CN114005784A - 一种晶圆键合封装方法 - Google Patents
一种晶圆键合封装方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114005784A CN114005784A CN202111282882.1A CN202111282882A CN114005784A CN 114005784 A CN114005784 A CN 114005784A CN 202111282882 A CN202111282882 A CN 202111282882A CN 114005784 A CN114005784 A CN 114005784A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- bonding
- wafer
- glue
- curing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 89
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title claims description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 202
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims abstract description 109
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000001723 curing Methods 0.000 claims description 55
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 claims description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 12
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 11
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 7
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 claims description 5
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 5
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 4
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 16
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 72
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 19
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 13
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 13
- 238000001029 thermal curing Methods 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67259—Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
- H01L21/8232—Field-effect technology
- H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
- H01L21/8238—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/60—Attaching or detaching leads or other conductive members, to be used for carrying current to or from the device in operation
- H01L2021/60277—Attaching or detaching leads or other conductive members, to be used for carrying current to or from the device in operation involving the use of conductive adhesives
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
本申请提供了一种晶圆键合封装工艺方法,属于半导体制造技术领域,本申请的方法具体包括:提供第一基板和第二基板,在所述第一基板上制备支撑层;在所述支撑层上印刷键合胶;将所述第二基板和印刷有键合胶的所述第一基板在真空环境下进行对准,并逐步使两者之间接触贴合形成贴合体;对所述贴合体进行固化或预固化。通过本申请的处理方案,不需要专用的晶圆夹持治具,简化了工艺流程,消除了多种影响键合质量的风险,有效的提高了晶圆键合质量和良率,降低了生产成本,提高了生产效率。
Description
技术领域
本申请涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种晶圆键合封装方法。
背景技术
晶圆级键合工艺广泛应用于集成电路制造、微机电器件制造、晶圆级先进封装制造、显示面板制造、LED器件制造、印刷电路版制造、触摸屏制造、太阳能光伏制造等工业应用领域,特别是先进封装2.5D或3D技术领域、化合物半导体应用领域和晶圆级像传感器制造领域。
在使用有机胶进行晶圆级键合的领域,例如晶圆级像传感器CIS(CMOS ImageSensor)封装键合,其传统的键合工艺流程中,在将两张晶圆贴合并键合之前,需要特定的治具固定已完成对准的两张晶圆,并将两张晶圆隔开;治具的结构稳定性会影响最终的晶圆键合质量,同时治具的传送过程也增加了工艺的复杂性。
在晶圆对准完成到晶圆键合的过程中,还存在传送治具、撤出隔离装置使两张晶圆贴合,施加温度压力进行键合等工艺过程,每个工艺步骤均可能使两张晶圆之间产生额外的位置偏移。
由于晶圆的翘曲、变形、夹持等因素,在治具上夹持并隔离开的晶圆对,在抽真空并贴合的工艺步骤前,存在部分区域提前接触,从而造成部分的键合不良的风险。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例提供一种晶圆键合封装方法,至少部分解决现有技术中存在的问题。
第一方面,本申请实施例提供一种晶圆键合封装方法,所述方法包括:
提供第一基板和第二基板,在所述第一基板上制备支撑层;
在所述支撑层上印刷键合胶;
将所述第二基板和印刷有键合胶的所述第一基板在真空环境下进行对准,并逐步使两者之间接触贴合形成贴合体;
可选地,对所述贴合体进行固化或预固化。
根据本申请实施例的一种具体实现方式,在所述支撑层上印刷键合胶步骤之后还包括:在所述第一基板或所述第二基板的边缘涂覆一圈光固化胶胶线;所述光固化胶胶线在固化或预固化阶段通过光照射方式进行固化,使所述第一基板和所述第二基板之间形成真空密封腔。
根据本申请实施例的一种具体实现方式,所述键合胶为热固化键合胶和光固化键合胶中的一种或多种的组合,所述第一基板/第二基板为晶圆级玻璃、平板型玻璃、晶圆级模封物、平板型模封物、晶圆级硅片、太阳能基板或PCB板。
根据本申请实施例的一种具体实现方式,当所述键合胶为热固化键合胶时,通过施加热对所述贴合体进行固化或预固化;当所述键合胶为光固化键合胶时,通过施加光对所述贴合体进行固化或预固化。
根据本申请实施例的一种具体实现方式,对所述贴合体进行固化或预固化步骤之后还可以包括:
将所述贴合体放置到大气环境中;
将单个或多个所述贴合体传送至热烤箱、光烤箱或带有压力和温度控制的键合机中进行单个或批量键合。
根据本申请实施例的一种具体实现方式,所述支撑层是用感光材料通过曝光显影的方式或者胶水材料通过丝网印刷/涂胶成型的方式或者墨水材料通过喷墨打印成型的方式形成的有序排列的中空网格结构。
根据本申请实施例的一种具体实现方式,在所述支撑层上印刷键合胶的方式为丝网印刷或涂胶系统涂胶。
第二方面,本申请实施例还提供一种晶圆键合封装方法,所述方法包括:
提供第一基板和第二基板,在所述第一基板上印刷一层键合胶,所述键合胶覆盖的区域与所述第二基板的键合区域相对应;
将所述第二基板和印刷有键合胶的所述第一基板在真空环境下进行对准,并逐步使两者之间接触贴合形成贴合体;
可选地,对所述贴合体进行固化或预固化。
根据本申请实施例的一种具体实现方式,在所述第一基板上印刷一层键合胶之后还包括:在所述第一基板或所述第二基板的边缘涂覆一圈光固化胶胶线;所述光固化胶胶线在固化或预固化阶段通过曝光方式进行固化,使所述第一基板和所述第二基板之间形成真空密封腔。
根据本申请实施例的一种具体实现方式,所述键合胶为热固化键合胶和光固化键合胶中的一种或多种的组合,所述第一基板/第二基板为晶圆级玻璃、平板型玻璃、晶圆级模封物、平板型模封物、晶圆级硅片、太阳能基板或PCB板。
有益效果
本申请实施例中的晶圆键合封装方法,本发明中提出的晶圆键合工艺,不需要专用的晶圆夹持治具,简化了工艺流程,消除了多种影响键合质量的风险,可有效的提高晶圆键合质量。由于本申请是在真空下进行对准,在抽真空前晶圆不会提前接触,消除了晶圆的翘曲、变形、夹持等因素造成的键合不良问题。且晶圆对准完成后,不会有额外位置偏移风险,对位稳定可靠。该工艺方法可更适应高度自动化的作业,且该工艺方法可降低产品成本,提高产品质量,提高产品生产效率和产品良率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为根据本发明实施例的晶圆键合封装方法的真空下对准贴合示意图;
