KR20070038366A - Stack die bonding apparatus and methods of bonding using the same - Google Patents

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KR20070038366A
KR20070038366A KR1020050093605A KR20050093605A KR20070038366A KR 20070038366 A KR20070038366 A KR 20070038366A KR 1020050093605 A KR1020050093605 A KR 1020050093605A KR 20050093605 A KR20050093605 A KR 20050093605A KR 20070038366 A KR20070038366 A KR 20070038366A
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Abstract

본 발명은 스택 다이 본딩장치 및 본딩방법에 관한 것으로, 본 발명은 기판이 안착되는 본딩 스테이지; 상기 본딩 스테이지의 상부에서 이동 가능하게 설치되며 상기 기판에 안착된 반도체 칩 상에 접착층을 형성하는 접착층 도포부재; 상기 본딩 스테이지의 상부에서 이동 가능하게 설치되며 상기 접착층이 형성된 상기 반도체 칩 상으로 상기 반도체 칩을 가압하는 본드 헤드; 상기 본드 헤드를 통하여 상기 반도체 칩 상으로 레이저를 방사하는 레이저 발진기를 구비하여 접착에 필요한 온도 상승시간을 최소화하도록 하고, 동시에 접착을 위한 공정 시간을 단축시켜 공정 효율을 보다 향상시키고, 더욱이 하위 반도체 칩에 대한 열 피로를 최소화할 수 있도록 함과 동시에 와이어 본딩 부분에 대한 손상을 최소화하는 효과가 있다. The present invention relates to a stack die bonding apparatus and a bonding method, the present invention comprises: a bonding stage on which a substrate is mounted; An adhesive layer applying member movably installed on the bonding stage and forming an adhesive layer on the semiconductor chip seated on the substrate; A bond head movably mounted on the bonding stage and pressing the semiconductor chip onto the semiconductor chip on which the adhesive layer is formed; A laser oscillator for emitting a laser onto the semiconductor chip through the bond head to minimize the temperature rise time required for the adhesion, and at the same time to shorten the process time for the adhesion to further improve the process efficiency, furthermore lower semiconductor chip It is possible to minimize thermal fatigue to the wire and at the same time minimize the damage to the wire bonding portion.

Description

스택 다이 본딩장치 및 본딩방법{Stack die bonding apparatus and methods of bonding using the same}Stack die bonding apparatus and methods of bonding using the same}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스택 다이 본딩장치의 구성도.1 is a block diagram of a stack die bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩방법을 설명하기 위한 블록도.2 is a block diagram illustrating a bonding method according to an embodiment of the present invention.

도 3a, b, c, d, e, f는 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩방법을 나타낸 도면.3a, b, c, d, e, f is a view showing a bonding method according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 본딩방법을 설명하기 위한 블록도.Figure 4 is a block diagram for explaining a bonding method according to another embodiment of the present invention.

도 5a, b, c, d, e, f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 본딩방법을 나타낸 도면.5a, b, c, d, e, f is a view showing a bonding method according to another embodiment of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of drawings *

100...제어부100 ... control unit

110...본딩 스테이지110 ... Bonding Stage

120...본드 헤드120 ... bond head

130...기판130 ... substrate

140...접착제140 ... Adhesive

150...하위 반도체 칩150 ... lower semiconductor chips

160...상위 반도체 칩160 ... Top Semiconductor Chip

170...레이저 발생기170 ... laser generator

180...접착제 디스펜서180 ... glue dispenser

본 발명은 스택 다이 본딩장치 및 본딩방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저를 이용한 가열과 가압으로 반도체 칩을 접합하도록 한 스택 다이 본딩장치 및 본딩방법에 관한 것이다.The present invention relates to a stack die bonding apparatus and a bonding method, and more particularly, to a stack die bonding apparatus and a bonding method for bonding a semiconductor chip by heating and pressing using a laser.

종래의 다이 본딩장치를 이용한 반도체 칩의 실장은 히터가 내장된 본드 스테이지와 본드 헤드에 의해 수행되고, 본딩 과정은 반도체 칩과 기판에 전달되는 열로써 반도체 칩과 기판 사이의 접합이 이루어진다. 그러나 복수 개의 반도체 칩을 적층하여 실장하는 경우에는 기판이 고정되는 본드 스테이지와 반도체 칩을 접합시키는 본드 헤드 사이에 복수 개의 반도체 칩이 실장되므로 하위 반도체 칩과 상위 반도체 칩 간에 도포된 접착제가 경화될 수 있도록 효과적인 열전달이 어렵다.The mounting of a semiconductor chip using a conventional die bonding apparatus is performed by a bond stage and a bond head in which a heater is built in, and the bonding process is a bonding between the semiconductor chip and the substrate by heat transferred to the semiconductor chip and the substrate. However, when a plurality of semiconductor chips are stacked and mounted, a plurality of semiconductor chips are mounted between the bond stage to which the substrate is fixed and the bond heads to which the semiconductor chips are bonded, so that the adhesive applied between the lower and upper semiconductor chips may be cured. So that effective heat transfer is difficult.

이를 극복하기 위해 매 실장 시마다 반도체 칩과 기판으로 이루어진 패키지를 대류 오븐 또는 리플로우 장비에서 대류 열을 통해 하위 반도체 칩과 상위 반도체 칩 사이의 접착제를 경화시키는 공정이 필요하게 된다. 이때 하위 반도체 칩에는 이미 와이어 본딩 작업이 이루어지는 상태이므로 공정 이동 중에 외부 요인에 의한 손상이나 변형이 발생하는 문제점이 있다.In order to overcome this, a process of curing the adhesive between the lower semiconductor chip and the upper semiconductor chip through convection heat in a convection oven or reflow equipment is required for each package. In this case, since wire bonding is already performed on the lower semiconductor chip, damage or deformation due to external factors may occur during process movement.

또한 종래의 기술은 하위 반도체 칩과 상위 반도체 칩을 적층하기 위해 반도체 칩 사이에 접합을 이룰 수 있는 접착 매질을 적용하는데, 이 매질은 열에 의해 경화되는 특성을 가지고 있으므로 하위 반도체 칩 위에 상위 반도체 칩을 배치한 후에 직접 가열 또는 간접 가열하는 방식을 거치게 되므로 이로 인해 하위 반도체 칩에 열 피로(thermal stress)가 집중된다. In addition, the conventional technology applies an adhesive medium capable of bonding between semiconductor chips to stack the lower semiconductor chip and the upper semiconductor chip. Since the medium has a property of being cured by heat, the upper semiconductor chip is placed on the lower semiconductor chip. After placement, direct or indirect heating is used, which causes thermal stress to concentrate on the underlying semiconductor chip.

따라서 패키지의 신뢰성이 저하되는 문제점과 적층 단계마다 별도의 열 공정이 필요하게 되어 공정단계가 복잡한 단점을 갖는다.Therefore, there is a problem that the reliability of the package is lowered and a separate thermal process is required for each lamination step, and thus, the process step is complicated.

또한 하위 반도체 칩이 와이어 본딩되어 있는 상태에서 추가적으로 열 공정을 거치게 되므로 앞서 와이어 본딩되어 있는 반도체 칩의 손상이 발생할 수 있다.In addition, since the lower semiconductor chip undergoes an additional thermal process in a wire bonded state, damage to the semiconductor chip previously wire bonded may occur.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 접착제의 경화를 위하여 레이저를 이용한 가열로서 접착에 필요한 온도 상승시간을 최소화하고, 공정 시간을 단축시키며 하위 반도체 칩에 대한 열 피로를 최소화할 수 있도록 한 스택 다이 본딩장치 및 본딩방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to minimize the temperature rise time required for the adhesion by heating using a laser for curing the adhesive, shorten the process time and thermal fatigue for the lower semiconductor chip It is to provide a stack die bonding apparatus and a bonding method that can be minimized.

전술한 목적과 관련된 본 발명의 다른 목적은 도광로의 선단 및 반도체 칩 또는 기판 면에서 일정거리 이격된 위치에 광학계를 구비시켜 레이저 빛을 반도체 칩 면에 균일하게 조사할 수 있도록 한 스택 다이 본딩장치 및 본딩방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention related to the above object is to provide an optical system at a position spaced apart from the front end of the light guiding path and a surface of a semiconductor chip or a substrate so that the laser light can be uniformly irradiated onto the surface of the semiconductor chip. And to provide a bonding method.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스택 다이 본딩장치는 기판이 안착되는 본딩 스테이지; 상기 본딩 스테이지의 상부에서 이동 가능하게 설치되며 상기 기판에 안착된 반도체 칩 상에 접착층을 형성하는 접착층 도포부재; 상기 본딩 스테이지의 상부에서 이동 가능하게 설치되며 상기 접착층이 형성된 상기 반도체 칩 상으로 상기 반도체 칩을 가압하는 본드 헤드; 상기 본드 헤드를 통하여 상기 반도체 칩 상으로 레이저를 방사하는 레이저 발진기를 구비한다.Stack die bonding apparatus according to the present invention for achieving the above object is a bonding stage on which the substrate is seated; An adhesive layer applying member movably installed on the bonding stage and forming an adhesive layer on the semiconductor chip seated on the substrate; A bond head movably mounted on the bonding stage and pressing the semiconductor chip onto the semiconductor chip on which the adhesive layer is formed; And a laser oscillator for emitting a laser onto the semiconductor chip through the bond head.

그리고 상기 본드 헤드에는 상기 레이저 발진기를 통하여 방사된 레이저 빔이 상기 반도체 칩에 균일하게 방사되도록 하는 광학계가 구비될 수 있다.The bond head may be provided with an optical system for uniformly radiating a laser beam emitted through the laser oscillator to the semiconductor chip.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스택 다이 본딩방법은 하위 반도체 칩과 상기 기판 상에 접착층을 형성하고, 상기 하위 반도체 칩과 상기 기판을 밀착시키고, 상기 기판과 상기 하위 반도체칩이 밀착되면 본드 헤드를 거쳐 레이저빔을 상기 하위 반도체 칩에 조사하여 상기 하위 반도체 칩과 상기 기판을 부착시키고, 상기 하위 반도체 칩의 상부와 상기 하위 반도체 칩 상에 적층되는 상위 반도체 칩 사이에 접착층을 형성하고, 상기 하위 반도체 칩과 상기 하위 반도체 칩을 적층하여 밀착시키고, 상기 하위 반도체 칩과 상기 상위 반도체 칩이 밀착되면 상기 본드 헤드를 거쳐 레이저빔을 상기 상위 반도체 칩에 가하여 상기 하위 반도체 칩과 상기 상위 반도체 칩을 부착시킬 수 있다.Stack die bonding method according to the present invention for achieving the above object is to form an adhesive layer on the lower semiconductor chip and the substrate, the lower semiconductor chip and the substrate is in close contact, when the substrate and the lower semiconductor chip is in close contact Irradiating a laser beam to the lower semiconductor chip via a bond head to attach the lower semiconductor chip and the substrate, and form an adhesive layer between the upper semiconductor chip and the upper semiconductor chip stacked on the lower semiconductor chip, The lower semiconductor chip and the lower semiconductor chip are stacked and adhered to each other, and when the lower semiconductor chip and the upper semiconductor chip are in close contact with each other, a laser beam is applied to the upper semiconductor chip through the bond head to cause the lower semiconductor chip and the upper semiconductor chip. Can be attached.

그리고 상기 접착층은 상기 하위 반도체 칩과 상기 상위 반도체 칩이 안착되기 전에 각각의 상기 하위 반도체 칩과 상기 상위 반도체 칩의 하면에 형성될 수 있다.The adhesive layer may be formed on the lower surface of each of the lower semiconductor chip and the upper semiconductor chip before the lower semiconductor chip and the upper semiconductor chip are seated.

그리고 상기 접착층은 상기 기판에 상기 하위 반도체 칩이 안착되기 전에 상 기 기판 상에 형성되고, 상기 하위 반도체 칩의 상부에 상기 상위 반도체 칩이 안착되기 전에 형성될 수 있다.The adhesive layer may be formed on the substrate before the lower semiconductor chip is seated on the substrate, and may be formed before the upper semiconductor chip is seated on the lower semiconductor chip.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일실시예인 스택 다이 본딩장치에 대하여 설명하면, 본 발명의 일실시예인 스택 다이 본딩장치는 캐리어 기판(130)이 안착되는 본딩 스테이지(110)를 구비한다. Hereinafter, a stack die bonding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. The stack die bonding apparatus according to an embodiment of the present invention includes a bonding stage 110 on which a carrier substrate 130 is mounted.

그리고 본딩 스테이지(110)의 상부에는 본드 헤드(120)가 마련되고, 본드 헤드(120)에는 레이저 광학계가 구비된다. 본드 헤드(120)에는 레이저 발생기(170)가 연결되어 있고, 레이저 발생기(170)에서 발진한 레이저가 본드 헤드(120)를 거쳐 반도체 칩(150)(160)으로 향하도록 안내하는 도광로(121)가 형성된다.A bond head 120 is provided on the bonding stage 110, and a laser optical system is provided on the bond head 120. A laser generator 170 is connected to the bond head 120, and the light guide path 121 guides the laser generated by the laser generator 170 to the semiconductor chips 150 and 160 through the bond head 120. ) Is formed.

본딩 스테이지(110)의 일측에는 접착층 도포부재로서 액상의 접착제를 토출하는 접착제 디스펜서(180)와 이 접착제 디스펜서(180)를 구동시키는 구동부(미도시)가 마련된다. 구동부는 X축, Y축, Z축의 이동이 가능하게 구비하고, 또한 상하 방향으로 접착제(140)의 분사가 가능하게 회전 가능한 다관절 로봇으로 구현한다. 그리고 본드 헤드(120)와 레이저 발생기(170) 그리고 디스펜서 구동부를 제어하기 위한 제어부(100)가 구비된다. One side of the bonding stage 110 is provided with an adhesive dispenser 180 for discharging a liquid adhesive as an adhesive layer applying member and a driving unit (not shown) for driving the adhesive dispenser 180. The driving unit is provided with the X-axis, the Y-axis, the Z-axis can be moved, and also implemented as a multi-joint robot rotatable to enable the injection of the adhesive 140 in the vertical direction. And the control unit 100 for controlling the bond head 120, the laser generator 170 and the dispenser driver.

그리고 본드 헤드(120)에는 도면에 도시되지 않았지만, 반도체 칩(150)(160)을 본드 헤드(120)가 흡착할 수 있도록 하는 진공가압모듈이 함께 설치된다.Although not shown in the drawing, the bond head 120 is provided with a vacuum pressure module for allowing the bond head 120 to adsorb the semiconductor chips 150 and 160.

여기서, 상기 접착층은 열경화수지로서 필림형태의 접착테이프를 사용할 수 있으며, 반드시 이러한 것에 한정하는 것은 아니다.Here, the adhesive layer may use a film-type adhesive tape as the thermosetting resin, but is not necessarily limited thereto.

본 발명의 실시예에 따른 스택 다이 본딩장치는 두 가지의 다른 실시예로 동작 할 수 있다. 이하에는 이를 나누어서 설명하기로 한다.The stack die bonding apparatus according to the embodiment of the present invention may operate in two different embodiments. Hereinafter, this will be described separately.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩방법을 설명하기 위한 블록도이고, 도 3a, b, c, d, e, f는 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩방법을 나타낸 도면이다.2 is a block diagram illustrating a bonding method according to an embodiment of the present invention, Figure 3a, b, c, d, e, f is a view showing a bonding method according to an embodiment of the present invention.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 첫 번째 실시예에 따른 본딩방법은 본딩 스테이지(110) 상으로 기판(130)을 안착하고, 또한 본드 헤드(120)를 이용하여 하위 반도체 칩(150)을 흡착한다. 그리고 하위 반도체 칩(150)의 하면에 접착제 디스펜서(180)를 이용하여 접착제(140)를 도포한다(S100). As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the bonding method according to the first exemplary embodiment seats the substrate 130 on the bonding stage 110, and also the lower semiconductor chip 150 using the bond head 120. Adsorb. In addition, the adhesive 140 is applied to the lower surface of the lower semiconductor chip 150 using the adhesive dispenser 180 (S100).

그리고 접착제(140)가 도포되면 본드 헤드(120)를 이동하여 기판(130) 상에 하위 반도체 칩(150)을 안착시켜 하위 반도체 칩(150)과 기판(130)이 서로 밀착되도록 하고(S110), 계속해서 레이저를 하위 반도체 칩(150)의 상부에 발진시켜 조사한다(S120).When the adhesive 140 is applied, the bond head 120 is moved to seat the lower semiconductor chip 150 on the substrate 130 so that the lower semiconductor chip 150 and the substrate 130 closely adhere to each other (S110). Subsequently, the laser is oscillated and irradiated on the upper portion of the lower semiconductor chip 150 (S120).

그러면 레이저 빔은 하위 반도체 칩(150)과 기판(130) 사이에 도포된 접착제(140)에서 열에너지로 변환되어 접착제(140)가 경화온도 이상으로 가열되도록 한다. Then, the laser beam is converted into thermal energy in the adhesive 140 applied between the lower semiconductor chip 150 and the substrate 130 so that the adhesive 140 is heated above the curing temperature.

이때 본드 헤드(120)는 수직 방향으로 소정의 압력을 하위 반도체 칩(150)으로 가하여 보다 신속한 흡착이 이루어지도록 한다. 따라서 하위 반도체 칩(150)과 기판(130)은 압력과 열에 의하여 서로 접합되게 된다.In this case, the bond head 120 applies a predetermined pressure to the lower semiconductor chip 150 in the vertical direction to allow for more rapid adsorption. Therefore, the lower semiconductor chip 150 and the substrate 130 are bonded to each other by pressure and heat.

이후 하위 반도체 칩(150)에 가해지던 레이저 빔의 방사를 중단하고, 하위 반도체 칩(150)과 기판(130)을 냉각시키면 기판(130)과 하위 반도체 칩(150)의 온 도 저하로 인하여 접착제(140)가 고화되며 이에 따라 하위 반도체 칩(150)과 기판(130)의 견고한 접착이 이루어지고, 이후 흡착용 진공을 해제하고, 본드 헤드(120)를 상시키면 하위 반도체 칩(150)과 기판(130)의 결합이 완료된다.After the laser beam applied to the lower semiconductor chip 150 is stopped, and the lower semiconductor chip 150 and the substrate 130 are cooled, the adhesive is reduced due to the temperature drop of the substrate 130 and the lower semiconductor chip 150. When the 140 is solidified, the lower semiconductor chip 150 and the substrate 130 are firmly adhered to each other. Then, when the vacuum for adsorption is released and the bond head 120 is damaged, the lower semiconductor chip 150 and the substrate 130 are solidified. The combination of 130 is completed.

그런 다음 상위 반도체 칩(160)을 하위 반도체 칩(150) 상에 접착시킨다. 상위 반도체 칩(160)과 하위 반도체 칩(150)의 접착 방법은 전술한 하위 반도체 칩(150)과 기판(130)의 접착 방법과 유사하다. 따라서 반복적인 설명은 생략하도록 한다.Then, the upper semiconductor chip 160 is bonded onto the lower semiconductor chip 150. The bonding method of the upper semiconductor chip 160 and the lower semiconductor chip 150 is similar to the bonding method of the lower semiconductor chip 150 and the substrate 130 described above. Therefore, repeated description will be omitted.

상위 반도체 칩(160)을 본드 헤드(120)으로 흡착한 후(S130), 접착제 디스펜서(180)를 이용하여 접착제(140)를 도포한다(S140). 그리고 접착제(140)가 도포되면 본드 헤드(120)를 이동시켜 하위 반도체 칩(150) 상에 상위 반도체 칩(160)을 안착시켜 서로 밀착되도록 하고, 레이저를 상위 반도체 칩(160)의 상부에 발진시켜 조사한다(S150).After adsorbing the upper semiconductor chip 160 to the bond head 120 (S130), the adhesive 140 is applied using the adhesive dispenser 180 (S140). When the adhesive 140 is applied, the bond head 120 is moved to seat the upper semiconductor chip 160 on the lower semiconductor chip 150 so as to be in close contact with each other, and the laser oscillates on the upper semiconductor chip 160. It is irradiated (S150).

그러면 레이저 빔은 상위 반도체 칩(160)과 하위 반도체 칩(150) 사이에 도포된 접착제(140)에서 열에너지로 변환되어 접착제(140)가 경화온도 이상으로 가열되도록 한다. 그리고 본드 헤드(120)는 수직 방향으로 소정의 압력을 상위 반도체 칩(160)으로 가하면, 상위 반도체 칩(160)과 하위 반도체 칩(150)은 압력과 열에 의하여 서로 접합되게 된다.Then, the laser beam is converted into thermal energy in the adhesive 140 applied between the upper semiconductor chip 160 and the lower semiconductor chip 150 so that the adhesive 140 is heated above the curing temperature. When the bond head 120 applies a predetermined pressure to the upper semiconductor chip 160 in the vertical direction, the upper semiconductor chip 160 and the lower semiconductor chip 150 are bonded to each other by pressure and heat.

상위 반도체 칩(160)에 가해지던 레이저 빔의 방사를 중단하고, 상위 반도체 칩(160)과 하위 반도체 칩(150)을 냉각시키면 접착제(140)가 고화되며 이로 인해 두 칩의 견고한 접착이 이루어지고, 이후 흡착용 진공을 해제하고, 본드 헤드(120) 를 상승시키면 스택 다이 본딩작업이 완료된다. When the laser beam applied to the upper semiconductor chip 160 is stopped, and the upper semiconductor chip 160 and the lower semiconductor chip 150 are cooled, the adhesive 140 is solidified, thereby resulting in a firm adhesion between the two chips. After that, the suction vacuum is released, and the bond head 120 is raised to complete the stack die bonding operation.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 본딩방법을 설명하기 위한 블록도이고, 도 5a, b, c, d, e, f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 본딩방법을 나타낸 도면이다.4 is a block diagram for explaining a bonding method according to another embodiment of the present invention, Figure 5a, b, c, d, e, f is a view showing a bonding method according to another embodiment of the present invention.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 두 번째 실시예에 따른 본딩방법은 본딩 스테이지(110) 상으로 기판(130)을 안착하고, 또한 본드 헤드(120)를 이용하여 하위 반도체 칩(150)을 흡착한다. 그리고 기판(130)의 상부 면에 접착제 디스펜서(180)를 이용하여 접착제(140)를 도포한다(S200). As shown in FIGS. 4 and 5, the bonding method according to the second embodiment seats the substrate 130 on the bonding stage 110 and uses the bond head 120 to transfer the lower semiconductor chip 150. Adsorb. And the adhesive 140 is applied to the upper surface of the substrate 130 by using the adhesive dispenser 180 (S200).

이후 하위 반도체 칩(150)을 기판(130) 상의 디스펜서에 안착시킨 후 본드 헤드(120)를 통하여 레이저를 상위 반도체 칩(160) 상으로 발진시켜 조사한다(S210). Thereafter, the lower semiconductor chip 150 is seated on the dispenser on the substrate 130, and then the laser is oscillated onto the upper semiconductor chip 160 through the bond head 120 to be irradiated (S210).

그러면 레이저 빔은 하위 반도체 칩(150)과 기판(130) 사이에 도포된 접착제(140)에서 열에너지로 변환되어 접착제(140)가 경화온도 이상으로 가열되도록 한다. 그리고 동시에 본드 헤드(120)는 수직 방향으로 소정의 압력을 하위 반도체 칩(150)으로 가하여 보다 신속한 흡착이 이루어지도록 한다. 따라서 하위 반도체 칩(150)과 기판(130)은 압력과 열에 의하여 서로 접합되게 된다.Then, the laser beam is converted into thermal energy in the adhesive 140 applied between the lower semiconductor chip 150 and the substrate 130 so that the adhesive 140 is heated above the curing temperature. At the same time, the bond head 120 applies a predetermined pressure to the lower semiconductor chip 150 in the vertical direction so that the adsorption is performed more quickly. Therefore, the lower semiconductor chip 150 and the substrate 130 are bonded to each other by pressure and heat.

이후 하위 반도체 칩(150)에 가해지던 레이저 빔의 방사를 중단하고, 하위 반도체 칩(150)과 기판(130)을 냉각시키면 기판(130)과 하위 반도체 칩(150)의 온도 저하로 인하여 접착제(140)가 고화되며 이에 따라 하위 반도체 칩(150)과 기판(130)의 견고한 접착이 이루어지고, 이후 흡착용 진공을 해제하고, 본드 헤드(120) 를 상시키면 하위 반도체 칩(150)과 기판(130)의 결합이 완료된다.After the radiation of the laser beam applied to the lower semiconductor chip 150 is stopped, and the lower semiconductor chip 150 and the substrate 130 are cooled, an adhesive ( 140 is solidified, and thus firm adhesion between the lower semiconductor chip 150 and the substrate 130 is achieved. After that, the suction vacuum is released and the bond head 120 is damaged to lower the semiconductor chip 150 and the substrate ( The combination of 130 is completed.

다음으로 하위 반도체 칩(150)의 상부에 접착제(140)를 접착제 디스펜서(180)를 통하여 도포한다(S230). 그리고 접착제(140)가 도포되면 본드 헤드(120)를 이동시켜 하위 반도체 칩(150) 상에 상위 반도체 칩(160)을 안착시켜 서로 밀착되도록 하고, 레이저를 상위 반도체 칩(160)의 상부에 조사시키면(S240), 전술한 하위 반도체 칩(150)과 같이 상위 반도체 칩(160)과 하위 반도체 칩(150)이 상호 접착된다.Next, the adhesive 140 is applied to the upper portion of the lower semiconductor chip 150 through the adhesive dispenser 180 (S230). When the adhesive 140 is applied, the bond head 120 is moved to seat the upper semiconductor chip 160 on the lower semiconductor chip 150 so as to be in close contact with each other, and the laser is irradiated on the upper semiconductor chip 160. In operation S240, the upper semiconductor chip 160 and the lower semiconductor chip 150 are bonded to each other like the lower semiconductor chip 150 described above.

이후 레이저 빔의 방사를 중단하고, 상위 반도체 칩(160)과 하위 반도체 칩(150)을 냉각시키면 접착제(140)가 고화되며 이로 인해 두 칩의 견고한 접착이 이루어지고, 이후 흡착용 진공을 해제하고, 본드 헤드(120)를 상승시키면 스택 다이 본딩작업이 완료된다. After the laser beam is stopped and the upper semiconductor chip 160 and the lower semiconductor chip 150 are cooled, the adhesive 140 is solidified, thereby making the two chips firmly bonded, and then releasing the vacuum for adsorption. When the bond head 120 is raised, the stack die bonding operation is completed.

전술한 바와 같은 본 발명의 실시예 외에 각각의 구성요소들을 일부 변형하여 다르게 실시할 수 있을 것이다. 그러나 이들 실시예의 기본 구성요소가 본 발명의 필수구성요소들을 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.In addition to the above-described embodiment of the present invention, each component may be modified by some modifications. However, if the basic components of these embodiments include the essential components of the present invention all should be considered to be included in the technical scope of the present invention.

이상과 같은 본 발명에 따른 스택 다이 본딩장치 및 방법은 접착제의 경화를 위하여 레이저를 이용함으로써 접착에 필요한 온도 상승시간을 최소화하도록 하고, 동시에 접착을 위한 공정 시간을 단축시켜 공정 효율을 보다 향상시키고, 더욱이 하위 반도체 칩에 대한 열 피로를 최소화할 수 있도록 함과 동시에 와이어 본딩 부 분에 대한 손상을 최소화하는 효과가 있다. Stack die bonding apparatus and method according to the present invention as described above to minimize the temperature rise time required for the adhesion by using a laser for curing the adhesive, and at the same time to shorten the process time for the adhesion to further improve the process efficiency, In addition, thermal fatigue to the lower semiconductor chip can be minimized and damage to the wire bonding portion can be minimized.

Claims (5)

기판이 안착되는 본딩 스테이지;A bonding stage on which the substrate is mounted; 상기 기판에 안착된 반도체 칩 상에 접착층을 형성시키는 접착층 도포부재;An adhesive layer coating member for forming an adhesive layer on the semiconductor chip seated on the substrate; 상기 접착층이 형성된 상기 반도체 칩 상으로 상기 반도체 칩을 가압하는 본드 헤드;A bond head for pressing the semiconductor chip onto the semiconductor chip on which the adhesive layer is formed; 상기 본드 헤드를 통하여 상기 반도체 칩 상으로 레이저를 방사하는 레이저 발진기를 구비한 것을 특징으로 하는 스택 다이 본딩장치.And a laser oscillator for emitting a laser onto the semiconductor chip through the bond head. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 본드 헤드에는 상기 레이저 발진기를 통하여 방사된 레이저 빔이 상기 반도체 칩에 균일하게 방사되도록 하는 광학계가 구비된 것을 특징으로 하는 스택 다이 본딩장치.The bond head has a stack die bonding apparatus, characterized in that the optical system for uniformly radiating the laser beam emitted through the laser oscillator to the semiconductor chip. 하위 반도체 칩과 상기 기판 상에 접착층을 형성하고,An adhesive layer is formed on the lower semiconductor chip and the substrate, 상기 하위 반도체 칩과 상기 기판을 밀착시키고, The lower semiconductor chip is brought into close contact with the substrate, 상기 기판과 상기 하위 반도체칩이 밀착되면 본드 헤드를 거쳐 레이저빔을 상기 하위 반도체 칩에 조사하여 상기 하위 반도체 칩과 상기 기판을 부착시키고,When the substrate is in close contact with the lower semiconductor chip, a laser beam is irradiated onto the lower semiconductor chip via a bond head to attach the lower semiconductor chip and the substrate, 상기 하위 반도체 칩의 상부와 상기 하위 반도체 칩 상에 적층되는 상위 반도체 칩 사이에 접착층을 형성하고,Forming an adhesive layer between an upper portion of the lower semiconductor chip and an upper semiconductor chip stacked on the lower semiconductor chip, 상기 하위 반도체 칩과 상기 하위 반도체 칩을 적층하여 밀착시키고, Stacking the lower semiconductor chip and the lower semiconductor chip to closely contact each other; 상기 하위 반도체 칩과 상기 상위 반도체 칩이 밀착되면 상기 본드 헤드를 거쳐 레이저빔을 상기 상위 반도체 칩에 가하여 상기 하위 반도체 칩과 상기 상위 반도체 칩을 부착시키는 것을 특징으로 하는 스택 다이 본딩방법.And when the lower semiconductor chip and the upper semiconductor chip are in close contact with each other, a laser beam is applied to the upper semiconductor chip through the bond head to attach the lower semiconductor chip and the upper semiconductor chip. 제 3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 접착층은 상기 하위 반도체 칩과 상기 상위 반도체 칩이 안착되기 전에 각각의 상기 하위 반도체 칩과 상기 상위 반도체 칩의 하면에 도포되는 것을 특징으로 하는 스택 다이 본딩방법.And the adhesive layer is applied to the lower surface of each of the lower semiconductor chip and the upper semiconductor chip before the lower semiconductor chip and the upper semiconductor chip are seated. 제 3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 접착층은 상기 기판에 상기 하위 반도체 칩이 안착되기 전에 상기 기판 상에 도포되고, 상기 하위 반도체 칩의 상부에 상기 상위 반도체 칩이 안착되기 전에 도포되는 것을 특징으로 하는 스택 다이 본딩방법.And the adhesive layer is coated on the substrate before the lower semiconductor chip is seated on the substrate, and before the upper semiconductor chip is seated on the lower semiconductor chip.
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