CN1747129A - 晶片压着机构与晶片压着制程 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种晶片压着机构，其主要是由一加压组件、一压头组件及一球体所构成。压头组件设置在加压组件的底下，压头组件具有一卡置槽。其中，加压组件的底部是部分卡置在卡置槽内，且压头组件与加压组件之间具有一间隔。球体配置在加压组件与压头组件之间，并撑起加压组件与压头组件之间的间隔。

Description

晶片压着机构与晶片压着制程

技术领域

本发明涉及一种晶片压着机构(chip compressing mechanism)与晶片压着制程，且特别是涉及一种可提升晶片压着接合的良率(yield factor)的晶片压着机构与晶片压着制程。

背景技术

随着电脑性能的大幅进步以及网际网路、多媒体技术的高度发展，目前影像资讯的传递大多已由类比(类比即模拟，一下皆称为模拟)转为数位(数位即数字，以下皆称为数位)传输。为了配合现代生活模式，视讯或影像装置的体积日渐趋于轻薄。传统使用阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)的显示器虽然仍有其优点，但是由于内部电子腔的结构，使得显示器体积庞大而占空间，且显示时仍有辐射线伤眼等问题。因此，配合光电技术与半导体制造技术所发展的平面显示器(Flat Panel Display，FPD)，例如液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机电激发光显示器(OrganicElectro-Luminescent Display，OELD)或是电浆显示器(Plasma DisplayPanel，PDP)等，已逐渐成为显示器产品的主流。

在这些平面显示器中，大部分皆采用例如玻璃基板等透明基板，而非其他电子产品所常用的电路板。因此在平面显示器所使用的晶片的接合技术方面，主要发展出晶片-电路板接合技术(Chip On Board，COB)、卷带式晶片接合技术(Tape Automated Bonding，TAB)与晶片-玻璃接合技术(ChipOn Glass，COG)等类型的接合技术。

请参阅图1所示，为现有习知的晶片-玻璃接合技术的示意图。如图所示，现有习知的晶片-玻璃接合技术是先提供一晶片50在一玻璃基板80之上。以液晶显示器为例，玻璃基板80可为液晶显示器的薄膜电晶体(ThinFilm Transistor，TFT)阵列基板。其中，玻璃基板80上具有多个接触垫(contact pad)82，而晶片50上则配置有多个金凸块52。此外，在玻璃基板80与晶片50之间更配置有一异方性导电膜70(Anisotropic ConductiveFilm，ACF)。在进行晶片50与玻璃基板80的接合时，是以一晶片压着机构100对晶片50进行热压着(thermo compression)。如此一来，金凸块52即可透过异方性导电膜70内的导电粒子而电性连接至接触垫82，同时藉由高温来固化异方性导电膜70，以稳固金凸块52与接触垫82的电性连接关系。

但是，现有习知技术所使用的晶片压着机构100由于提供作用力F1的方向固定，因此若作用力F1的方向未垂直于玻璃基板80时(如图1中所示)，晶片50就无法以平行于玻璃基板80的方式与其接合，进而造成接合良率的下降。再者，由于晶片接合已属于平面显示器的后段制程，且接合失败后重工(rework)不易，因此若晶片接合失败则需报废接近完工的平面显示器。

为解决上述问题，目前各家平面显示器的制造厂商是在进行每一批晶片的热压着前，会先对晶片压着机构进行校准的动作。但是，这种校准动作不仅耗时，又会增加额外成本。而且，即使晶片压着机构在经过校准后，也仍无法确保晶片可以平行于玻璃基板的方式与其接合。由此可知，晶片接合的良率的提升已成为平面显示器的制造过程中亟待解决的课题之一。

由此可见，上述现有的晶片压着机构在结构与使用上，以及晶片压着制程在方法上，显然仍都存在有不便和缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决晶片压着机构与晶片压着制程存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的晶片压着机构与晶片压着制程存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的晶片压着机构与晶片压着制程，能够改进一般现有的晶片压着机构与晶片压着制程，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的晶片压着机构与晶片压着制程存在的缺陷，而提供一种新的晶片压着机构，所要解决的技术问题是使其适于提高晶片压着接合的良率，从而更加适于实用。

本发明的另一目的在于，提供一种晶片压着制程，所要解决的技术问题是使其适于提高晶片压着接合的良率，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种晶片压着机构，其至少包括：一加压组件：一压头组件，设置在该加压组件的底下，该压头组件具有一卡置槽，其中该加压组件的底部是部分卡置在该卡置槽内，且该压头组件与该加压组件之间具有一间隔；以及一球体，配置在该加压组件与该压头组件之间，并撑起该加压组件与该压头组件之间的该间隔。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的晶片压着机构，其中所述的压头组件至少包括：一第一垫片，该第一垫片的上表面具有一第一凹槽，其中该球体是配置在该第一凹槽内并接触该第一垫片；以及一环片，固接在该第一垫片上，其中该环片的内圈是与该第一垫片构成该卡置槽。

前述的晶片压着机构，其中所述的压头组件更包括一加热板，固接在该第一垫片的下表面处。

前述的晶片压着机构，其中所述的压头组件更包括一第二垫片，其是与该加热板固接，以使该加热板夹在该第一垫片与该第二垫片之间。

前述的晶片压着机构，其中所述的压头组件更包括至少一锁固件，贯穿并螺合该环片、该第一垫片、该加热板与该第二垫片。

前述的晶片压着机构，其中所述的加压组件下表面具有一第二凹槽，且该球体是配置在该第二凹槽内。

前述的晶片压着机构，其更包括多数个锁固件，贯穿该加压组件并且锁固该压头组件，且该些锁固件与该加压组件之间可以相对滑动。

前述的晶片压着机构，其更包括多数个弹性件，套合在暴露在该加压组件与该压头组件外的该些锁固件上。

前述的晶片压着机构，其中所述的压头组件至少包括一第一垫片，其是接触该球体。

前述的晶片压着机构，其中所述的第一垫片上表面具有一第一凹槽，且该球体是配置在该第一凹槽内。

前述的晶片压着机构，其中所述的压头组件更包括一加热板，固接在该第一垫片的下表面处。

前述的晶片压着机构，其中所述的压头组件更包括一第二垫片，其是与该加热板固接，以使该加热板夹在该第一垫片与该第二垫片之间。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种晶片压着制程，其包括以下步骤：提供如权利要求1所述的晶片压着机构；将至少一晶片置在一基板上；以及藉由该晶片压着机构将该晶片压着至该基板上且同时加热该晶片，其中该加压组件所施加的压着力在经过该球体的传递后，是以垂直该基板的方向而经由该压头组件均匀施加在该晶片上。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下：

本发明提出一种晶片压着机构，其主要由一加压(loading)组件、一压头(head)组件及一球体(gimbal)所构成。压头组件设置在加压组件的底下且具有一卡置槽。其中，加压组件的底部是部分卡置在卡置槽内，且压头组件与加压组件之间具有一间隔(gap)。球体配置在加压组件与压头组件之间，并撑起加压组件与压头组件之间的间隔。

本发明再提出一种晶片压着制程，其先提供一前述的晶片压着机构。接着，将至少一晶片置在一基板上。之后，藉由晶片压着机构将晶片压着至基板上且同时加热晶片。其中，加压组件所施加的压着力在经过球体的传递后，是以垂直基板的方向而经由压头组件均匀施加在晶片上。

综上所述，本发明的晶片压着机构与晶片压着制程中，由于压头组件在接触晶片时可自动进行调整，因此可提升晶片与玻璃基板接合的良率。

经由上述可知，本发明是关于一种晶片压着机构，其主要是由一加压组件、一压头组件及一球体所构成。压头组件设置在加压组件的底下，压头组件具有一卡置槽。其中，加压组件的底部是部分卡置在卡置槽内，并且压头组件与加压组件之间具有一间隔。球体配置在加压组件与压头组件之间，并撑起加压组件与压头组件之间的间隔。

综上所述，本发明特殊结构的晶片压着机构与晶片压着制程，提供一种晶片压着机构和一种晶片压着制程，可以提高晶片压着接合的良率。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品及方法中未见有类似的结构设计及方法公开发表或使用而确属创新，其不论在产品结构、方法或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的晶片压着机构与晶片压着制程具有增进的多项功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，以下特举多个较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为现有习知晶片-玻璃接合技术的示意图。

图2为本发明第一实施例的晶片压着机构的剖面示意图。

图3为本发明第二实施例的晶片压着机构的剖面示意图。

50：晶片                      52：金凸块

70：异方性导电膜              80：玻璃基板

82：接触垫                    100：晶片压着机构

200、300：晶片压着机构        210、310：加压组件

212、312、252、352：凹槽      230、330：压头组件

232：卡置槽                   240：环片

250、350、270、370：垫片      260、360：加热板

280、380：球体                290、390：锁固件

395：弹性件                   F1：作用力

F2：作用力                    G：间隔

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的晶片压着机构与晶片压着制程其具体实施方式、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图2和图3所示，其中，图2为本发明第一实施例的晶片压着机构的剖面示意图，而图3为本发明第二实施例的晶片压着机构的剖面示意图。如图2与图3所示，在此所举例说明的本发明两种实施例的晶片压着机构200、300其主要构件皆相同。晶片压着机构200、300主要分别由加压组件210、310、压头组件230、330及球体280、380所构成。压头组件230、330设置在加压组件210、310的底下，且加压组件210、310与压头组件230、330之间具有一间隔G而可相对活动。压头组件230、330可用以接触并压着至少一晶片50(绘示于图2中)，以使晶片50电性接合至一基板80(绘示于图2中)。球体280、380配置在加压组件210、310与压头组件230、330之间，并撑起加压组件210、310与压头组件230、330之间的间隔G。

此外，压头组件230具有一卡置槽232，而加压组件210在靠近压头组件230的部分的尺寸是大于卡置槽232的开口，因此加压组件210在靠近压头组件230的部分可卡置在卡置槽232内。

如此一来，由于加压组件210、310及压头组件230、330是分别与球体280、380进行点接触，且加压组件210、310与压头组件230、330之间存在间隔G，因此当压头组件230、330受到外力作用时，即可相对于加压组件210、310产生适当的旋转及/或位移。

另外，晶片压着机构200、300中，加压组件210、310例如分别具有一凹槽212、312，且球体280、380可藉由凹槽212、312的作用而适当定位于其中。

接着请参阅图2所示，此实施例的压头组件230例如至少由一垫片250及一环片240所构成。球体280例如是接触垫片250。环片240例如与垫片250相互固接。其中，环片240的外圈是接触垫片250，而环片240的内圈例如未接触垫片250而共同构成前述的卡置槽232。为使球体280可获得适当的定位，垫片250可更具有一凹槽252，而球体280即可适当地定位于凹槽252内。

此外，由于在晶片-玻璃接合技术中，一般除了对晶片50加压外也会同时对晶片50加热，因此压头组件230可更增加一加热板260，其固接至垫片250的下表面处。加热板260的加热方式例如是通入电源以藉由热电阻产生增温。

另外，压头组件230也可更包括一垫片270，其固接于加热板260，且垫片250与垫片270分别位于加热板260的相对侧。再者，压头组件230可利用至少一个锁固件290来依序贯穿并螺合环片240、垫片250、加热板260与垫片270。在此，锁固件290可为螺丝。当然，压头组件230中的各构件也可以其他锁固方式进行组装。

接着请参阅图3所示，此实施例的晶片压着机构300例如更包括多个锁固件390，其贯穿加压组件310并锁固压头组件330。其中，锁固件390与加压组件310之间可以相对滑动，因此，当压头组件330受到外力作用时，即可相对于加压组件310产生适当的旋转及/或位移。此外，晶片压着机构300可更包括多个弹性件395，其套合在锁固件390暴露在加压组件310与压头组件330外的部分。在图3中，弹性件395例如是套合在锁固件390的暴露端与加压组件310之间。在此，锁固件390可为螺丝，而弹性件395可为弹簧。

另外，图3所示的压头组件330可以包括一垫片350、一加热板360及一垫片370，其分别与图2所示的垫片250、加热板260及垫片270相同，在此即不再赘述。

请再参阅图2所示，本发明亦提出一种晶片压着制程，其是先提供如图2的晶片压着机构200，但并不局限于使用此晶片压着机构200，只要能完成下列所述的晶片压着制程即可。接着，将至少一个晶片50置在基板80上。此外，例如在晶片50与基板80之间配置一异方性导电膜70。之后，将晶片压着机构200降下。当压头组件230接触到晶片50时，若压头组件230未平行接触晶片50，则晶片50就会在与压头组件230的接触点提供一作用力F2，进而转动压头组件230使其平行接触晶片50。如此一来，加压组件210所施加的压着力在经过球体280的传递后，就可以垂直基板80的方向而经由压头组件230均匀施加在晶片50上。在压头组件230自然调整与晶片50的接触状态后，晶片压着机构200即可将晶片50均匀地压着接合至基板80上。

此外，在晶片压着机构200将晶片50压着接合至基板80时，例如更包括利用加热板270对晶片50加热，以藉由高温来固化异方性导电膜70，并稳固晶片50与基板80的电性连接关系。

综上所述，在本发明的晶片压着机构与晶片压着制程中，由于加压组件与压头组件间是以可活动的方式相连接，因此压头组件在接触晶片时即可自动进行调整，并均匀施力在晶片上。如此一来，即可确保晶片以平行于玻璃基板的方式与其接合，亦即晶片上所有凸块与玻璃基板的接触垫的接触阻抗可大致相同，而不会出现部分接触阻抗差异过大的缺点。因此，本发明的晶片压着机构与晶片压着制程可提升晶片与玻璃基板接合的良率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (13)

1、一种晶片压着机构，其特征在于其至少包括：

一加压组件；

一压头组件，设置在该加压组件的底下，该压头组件具有一卡置槽，其中该加压组件的底部是部分卡置在该卡置槽内，且该压头组件与该加压组件之间具有一间隔；以及

一球体，配置在该加压组件与该压头组件之间，并撑起该加压组件与该压头组件之间的该间隔。

2、根据权利要求1所述的晶片压着机构，其特征在于其中所述的压头组件至少包括：

一第一垫片，该第一垫片的上表面具有一第一凹槽，其中该球体是配置在该第一凹槽内并接触该第一垫片；以及

一环片，固接在该第一垫片上，其中该环片的内圈是与该第一垫片构成该卡置槽。

3、根据权利要求2所述的晶片压着机构，其特征在于其中所述的压头组件更包括一加热板，固接在该第一垫片的下表面处。

4、根据权利要求3所述的晶片压着机构，其特征在于其中所述的压头组件更包括一第二垫片，其是与该加热板固接，以使该加热板夹在该第一垫片与该第二垫片之间。

5、根据权利要求4所述的晶片压着机构，其特征在于其中所述的压头组件更包括至少一锁固件，贯穿并螺合该环片、该第一垫片、该加热板与该第二垫片。

6、根据权利要求1所述的晶片压着机构，其特征在于其中所述的加压组件的下表面具有一第二凹槽，且该球体是配置在该第二凹槽内。

7、根据权利要求1所述的晶片压着机构，其特征在于其更包括多数个锁固件，贯穿该加压组件并且锁固该压头组件，且该些锁固件与该加压组件之间可以相对滑动。

8、根据权利要求7所述的晶片压着机构，其特征在于其更包括多数个弹性件，套合在暴露在该加压组件与该压头组件外的该些锁固件上。

9、根据权利要求7所述的晶片压着机构，其特征在于其中所述的压头组件至少包括一第一垫片，其是接触该球体。

10、根据权利要求9所述的晶片压着机构，其特征在于其中所述的第一垫片的上表面具有一第一凹槽，且该球体是配置在该第一凹槽内。

11、根据权利要求9所述的晶片压着机构，其特征在于其中所述的压头组件更包括一加热板，固接在该第一垫片的下表面处。

12、根据权利要求11所述的晶片压着机构，其特征在于其中所述的压头组件更包括一第二垫片，其是与该加热板固接，以使该加热板夹在该第一垫片与该第二垫片之间。

13、一种晶片压着制程，其特征在于其包括以下步骤：

提供如权利申请1中所述的晶片压着机构；

将至少一晶片置在一基板上；以及

藉由该晶片压着机构将该晶片压着至该基板上且同时加热该晶片，其中该加压组件所施加的压着力在经过该球体的传递后，是以垂直该基板的方向而经由该压头组件均匀施加在该晶片上。

Images