图2为根据本发明实施例的贴合体的侧视示意图;
图3为根据本发明实施例的贴合体的内部示意图;
图4为根据本发明实施例的批量键合的示意图;
图5为根据本发明另一实施例的贴合体的侧视示意图;
图6为根据本发明另一实施例的贴合体的内部示意图。
图中:1、第一基板;2、第二基板;3、支撑层;4、紫外胶胶线。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
要说明的是,下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见,本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中,且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请,所属领域的技术人员应了解,本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施,且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说,可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外,可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想,图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外,在以下描述中,提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而,所属领域的技术人员将理解,可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
目前的CIS封装键合的工艺流程通常为:在对准装置上,将两张晶圆进行对准,然后使用特定的治具将两张晶圆位置固定,同时将两张晶圆隔开特定的距离,便于后续将两张晶圆之间抽成真空状态;然后将带有对准后的两张晶圆的治具放置到键合装置中,抽真空,将两张晶圆之间的隔离装置撤出,在真空状态下将两张晶圆贴合,最后在晶圆上施加特定的温度和压力,使两张晶圆之间的键合胶固化。
在上述的工艺过程中,申请人发现每个步骤都可能导致两晶圆之间产生位置偏移,使晶圆对准不精确;在抽真空并贴合的工艺步骤前,由于晶圆的翘曲、变形、夹持等因素,可能存在部分区域提前接触,从而造成部分键合不良的风险。
针对上述问题,本申请实施例提供了一种晶圆键合封装方法,下面进行详细描述。
实施例1
本申请实施例提供的晶圆键合封装方法是对对位装置进行改装,增加了真空装置,使晶圆在真空环境下进行对位贴合,本实施方法具体包括一下步骤:
S101、提供第一基板1和第二基板2,在所述第一基板1上制备支撑层3。具体的,第一基板1上首先需要用感光材料通过曝光显影的方式或者胶水材料通过丝网印刷/涂胶成型的方式或者墨水材料通过喷墨打印成型的方式形成有序排列的中空网格结构的支撑层3,参照图3所示。
S102、在所述支撑层3上印刷键合胶。在本实施例中,通过丝网印刷工艺或涂胶工艺在支撑层3上印刷一层光固化键合胶或热固化键合胶或光热组合固化键合胶。
S103、将所述第二基板2和印刷有键合胶的所述第一基板1在真空环境下进行对准,并逐步使两者之间接触贴合形成贴合体,参照图1。此步骤是在增加了真空装置的对位装置中进行的,在对准装置中将涂好胶的第一基板1和第二基板2抽取真空后对准,并逐步使两者之间完全接触贴合。
S104、对所述贴合体进行固化。根据键合胶的特性不同,固化时应选择合适的固化或预固化方法。键合胶为光固化键合胶,则在对准机中对贴合体施加光进行固化或预固化;键合胶为热固化键合胶,则在对准机中对贴合体加温进行固化或预固化;或者,通过第一基板和第二基板在真空下贴合一定时间后键合胶自动进行固化或预固化。
S105、将对准并贴合的基板从对准装置中取出,放置到大气环境中。由于前面的键合工艺使两张基板之间形成了真空的密封环境,基板内部和外部的压力差实现了将两张基板夹持住的效果,如图2所示,由于内外压力差形成的夹持力,其对准的位置会保持固定,贴合体可以由机械手正常传送。
若步骤S104的固化效果已经达到键合要求,则不需要后续热固化或光固化流程。若上述固化效果还需要进一步热固化或光固化,则需要进行步骤S106。
S106、在贴合体上施加特定的压力、温度或光(一般为紫外光或红外光),使两张基板之间的键合胶固化,完成基板键合的过程。基板的键合过程可以在传统的加温加压的键合装置内进行。也可以在光烤箱或热烤箱中进行基板的批量键合,如图4所示,光烤箱或热烤箱中可以放置单个或多个贴合体进行进一步的键合。如果需要施加在贴合体上的压力和1个大气压施加的压力有区别,也可对烤箱中的气压进行负压或过压的处理,从而实现施加特定的键合压力。
