CN1180242A

CN1180242A - 带有热产生装置的芯片焊接装置

Info

Publication number: CN1180242A
Application number: CN97116779A
Authority: CN
Inventors: 张锡弘; 金京燮; 柳周铉
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1996-10-15
Filing date: 1997-08-19
Publication date: 1998-04-29

Abstract

本发明提供一种芯片焊接装置,它通过使用一种粘结剂的同时固化来完成半导体芯片与芯片焊点之间的焊接。该芯片焊接装置包括一个热产生装置,它有一个通孔,加热套管插在这个通孔中,从而实现引线框架的芯片焊点与芯片之间的连接。根据本发明,不需要使用任何独立的固化工艺和装置来固化用于连接半导体器件和引线框架的粘结剂,所以,减少了生产费用和时间,从而提高生产率。

Description

带有热产生装置的芯片焊接装置

本发明总的来说涉及一种芯片焊接装置。更具体地说，涉及一种带有热产生装置的芯片焊接装置，它在一步完成芯片焊接和粘结剂固化。

IC制造工艺基本上包括晶片准备，晶片制造，电测试(芯片分类)和组装。组装工艺包括：晶片锯除，芯片焊接，连线焊接，模压、修剪/成型和测试。在它们当中，芯片焊接这步通过使用粘结剂将单个芯片固定到引线框架的一个焊点上。

下面将介绍一种现有的芯片焊接装置。

图1是现有芯片焊接装置中所用的焊接单元的分解透视图。参考图1，芯片焊接装置包括焊接单元连接器110和用于支撑焊接单元连接器110的焊接单元主体120。为了使芯片焊接装置可用于进行各种半导体器件的焊点连接，焊接单元连接器110是根据半导体器件封装的尺寸和形状来制造。

焊接工艺是在焊接单元连接器的上表面111上进行的。因为焊接工艺通常是通过使用一个引线框架条带来完成的，焊接单元连接器110在其相对两边上有引线框架导向装置112，从而对引线框架条带的运动进行导向。焊接单元连接器110在其两端有螺孔113，在其下表面上有一个凸缘115。用于将它固定到焊接单元主体120上。

焊接单元主体120的结构和焊接单元连接器110的下部相匹配，也就是说，焊接单元主体120有一个平整的上表面，从而焊接单元连接器110下表面呈面接触，它还有加热元件连接器导向装置122，从而沿着焊接单元主体120的上表面上的相对边对焊接单元连接器110的装配进行导引并帮助。另外，它还有孔123，用于将焊接单元连接器固定在与焊接单元连接器110的螺孔113相对应的点上。焊接单元主体120还有固定孔124，它通过使用一个紧固装置如螺柱或螺纹将它自己固定到封装装配装置上(图中没有示出)。

焊接单元连接器110是通过下述方法连接到焊接单元主体120的上表面：使焊接单元连接器110的凸缘115和焊接单元主体120的上表面对准。为此，焊接单元连接器110的螺孔113和焊接单元主体120的孔123对准并紧固在其上。

图2是描述现有芯片焊接装置的简图。参考图2，芯片焊接装置包括：胶粘胶点加器133，用于为引线框架140的芯片焊点141涂覆粘结剂136。拾取工具134，它从放在晶片对准板132的晶片130处拾取好的半导体芯片131，并将芯片131送到拾取工具沿输送轨道138运动的芯片对准板139上；焊头135，它运动到引线框架140上要将芯片131固定到芯片焊点141上的某一点，并向芯片焊点141上的芯片131施加一定的压力；焊接单元连接器110在芯片焊接过程中支撑着芯片131和引线框架140；和芯片焊接单元主体120，它用于紧固焊接单元连接器110。芯片131放在芯片焊点141上，芯片焊点141在其上表面有粘结剂，经过焊头135的施压将芯片131固定到引线框架140上。

用于将芯片131固定到芯片焊点141上的粘结剂136可以分成两类：软粘结剂和硬粘结剂。软粘结剂可能包括以Pb作为主要成份的钎料和有机粘结剂，如环氧树脂或掺有导热颗粒的聚酯亚胺。硬粘结剂可能包括以Au作为主要成份的共晶易熔粘结剂，例如AuSi，AuSn，AuGe等。

芯片焊接主要采用软粘结剂，特别是Ag-环氧树脂粘结剂，通过将温度控制在100-300℃使芯片和引线框架之间的粘结剂固化，从而将芯片牢牢地固接在引线框架上。由于这个原因，在芯片焊点141上设有芯片131的引线框架140必须送到一个单独的固体装置上，在那儿它被加热来使粘结剂固化。在到芯片焊点141和引线框架140之间的粘结剂136完全固化以后芯片131才能牢牢地固接到引线框架140的芯片焊点141上。

根据目前工业自动化和多功能化趋势，需要减少半导体器件封装的步骤总数，从而要求把焊接工艺和固化工艺组合起来。

本发明提供了一种芯片焊接装置，它通过使用一种粘结剂来完成半导体芯片和芯片焊点之间的焊接及粘结剂的同时固化。

进而，本发明提供了一种用于将一半导体器件从包括多个半导体器件的晶片上分开的芯片焊接装置，它通过使用一种粘结剂将该器件固定到一个引线框架上，该装置包括：

一个焊接单元，上述引线框架就放在其上，并固定在它上面；

一个拾取工具，用于从晶片上拾取一个上述半导体器件，并将该器件送到一个芯片对准板上；和

一个焊接头，它通过使用一种粘结剂将该器件连结到引线框架上；

其中，上述装置还包括一个热产生装置，用于加热焊接单元来固化该器件在和引线框架之间的粘结剂。

参考附图通过下述详细介绍，就易于理解本发明的这些和许多特征和优点。在这些附图中，相同的标号代表相同的结构部分。这些附图包括：

图1是现有芯片焊接装置中所用焊接单元的分解透视图；

图2是描述现有芯片焊接装置的简图；

图3是描述本发明的芯片焊接装置的剖视图，其中，焊接单元和加热套管相连，

图4是图3所示的焊接单元和加热套管的分解透视图；及

图5是描述本发明的焊接装置的简图。

下面将参考附图对本发明进行更加详细的介绍，附图中示出了本发明的几个优选实施例。然而，本发明还可以有许多不同形式，并不限于本文所提出的实施方式。提供这些实施例是为了使本发明更加具体和完整，并介绍本发明的精神实质。在这些图中，为了清晰起见，对各个区域和层的厚度进行了放大。在全文中，相同的标号代表相同的部分。

图3是本发明的芯片焊接装置的剖视图，其中焊接单元和加热套管相连；图4是图3所示的焊接单元和加热套管的分解透视图。参考图3和图4，芯片焊接装置包括焊接单元10和热产生装置20。可以用图3和图4中所示的加热套管20来作热产生装置。加热套管20是和一个电源相连接并由电源供电产生热。焊接单元10和加热套管20连接，并被来自加热套管20的热量加热到一定的温度范围。

下面将介绍焊接单元10的结构。

焊接单元10的上表面11是平整而光滑的，其上面放着引线框架。焊接单元10上有引线框架引导装置12，用于引导引线框架的条带在其上表面11的相对两边运动。可以同时用两个或多个引线框架导向元件来完成芯片焊接工艺。

焊接单元10在其长度方向上有一个通孔13，加热套管20插在通孔13中并穿过整个孔。所以，通孔13的尺寸及形状是由要插入的加热套管20来确定的。

另外，焊接单元10可在通孔13的外侧有一个孔16。热棒温度计36插在上述孔16中。热棒温度计36和加热套管控制装置37电连接。加热套管20插在焊接单元10的通孔13中并通过使用一个紧固装置如螺栓15来固定在通孔13中。加热套管20的一端和电源连接。焊接单元10的两端都有螺孔14。

