KR20080070217A - Method for flip chip bonding - Google Patents
Method for flip chip bonding Download PDFInfo
- Publication number
- KR20080070217A KR20080070217A KR1020070007947A KR20070007947A KR20080070217A KR 20080070217 A KR20080070217 A KR 20080070217A KR 1020070007947 A KR1020070007947 A KR 1020070007947A KR 20070007947 A KR20070007947 A KR 20070007947A KR 20080070217 A KR20080070217 A KR 20080070217A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- semiconductor chip
- laser
- laser beam
- substrate
- bonding
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/133308—Support structures for LCD panels, e.g. frames or bezels
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/133308—Support structures for LCD panels, e.g. frames or bezels
- G02F1/133314—Back frames
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/133308—Support structures for LCD panels, e.g. frames or bezels
- G02F1/133317—Intermediate frames, e.g. between backlight housing and front frame
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/133308—Support structures for LCD panels, e.g. frames or bezels
- G02F1/133322—Mechanical guidance or alignment of LCD panel support components
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/46—Fixing elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/50—Protective arrangements
- G02F2201/503—Arrangements improving the resistance to shock
-
- 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
- H01L2224/81—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 using a bump connector
Abstract
Description
도 1은 종래의 레이저 압착 방식을 행하는 본딩 장치의 개략 구성을 도시한 블록도이다. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a bonding apparatus for performing a conventional laser crimping method.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 플립 칩 본딩 장치의 구성을 보여주는 블록도이다. 2 is a block diagram showing a configuration of a flip chip bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 반도체 칩의 가열 기구 간의 관계를 도시한 사시도이다.3 is a perspective view illustrating a relationship between heating mechanisms of the semiconductor chip of FIG. 2.
도 4는 도 3의 플립 칩 본딩 장치에 구비된 제1, 2 스캔 미러의 회전에 따른 조사 중심의 변화를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a change in irradiation center according to rotation of the first and second scan mirrors included in the flip chip bonding apparatus of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 다른 측면에서 플립 칩 본딩 방법을 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a flip chip bonding method in another aspect of the present invention.
도 6은 도 5의 (S10)단계를 상세하게 도시한 흐름도이다. FIG. 6 is a detailed flowchart illustrating step S10 of FIG. 5.
도 7은 도 5의 (S20)단계를 상세하게 도시한 흐름도이다. FIG. 7 is a flowchart illustrating the operation (S20) of FIG. 5 in detail.
도 8은 도 5의 (S40)단계를 상세하게 도시한 흐름도이다. FIG. 8 is a detailed flowchart illustrating step S40 of FIG. 5.
도 9a 내지 도 9c는 도 5의 플립 칩 본딩 방법을 수행하는 각 단계를 도시한 도면들이다.9A to 9C are diagrams illustrating each step of performing the flip chip bonding method of FIG. 5.
도 10a 내지 도 10d는 도 6의 (S20)단계를 수행하는 각 단계를 도시한 도면들이다.10A to 10D are diagrams illustrating each step of performing step S20 of FIG. 6.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
100: 플립 칩 본딩 장치 110: 반도체 칩100: flip chip bonding device 110: semiconductor chip
115: 전도성 범프 120: 기판115: conductive bump 120: substrate
130: 본딩 헤드 132: 픽업 유로130: bonding head 132: pickup flow path
140: 본딩 스테이지 150: 반도체 칩 가열 기구140: bonding stage 150: semiconductor chip heating mechanism
152: 레이저 광원 154: 포커싱 렌즈152: laser light source 154: focusing lens
155a: 제1 스캔 미러 155b: 제2 스캔 미러155a:
156: 선 속도 균일용 렌즈 162: 레이저 구동부 156: lens for uniform line speed 162: laser drive unit
165: 스캔 미러 구동부 L: 레이저 빔165: scan mirror driver L: laser beam
본 발명은 플립 칩 본딩 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저 빔의 광선 폭 및 조사 방향을 조정하여 레이저가 정확한 위치에 조사되도록 하는 플립 칩 본딩 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a flip chip bonding method, and more particularly, to a flip chip bonding method in which the laser beam is irradiated at an accurate position by adjusting the beam width and the irradiation direction of the laser beam.
최근 들어 전자제품이 소형화 및 고기능화됨에 따라 전자제품의 핵심부분을 이루고 있는 반도체 칩도 고집적화 및 고성능화되고 있는 추세이다. 이러한 고집적화 및 고성능화되고 있는 반도체 칩을 먼지나 습기 또는 전기적, 기계적 부하 등의 각종 외부환경으로부터 보호해주는 반도체 패키지(package)의 제조에 있어서도 이와 같은 추세에 대응하여 경박단소화 및 다핀화 경향이 강화되고 있다. Recently, as electronic products have been miniaturized and highly functionalized, semiconductor chips, which form a core part of electronic products, have also become highly integrated and high performance. In the manufacture of semiconductor packages that protect these highly integrated and high-performance semiconductor chips from dust, moisture, or various external environments such as electrical and mechanical loads, the trend toward thin and short and multi-pinning is strengthened. have.
이에, 반도체 패키지의 방식도 기존의 와이어 본딩(wire bonding) 방식으로 는 경박단소화 및 다핀화되고 있는 추세에 대응하기 힘들다고 판단되어 이를 해결할 수 있는 새로운 방식들이 다양하게 모색되고 있으며, 그 중 한 가지 방식이 솔더 범프(solder bump) 방식이다. Therefore, the semiconductor package method is also difficult to cope with the trend of thin and short and multi-pin with the existing wire bonding method, and a variety of new ways to solve this problem are being sought. The method is a solder bump method.
솔더 범프 방식이란, 반도체 칩의 입출력 단자인 패드(pad) 위에 별도의 솔더 범프를 형성시킨 다음 이 반도체 칩을 뒤집어서 캐리어(carrier) 기판이나 서킷 테이프(circuit tape)의 회로패턴(pattern)에 직접 붙이는 방식으로, 반도체 칩이 뒤집혀진 상태로 본딩되기 때문에 '플립 칩 본딩'이라고 지칭되고 있다. In the solder bump method, a separate solder bump is formed on a pad, which is an input / output terminal of a semiconductor chip, and then the semiconductor chip is inverted and directly attached to a circuit pattern of a carrier substrate or a circuit tape. In this way, it is referred to as 'flip chip bonding' because the semiconductor chip is bonded upside down.