本实施例中,在真空环境下直接进行两个基板的对准贴合,是通过将真空装置设置在对位装置中实现的,无需特定的治具固定已对准的两个基板,消除了由键合治具带来的键合质量风险;本实施例的基板对准完成后,不会有额外位置偏移风险,提高了产品的良率和质量;且工艺流程简化,工艺更适合高度自动化作业,提高了产品生产效率。
实施例2
本实施例中与实施例1的区别在于,需要在支撑层3上印刷键合胶步骤之后在所述第一基板1或所述第二基板2的边缘涂覆一圈光固化胶胶线4,参照图5和图6,施加的边缘胶线可使用光固化的方式进行固化,所述第一基板1和所述第二基板2之间通过光照射固化形成良好的密封及支撑的效果。本实施例的方法具体包括以下步骤:
S201、提供第一基板1和第二基板2,在所述第一基板1上制备支撑层3。具体的,第一基板1上首先需要用感光材料通过曝光显影的方式或者胶水材料通过丝网印刷/涂胶成型的方式或者墨水材料通过喷墨打印成型的方式形成有序排列的中空网格结构的支撑层3。
S202、在所述支撑层3上印刷键合胶。在本实施例中,通过丝网印刷的工艺在支撑层3上印刷一层热固化键合胶或光热组合固化键合胶。
S203、在第一基板1或第二基板2的边缘施加一圈光固化胶(一般为紫外或红外)胶线4,光固化胶胶线4所在位置不影响基板的所有键合区域,参照图5和图6。
S204、将上述步骤后形成的第一基板1和第二基板2在真空环境下进行对准,并逐步使两者之间接触贴合形成贴合体。此步骤是在增加了真空装置的对位装置中进行的,在对准装置中将涂好胶的第一基板1和第二基板2抽取真空后对准,并逐步使两者之间完全接触贴合。
S205、对所述贴合体进行固化。由于在第一基板1或第二基板2的边缘施加了一圈光固化胶胶线4,需要使用光固化方法,通过光(一般为紫外光或红外光)照射固化,光固化胶绞线4形成了良好的密封及支撑效果。此时,支撑层3上的热固化键合胶或光热组合固化键合胶并不需要实现键合。
S206、将对准并贴合的贴合体从对准装置中取出,放置到大气环境中。由于边缘胶线被光固化后,起到了密封和支撑的作用,在两张基板之间形成了真空的密封环境,两个基板内部和外部存在的压力差实现了将两张基板夹持住的效果,因此,两基板对准的位置会保持固定,贴合体可以由机械手正常传送。
若步骤S205的固化效果已经达到键合要求,则不需要后续热固化流程。若上述固化效果还需要进一步热固化或光固化,则需要进行步骤S207。
S207、在贴合体上施加特定的压力、温度或光(一般为紫外光或红外光),使两张基板之间的键合胶固化,完成基板键合的过程。基板的键合过程可以在传统的加温加压的键合装置内进行;也可以在光烤箱或热烤箱中进行基板的批量键合,如图4所示,烤箱中可以放置一个或多个贴合体进行进一步的键合。如果需要施加在贴合体上的压力和1个大气压施加的压力有区别,也可对烤箱中的气压进行负压或过压的处理,从而实现施加特定的键合压力。
实施例3
本实施例中与实施例1的区别在于,本实施例中没有制备支撑层3,将键合胶直接涂敷或印刷在基板上。本实施例的方法具体包括以下步骤:
S301、提供第一基板1和第二基板2。
S302、在第一基板1上涂敷一层整面的键合胶,以确保可以覆盖第二基板2上的所有键合区域。在本实施例中,键合胶为热固化键合胶或光固化键合胶或者光热组合固化键合胶。
S303、将所述第二基板2和涂敷有键合胶的所述第一基板1在真空环境下进行对准,并逐步使两者之间接触贴合形成贴合体。此步骤是在增加了真空装置的对位装置中进行的,在对准装置中将涂好胶的第一基板1和第二基板2抽取真空后对准,并逐步使两者之间完全接触贴合。
S304、对所述贴合体进行固化或预固化。具体的,键合胶为光固化键合胶,则在对准机中对贴合体施加光进行固化或预固化;键合胶为热固化键合胶,则在对准机中对贴合体加温进行固化或预固化;或者,通过第一基板和第二基板在真空下贴合一定时间后键合胶自动进行固化或预固化,键合胶靠自身的粘性也可以起到真空密封作用,形成良好的密封及支撑效果。
S305、将对准并贴合的基板从对准装置中取出,放置到大气环境中。由于前面的键合工艺使两张基板之间形成了真空的密封环境,基板内部和外部的压力差实现了将两张基板夹持住的效果,如图4所示,由于内外压力差形成的夹持力,其对准的位置会保持固定,贴合体可以由机械手正常传送。
若步骤S304的固化效果已经达到键合要求,则不需要后续光固化或热固化流程。若上述固化效果还需要进一步光固化或热固化,则需要进行步骤S306。
S306、在贴合体上施加特定的温度和压力,使两张基板之间的键合胶固化,完成基板键合的过程。基板的键合过程可以在传统的加温加压的键合装置内进行。也可以在光烤箱或热烤箱中进行基板的批量键合,如图3所示,烤箱中可以放置一个或多个贴合体进行进一步的键合。如果需要施加在贴合体上的压力和1个大气压施加的压力有区别,也可对烤箱中的气压进行负压或过压的处理,从而实现施加特定的键合压力。
实施例4
本实施例中与实施例2的区别在于,本实施例中没有制备支撑层3,将键合胶直接印刷在基板上。本实施例的方法具体包括以下步骤:
