下口至上口间的侧面为向内侧倾斜的斜面。
3.如权利要求1所述的超大尺寸光学图像传感器芯片装片工艺方法，其特征在于，
步骤S4中，通过基板(3)底部加热。
4.如权利要求1所述的超大尺寸光学图像传感器芯片装片工艺方法，其特征在于，
步骤S4中，采用点胶针头(4)沿着芯片(2)边沿的空隙处进行挤胶填充。
5.如权利要求1所述的超大尺寸光学图像传感器芯片装片工艺方法，其特征在于，
步骤S4中，恒温状态的温度为100～120℃。
6.如权利要求1所述的超大尺寸光学图像传感器芯片装片工艺方法，其特征在于，
步骤S5中，停止填充后的恒温时间控制在5～10分钟。
7.如权利要求1所述的超大尺寸光学图像传感器芯片装片工艺方法，其特征在于，
步骤S5中，芯片(2)四周出胶高度不能高于芯片表面。
8.一种芯片装片工艺所使用的吸嘴(1)，其特征在于，包括吸附腔(101)，以及位于吸附腔(101)上方并连通吸附腔的真空孔(102)；
吸嘴(1)的底部至少三个角上设有限位柱(103)；各限位柱(103)的高度一致。
9.如权利要求8所述的芯片装片工艺所使用的吸嘴1，其特征在于，
吸嘴(1)的吸附腔(101)的下口大于上口，下口至上口间的侧面为向内侧倾斜的斜面。
10.如权利要求8所述的芯片装片工艺所使用的吸嘴1，其特征在于，
吸嘴(1)的底部四个角上设有限位柱(103)。
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