종래 플립 칩 본딩 방식은 크게 열압착 방식과, 레이저(laser) 압착 방식 등으로 구분된다. 일본공개특허공보 제2002-141376호에 도시된 바와 같은 열압착 방식의 경우에는, 반도체 칩을 가열할 때 나타나는 열전달 부위에서의 높은 열손실로 인하여 장시간 반도체 칩을 가열해야 한다. 이러한 장시간의 가열은 결과적으로 생산성의 저하를 초래할 뿐만 아니라 솔더 범프의 접합온도에 도달하는 시간이 길게되면서 고온에 민감한 재질에 대해서는 적용이 불가능하게 되는 문제점이 있다. 또한, 열압착 방식은 반도체 칩과 기판의열적팽창계수 차이로 인하여 접합위치가 조금씩 틀어지게 되는 접합 정밀도 문제가 발생될 뿐만 아니라 냉각 후 반도체 칩과 기판의 수축으로 인해 조금씩 틀어진 부분에서 크랙(crack)과 같은 접합부위 손상이 발생되어지는 문제점이 있다. Conventional flip chip bonding methods are largely classified into a thermocompression method and a laser compression method. In the case of the thermocompression bonding system as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-141376, the semiconductor chip must be heated for a long time due to the high heat loss at the heat transfer site that appears when the semiconductor chip is heated. This long time heating results in a decrease in productivity as well as a long time to reach the junction temperature of the solder bumps, there is a problem that can not be applied to a material sensitive to high temperatures. In addition, the thermal compression method not only causes a problem of bonding accuracy in which the bonding position is slightly shifted due to the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor chip and the substrate, but also cracks in the slightly twisted portion due to shrinkage of the semiconductor chip and the substrate after cooling. There is a problem that damage such as a joint occurs.
레이저 압착 방식은 반도체 칩의 솔더 범프들이 기판의 지정된 솔더 범프와 대향되도록 본드 포지션으로 이동한 후에 반도체 칩의 후면으로부터 반도체 칩을 가열하면서 가압하고, 반도체 칩을 레이저를 이용하여 가열하는 방식이다. 이러한 레이저를 이용하여 가열하기 때문에 짧은 시간에 높은 생산성과 낮은 열적팽창계수를 얻을 수 있다는 장점이 있다. The laser pressing method is a method in which solder bumps of a semiconductor chip are moved to a bond position to face a designated solder bump of a substrate, and then pressurized while heating the semiconductor chip from a rear surface of the semiconductor chip, and the semiconductor chip is heated using a laser. Because of the heating using such a laser there is an advantage that high productivity and low thermal expansion coefficient can be obtained in a short time.
도 1은 미국등록특허 US5,500,502호에 개시된 종래의 레이저 압착 방식을 행하는 본딩 장치(10)의 개략 구성을 도시한 블록도이다. 도 1을 참조하면, 받침대(1)에 범프(2A)를 가지는 반도체 칩(1A)이 안착되어 있고, 상기 반도체 칩(1A)의 상방에는 복수의 리드 단자(9)들을 구비한 리드 프레임이 배치되어 있다. 레이저 조사수단(3)으로부터 나온 레이저 광선(11)이 셔터(25)와 반사광(5)과 집광렌즈(7)를 지나면서 리드 단자(9)에 집광되어서 리드 단자(9)와 반도체 칩(1A)을 가열하게 되고, 이렇게 레이저 광선에 의해 가열된 리드 단자(9)와 반도체 칩(1A)은 서로 본딩된다. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a
상기 리드 단자(9)와 반도체 칩(1A)이 가열되는 동안 온도 센서(13)는 리드 단자로부터 방사되는 적외선을 수광하게 하여서 전기신호를 발생하게 된다. 상기 온도 센서(13)로부터의 전기 신호는 증폭기(15)에 의하여 증폭된 뒤에 필터 회로(17)에 의하여 고주파 성분을 필터링한 다음, A/D변환기(19)에 의하여 디지털 변환된 후에 컴퓨터(21)에 입력된다. 컴퓨터(21)는 A/D변환기(19)로부터의 입력 신호에 근거하여 리드 단자(9)와 범프(2A)와의 접촉상태를 판정하게 되고, 그 판정결과는 표시 장치(23)에 표시되는 동시에, 상기 컴퓨터(21)의 본딩 상태를 판단하여 레이저의 셔터(3)가 개폐 제어된다. While the
그런데, 이러한 종래의 레이저압착 방식의 경우, 레이저 광선이 집광렌즈(7)에 의하여 집광되므로 제한적인 영역에서만 본딩이 가능하다. 따라서 레이저 광선 이 조사되는 영역의 광에너지가 불균일하게 된다. 집광된 레이저의 강도 분포는 일반적으로 가우시안 프로파일(gaussian profile)을 가지게 되어서 집광 중심부의 광량은 높게 되고 주변부의 광량은 낮게 된다. 따라서 본딩 시에 중심부의 광량을 기준으로 레이저 광을 조사하게 되면 주변부의 광량이 부족해지고, 주변부를 기준으로 레이저 광을 조사하게 되면 중심부의 광량이 지나치게 높게 된다. However, in the conventional laser compression method, since the laser beam is focused by the
즉, 레이저 광선 폭을 조절할 수 없어서 반도체 칩(9)의 상면에 고르게 레이저 광선이 조사되지 못한다. 반도체 칩(9)의 상면에 레이저 광선(11)이 고르게 조사되지 못하는 경우에는 반도체 칩에 배치된 모든 범프(2A)들을 고르게 가열할 수 없게 되어 하나의 반도체 칩(9) 상에서 에너지 분포의 불균일이 발생하는 문제가 발생된다. 이러한 문제는 곧 반도체 칩(9)의 열변형에 의한 뒤틀림, 범프 중 충분히 가열되지 못한 부분에서의 접합 강도의 약화, 가열 시간의 증가 등의 문제로 연결되기 때문에 이에 대한 대책을 강구할 필요성이 크게 대두되고 있다. 특히, 플립 칩 본딩 장치에 의해 기판에 장착되는 반도체 칩(1A)의 크기가 다양하게 변경되는 경우에는 더욱 문제가 된다.That is, since the laser beam width cannot be adjusted, the laser beam is not evenly irradiated on the upper surface of the
또한, 반도체 칩(1A)의 전체 영역에 대하여 본딩을 하기 위해서는 범프(2A)가 있는 위치에 레이저 빔이 조사될 수 있도록 받침대(1)를 정밀하게 이동시키면서 본딩을 실시하여야 한다. 그런데 반도체 칩(1A) 사이즈가 증가하면서 반도체 칩(1A)이 안착된 받침대(1)의 스트로크가 커져야 한다. 이로 인하여 받침대(1)를 정밀하게 구동하는 것이 어렵게 되는 동시에 받침대(1)의 크기가 증가하게 된다는 문제점이 있다. In addition, in order to bond with respect to the whole area | region of the semiconductor chip 1A, bonding should be performed, moving the