S401、提供第一基板1和第二基板2。
S402、在第一基板1上涂敷一层整面的键合胶。在本实施例中,键合胶为热固化键合胶或光热组合固化键合胶,以确保可以覆盖第二基板2的所有键合区域(边缘区域除外)。
S403、在第一基板1或第二基板2的边缘施加一圈光固化胶(一般为紫外或红外)胶线4,光固化胶胶线4所在位置不影响基板的所有键合区域。
S404、将上述步骤后形成的第一基板1和第二基板2在真空环境下进行对准,并逐步使两者之间接触贴合形成贴合体。此步骤是在增加了真空装置的对位装置中进行的,在对准装置中将涂好胶的第一基板1和第二基板2抽取真空后对准,并逐步使两者之间完全接触贴合。
S405、对所述贴合体进行固化。由于施加的边缘胶线为光固化胶胶线4,因此需要使用光固化方法,通过光照射后,固化的边缘绞线形成良好的密封及支撑效果。此时,热固化键合胶或光热组合固化键合胶并不需要实现键合。
S406、将对准并贴合的贴合体从对准装置中取出,放置到大气环境中。由于边缘胶线被光固化后,起到了密封和支撑的作用,在两张基板之间形成了真空的密封环境,两个基板内部和外部存在的压力差实现了将两张基板夹持住的效果,因此,两基板对准的位置会保持固定,贴合体可以由机械手正常传送。
若步骤S405的固化效果已经达到键合要求,则不需要后续热固化流程。若上述固化效果还需要进一步热固化,则需要进行步骤S407。
S407、在贴合体上施加特定的温度和压力,使两张基板之间的键合胶固化,完成基板键合的过程。基板的键合过程可以在传统的加温加压的键合装置内进行。也可以在光烤箱或热烤箱中进行基板的批量键合,如图4所示,烤箱中可以放置一个或多个贴合体进行进一步的键合。如果需要施加在贴合体上的压力和1个大气压施加的压力有区别,也可对烤箱中的气压进行负压或过压的处理,从而实现施加特定的键合压力。
实施例5
本实施例与上述实施例1-4均不同,本实施例中在第一基板1和第二基板2中无支撑层3,且在第一基板1上涂覆键合胶,在第二基板2上涂覆解键合胶,本实施例适合用于先进封装工艺中的临时键合工艺,本实施例的方法具体包括以下步骤:
S501、提供第一基板1和第二基板2,第一基板1可以是晶圆级玻璃、平板型玻璃、晶圆级模封物、平板型模封物、晶圆级硅片、太阳能基板或PCB板,第二基板2可以是硅片、玻璃或者铁板。
S502、在第一基板1上涂敷一层整面的键合胶,以确保可以覆盖第二基板2上的所有键合区域。在本实施例中,键合胶为热固化键合胶或光固化键合胶或者光热组合固化键合胶,以确保键合胶可以覆盖基板的所有需要贴合的区域。
S502、在第二基板2上涂覆一层整面的解键合胶,解键合胶的区域与键合胶的区域相对应。
S503、将涂覆有解键合胶的第二基板2和印刷有键合胶的第一基板1在真空环境下进行对准,并逐步使两者之间接触贴合形成贴合体。此步骤是在增加了真空装置的对位装置中进行的,在对准装置中将涂好胶的第一基板1和第二基板2抽取真空后对准,并逐步使两者之间完全接触贴合。
S504、对所述贴合体进行固化或预固化。具体的,键合胶为光固化键合胶,则在对准机中对贴合体施加光进行固化或预固化;键合胶为热固化键合胶,则在对准机中对贴合体加温进行固化或预固化;或者,通过第一基板和第二基板在真空下贴合一定时间后键合胶自动进行固化或预固化,键合胶靠自身的粘性也可以起到真空密封作用,形成良好的密封及支撑效果。
S505、将对准并贴合的基板从对准装置中取出,放置到大气环境中。由于前面的键合工艺使两张基板之间形成整体贴合的密封环境,基板内部和外部的压力差实现了将两张基板夹持住的效果,如图4所示,由于内外压力差形成的夹持力,其对准的位置会保持固定,贴合体可以由机械手正常传送。
若步骤S504的固化效果已经达到键合要求,则不需要后续光固化或热固化流程。若上述固化效果还需要进一步光固化或热固化,则需要进行步骤S506。
S506、在贴合体上施加特定的温度和压力,使两张基板之间的键合胶固化,完成基板键合的过程。基板的键合过程可以在传统的加温加压的键合装置内进行。也可以在热烤箱或光烤箱中进行基板的批量键合,如图3所示,烤箱中可以放置一个或多个贴合体进行进一步的键合。如果需要施加在贴合体上的压力和1个大气压施加的压力有区别,也可对烤箱中的气压进行负压或过压的处理,从而实现施加特定的键合压力。
需要解释的是,实施例5中的解键合胶若也可以起到键合胶的作用,如热解键合胶,则可以不需要在第一基板1上涂敷键合胶,仅通过涂覆在第二基板2上的解键合胶起到键合两个基板的作用。
需要解释的是,实施例5中的解键合胶还可以涂覆在第一基板1上,键合胶涂覆在第二基板2上。
需要说明的是,上述实施例1至实施例5中的第一基板1和第二基板2可以是晶圆级玻璃、平板型玻璃、晶圆级模封物(mold compound wafer)、平板型模封物(mold compoundplate)、晶圆级硅片、太阳能基板或PCB板,但并不局限于此处所列举的,应当以实际工艺需求为准。
以及,上述实施例1至实施例2中的支撑层3所用的材料可以是绿漆材料或黑漆材料等,但并不局限于此处所列举的,应当以实际工艺需求为准。
