CN115188679A - 一种激光焊接芯片的方法 - Google Patents

一种激光焊接芯片的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115188679A
CN115188679A CN202210814398.7A CN202210814398A CN115188679A CN 115188679 A CN115188679 A CN 115188679A CN 202210814398 A CN202210814398 A CN 202210814398A CN 115188679 A CN115188679 A CN 115188679A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chip
bonding pad
target chip
substrate
welding
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
Application number
CN202210814398.7A
Other languages
English (en)
Inventor
黄招凤
陈罡彪
游燚
陈学志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Yitian Semiconductor Equipment Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Yitian Semiconductor Equipment Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Yitian Semiconductor Equipment Co ltd filed Critical Shenzhen Yitian Semiconductor Equipment Co ltd
Priority to CN202210814398.7A priority Critical patent/CN115188679A/zh
Publication of CN115188679A publication Critical patent/CN115188679A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/80001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding
    • H01L2224/802—Applying energy for connecting
    • H01L2224/8022—Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation
    • H01L2224/80224—Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation using a laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/80001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding
    • H01L2224/808—Bonding techniques
    • H01L2224/80801—Soldering or alloying

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

本发明属于芯片焊接技术领域，具体涉及一种激光焊接芯片的方法，包括以下步骤：a、基板上料；b、芯片上料；c、通过CCD相机对每颗芯片进行辨识；d、芯片与基板上的焊盘对位，移动芯片盘，将步骤c中经计算机系统判断为外观合格的且需要焊接的目标芯片移动到用于顶升目标芯片的顶针机构上方，沿X、Y方向移动基板，使焊盘与目标芯片相对应；e、通过顶针机构上的顶针将目标芯片顶升至焊接该目标芯片的焊盘处并使二者接触；f、激光焊接，将目标芯片焊接在焊盘上；g、顶针机构的顶针回到初始位置，单颗芯片焊接完成。因此，同现有同类技术相比，本发明的方法具有工序少、设备少、占地面积小、效率及良率高、适应范围广泛的技术效果。