또한, 반도체 칩(1A)의 전체 영역에 대하여 레이저가 정확하게 조사되기 위하여는 반도체 칩과 기판의 본딩 위치를 일치시키는 동시에, 레이저 광축 원점을 이동하여 레이저 조사위치와 반도체 칩이 정확하게 일치되어야 한다. 그러나 상기와 같은 종래의 플립 칩 본딩 방법에서는 레이저 조사위치와 반도체 칩을 일치시키기 위한 별도의 공정이 존재하지 아니하였다. 따라서, 레이저 조사위치와 반도체 칩이 불일치될 수 있고, 이 경우 레이저가 반도체 칩의 상면을 다 조사하지 못하여 반도체 칩의 견고한 본딩이 이루어지지 않을 수 있다. 또한, 레이저가 기판에 조사됨으로써 기판이 손상되는 문제점이 발생할 수 있다. In addition, in order for the laser to be irradiated to the entire area of the semiconductor chip 1A accurately, the bonding position of the semiconductor chip and the substrate must be coincident, and the laser irradiation position should be exactly matched with the laser irradiation axis origin. However, in the conventional flip chip bonding method as described above, there is no separate process for matching the laser irradiation position and the semiconductor chip. Therefore, the laser irradiation position and the semiconductor chip may be inconsistent. In this case, the laser may not irradiate the upper surface of the semiconductor chip, and thus, the solid bonding of the semiconductor chip may not be performed. In addition, the laser may be irradiated to the substrate may cause a problem that the substrate is damaged.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 레이저 압착 방식을 적용하여 높은 생산성과 접합 신뢰성을 얻을 수 있는 플립 칩 본딩 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a flip chip bonding method that can obtain a high productivity and bonding reliability by applying a laser compression method.
본 발명은 반도체 칩과 기판을 정렬하는 단계; 상기 정렬된 반도체 칩 및 기판과 레이저의 조사위치가 일치하도록 레이저의 조사위치를 보정하는 단계; 레이저 광원으로부터 레이저 빔을 발생하는 단계; 상기 레이저 빔을 상기 반도체 칩 상면에 조사하는 단계; 및 상기 반도체 칩과 상기 기판의 접합 부위를 가열하며 접합하는 단계를 포함하는 플립 칩 본딩 방법을 개시한다. The present invention comprises the steps of aligning the semiconductor chip and the substrate; Correcting the irradiation position of the laser so that the aligned semiconductor chip and the substrate and the irradiation position of the laser coincide with each other; Generating a laser beam from a laser light source; Irradiating the laser beam on an upper surface of the semiconductor chip; And heating and bonding a bonding portion of the semiconductor chip and the substrate.
본 발명에 있어서, 상기 반도체 칩과 기판을 정렬하는 단계는, 상기 기판의 중심좌표 및 각도를 산출하는 단계; 상기 반도체 칩의 중심좌표 및 각도를 산출하 는 단계; 및 상기 산출된 각 값의 차이만큼 상기 반도체 칩이 상기 기판상의 본딩 위치로 이동하는 단계를 포함할 수 있다. In the present disclosure, the step of aligning the semiconductor chip and the substrate may include calculating a center coordinate and an angle of the substrate; Calculating a center coordinate and an angle of the semiconductor chip; And moving the semiconductor chip to a bonding position on the substrate by a difference of the calculated respective values.
본 발명에 있어서, 상기 정렬된 반도체 칩 및 기판과 레이저의 조사위치가 일치하도록 레이저의 조사위치를 보정하는 단계는, 상기 반도체 칩과 초기 레이저 조사위치 사이의 거리를 산출하는 단계; 상기 반도체 칩과 초기 레이저 조사위치 사이의 기울기를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 거리 및 기울기만큼 레이저 조사위치가 보정되도록 스캔 미러를 회전하는 단계를 포함할 수 있다. In the present invention, the step of correcting the irradiation position of the laser to match the irradiation position of the aligned semiconductor chip and the substrate and the laser, calculating the distance between the semiconductor chip and the initial laser irradiation position; Calculating a slope between the semiconductor chip and the initial laser irradiation position; And rotating the scan mirror to correct the laser irradiation position by the calculated distance and inclination.
본 발명에 있어서, 상기 스캔 미러는, 상기 레이저 광원으로부터 나온 레이저 빔이 굴절되는 각도가 연속적으로 변경되도록 제1축을 기준으로 회전하는 제1 스캔 미러와; 상기 제1 스캔 미러로부터 나온 레이저 빔이 굴절되는 각도가 연속적으로 변경되어서 상기 레이저 빔의 조사 중심 위치가 상기 반도체 칩 상면에서 연속적으로 변경되도록, 상기 제1축과 다른 방향의 제2축을 기준으로 회전하는 제2 스캔 미러를 포함할 수 있다. In one embodiment, the scan mirror comprises: a first scan mirror rotating about a first axis such that an angle at which the laser beam from the laser light source is refracted is continuously changed; Rotation about the second axis different from the first axis such that the angle at which the laser beam from the first scan mirror is refracted is continuously changed so that the irradiation center position of the laser beam is continuously changed on the upper surface of the semiconductor chip. It may include a second scan mirror.
본 발명에 있어서, 상기 초기 레이저 조사위치는 본딩 헤드의 레이저 광축 원점을 중심으로 하여 형성될 수 있다. In the present invention, the initial laser irradiation position may be formed around the laser optical axis origin of the bonding head.
본 발명에 있어서, 상기 레이저 빔을 상기 반도체 칩 상면에 조사하는 단계는, 상기 레이저 광원과 상기 반도체 칩 사이의 광 경로에 배치된 두 개의 스캔 미러가 레이저 빔의 굴절 방향을 연속적으로 변경하여서 이루어질 수 있다. In the present invention, the step of irradiating the laser beam on the upper surface of the semiconductor chip, two scan mirrors disposed in the optical path between the laser light source and the semiconductor chip can be made by continuously changing the refractive direction of the laser beam. have.