本发明提供的实施例,针对传统的晶圆键合中需要特定治具影响键合质量的问题,发明了一种晶圆键合封装工艺方法。传统的CIS封装过程中,需要将两个晶圆通过高温键合胶键合在一起,其中一个晶圆首先需要用绿漆材料通过曝光的方式形成一个个中空的支撑层,并在支撑层上通过丝网印刷等工艺印刷一层键合胶,然后在对准机中将涂好胶的晶圆和另一个晶圆对准后通过治具夹持住,并确保两者之间不接触且固定水平位置,接下来将夹持住的两个晶圆置于键合机中抽取真空,并使两者尽量水平位置不发生偏移的情况下才能结合在一起,然后再通过键合机内的加压和加温装置,通过键合工艺流程将两个片子键合在一起,此方法不能同时进行多对晶圆的键合,且在操作过程中存在诸多影响键合质量的因素,且工艺复杂。
与传统键合工艺相比,本申请的键合工艺无需特殊的治具固定晶圆,工艺流程简单,稳定可靠,可同时进行多对贴合体的键合,提高了产品的生产效率和质量。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种晶圆键合封装方法,其特征在于,所述方法包括:
提供第一基板和第二基板,在所述第一基板上制备支撑层;
在所述支撑层上印刷键合胶;
将所述第二基板和印刷有键合胶的所述第一基板在真空环境下进行对准,并逐步使两者之间接触贴合形成贴合体;
可选地,对所述贴合体进行进一步固化或预固化。
2.根据权利要求1所述的晶圆键合封装方法,其特征在于,在所述支撑层上印刷键合胶步骤之后还包括:在所述第一基板或所述第二基板的边缘涂覆一圈光固化胶胶线;所述光固化胶胶线在固化或预固化阶段通过光照射方式进行固化,使所述第一基板和所述第二基板之间形成真空密封腔。
3.根据权利要求1所述的晶圆键合封装方法,其特征在于,所述键合胶为热固化键合胶和光固化键合胶中的一种或多种的组合,所述第一基板/第二基板为晶圆级玻璃、平板型玻璃、晶圆级模封物、平板型模封物、晶圆级硅片、太阳能基板或PCB板。
4.根据权利要求3所述的晶圆键合封装方法,其特征在于,当所述键合胶为热固化键合胶时,通过增加温度对所述贴合体进行固化或预固化;当所述键合胶为光固化键合胶时,通过施加紫外光对所述贴合体进行固化或预固化;或者,通过第一基板和第二基板在真空下贴合一定时间后键合胶自动进行固化或预固化。
5.根据权利要求1所述的晶圆键合封装方法,其特征在于,对所述贴合体进行固化或预固化步骤之后还可以包括:
将所述贴合体放置到大气环境中;
将单个或多个所述贴合体传送至热烤箱、光烤箱或带有压力和温度控制的键合机中进行单个或批量键合。
6.根据权利要求1所述的晶圆键合封装方法,其特征在于,所述支撑层是用感光材料通过曝光显影的方式或者胶水材料通过丝网印刷/涂胶成型的方式或者墨水材料通过喷墨打印成型的方式形成的有序排列的中空网格结构。
7.根据权利要求6所述的晶圆键合封装方法,其特征在于,在所述支撑层上印刷键合胶的方式为丝网印刷或涂胶系统涂胶。
8.一种晶圆键合封装方法,其特征在于,所述方法包括:
提供第一基板和第二基板,在所述第一基板上印刷一层键合胶,所述键合胶覆盖的区域与所述第二基板的键合区域相对应;
将所述第二基板和印刷有键合胶的所述第一基板在真空环境下进行对准,并逐步使两者之间接触贴合形成贴合体;
可选地,对所述贴合体进行固化或预固化。
9.根据权利要求8所述的晶圆键合封装方法,其特征在于,在所述第一基板上印刷一层键合胶之后还包括:在所述第一基板或所述第二基板的边缘涂覆一圈光固化胶胶线;所述光固化胶胶线在固化或预固化阶段通过曝光方式进行固化,使所述第一基板和所述第二基板之间形成真空密封腔。
10.根据权利要求8所述的晶圆键合封装方法,其特征在于,所述键合胶为热固化键合胶和光固化键合胶中的一种或多种的组合,所述第一基板/第二基板为晶圆级玻璃、平板型玻璃、晶圆级模封物、平板型模封物、晶圆级硅片、太阳能基板或PCB板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111282882.1A CN114005784A (zh) | 2021-11-01 | 2021-11-01 | 一种晶圆键合封装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111282882.1A CN114005784A (zh) | 2021-11-01 | 2021-11-01 | 一种晶圆键合封装方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114005784A true CN114005784A (zh) | 2022-02-01 |
Family