Description

一种激光焊接芯片的方法
技术领域
本发明涉及芯片焊接技术领域，具体是指一种通过顶针将芯片顶升至基板的焊盘处并采用激光将芯片焊接在焊盘上的工艺。
背景技术
目前，将大量芯片焊接在基板上，主要采用回流焊、激光焊接工艺，基板是指带有若干焊盘的印刷电路板等；对于回流焊工艺，回流焊在融锡的过程，锡的流动会带动芯片的角度及位置的变化，影响焊接的精度、良率，如果焊接的是LED芯片，还会影响产品的显示效果；而现有的激光焊接工艺，采用传统的摆臂固晶的方案来使用吸嘴的方式进行芯片的转移，受到吸嘴的限制，很难兼容0406mil以下芯片的转移。
发明内容
为了克服现有技术的不足之处，本发明目的在于提供一种激光焊接芯片的方法，旨在解决现有技术焊接芯片时存在的焊接精度、良率低，适应范围小的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种激光焊接芯片的方法，包括以下步骤：
a、基板上料，将基板固定在治具或夹具上，其表面上设有若干焊盘；
b、芯片上料，将若干颗芯片平铺在芯片盘的柔性承载膜上；
c、通过CCD相机对每颗芯片进行辨识，采集芯片外观图像及摆放角度的图片传输至计算机系统，分别与计算机系统内存储的标准的芯片图像及摆放角度图片进行对比，判断芯片的外观及角度是否满足要求；
d、芯片与基板上的焊盘对位，移动芯片盘，将步骤c中经计算机系统判断为外观合格的且需要焊接的目标芯片移动到用于顶升目标芯片的顶针机构上方，通过CCD相机采集图像判断目标芯片到与焊接该目标芯片的焊盘对应的中心点的距离，沿X、Y方向移动基板，使该中心点移动至目标芯片处，以便基板上焊接该目标芯片的焊盘与目标芯片相对应；此处的中心点位于焊盘的下方，对位完成之前，中心点与目标芯片的中心位于不同位置，目标芯片与焊盘相对应是指该中心点与目标芯片的中心相重合或者该中心点位于目标芯片的中心正上方，此时，对位完成；
e、通过顶针机构上的顶针将目标芯片顶升至焊接该目标芯片的焊盘处并使二者接触；
f、激光焊接，启动激光器，将目标芯片焊接在焊盘上；
g、顶针机构的顶针回到初始位置，单颗芯片焊接完成；
其中，中心点位于焊接目标芯片的焊盘正下方。
优选地，所述步骤a中，基板选用金电极基板时，还进一步包括在焊盘上喷涂锡膏的步骤。
优选地，步骤d中的目标芯片为计算机系统确认的外观合格的若干芯片中的任一芯片；对于摆放角度不合格的芯片，还进一步包括旋转芯片盘，使芯片的摆放角度满足要求的步骤。
优选地，所述承载膜为蓝膜，其表面上设有粘胶层，芯片附着于该粘胶层上。
优选地，步骤d中，基板实际移动的距离，在X方向为Lx，在Y方向为Ly；CCD相机采集图像中，中心点到目标芯片的距离，X方向为Sx，在Y方向为Sy；CCD相机的图像解析度为1/m，m为正整数；所述Lx＝Sx*1/m，Ly＝Sy*1/m。
优选地，所述顶针机构包括，底座，设于底座上且可相对其上下移动伸缩轴，设于伸缩轴上端的横向杆，设于横向杆自由端且与其垂直的顶针；所述顶针与伸缩轴平行。
有益技术效果：采用本发明的方法将芯片焊接到基板上，在焊接工艺中采用的CCD相机、顶针机构、激光器等装置可集中在同一设备上，也就是芯片转移与焊接在同一台设备上即可完成；顶针顶住芯片焊接，在焊接的过程中可以保证芯片位置、角度不会发生变化，保证焊接的精度及良率；采用顶针针刺的方式进行芯片的转移，可以兼容0204mil以下的芯片转移，从而适应范围更广，可转移不同规格的芯片；因此，同现有同类技术相比，本发明的方法具有工序少、设备少、占地面积小、效率及良率高、适应范围广泛的技术效果。
附图说明
图1为本发明实施例的方法中完成对位步骤的示意图；
图2为本发明实施例的方法中顶针将芯片顶升至焊盘处的示意图；
图3为本发明实施例的方法中激光焊接的示意图；
图4为本发明实施例的方法中完成单颗芯片焊接后的示意图；
图5为本发明实施例的方法中各装置的分布示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1-5所示，本发明实施例提供一种激光焊接芯片的方法，包括以下步骤：
a、基板1上料，将基板1固定在治具或夹具上，其表面上设有若干焊盘2；在本实施例，所述基板1为印刷电路板，焊盘2包括两个金属凸起；治具或夹具置于XY移动平台上；
b、芯片3上料，将若干颗芯片3平铺在芯片盘的柔性承载膜上，即此处采用的芯片盘上设置有用于放置芯片的柔性承载膜，所述芯片包括两个与焊盘对应的电极301；所述芯片盘置于一个可X、Y方向移动的旋转平台上；
c、通过CCD相机对每颗芯片3进行辨识，采集其外观图像及摆放角度的图片传输至计算机系统，分别与计算机系统内存储的标准的芯片图像及摆放角度图片进行对比，判断芯片的外观及角度是否满足要求；因若干颗芯片3上料到承载膜4上时是随机的，必然有部分芯片的摆放角度不满足要求，比如，芯片上的两个电极301与焊盘不对应，不能直接焊接；
d、芯片3与基板1上的焊盘2对位，移动芯片盘，将步骤c中经计算机系统判断为外观合格的且需要焊接的目标芯片移动到用于顶升目标芯片的顶针机构5上方，通过CCD相机采集图像判断目标芯片到与焊接该目标芯片的焊盘对应的中心点的距离，沿X、Y方向移动基板1，使该中心点移动至目标芯片处，以便基板1上焊接该目标芯片的焊盘2与目标芯片相对应；此处的中心点位于焊盘2的下方，对位完成之前，中心点与目标芯片的中心位于不同位置，目标芯片与焊盘相对应是指该中心点与目标芯片的中心相重合或者该中心点位于目标芯片的中心正上方，此时，对位完成；当中心点到达目标芯片处或其正上方时，目标芯片正好与焊盘对准；此处，芯片盘借助现有的芯片载体模组、平台载体模组等装置，即可实现X、Y方向移动及转动；芯片盘移动时，其上的芯片依次到达顶针机构5的上方，如果到达顶针机构5上方的芯片判断为合格芯片，则该芯片为需要顶升的目标芯片，此时芯片盘停止，如果位于顶针机构上方的芯片不合格，则芯片盘继续移动，直至顶针机构上方的芯片为合格芯片为止，然后移动基板1，使基板上与该目标芯片对应的焊盘移动至与目标芯片对应的位置；对于摆放角度不合格的芯片，则需要旋转芯片盘，使芯片的摆放角度满足要求；
e、通过顶针机构5上的顶针501将目标芯片顶升至焊接该目标芯片的焊盘处并使二者接触；在焊接过程中，顶针501持续顶住目标芯片，可以使目标芯片的电极和基板1上的焊盘接触更好，保证焊接效果；
f、激光焊接，启动激光器6，将目标芯片焊接在焊盘2上；
g、顶针机构5的顶针501回到初始位置，单颗芯片焊接完成；
上述步骤中，所采用的治具或夹具、CCD相机、激光器6等均属于市购标准件或可以采用现有技术制作而成；基板1、芯片3均属于市购标准件；本发明的方法可用于LED芯片的焊接。
具体地，所述步骤a中，当基板1选用金电极基板时，还进一步包括在焊盘2上喷涂锡膏的步骤。本实施例选用化锡基板，无需在焊盘上喷涂锡膏。本发明的工艺可以兼容化锡板及金电极基板。现在传统基板为金板，该工艺可以兼容化锡板，就可省略刷锡膏流程，可优化工艺流程、节约设备成本、场地使用成本、提升生产效率及良率。
如图1所示，所述承载膜4为蓝膜，其表面上设有粘胶层，芯片3附着于该粘胶层上。此处采用的蓝膜具有伸缩性，在顶针上升的过程中，蓝膜发生形变，即无需刺破蓝膜，所述蓝膜呈圆形，其边缘具有固定其的扩晶环(刚性圆圈)，也就是由刚性的扩晶环将蓝膜张紧并支撑蓝膜，蓝膜与扩晶环形成的组件即为芯片盘。
在步骤d中，通过CCD相机判断目标芯片到中心点的距离，并将该信号传输至控制系统，由控制系统控制承载芯片盘的平台在X、Y方向移动，芯片盘实际移动的距离，在X方向的距离为Lx，在Y方向的距离为Ly；CCD相机采集图像中，目标芯片到中心点的距离，在X方向为Sx，在Y方向为Sy；CCD相机的图像解析度为1/m，m为正整数；所述Lx＝Sx*1/m，Ly＝Sy*1/m。假设解析度为1/1000,则Lx＝Sx*1/1000，Ly＝Sy*1/1000；需要说明的是，通过CCD相机采集信息，然后将该信息传输至控制系统，由控制系统控制平台移动的技术常用于现有的自动化设备中，此处不再详细描述。
如图5所示，在本实施例，所述顶针机构5包括，底座502，设于底座上且可相对其上下移动伸缩轴503，设于伸缩轴上端的横向杆504，设于横向杆自由端且与其垂直的顶针501；所述顶针501与伸缩轴503平行。
综上所述，采用本发明的方法将芯片3焊接到基板1上，在焊接工艺中采用的CCD相机、顶针机构、激光器等装置可集中在同一设备上，也就是芯片转移与焊接在同一台设备上即可完成；顶针501顶住芯片3焊接，在焊接的过程中可以保证芯片位置、角度不会发生变化，保证焊接的精度及良率；采用顶针501针刺的方式进行芯片的转移(即将芯片顶升至焊盘处)，可以兼容0204mil以下的芯片转移，从而适应范围更广，可转移不同规格的芯片；因此，同现有同类技术相比，本发明的方法具有工序少、设备少、占地面积小、效率及良率高、适应范围广泛的技术效果。
在以上描述中，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”等相应术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。
显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围。本发明可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种激光焊接芯片的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、基板上料，将基板固定在治具或夹具上，其表面上设有若干焊盘；
b、芯片上料，将若干颗芯片平铺在芯片盘的柔性承载膜上；
c、通过CCD相机对每颗芯片进行辨识，采集芯片外观图像及摆放角度的图片传输至计算机系统，分别与计算机系统内存储的标准的芯片图像及摆放角度图片进行对比，判断芯片的外观及角度是否满足要求；
d、芯片与基板上的焊盘对位，移动芯片盘，将步骤c中经计算机系统判断为外观合格的且需要焊接的目标芯片移动到用于顶升目标芯片的顶针机构上方，通过CCD相机采集图像判断目标芯片到与焊接该目标芯片的焊盘对应的中心点的距离，沿X、Y方向移动基板，使该中心点移动至目标芯片处，以便基板上焊接该目标芯片的焊盘与目标芯片相对应；
e、通过顶针机构上的顶针将目标芯片顶升至焊接该目标芯片的焊盘处并使二者接触；
f、激光焊接，启动激光器，将目标芯片焊接在焊盘上；
g、顶针机构的顶针回到初始位置，单颗芯片焊接完成；
其中，中心点位于焊接目标芯片的焊盘正下方。
2.如权利要求1所述的一种激光焊接芯片的方法，其特征在于，所述步骤a中，基板选用金电极基板时，还进一步包括在焊盘上喷涂锡膏的步骤。
3.如权利要求1所述的一种激光焊接芯片的方法，其特征在于，步骤d中的目标芯片为计算机系统确认的外观合格的若干芯片中的任一芯片；对于摆放角度不合格的芯片，还进一步包括旋转芯片盘，使芯片的摆放角度满足要求的步骤。
4.如权利要求1所述的一种激光焊接芯片的方法，其特征在于，所述承载膜为蓝膜，其表面上设有粘胶层，芯片附着于该粘胶层上。
5.如权利要求1所述的一种激光焊接芯片的方法，其特征在于，步骤d中，基板实际移动的距离，在X方向为Lx，在Y方向为Ly；CCD相机采集图像中，中心点到目标芯片的距离，X方向为Sx，在Y方向为Sy；CCD相机的图像解析度为1/m，m为正整数；所述Lx＝Sx*1/m，Ly＝Sy*1/m。
6.如权利要求1所述的一种激光焊接芯片的方法，其特征在于，所述顶针机构包括，底座，设于底座上且可相对其上下移动伸缩轴，设于伸缩轴上端的横向杆，设于横向杆自由端且与其垂直的顶针；所述顶针与伸缩轴平行。
CN202210814398.7A 2022-07-12 2022-07-12 一种激光焊接芯片的方法 Pending CN115188679A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210814398.7A CN115188679A (zh) 2022-07-12 2022-07-12 一种激光焊接芯片的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210814398.7A CN115188679A (zh) 2022-07-12 2022-07-12 一种激光焊接芯片的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115188679A true CN115188679A (zh) 2022-10-14

Family

ID=83518336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210814398.7A Pending CN115188679A (zh) 2022-07-12 2022-07-12 一种激光焊接芯片的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115188679A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0680803B1 (en) Bonding flip chips to a substrate
CN100382266C (zh) 球栅阵列封装基板植球方法及设备
JP5719999B2 (ja) 電子部品実装方法、電子部品搭載装置および電子部品実装システム
WO2009066847A1 (en) Method of aligning a wafer and method of manufacturing a flip chip using the same
CN109075104B (zh) 用于翻转及多次检测电子装置的转送系统
CN113035763A (zh) 一种高精度芯片转移方法
CN113013067A (zh) 一种兼具检测及修补芯片的转移方法
CN113013307A (zh) 一种显示模块故障芯片修复方法
CN115206816A (zh) 一种采用加热板加热焊接芯片的方法
WO2022247228A1 (zh) 一种微型电子组件排料转移定位装置及其工作方法
JP3636153B2 (ja) 電子部品搭載装置および電子部品搭載方法
KR100926652B1 (ko) 웨이퍼 정렬 방법 및 플립칩 제조 방법
CN113613407A (zh) 一种cpga器件自动贴装焊接方法
CN115188679A (zh) 一种激光焊接芯片的方法
TWI711088B (zh) 半導體元件貼合設備
JP3152091B2 (ja) 電子部品実装装置
JP2000315856A (ja) バンプ付きワークのボンディング装置
JP3246282B2 (ja) 表示パネルモジュールの製造装置および表示パネルモジュールの製造方法
CN112908899A (zh) 一种芯片转移方法、系统及设备
CN113394241B (zh) 一种精准稳定的芯片巨量转移方法
JPH1174318A (ja) 電子部品実装装置および電子部品実装方法
KR100785507B1 (ko) 부품 실장장치 및 그 방법
JP4083533B2 (ja) 半導体装置の製造方法
CN213601887U (zh) Led芯片检修装置
KR100347762B1 (ko) 베어칩 반도체 집적회로 및 회로기판 패턴의 직접 접합 방법

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