본 발명에 있어서, 상기 레이저 빔을 상기 반도체 칩 상면에 조사하는 단계는, 상기 스캔 미러를 통과한 레이저 빔이 상기 반도체 칩 상면에 동일한 선 속도 로 조사되도록 상기 레이저 빔을 굴절하는 단계를 더 포함할 수 있다. In the present invention, the irradiating the laser beam on the upper surface of the semiconductor chip may further include refracting the laser beam such that the laser beam passing through the scan mirror is irradiated on the upper surface of the semiconductor chip at the same line speed. Can be.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 관한 플립 칩 본딩 장치(100)의 구성을 보여주는 블록도가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 관한 플립 칩 본딩 장치(100)는 본딩 스테이지(140)와, 본딩 헤드(130)와, 반도체 칩 가열 기구(150)를 구비하고, 이 경우 반도체 칩 가열 기구(150)는 레이저 광원(152)과, 제1 스캔 미러(155a)와, 제2 스캔 미러(155b)를 구비한다.2 is a block diagram showing the configuration of a flip
본딩 스테이지(140)는 통상 이송 수단(미도시)에 의하여 이송된 기판(120)을 순차적으로 안착한다. 이 경우 도시되지 않으나, 상기 본딩 스테이지(140)에는 상면으로 관통된 수개의 흡착 유로들이 병렬적으로 형성되어서, 상기 흡착 유로를 통하여 발생된 흡착력을 이용하여 기판(120)을 이동하지 못하도록 고정할 수 있다. 또한 상기 본딩 스테이지(140)에는 히터가 구비될 수 있는데, 이 히터는 그 상면에 고정된 기판(120)을 소정의 온도로 예열하여 택트 타임이 단축되도록 한다. The
본딩 헤드(130)는 상기 본딩 스테이지(140)의 상측에서 승하강 운동을 행하는데, 상기 본딩 스테이지(140)에 안착된 기판(120) 상에 반도체 칩(110)을 플립 칩 형상으로 압착한다. 이 본딩 헤드(130)의 일 예로서, 상기 본딩 헤드(130)의 내측에 반도체 칩(110)을 픽업하도록 픽업 유로(132)가 형성되어서, 상기 픽업 유로(132)를 통하여 부압의 공기를 공급하여 상기 반도체 칩(110)을 픽업하고, 상기 부압의 공기를 제거하거나 정압의 공기를 픽업 유로(132)를 통하여 공급하여서 반 도체 칩(110)을 기판(120) 상에 압착시킨다. The
반도체 칩(110)의 하면, 보다 구체적으로 반도체 칩(110)의 전극 하면에는 전도성 범프(115)가 형성되어 있는데, 상기 전도성 범프(115)는 반도체 칩(110)의 전극과, 기판(120)에 형성된 단자 사이에서 융착되어서 양자 사이의 결합을 매개한다.A
한편, 반도체 칩 가열 기구(150)는 레이저 광원(152)과, 제1 스캔 미러(155a)와, 제2 스캔 미러(155b)를 포함한다. On the other hand, the semiconductor
여기서, 제1 스캔 미러(155a)는 제1축을 기준으로 회전하는 것으로서, 상기 레이저 광원(152)으로부터 나온 레이저 빔(L)을 굴절시킨다. 이 경우, 상기 레이저 빔(L)이 굴절되는 각도는 상기 제1 스캔 미러(155a)의 회전에 의하여 연속적으로 변경된다.Here, the
제2 스캔 미러(155b)는 제1축과 방향이 다른 제2축을 기준으로 회전하는 것으로서, 상기 제1 스캔 미러(155a)로부터 나오는 레이저 빔(L)을 반도체 칩(110) 상면으로 조사한다. 이 경우, 상기 제1 스캔 미러(155a)로부터 나온 레이저 빔(L)은 상기 제2 스캔 미러(155b)가 회전함에 따라서 반도체 칩(110) 상면으로 굴절되는 각도가 연속적으로 변경하게 되며, 이로써 상기 레이저 빔(L)의 조사 중심 위치가 상기반도체 칩(110) 상면에서 연속적으로 변경된다. The
하나의 스캔 미러를 사용하는 경우에는 하나의 방향, 즉 1차원적 스캔이 가능하다. 따라서 반도체 칩(110)의 사이즈가 큰 경우에는 전체적으로 균일하게 스캔을 할 수 없다. 그러나 제1 스캔 미러(155a) 및 제2 스캔 미러(155b)를 사용하는 경우 2차원적 스캔이 가능하므로 반도체 칩(110) 상면의 각 부위를 스캔할 수 있게 된다. 한편 도 3에 도시된 바와 같이, 레이저 빔(L)을 확산하는 적어도 하나의 확산 미러(153)가 더 구비될 수도 있다.When using one scan mirror, one direction, that is, one-dimensional scan, is possible. Therefore, when the size of the
이 경우, 상기 제1 스캔 미러(155a)의 회전축인 제1축과, 제2 스캔 미러(155b)의 회전축인 제2축은 서로 직각을 이루는 것이 바람직하다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1축이 X축으로서 상기 제1 스캔 미러(155a)가 X축을 기준으로 회전하여서 레이저 빔(L)이 Y축 방향으로 조사되도록 하고, 제2축이 Y축으로서 상기 제2 스캔 미러(155b)가 Y축을 기준으로 회전하여서 레이저 빔(L)이 X축 방향으로 조사되도록 할 수 있다. 이로 인하여 레이저 빔(L)이 반도체 칩(110) 상면의 X축 및 Y축 방향으로 자유롭게 이동하면서 스캔할 수 있음으로써 반도체 칩(110)의 사이즈에 관계없이 반도체 상면에 고르게 스캔될 수 있다. 특히, 레이저 빔(L)이 고속으로 반복 스캔하게 되면 시간 평균(time average)효과에 의하여 반도체 칩(110) 상면에 조사되는 레이저 빔(L)을 균일하게 할 수 있다. In this case, it is preferable that the first axis that is the rotation axis of the
다시 도 2로 되돌아가서, 상기 반도체 칩 가열 기구(150)는 포커싱 렌즈(154)를 더 구비할 수 있다. 이 포커싱 렌즈(154)는 상기 레이저 광원(152)과 상기 제1 스캔 미러(155a) 사이의 광 경로에 형성되어서 상기 접합 위치에서 상기 레이저 빔(L)의 크기를 제어한다. 2, the semiconductor
상기 포커싱 렌즈(154)는 입사되는 레이저 빔의 폭을 조절할 수 있도록 설치된 원통형 렌즈(cylindrical lens)일 수 있으며, 레이저 빔(L)의 광선 폭을 일 방향으로 조절할 수 있도록 구성된다. 따라서 반도체 칩(110)의 사이즈가 변경되는 경우에도, 포커싱 렌즈(154)가 레이저 빔(L)의 폭을 반도체 칩(110) 상면의 폭과 동일하게 하고, 상기 반도체 칩(110) 사이즈의 길이 방향은 스캔 미러(155a)(155b)의 스캔 각도에 의하여 결정함으로써, 효율적으로 레이저 빔(L)의 스캔이 가능하여 진다.The focusing
또한, 반도체 칩(110)의 사이즈가 변경되는 경우, 반도체 칩(110)과 본딩되는 기판(120)과의 위치 정렬 결과에 따른 오프셋 값을 보정하면 된다. 즉, 종래와 같이 본딩 스테이지(140)의 스트로크를 변경시킬 필요가 없으므로, 본딩 스테이지(140)를 정밀하게 구동 제어할 수 있다.In addition, when the size of the
또한, 상기 스캔 미러(155a)(155b)와 상기 반도체 칩(110) 사이의 광 경로에는 선 속도 균일용 렌즈(156)가 배치될 수 있다. 이 선 속도 균일용 렌즈(156)는 상기 제2 스캔 미러(155b)와 상기 반도체 칩(110) 사이의 광 경로에 배치된 것으로, 레이저 빔(L)이 상기 반도체 칩(110) 상면에 동일한 각도로 조사되도록 상기 레이저 빔(L)을 굴절시키는 기능을 한다. 즉, 스캔 미러(155a)(155b)를 통하여 스캔되는 레이저 빔(L)은 각 운동을 하게 되며 따라서 상기 반도체 칩(110)에 투영되는 선 속도가 일정하지 않게 된다. 이 경우 상기 반도체 칩(110)에 주사되는 광량은 선 속도에 비례하므로, 동일한 각 속도로 레이저 빔(L)이 반도체 칩(110)에 조사된다면 레이저 빔(L)의 선 속도가 달라지고, 결과적으로 반도체 칩(110) 표면에 주사되는 광량은 각각의 위치마다 다르게 된다. 이를 방지하기 위하여, 선 속도 균일용 렌즈(156)를 스캔 미러 후방에 배치시켜서, 레이저 빔(L)의 상기 반도체 칩(110) 표면에서의 직선 속도를 일정하게 할 수 있으며, 이로써 광의 불균일도를 효과적으로 제어할 수 있다. 이 경우, 적어도 상기 선 속도 균일용 렌즈(156)는 본딩 헤드(130) 내측에 형성된 픽업 유로(132) 상에 배치될 수 있다. In addition, a line
한편, 본 발명은 적어도 상기 레이저 광원(152)으로부터 상기 포커싱 렌즈(154)까지 레이저 빔(L)의 광 경로를 형성하는 광섬유(157)를 포함할 수 있다. 또는, 광섬유가 상기 레이저 광원(152)으로부터 상기 제1 스캔 미러(155a)까지 형성될 수도 있다.Meanwhile, the present invention may include an
한편, 본 발명은 스캔 미러 구동부(165) 및 레이저 구동부(162)를 더 구비할 수 있다. 스캔 미러 구동부(165)는 상기 제1,2 스캔 미러를 구동하고, 레이저 구동부(162)는 레이저 광원(152)을 구동한다. 즉, 스캔 미러 구동부(165)는, 반도체 칩(110)에 조사되는 레이저 빔(L)이 반도체 칩(110)과 동일한 사이즈로 스캔되도록 스캔 미러(155a)(155b)를 구동하고, 레이저 구동부(162)는 레이저 빔(L)이 필요한 시간만큼 필요한 파워로 레이저 광원(152)을 구동하게 된다. 이러한 스캔 미러 구동부(165)와 레이저 구동부(162)는 구동 제어부(160)에 의하여 제어될 수 있다. Meanwhile, the present invention may further include a
이 경우 사용되는 레이저 빔(L)은 상기 반도체 칩(110)을 투과할 수 있는 파장을 갖는 적외선인 것이 바람직한데, 상기 반도체 칩(110)을 투과하도록 레이저 빔(L)이 실리콘(Si) 계열의 약 1064㎚의 특수 파장을 가지고, 레드(red)에 가까운 파장을 가지는 레이저 다이오드가 선택될 수 있다. 즉, 레이저 빔(L)을 반도체 칩(110)에서 전도성 범프(115)가 형성된 면의 반대 면에 조사하여 레이저의 에너지가 반도체 칩(110)과 전도성 범프(115)를 가열하도록 한다. 또한, 레이저 압착 방식의 플립 칩 본딩 방법은 반도체 칩(110) 또는 기판(120)의 접속 패드의 어느 한 쪽 뿐만 아니라 양쪽 모두에 형성된 전도성 범프(115)를 접속할 때에도 레이저 빔(L)을 이용하여 반도체 칩(110)과 전도성 범프(115)를 가열하도록 할 수 있다. In this case, it is preferable that the laser beam L used is an infrared ray having a wavelength that can pass through the
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 관한 플립 칩 본딩 장치(100)에서는 적어도 하나의 반사렌즈(158)가 배치되어서 레이저 빔을 원하는 방향으로 굴절시킬 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 2, in the flip
본 발명의 다른 측면에서 바람직한 실시예에 따른 플립 칩 본딩 방법에 대한 흐름도가 도 5, 도 6 및 도 8에 도시되어 있다. 또한, 도 9a 내지 도 9c에는 상기 플립 칩 본딩 방법의 각 단계가 도시되어 있다. 또한, 도 10a 내지 도 10d에는 상기 플립칩 본딩 방법 중 반도체 칩과 기판을 정렬하는 단계(S10)가 상세하게 도시되어 있다. 5, 6, and 8 are flowcharts illustrating a flip chip bonding method according to another exemplary embodiment of the present invention. In addition, each step of the flip chip bonding method is illustrated in FIGS. 9A to 9C. 10A to 10D illustrate a step S10 of aligning a semiconductor chip and a substrate in the flip chip bonding method.
도 5를 참조하면, 플립 칩 본딩 방법은 반도체 칩과 기판을 정렬하는 단계(S10)와, 상기 정렬된 반도체 칩 및 기판과 레이저의 조사 위치가 일치하도록 레이저의 조사위치를 보정하는 단계(S20)와, 레이저 광원으로부터 레이저 빔을 방출하는 단계(S30)와, 상기 레이저 빔의 조사 중심 위치가 상기 반도체 칩 상면에서 연속적으로 변경되도록 상기 레이저 빔을 상기 반도체 칩 상면에 조사하는 단계(S40)와, 상기 반도체 칩을 가열하면서 상기 반도체 칩과 기판 사이를 접합하는 단계(S50)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the flip chip bonding method includes aligning a semiconductor chip and a substrate (S10), and correcting an irradiation position of a laser so that the irradiation positions of the aligned semiconductor chip and the substrate match the laser (S20). And emitting a laser beam from a laser light source (S30), irradiating the laser beam to the upper surface of the semiconductor chip such that the irradiation center position of the laser beam is continuously changed on the upper surface of the semiconductor chip (S40), And bonding the semiconductor chip and the substrate while heating the semiconductor chip (S50).
이하에서는 도 5 내지 도 8, 도 9a 내지 도 9c, 도 10a 내지 도 10d를 참조하여 플립 칩 본딩 방법의 각 단계를 상세히 설명한다.Hereinafter, each step of the flip chip bonding method will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 8, 9A to 9C, and 10A to 10D.
먼저, 도 6, 도 9a를 참조하면, 반도체 칩과 기판을 정렬하는 단계(S10)가 수행된다. First, referring to FIGS. 6 and 9A, an operation S10 of aligning a semiconductor chip and a substrate is performed.
상세히, 도 9a에 도시된 것과 같이 , 기판(120)은 설정된 온도로 가열된 본딩 스테이지(140) 위에 배치되어 있다. 이 경우, 비전 시스템(vision system, 미도시)에서 기판(120)에 형성된 얼라인 마크를 이용하여 위치 정보를 얻을 수 있다.(S11)In detail, as shown in FIG. 9A, the
그리고, 반도체 칩(110)은 본딩 헤드(130) 내부의 픽업 유로(132)를 통해 본딩 헤드(130)의 하단 면에 진공 흡착된다. 이 경우에도 비전 시스템(미도시)에 의하여 반도체 칩(110)에 형성된 얼라인 마크를 인식하여 반도체 칩(110)의 위치 정보를 얻을 수 있다.(S12)The
그리고, 측정한 기판(120) 및 반도체 칩(110)의 위치 정보를 이용하여, 기판(120)의 본딩 위치에 해당하는 곳으로 반도체 칩(120)을 흡착한 본딩 헤드(130)가 이동한다(S13). 상세히, 도 10a는 기판(120)과 반도체 칩(110) 사이의 보정이 수행되기 이전의 상태를 나타내는 도면이고, 도 10b는 기판(120)과 반도체 칩(110) 사이의 보정이 수행되어, 기판(120) 상의 본딩 위치(121)와 본딩 헤드(130)에 흡착된 반도체 칩(110)이 일치하도록 배열되어 있는 상태를 나타내는 도면이다. 즉, 측정한 기판(120) 및 반도체 칩(110)의 위치 정보로부터 기판(120)과 반도체 칩(110) 간의 상대적인 위치 오프셋(offset)을 산출한다. 그리고, 이 산출한 값만큼 본딩 헤드(130)가 XY방향으로 평행이동하고, 또한 본딩 헤드(130)가 레이저 광축 원점(135)을 기준으로 회전이동하여, 도 10b와 같이 기판(120)의 본딩 위치(121)와 반도체 칩(110)이 일치하도록 배열된다. 이와 같이 보정이 이루어진 후, 본딩 헤 드(130)가 하강하여서 반도체 칩(110)의 전도성 범프(115)가 기판(120)의 전극(125) 위에 접촉된다. Then, by using the measured position information of the
다음으로, 도 7, 도 9a, 도 10a 내지 도 10d를 참조하면, 상기 정렬된 반도체 칩 및 기판과 레이저의 조사 위치가 일치하도록 레이저의 조사위치를 보정하는 단계(S20)가 수행된다. Next, referring to FIGS. 7, 9A, and 10A to 10D, a step (S20) of correcting the irradiation position of the laser is performed so that the aligned semiconductor chip and the substrate and the irradiation position of the laser coincide.
만약, 레이저 조사위치(137)를 보정하지 않고 레이저 광축 원점(135)을 기준으로 반도체 칩(110)의 형태로만 조사하면, 반도체 칩(110)의 상면을 다 조사하지 못해 반도체 칩(110)이 본딩 되지 않고 기판(120)이 손상될 수도 있다. 또한, 최초의 반도체 칩(110) 좌표로 레이저를 조사하면, 반도체 칩(110)의 XY 옵셋(offset)은 일치하지만 회전 각도가 일치하지 않기 때문에, 레이저가 정확한 위치에 조사되지 아니한다.If the
따라서, 레이저가 실제 반도체 칩(110) 및 기판의 본딩 위치(121) 전체에 골고루 조사되도록 하기 위하여는, 스캔 미러(155a)(155b)를 회전하여 레이저 조사위치(137)가 보정되어야 한다. Therefore, in order to irradiate the laser evenly over the
즉, 도 10b 및 도 10c에 도시된 바와 같이, 레이저 광축 원점(135)이 반도체 칩(110)의 중심과 일치하도록, 상기 반도체 칩(110)과 레이저 조사위치(137)의 초기 위치 사이의 거리가 산출된다.(S21) 여기서, 상기 초기 레이저 조사위치는 본딩 헤드의 레이저 광축 원점을 중심으로 하여 형성된다. That is, as shown in FIGS. 10B and 10C, the distance between the
그리고, 도 10c 및 도 10d에 도시된 바와 같이, 레이저 조사위치(137)와 반도체 칩(110)이 일치하도록, 상기 반도체 칩의 길이 방향 연장선과, 초기 레이저 조사위치의 길이 방향의 연장선 사이의 기울기가 산출된다.(S22) 10C and 10D, the inclination between the longitudinal extension line of the semiconductor chip and the extension line in the longitudinal direction of the initial laser irradiation position such that the
그리고, 상기 레이저 조사위치의 평행이동 및 회전 이동은 구동 제어부(160)의 제어에 따라서 스캔 미러 구동부(165)가 스캔 미러(155a)(155b)를 적절한 각도로 회전시킴으로써 수행된다.(S23) 즉, 상기 두 개의 스캔 미러(155a)(155b)가 상호 회전함으로써, 레이저 조사위치(137)를 XY 방향(즉, 도 10b의 화살표 방향)으로 평행이동하고, 또한 레이저 광축 원점(135)을 중심으로 레이저 조사위치(137)를 회전이동한다.In addition, the parallel and rotational movements of the laser irradiation position are performed by the
이와 같은 구성에 의하여, 기판(120)의 본딩 위치(121)와 반도체 칩(110)이 일치하는 동시에, 레이저 조사위치(137)가 상기 본딩 위치(121) 및 반도체 칩(110)과 일치하도록 형성된다. 따라서, 레이저가 정확한 위치에 조사됨으로써, 견고한 본딩이 수행되고, 기판의 손상이 방지되는 효과를 얻을 수 있다. By such a configuration, the
이 상태에서 도 9b에 도시된 바와 같이, 레이저 광원(152)으로부터 레이저 빔(L)을 외부로 조사하는 단계(S30) 및 상기 레이저 광원(152)으로부터 조사된 레이저 빔(L)을, 그 조사 중심 위치가 상기 반도체 칩(110) 상면에서 연속적으로 변경되도록 상기 반도체 칩(110) 상면에 조사하는 단계(S40)를 거친다. In this state, as shown in FIG. 9B, the step S30 of irradiating the laser beam L from the
이 경우, 도 9b와 함께 도 3을 참조하면, 레이저 광원(152)으로부터의 레이저 빔(L)은 광섬유의 가이드를 받아서 포커싱 렌즈(154)를 통과할 수 있고, 상기 포커싱 렌즈(154)를 통과하면서 레이저 빔(L)의 크기가 결정된다(S41). In this case, referring to FIG. 3 along with FIG. 9B, the laser beam L from the
이 포커싱 렌즈(154)를 통과한 레이저 빔(L)은 스캔 미러(155a)(155b)를 통과하면서 반도체 칩(110) 상면에 조사되게 된다. 이때에 상기 스캔 미 러(155a)(155b)는 하나의 축을 기준으로 회전하게 되며, 상기 스캔 미러(155a)(155b)가 회전함에 따라서 레이저 빔(L)의 상기 반도체 칩(110) 상면에 조사되는 조사 중심이 연속적으로 변경된다(S42). The laser beam L passing through the focusing
이 경우, 상기 포커싱 렌즈(154)를 통과한 레이저 빔(L)이 두 방향으로 연속적으로 이동하면서 반도체 칩(110) 상면에 조사되도록 할 수 있으며, 이를 위하여 도 2에 도시된 바와 같이 스캔 미러가 두 개 배치될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 포커싱 렌즈(154)를 통과한 레이저 빔(L)이 제1 스캔 미러(155a)를 통과하면서 Y축 방향으로 연속적으로 스캔하게 되고, 제1 스캔 미러(155a)를 통과하면서 레이저 빔(L)이 X축 방향으로 연속적으로 스캔하게 된다. In this case, the laser beam L passing through the focusing
한편, 반도체 칩(110) 사이즈는 얼라인 마크 인식 시에 이미 구동 제어부(160)에 설정되어 있으므로, 구동 제어부(160)의 제어에 따라서 스캔 미러 구동부(165)가 상기 스캔 미러(155a)(155b)를 적절한 각도로 회전시키게 된다. 이와 더불어 구동 제어부(160)는 레이저 구동부(162)를 제어하여 필요한 시간만큼, 필요한 파워로 레이저 빔(L)을 발생시키게 된다.On the other hand, since the size of the
한편, 상기 스캔 미러(155a)(155b)에 의하여 굴절된 레이저 빔(L)은 선 속도 균일용 렌즈(156)에 의하여 반도체 칩(110) 상면으로 향하는 선 속도가 균일하게 되고(S43), 따라서 균일한 선 속도로 레이저 빔(L)이 반도체 칩(110) 상면에 조사 중심을 다르게 하면서 연속적으로 스캔하게 된다(S44). 이때에 레이저 빔(L)을 고속으로 반복 스캔하게 되면, 시간 평균 효과에 의하여 반도체 칩(110) 상에 조사되는 레이저 광량을 균일하게 만들 수 있다. On the other hand, the laser beam L refracted by the scan mirrors 155a and 155b has a uniform linear velocity toward the upper surface of the
이 상태에서, 레이저 빔(L)은 반도체 칩(110)을 투과하여 반도체 칩(110)과 기판(120) 위에 있는 전도성 범프(115)에서 열 에너지로 변환되고, 반도체 칩(110) 및 기판(120)에 설치한 전도성 범프(115)가 접촉한 상태에서 레이저 빔(L)의 출력은 전도성 범프(115)를 가열하게 된다. 이와 함께 본딩 헤드(130)가 반도체 칩(110)에 수직방향으로 일정한 압력을 가하게 됨으로써, 레이저 빔(L)에 의하여 전도성 범프(115)가 가열되면서 가압되어서 기판(120)과 전극이 접합된다(S50). In this state, the laser beam L is transmitted to the
그 다음 도 9c에 도시된 것과 같이, 본딩 헤드(130)를 통한 레이저 빔(L)의 조사를 중단하여 전도성 범프(115)가 냉각하면 반도체 칩(110)의 온도가 저하되고 이것에 의해 전도성 범프(115)가 고화되면 반도체 칩(110)의 흡착용 진공을 해제함과 동시에 본딩 헤드(130)를 상승시켜서 플립 칩 본딩을 완료한다. Then, as shown in FIG. 9C, when the irradiation of the laser beam L through the
한편, 기판 및 반도체 칩은 기판(120) 상에 도포된 열 경화 수지(미도시)를 이용하여 플립 칩 본딩될 수도 있다. 이 경우, 반도체 칩(110)과 기판(120)의 단자부들 사이의 열적 결합이 일어나고 연속해서 열 경화 수지가 반도체 칩(110)과 기판(120)의 가열에 의해 동시에 접착면 내에서 경화되면 외부로부터 부식 영향 방지를 위해 반도체 칩(110)과 기판(120) 사이의 갭을 밀봉하기 위한 별도의 단계가 필요 없게 되므로 더욱 효과적이다. Meanwhile, the substrate and the semiconductor chip may be flip chip bonded using a thermosetting resin (not shown) applied on the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 플립 칩 본딩 방법 및 이를 채택한 플립 칩 본딩 장치에 따르면, 레이저를 이용하여 플립 칩과 범프를 빠르게 가열할 수 있기 때문에 비교적 온도에 민감한 기판이 사용될 때에도 높은 생산성과 접합 신뢰성을 얻을 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the flip chip bonding method of the present invention and the flip chip bonding apparatus employing the same, high productivity and bonding even when a relatively temperature sensitive substrate is used because the flip chip and the bump can be heated quickly using a laser. It is effective to obtain reliability.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070007947A KR101143838B1 (en) | 2007-01-25 | 2007-01-25 | Method for flip chip bonding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070007947A KR101143838B1 (en) | 2007-01-25 | 2007-01-25 | Method for flip chip bonding |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20080070217A true KR20080070217A (en) | 2008-07-30 |