图5是本发明的芯片焊接装置的简图。图5中所示的芯片焊接装置包括：一个焊接单元10，其上表面支撑着引线框架40和半导体芯片31，用于产生热量的加热套管20插在其中；一个拾取工具34，用于从晶片30处拾取上述半导体器件的一个芯片31，并将该器件送到一个芯片对准板32处；和一个焊接头35，用于将芯片31送到引线框架40的芯片焊点41上，并向芯片施加一定的压力，将芯片贴到芯片焊点41上。

下面将介绍本发明的芯片焊接装置的操作。图5所示的晶片30的下表面上已经涂有粘结剂33，用于后继芯片焊接过程。可以使用象粘结剂33一样的软粘结剂如Ag-环氧树脂或钎料。在本发明的一个优选实施例中，使用钎料作为粘结剂33。通过加热套管20的作用使得焊接单元10的温度保持在约100-300℃，加热套管20的一端和电源电连接。焊接单元10的温度可以根据热棒温度计测出的温度值通过加热套管控制装置37的控制作用保持在一定的值，来实现粘结剂的固化。一旦拾取工具38把好的半导体器件31从晶片30上放到芯片对准板39上并在其上对准之后，焊接头35将器件31移动到引线框架40的芯片焊点41上。此时，焊接单元10已被加热到一定温度，器件31下表面涂上的粘结剂33被熔化。在该器件通过粘结剂33被焊到芯片焊点41上以后，焊接单元10不断提供热量使粘结剂33固化，从而使器件31可以牢牢地固结到引线框架40的芯片焊点41上。

因为本发明的芯片焊接装置有一个和焊接单元相连接的热产生装置，它的温度可以升到一定温度，足以使半导体器件和引线框架之间的粘结剂完全固化，从而实现其间的强固连接。所以，不需要一个单独的固化装置。

另外，不需要使用粘结剂点加器为引线框架的芯片焊点提供粘结剂。在本发明中，这一点已经可能，因为，在晶片制造过程中就可以在晶片上涂上粘结剂；不象现有的芯片焊接装置，粘结剂是通过芯片焊接装置的粘结剂点加器来涂加的。所以，粘结剂的熔化和固化可以在半导体器件与引线框架在芯片焊点相连接处同时完成。

根据本发明，不需使用任何单独的固化工艺和装置来固化粘结剂来把半导体器件固定到引线框架上，所以减少了生产的费用和时间，同时提高了生产率。

尽管上述详细介绍了本发明的优选实施例，但是必须清楚的是，基于上面所述的基本发明概念，可能出现的各种变化和/或修改都在所附的权利要求中所限定的发明范畴内。

Claims

1.一种用于将一半导体器件从包括多个半导体器件的晶片上分开的芯片焊接装置，它通过使用一种粘结剂将该器件固定到一个引线框架上，该装置包括：

2.如权利要求1所述的芯片焊接装置，其中，上述热产生装置可以从焊接单元上拆下来。

3.如权利要求2所述的芯片焊接装置，其中，上述热产生元件是一个加热套管，该加热套管和电源连接并由电源供电而生热。

4.如权利要求3所述的芯片焊接装置，其中，上述焊接单元在其长度方向有一个通孔，加热套管就插在上述通孔里。

5.如权利要求1所述的芯片焊接装置，其中，上述器件在其要与引线框架接触的一面有粘结剂。

6.如权利要求1所述的芯片焊接装置，其中，上述粘结剂是一种软粘结剂。

7.如权利要求6所述的芯片焊接装置，其中，上述软粘结剂是一种钎料。

8.如权利要求1所述的芯片焊接装置，它还包括一个用于控制上述热产生装置操作的控制装置。

9.如权利要求1所述的芯片焊接装置，它还包括一个温度测量装置。