ID=79926148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111282882.1A Pending CN114005784A (zh) | 2021-11-01 | 2021-11-01 | 一种晶圆键合封装方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114005784A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116581065A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-08-11 | 赛晶亚太半导体科技(北京)有限公司 | 一种硅片键合生产系统及硅片自动键合方法 |
-
2021
- 2021-11-01 CN CN202111282882.1A patent/CN114005784A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116581065A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-08-11 | 赛晶亚太半导体科技(北京)有限公司 | 一种硅片键合生产系统及硅片自动键合方法 |
CN116581065B (zh) * | 2023-07-07 | 2023-09-22 | 赛晶亚太半导体科技(北京)有限公司 | 一种硅片键合生产系统及硅片自动键合方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100838460B1 (ko) | 서포트 플레이트의 첩합도구와 첩합장치, 및 서포트 플레이트의 첩합방법 | |
TWI511225B (zh) | Substrate transfer device and substrate assembly line | |
CN103947292A (zh) | 有机el面板的制造方法及有机el面板的封固装置 | |
WO2015089955A1 (zh) | 封装方法及显示装置 | |
US10158051B2 (en) | Process method for refining photoconverter to bond-package LED and refinement equipment system | |
TW201541152A (zh) | 電子基材之製程、顯示面板之製程與所應用的接著劑 | |
CN114005784A (zh) | 一种晶圆键合封装方法 | |
US10276759B2 (en) | Process method using deformable organic silicone resin photoconverter to bond-package LED | |
US10103294B2 (en) | Equipment system using deformable organic silicone resin photoconverter to bond-package LED | |
CN109980044A (zh) | 一种用于延伸波长InGaAs焦平面探测器的耦合方法 | |
CN105174209A (zh) | 晶圆级光刻机键合方法 | |
JP4926630B2 (ja) | 固体撮像装置の製造方法および製造装置、並びに貼付装置 | |
CN110854258B (zh) | 一种三色led灯珠的制造方法 | |
US11107943B2 (en) | Method and device for transporting an arrangement of flexible circuit substrates during the production of a laminate therefrom | |
TWI644334B (zh) | 染料敏化太陽能電池封裝設備及方法 | |
JP2017157682A (ja) | 部品実装装置及び実装方法 | |
KR100773285B1 (ko) | 진공처리실, 플라스마 디스플레이장치의 제조장치 및 플라스마 디스플레이장치의 제조방법 | |
KR101380371B1 (ko) | 기판 경화시스템 및 경화방법 | |
CN113745287B (zh) | 显示装置及其制备方法 | |
JP3994367B2 (ja) | 液晶パネル用ガラス基板の貼り合わせ装置 | |
JP2004151161A (ja) | 液晶基板貼り合わせ装置およびこれを用いた液晶表示装置の製造方法 | |
KR102058089B1 (ko) | 변형을 이용한 저진공 합착장치 및 합착방법 | |
KR101411151B1 (ko) | 진공 유리 및 반도체 소자의 진공 봉지 장치 및 제조방법 | |
CN109273369B (zh) | 芯片封装方法及芯片封装结构 | |
CN106784268A (zh) | 一种微型无基板封装的三基色led及其封装方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |