CN116705634A - 一种芯片键合装置及芯片键合系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种芯片键合装置及芯片键合系统，包括拾取机构和键合机构；拾取机构非接触的吸取芯片，并翻转芯片，使拾取机构与芯片的第一表面接触，再将芯片转移至交换区域；键合机构设置在交换区域，吸取芯片并与芯片的第一表面接触，以使芯片与拾取机构分离，并将芯片移动至键合区域进行键合；本申请的装置在芯片转移过程中，只与芯片第一表面接触，避免了芯片键合面粒子污染，提升芯片性能。

Description

一种芯片键合装置及芯片键合系统

技术领域

本申请涉及半导体封装技术领域，特别是涉及一种芯片键合装置及芯片键合系统。

背景技术

在半导体器件的封装过程中，特别是进行芯片封装过程，通常是在封装过程通过不断转移，以带动芯片到达指定位置。

在实际操作中，本申请的研发人员发现，在封装的转移过程中，通常都会接触到芯片的正面和反面，而在接触过程中，容易使得芯片的接触面产生粒子污染，影响了芯片的性能，且多次翻转影响了封装效率。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种芯片键合装置及芯片键合系统，能有效消除芯片在转移过程中的粒子污染问题，提升芯片性能，并相应提升封装效率。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种芯片键合装置，包括：拾取机构和键合机构；其中，所述拾取机构非接触的吸取待键合的芯片，并翻转所述芯片，使所述拾取机构与所述芯片的第一表面接触，再将所述芯片转移至交换区域；所述键合机构设置在所述交换区域，吸取所述芯片并与所述芯片的所述第一表面接触，以使所述芯片与所述拾取机构分离，并将所述芯片移动至键合区域进行键合。

在一些实施例中，所述拾取机构包括：拾取台、第一吸取组件以及转移组件；其中，第一吸取组件设置在所述拾取台的第一区域，用于从所述供给机构上非接触的吸取所述芯片；所述转移组件设置在所述拾取台的第二区域，用于吸附所述第一吸取组件所吸取的所述芯片，以使所述转移组件与所述芯片的所述第一表面接触，再将所述芯片移动至所述交换区域；其中，所述第一区域和所述第二区域为所述拾取台的不同区域。

在一些实施例中，所述转移组件包括：转动件和支撑件；其中，转动件设置在所述拾取台的第二区域；支撑件与所述转动件连接，经所述转动件的转动，所述支撑件移动至所述第一吸取组件下方，所述支撑件接触所述第一表面并吸取所述芯片，以使所述第一吸取组件释放所述芯片时，并在所述转动件的转动下，将所述芯片翻转并移动至所述交换区域。

在一些实施例中，所述转动件包括：第一转动部、第二转动部以及第三转动部；第一转动部设置在所述拾取台的第二区域；第二转动部与所述第一转动部连接；第三转动部与所述第二转动部连接，并与所述支撑件连接；其中，在所述第一转动部转动下，带动所述支撑件沿所述拾取台的垂直方向上下移动；在所述第二转动部转动下，带动所述支撑件沿所述第一转动部的水平方向轴线旋转；在所述第三转动部转动下，带动所述支撑件沿所述第三转动部的垂直方向轴线旋转。

在一些实施例中，所述支撑件设置有拾取槽，以使所述键合机构从所述拾取槽与所述芯片的所述第一表面接触，进而在所述键合机构的带动下，使得所述芯片与所述拾取机构分离。

在一些实施例中，所述键合机构包括：键合台和第二吸取组件；其中，第二吸取组件与所述键合台连接，且所述第二吸取组件相对于所述键合台可移动，在所述第二吸取组件的移动下，所述第二吸取组件将所述芯片从所述交换区域移动至所述键合区域。

在一些实施例中，所述第二吸取组件包括：吸取腔和吸取件；吸取腔与所述键合台连接；吸取件与所述吸取腔连接，设置在所述吸取腔内或设置在所述吸取腔的侧壁上；所述吸取件吸取所述芯片时，所述吸取腔与所述芯片的所述第一表面接触，或所述吸取件与所述芯片的所述第一表面接触。

在一些实施例中，所述第二吸取组件还包括：伸缩件，设置在所述吸取腔内；其中，在所述伸缩件的伸出状态下，使所述芯片发生形变；或者，在所述吸取腔通气的状态下，使所述芯片发生形变。

在一些实施例中，所述芯片键合装置还包括检测单元；其中，第一检测单元用于检测所述芯片是否到达所述拾取机构的拾取区域；第二检测单元用于检测所述芯片是否到达所述交换区域；第三检测单元用于检测所述芯片是否与芯片键合载体的基材对准。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一技术方案是：提供一种芯片键合系统，所述芯片键合系统包括：控制组件以及与所述控制组件连接的芯片键合装置，所述控制组件用于控制所述芯片键合装置进行键合过程，所述芯片键合装置如上述的芯片键合装置。

区别于当前技术，本申请提供的芯片键合装置，包括：拾取机构和键合机构；其中，拾取机构非接触的吸取待键合的芯片，并翻转所述芯片，使所述拾取机构与所述芯片的第一表面接触，再将将芯片转移至交换区域；键合机构设置在交换区域，吸取芯片并与芯片的第一表面接触，以使芯片与拾取机构分离，并将芯片移动至键合区域进行键合。即本申请的芯片键合装置在芯片封装的转移过程中，只与芯片的第一表面接触，避免了与芯片键合面接触，也即避免了芯片键合面的粒子污染，提升芯片性能，同时通过拾取机构的转移，并减少了多次转移过程，相应提升封装效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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他的附图。其中：

图1是本申请中芯片键合装置第一实施例的结构示意图；

图2是本申请中芯片键合装置第二实施例的结构示意图；

图3是本申请中芯片键合装置第三实施例的结构示意图；

图4是本申请中支撑件位于第一位置一实施例的结构示意图；

图5是本申请中支撑件位于第二位置一实施例的结构示意图；

图6是本申请中支撑件位于第三位置一实施例的结构示意图；

图7是本申请中支撑件位于第四位置一实施例的结构示意图；

图8是本申请中芯片键合装置第四实施例的结构示意图；

图9是本申请中在伸缩件伸出状态下待键合芯片发送形变一实施例的结构示意图；

图10是本申请中在伸缩件伸出状态下待键合芯片发送形变另一实施例的结构示意图；

图11是本申请中吸取腔通入氮气(N2)一实施例的结构示意图；

图12是本申请中吸取腔通入氮气(N2)另一实施例的结构示意图；

图13是本申请中芯片键合装置第五实施例的结构示意图；

图14是本申请中芯片键合系统一实施例的结构示意图。

附图中，芯片键合装置10，供给机构300，供给台310，顶起件320，拾取机构100，拾取台110，第一吸取组件120，转移组件130，转动件131，第一转动部1311，第二转动部1312，第三转动部1313，支撑件132，键合机构200，键合台210，第二吸取组件220，吸取腔221，伸缩件223，吸取件222，承载机构400，芯片键合系统20，控制组件21。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。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。

在申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

另外，本申请中尽管多次采用术语“第一”、“第二”等来描述各种数据(或各种元件或各种应用或各种指令或各种操作)等，不过这些数据(或元件或应用或指令或操作)不应受这些术语的限制。这些术语只是用于区分一个数据(或元件或应用或指令或操作)和另一个数据(或元件或应用或指令或操作)。例如，第一位置信息可以被称为第二位置信息，第二位置信息也可以被称为第一位置信息，仅仅是其两者所包括的范围不同，而不脱离本申请的范围，第一位置信息和第二位置信息都是各种位置和姿态信息的集合，只是二者并不是相同的位置和姿态信息的集合而已。

当前对于半导体器件的封装过程，特别是芯片键合的封装转移过程，通常是不断与芯片接触，以将芯片带到键合区域进行键合；而转移过程中难以避免与芯片的正面和反面多次接触，进而使得接触后的芯片表面产生粒子污染，影响了芯片性能；而多次转移，也占用较多的封装时间，影响了封装效率。

因此，提供一种芯片键合装置，能有效消除芯片在转移过程中的粒子污染问题，提升芯片性能，并相应提升封装效率。

请参阅图1，图1是本申请芯片键合装置第一实施例的结构示意图。

如图1所示，该芯片键合装置包括：拾取机构100、键合机构200；拾取机构100非接触的吸取待键合芯片，并翻转待键合芯片，使拾取机构100与待键合芯片的第一表面接触，再将待键合芯片转移至交换区域，键合机构200设置在交换区域，吸取待键合芯片并与待键合芯片的第一表面接触，以使待键合芯片与拾取机构100分离，并将待键合芯片移动至键合区域进行键合。

其中，芯片为待键合芯片，芯片的第一表面为芯片背面，芯片的键合面为芯片正面，即，用于进行键合的面为芯片正面，也即键合面，相对应的另一面为芯片背面，也即第一表面；拾取机构100是将芯片进行转移和翻转的机构，拾取芯片后，将芯片转移至交换区域，交换区域即为拾取机构100将芯片交换给键合机构200的区域；键合机构200是将芯片进行键合的结构，键合机构200将芯片移动至键合区域，以使芯片与芯片键合载体的基材进行键合，键合区域即为键合机构200将芯片与芯片键合载体的基材进行键合的区域。

具体地，拾取机构100在拾取区域非接触的吸取待键合芯片，即拾取机构100在吸取芯片时，拾取机构100面对芯片的键合面，且并不与芯片的键合面接触，而在转移过程中，拾取机构100将芯片翻转，使得拾取机构100与芯片的第一表面接触，以带动芯片转移至交换区域，并且芯片达到交换区域后，芯片的第一表面朝上；键合机构200设置在交换区域，当芯片到达交换区域后，键合机构200吸取芯片并接触芯片的第一表面，以带动芯片与拾取机构100分离，并将芯片移动至键合区域，使得芯片的键合面与芯片键合载体的基材进行键合。

其中，非接触的吸取待键合芯片，可以是基于伯努利原理进行的非接触吸取，可以理解的是，能实现非接触吸取待键合芯片即可。

在一些实施例中，该芯片键合装置还包括：供给机构300和承载机构400；其中，供给机构300是提供芯片的机构，即待键合芯片一一间隔放置在供给机构300上，在供给机构300的传动下，将芯片一一移动至拾取机构100的拾取区域，拾取区域即为拾取机构100拾取待键合芯片的区域；即有待键合芯片间隔放置在供给机构300上，且待键合芯片的第一表面与供给机构300接触，也即待键合芯片的第一表面面向供给机构；在供给机构300的传动下，将待键合芯片移动至拾取机构100的拾取区域；并在键合机构200将待键合芯片移动至键合区域后，使得待键合芯片的键合面与承载机构400上芯片键合载体的基材进行键合。

在一些实施例中，供给机构300可以是流水线形式的机构，即待键合芯片一一间隔放置在供给机构300上，并在供给机构300的传动下，将待键合芯片一一移动至拾取机构100的拾取区域，使得拾取机构100一一将待键合芯片拾取。

本实施例中，通过拾取机构100非接触的拾取待键合芯片，并在转移过程中与待键合芯片的第一表面接触，到达交换区域后，键合机构200与待键合芯片的第一表面接触，以使得在整个转移过程中，芯片键合装置只与待键合芯片的第一表面接触，以保证待键合芯片的键合面不会因为接触而产生粒子污染，提高了芯片的性能，且只在拾取机构100进行转移，减少了转移次数，提升了转移效率。

请参阅图2，图2是本申请芯片键合装置第二实施例的结构示意图。

如图2所示，该芯片键合装置包括：供给机构300、拾取机构100、键合机构200以及承载机构400；拾取机构100包括拾取台110、第一吸取组件120以及转移组件130；其中，第一吸取组件120设置在拾取台110，用于从供给机构300上非接触的吸取待键合芯片，使得待键合芯片与供给机构300分离；转移组件130设置在拾取台110，用于吸附第一吸取组件120所吸取的待键合芯片，以使转移组件130与待键合芯片的第一表面接触，再将待键合芯片翻转并转移到交换区域；在转移过程中，转移组件130与待键合芯片的第一表面接触。

其中，拾取台110可以为突出的柱形结构，第一吸取组件120和转移组件130都设置在该突出的柱形结构上，其中，第一吸取组件120设置在拾取台110突出部底面所在的第一区域，转移组件130设置在拾取台110突出部侧壁所在的第二区域，第一吸取组件120用于吸取供给机构300上的待键合芯片，转移组件130用于将第一吸取组件120吸取的待键合芯片翻转并转移到交换区域。

具体地，待键合芯片间隔放置在供给机构300上，且待键合芯片的第一表面与供给机构300接触；在供给机构300的传动下，将待键合芯片移动至第一吸取组件120的所对应的拾取区域；第一吸取组件120在拾取区域非接触的从供给机构300上吸取待键合芯片，转移组件130则移动至第一吸取组件120的拾取区域，在第一吸取组件120释放待键合芯片时，转移组件130吸附该待键合芯片，使得转移组件130与待键合芯片的第一表面接触并吸取，以将待键合芯片移动至交换区域，此时，待键合芯片的第一表面朝上，而待键合芯片的键合面朝下。

在一些实施例中，第一吸取组件120可以是非接触吸取物品的吸取组件，如非接触式伯努利吸盘，能实现非接触吸取物品即可，即伯努利吸盘内置基于伯努利原理制造的真空发生装置高压空气进入吸盘芯后经吸盘芯特殊结构的出口喷射出来行成气旋产生负压，从而将待键合芯片吸起。因为气旋是从吸盘中心喷发的高压空气形成的，所以待键合芯片与吸盘的底面会行成一个气面的悬空距离，因此达到了非接触的效果并又吸起了待键合芯片。

在一些实施例中，拾取台110是固定设置的，如拾取台110固定在物架上，通过供给机构300的传动，将待键合芯片移动至第一吸取组件120下方的拾取区域。

在另一些实施例中，拾取台110是可移动设置的，如拾取台110可移动的设置在物架上，通过移动拾取台110，将第一吸取组件120移动至拾取区域对待键合芯片进行拾取。

本实施例中，通过第一吸取组件120吸取待键合芯片，并通过转移组件130将吸取的待键合芯片翻转并转移到相应的交换区域，在整个转移过程中，只与待键合芯片的第一表面接触，保证了待键合芯片的键合面不被接触，进而不产生粒子污染，保证了芯片的性能，且通过转移组件130将待键合芯片进行移动，省略了大量反转装置，提升了转移效率。

请参阅图3，图3是本申请芯片键合装置第三实施例的结构示意图。

如图3所示，该芯片键合装置包括：供给机构300、拾取机构100、键合机构200以及承载机构400；拾取机构100包括拾取台110、第一吸取组件120以及转移组件130；其中，第一吸取组件120设置在拾取台110突出部底面所在的第一区域，转移组件130包括转动件131和支撑件132；转动件131设置在拾取台110突出部侧壁所在的第二区域，支撑件132与转动件131连接，在转动件131的转动下，带动支撑件132移动至第一吸取组件120下方，以使得支撑件132可以吸取待键合芯片的第一表面，而第一吸取组件120释放该待键合芯片，即支撑件132与待键合芯片的第一表面接触，以使得支撑件132在转动件131的转动和翻转下，将待键合芯片翻转并移动至交换区域，此时，待键合芯片的第一表面水平朝上，其键合面水平朝下。

具体地，待键合芯片间隔放置在供给机构300上，且待键合芯片的第一表面与供给机构300接触；在供给机构300的传动下，将待键合芯片移动至第一吸取组件120的所对应的拾取区域；第一吸取组件120在拾取区域非接触的从供给机构300上吸取待键合芯片；转动件131在拾取台110内移动至靠近供给机构300处，在转动件131的转动下，将支撑件132移动至第一吸取组件120下方，以使得支撑件132可以吸取待键合芯片的第一表面，而第一吸取组件120释放该待键合芯片，此时，支撑件132与待键合芯片的第一表面接触，并在转动件131的再次转动和翻转下，将待键合芯片移动至交换区域，且待键合芯片的第一表面水平朝上，其键合面水平朝下。

在一些实施例中，转移组件130是可移动的，即转移组件130可以在拾取台110上移动；且转移组件130也可以转动，即转移组件130本身可以进行旋转、翻转等。

在一些实施例中，部分的转动件131镶嵌在拾取台110内，可以在拾取台110内进行移动，如沿拾取台110的垂直方向上下移动；另一部分的转动件131在拾取台110外，与支撑件132连接，并可以带动支撑件进行水平方向的旋转、垂直方向的翻转等。

本实施例中，通过可旋转的转动件131，可以将第一吸取组件120吸取的待键合芯片，在只接触待键合芯片的第一表面情况下，通过转动件的旋转和/或翻转，将待键合芯片从拾取区域翻转并转移至交换区域，在转移过程中，避免接触待键合芯片的键合面，避免了芯片产生粒子污染，提升了芯片性能。

参阅图3、图4、图5、图6和图7，其中，图4是支撑件132处于第一位置一实施例的结构示意图，图5是支撑件132处于第二位置一实施例的结构示意图，图6是支撑件132处于第三位置一实施例的结构示意图，图7是支撑件132处于第四位置一实施例的结构示意图。

转动件131包括第一转动部1311、第二转动部1312以及第三转动部1313；第一转动部1311设置在拾取台110突出部侧壁所在的第二区域，第二转动部1312与第一转动部1311连接，第三转动部1313与第二转动部1312连接，并与支撑件132连接；其中，在第一转动部1311转动下，带动支撑件132沿拾取台110的垂直方向上下移动，如向上移动至第一位置或向下移动至第二位置；支撑件132位于第二位置后，在第三转动部1313转动下，带动支撑件132沿第三转动部1313的垂直方向轴线旋转，使支撑件132移动第一吸取组件120下方所对应的第三位置，以便支撑件132接触并吸取待键合芯片的第一表面，或远离第一吸取组件120回到第二位置；支撑件132在接触并吸取待键合芯片回到第二位置后，在第二转动部1312转动下，带动支撑件132沿第一转动部1311的水平方向轴线翻转至交换区域所对应的第四位置或远离交换区域翻转回到第二位置，且在第四位置，待键合芯片的第一表面水平朝上；其中，第一位置为第一转动部1311移动至拾取台110上半部分时，支撑件132所对应的位置；第二位置为第一转动部1311移动至拾取台110下半部分时，支撑件132所对应的位置；第三位置为第一吸取组件120下方所对应的位置；第四位置为将支撑件132翻转至交换区域所对应的位置。

其中，第一转动部1311与拾取台110相连，可以镶嵌在拾取台110内壁中，也可以与拾取台110的外壁相连，第一转动部1311与第二转动部1312连接，且与拾取台110相连的第一转动部1311，可以沿拾取台110的垂直方向进行上下滑动，以带动支撑件132上移或下移。

具体地，如图4、图5、图6、图7所示，当第一吸取组件120在拾取区域非接触的从供给机构300上吸取待键合芯片时，支撑件132处于第一位置，如图4所示；在第一转动部1311滑动下，第二转动部1312携带着第三转动部1313和支撑件132沿拾取台110的垂直方向向下移动至第二位置，如图5所示，此时，第一转动部1311移动至拾取台110的下半部分，第三转动部1313和支撑件132都是正面朝上；在第三转动部1313的转动下，带动支撑件132沿第三转动部1313的垂直方向轴线旋转，使支撑件132移动至靠近第一吸取组件120的第三位置，如图6所示，即第一吸取组件120下方，也即拾取区域，此时，第三转动部1313和支撑件132都是正面朝上；以使得支撑件132可以吸取待键合芯片的第一表面，而第一吸取组件120释放该待键合芯片，此时，待键合芯片的第一表面与支撑件132接触，即支撑件132基于第一表面吸取待键合芯片，并在第三转动部1313的再次转动下，支撑件132携带着待键合芯片回到第二位置，此时，第三转动部1313和支撑件都是正面朝上；在第二转动部1312的翻转下，第三转动部1313携带着支撑件132和支撑件132吸附的待键合芯片沿第一转动部1311的水平方向轴线翻转到交换区域所对应的第四位置，如图7所示，此时，第三转动部1313和支撑件132都是正面朝下，待键合芯片被支撑件132吸附着，且待键合芯片的第一表面朝上；以使得键合机构200可以直接吸附待键合芯片的第一表面。

在一些实施例中，第一转动部1311可以包括Z轴马达，用于实现在拾取台110内部进行上下滑动；第二转动部1312可以包括θ轴马达，如L型结构或T型结构，用于实现支撑件沿第一转动部1311的水平方向轴线旋转，即上下翻转；第三转动部1313可以包括T轴马达，用于实现支撑件132沿第三转动部1313的垂直方向轴线旋转，即水平转动。

在一些实施例中，支撑件132设置有拾取槽，以使键合机构200通过拾取槽与待键合芯片的第一表面接触，在键合机构200的吸取下，进而使得待键合芯片与拾取机构100分离。例如：拾取槽可以是支撑件132上的开口槽，即支撑件132一侧边设有凹槽，且凹槽沿该侧边向支撑件内部深入，为了使得键合机构200从拾取槽更好的移动轨迹，拾取槽可以设置为有一定弧度；键合机构200通过开口槽与待键合芯片的第一表面接触，并在吸取待键合芯片后，携带待键合芯片从开口槽远离支撑件132。

本实施例中，通过第一吸取组件120吸取待键合芯片，并通过转移组件130中第一转动部1311、第二转动部1312以及第三转动部1313的转动和/或翻转，使得待键合芯片翻转并转移到相应的交换区域，在整个转移过程中，只与待键合芯片的第一表面接触，保证了待键合芯片的键合面不被接触，进而不产生粒子污染，保证了芯片的性能，且通过转移组件130将待键合芯片进行移动，省略了大量反转装置，提升了转移效率。

请参阅图8，图8是本申请芯片键合装置第四实施例的结构示意图。

如图8所示，该芯片键合装置包括：供给机构300、拾取机构100、键合机构200以及承载机构400；键合机构200包括键合台210以及第二吸取组件220，其中，第二吸取组件220与键合台210连接，且所述第二吸取组件相对于所述键合台可移动，在第二吸取组件220的移动下，第二吸取组件220将待键合芯片从交换区域移动至键合区域。

其中，第二吸取组件220可移动地与键合台210连接，即第二吸取组件220可以沿键合台210水平方向和垂直方向进行自由移动；部分第二吸取组件220镶嵌在键合台210内，另一部分第二吸取组件220则在键合台210外部。

具体地，当待键合芯片到达交换区域时，待键合芯片的第一表面与支撑件132接触并被吸附，且待键合芯片的第一表面水平朝上；第二吸取组件220可以沿键合台的水平方向和垂直方向进行移动，以带动第二吸取组件220移动到交换区域，以使第二吸取组件220在交换区域吸取待键合芯片，此时，第二吸取组件220与待键合芯片的第一表面接触，并在第二吸取组件220的再次移动下，将第二吸取组件220吸取的待键合芯片移动至键合区域，以实现待键合芯片与承载机构400上的芯片键合载体的基材进行键合。

继续参阅图8，第二吸取组件220包括：吸取腔221以及吸取件222；吸取腔221与键合台210连接；吸取件222与吸取腔221连接，吸取件222吸取待键合芯片时，吸取腔221与待键合芯片的第一表面接触，或吸取件222与待键合芯片的第一表面接触。

其中，吸取腔221镶嵌在键合台210，即部分吸取腔221嵌入在键合台210内部，另一部分吸取腔221在键合台210外部；

在一实施例中，吸取件222的一端固定设置在吸取腔221内，另一端用于吸取支撑件132上的待键合芯片，使得待键合芯片与吸取腔221的侧壁接触；

在另一实施例中，吸取件222设置在吸取腔221的腔口部分，与吸取腔221的侧壁连接，使得待键合芯片与吸取件222接触。

在一些实施例中，第二吸取组件220还包括伸缩件223。

当吸取件222设置在吸取腔内时，伸缩件223的一端固定设置在吸取腔221内，另一端与吸取件222连接，并在伸缩件223的伸缩下，带动吸取件222伸出或缩回吸取腔，在伸缩件223的伸出状态下，使待键合芯片发生形变，形成球面状；或者，在吸取腔通气的状态下，使待键合芯片发生形变，形成球面状；以实现待键合芯片的球面状键合面与承载机构400上的芯片键合载体的基材进行键合。

当吸取件222与吸取腔221的侧壁连接时，伸缩件223的一端固定设置在吸取腔221内，另一端可伸出或缩回吸取腔，在伸缩件223的伸出状态下，使待键合芯片发生形变，形成球面状；或者，在吸取腔通气的状态下，使待键合芯片发生形变，形成球面状，以实现待键合芯片的球面状键合面与承载机构400上的芯片键合载体的基材进行键合。

在一些实施例中，如图9所示，吸取件222的一端固定设置在吸取腔221内，另一端用于吸取支撑件132上的待键合芯片，使得待键合芯片与吸取腔221的侧壁接触；在吸取件222的伸出状态下，使待键合芯片发生形变，形成球面状；例如，通过吸取件222的压力压向待键合芯片的第一表面，以使得待键合芯片的键合面形成球面状实现键合。

在另一实施例中，如图10所示，吸取件222设置在吸取腔221的腔口部分，与吸取腔221的侧壁连接，使得待键合芯片与吸取件222接触；在吸取件222的伸出状态下，使待键合芯片发生形变，形成球面状。

在一些实施例中，如图11所示，吸取件222的一端固定设置在吸取腔221内，另一端用于吸取支撑件132上的待键合芯片，使得待键合芯片与吸取腔221的侧壁接触；在吸取腔221通气的状态下，待键合芯片发生形变，形成球面状；例如，对吸取腔221通入氮气(N2)，以使得待键合芯片的键合面在氮气的压力下形成球面状实现键合。

在另一实施例中，如图12所示，吸取件222设置在吸取腔221的腔口部分，与吸取腔221的侧壁连接，使得待键合芯片与吸取件222接触；在吸取腔221通气的状态下，待键合芯片发生形变，形成球面状。

可以理解的是，待键合芯片的球面状的弯曲度，可以根据键合的实际要求进行设定。

在一些实施例中，吸取件222还可以设置有吸嘴，通过该吸嘴吸取待键合芯片，并推动待键合芯片或者吹出氮气(N2)，使得待键合芯片的键合面形成球面状。

在一些实施例中，伸缩件223可以为丝杆结构，通过丝杆运动，带动吸取件222伸出或缩回吸取腔221。

本实施例中，通过吸取腔221、伸缩件223以及吸取件222的配合，使得带键合芯片的键合面形成球面状，以实现待键合芯片与与承载机构400上的芯片键合载体的基材的键合，在整个转移过程中，只与待键合芯片的第一表面接触，保证了待键合芯片的键合面不被接触，进而不产生粒子污染，保证了芯片的性能。

请参阅图13，图13是本申请芯片键合装置第五实施例的结构示意图。

如图13所示，该芯片键合装置包括：供给机构300、拾取机构100、键合机构200以及承载机构400；供给机构300包括：供给台310和顶起件320；其中，顶起件320设置在供给台310下方，在供给台310上的待键合芯片达到拾取机构100下方时，顶起件320将待键合芯片从水平位置顶起，以使拾取机构100吸取待键合芯片，并在待键合芯片被吸取之后带动供给台310的薄膜回归至水平位置，使得待键合芯片与薄膜分离。

其中，供给台310可以是流水线形式的装置，用于传输待键合芯片，供给台310设置有薄膜，待键合芯片放置在薄膜上。

具体地，当待键合芯片到达拾取机构100的拾取区域时，顶起件320将薄膜顶起，以使相应的待键合芯片被顶起，使得拾取机构100可以将待键合芯片吸取；并在待键合芯片被吸取后，顶起件320带动薄膜回归至水平位置，顶起件320再返回原位置，薄膜回归至水平位置后继续传输待键合芯片。

在一些实施例中，芯片键合装置还包括检测单元，如第一检测单元、第二检测单元和第三检测单元；其中，第一检测单元设置在拾取机构100，用于检测待键合芯片是否到达拾取机构100下方的拾取区域；第二检测单元设置在拾取机构100，用于检测待键合芯片是否到达交换区域；第三检测单元设置在键合机构200，用于检测待键合芯片是否与芯片键合载体的基材对准。

在另一些实施例中，检测单元还可以包括第四检测单元，用于检测待键合芯片是否被拾取机构100拾取；还可以包括第五检测单元，用于检测待键合芯片的球面状是否符合键合要求。

请参阅图14，图14是本申请芯片键合系统一实施例的结构示意图。

如图14所示，该芯片键合系统20包括：控制组件21以及与处理组件连接的芯片键合装置10，控制组件21用于控制芯片键合装置10进行键合过程，芯片键合装置如上述的芯片键合装置10。

以上技术方案，一种芯片键合装置，包括：供给机构300、拾取机构100、键合机构200以及承载机构400；供给机构300用于提供待键合的芯片，芯片的第一表面与供给机构300接触；拾取机构100设置在供给机构300上方，非接触的从供给机构300吸取芯片，并将芯片转移至交换区域，其中，在转移过程中，拾取机构100与芯片的第一表面接触，且第一表面在交换区域朝上；键合机构200设置在交换区域，吸取芯片并与第一表面接触，以使芯片与拾取机构100分离，并将芯片移动至键合区域进行键合；承载机构400设置在键合机构200下方，承载着芯片键合载体的基材；在进行芯片键合时，在整个键合过程中，芯片键合装置都没有与待键合芯片的键合面接触，保证了待键合芯片键合面的清洁度，使得待键合芯片的键合面不产生粒子污染，保证了芯片的性能，且通过转移组件130将待键合芯片进行移动和翻转，省略了大量反转装置，提升了转移效率。

在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的系统，装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种芯片键合装置，其特征在于，包括：

拾取机构，非接触的吸取待键合的芯片，并翻转所述芯片，使所述拾取机构与所述芯片的第一表面接触，再将所述芯片转移至交换区域；

键合机构，设置在所述交换区域，吸取所述芯片并与所述芯片的所述第一表面接触，以使所述芯片与所述拾取机构分离，并将所述芯片移动至键合区域进行键合。

2.根据权利要求1所述的芯片键合装置，其特征在于，所述拾取机构包括：

拾取台；

第一吸取组件，设置在所述拾取台的第一区域，用于从供给机构上非接触的吸取所述芯片；

转移组件，设置在所述拾取台的第二区域，用于吸附所述第一吸取组件所吸取的所述芯片，以使所述转移组件与所述芯片的第一表面接触，再将所述芯片移动至所述交换区域；其中，所述第一区域和所述第二区域为所述拾取台的不同区域。

3.根据权利要求2所述的芯片键合装置，其特征在于，所述转移组件包括：

转动件，设置在所述拾取台的第二区域；

支撑件，与所述转动件连接，经所述转动件的转动，所述支撑件移动至所述第一吸取组件下方，所述支撑件接触所述第一表面并吸取所述芯片，以使所述第一吸取组件释放所述芯片，并在所述转动件的转动下，将所述芯片翻转并移动至所述交换区域。

4.根据权利要求3所述的芯片键合装置，其特征在于，所述转动件包括：

第一转动部，设置在所述拾取台的第二区域；

第二转动部，与所述第一转动部连接；

第三转动部，与所述第二转动部连接，并与所述支撑件连接；

其中，在所述第一转动部转动下，带动所述支撑件沿所述拾取台的垂直方向上下移动；在所述第二转动部转动下，带动所述支撑件沿所述第一转动部的水平方向轴线旋转；在所述第三转动部转动下，带动所述支撑件沿所述第三转动部的垂直方向轴线旋转。

5.根据权利要求3所述的芯片键合装置，其特征在于，所述支撑件设置有拾取槽，以使所述键合机构从所述拾取槽与所述芯片的所述第一表面接触，并在所述键合机构对所述芯片的吸附下，使得所述芯片与所述拾取机构分离。

6.根据权利要求1所述的芯片键合装置，其特征在于，所述键合机构包括：

键合台；

第二吸取组件，与所述键合台连接，且所述第二吸取组件相对于所述键合台可移动，在所述第二吸取组件的移动下，所述第二吸取组件将所述芯片从所述交换区域移动至所述键合区域。

7.根据权利要求6所述的芯片键合装置，其特征在于，所述第二吸取组件包括：

吸取腔，与所述键合台连接；

吸取件，与所述吸取腔连接，设置在所述吸取腔内或设置在所述吸取腔的侧壁上；所述吸取件吸取所述芯片时，所述吸取腔与所述芯片的所述第一表面接触，或所述吸取件与所述芯片的所述第一表面接触。

8.根据权利要求7所述的芯片键合装置，其特征在于，所述第二吸取组件还包括：

伸缩件，设置在所述吸取腔内，能伸出或缩回所述吸取腔；

其中，在所述伸缩件的伸出状态下，使所述芯片发生形变；或者，在所述吸取腔通气的状态下，使所述芯片发生形变。

9.根据权利要求1所述的芯片键合装置，其特征在于，所述芯片键合装置还包括检测单元；

其中，第一检测单元用于检测所述芯片是否到达所述拾取机构的拾取区域；第二检测单元用于检测所述芯片是否到达所述交换区域；第三检测单元用于检测所述芯片是否与芯片键合载体的基材对准。

10.一种芯片键合系统，其特征在于，所述芯片键合系统包括：控制组件以及与所述控制组件连接的芯片键合装置，所述控制组件用于控制所述芯片键合装置进行键合过程，所述芯片键合装置如权利要求1-9任一项所述的芯片键合装置。