KR101143838B1 KR101143838B1 (en) | 2012-05-04 |
Family
ID=39823020
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070007947A KR101143838B1 (en) | 2007-01-25 | 2007-01-25 | Method for flip chip bonding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101143838B1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102522348A (en) * | 2012-01-05 | 2012-06-27 | 上海共晶电子科技有限公司 | Eutectic welding machine for die bonding of LED (Light Emitting Diode) chip |
KR20170048971A (en) * | 2015-10-27 | 2017-05-10 | 한화테크윈 주식회사 | Apparatus for bonding of flip chip |
WO2018074697A1 (en) * | 2016-10-20 | 2018-04-26 | 크루셜머신즈 주식회사 | Light homogenizing module and laser bonding apparatus comprising same |
KR20200123983A (en) * | 2019-04-23 | 2020-11-02 | 주식회사 경동엠텍 | Method for bonding semiconductor chip by LAYSER sintering |
KR20210035114A (en) * | 2019-04-23 | 2021-03-31 | 주식회사 경동엠텍 | Method For Bonding Semiconductor Chip by LAYSER Sintering |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210062376A (en) * | 2019-11-21 | 2021-05-31 | 레이저쎌 주식회사 | Laser reflow apparatus and method thereof |
KR20210144965A (en) | 2020-05-21 | 2021-12-01 | 주식회사 엠아이이큅먼트코리아 | Flip chip laser bonding tool with potassium bromide |
KR102363436B1 (en) | 2020-07-14 | 2022-02-15 | 주식회사 엠아이이큅먼트코리아 | Device and method of laser compression bonding for semiconductor chip |
KR20230009297A (en) | 2021-07-08 | 2023-01-17 | 주식회사 엠아이이큅먼트코리아 | Flip chip laser bonding tool using sapphire |
KR102537573B1 (en) | 2023-01-27 | 2023-05-30 | 주식회사 엠아이이큅먼트코리아 | Bonding tool for flip chip laser assist bonding device |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003258037A (en) | 2002-02-27 | 2003-09-12 | Nippon Avionics Co Ltd | Connecting head for ultrasonic flip-chip mounting to heat semiconductor chip by using laser beam |
KR20060057098A (en) * | 2004-11-23 | 2006-05-26 | 삼성테크윈 주식회사 | Bonding head and flip chip bonder having the same |
KR100662820B1 (en) | 2005-09-27 | 2006-12-28 | 삼성테크윈 주식회사 | Flip chip bonder |
-
2007
- 2007-01-25 KR KR1020070007947A patent/KR101143838B1/en active IP Right Grant
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102522348A (en) * | 2012-01-05 | 2012-06-27 | 上海共晶电子科技有限公司 | Eutectic welding machine for die bonding of LED (Light Emitting Diode) chip |
KR20170048971A (en) * | 2015-10-27 | 2017-05-10 | 한화테크윈 주식회사 | Apparatus for bonding of flip chip |
WO2018074697A1 (en) * | 2016-10-20 | 2018-04-26 | 크루셜머신즈 주식회사 | Light homogenizing module and laser bonding apparatus comprising same |
KR20180043589A (en) * | 2016-10-20 | 2018-04-30 | 크루셜머신즈 주식회사 | Optical homogenization device and laser bonding apparatus containing the same |
TWI656934B (en) * | 2016-10-20 | 2019-04-21 | 科泰機械股份有限公司 | Laser bonding apparatus |
KR20200123983A (en) * | 2019-04-23 | 2020-11-02 | 주식회사 경동엠텍 | Method for bonding semiconductor chip by LAYSER sintering |
KR20210035114A (en) * | 2019-04-23 | 2021-03-31 | 주식회사 경동엠텍 | Method For Bonding Semiconductor Chip by LAYSER Sintering |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101143838B1 (en) | 2012-05-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101113850B1 (en) | Method for flip chip bonding and flip chip bonder implementing the same | |
KR101143838B1 (en) | Method for flip chip bonding | |
KR101165029B1 (en) | Apparatus for heating chip, flip chip bonder having the same and method for bonding flip chip using the same | |
JP4880561B2 (en) | Flip chip mounting device | |
JP7406911B2 (en) | Laser reflow equipment and laser reflow method | |
KR102363436B1 (en) | Device and method of laser compression bonding for semiconductor chip | |
WO2020153203A1 (en) | Mounting device and mounting method | |
KR102208495B1 (en) | Apparatus for bonding of flip chip | |
KR101703561B1 (en) | Solder reflow equipment | |
JP2009224394A (en) | Jointing apparatus and jointing method | |
JP2006253665A (en) | Bonding method and bonding device | |
JP3416979B2 (en) | Joining equipment | |
JP2008153366A (en) | Jointing method by jointer | |
KR20060085523A (en) | Packaging apparatus of high-power led using laser | |
JP7062703B2 (en) | Laser welding equipment and methods for semiconductor devices | |
KR20190100777A (en) | Flip chip bonding apparatus and method | |
KR20230045850A (en) | Soldering device applying multi nozzle and the method thereof | |
JPH0482184B2 (en) | ||
KR20060057098A (en) | Bonding head and flip chip bonder having the same | |
KR101090131B1 (en) | Fpcb bonding system using laser and method of bonding fpcb | |
JPH0818164A (en) | Assembling system for light emitting device | |
KR20210049590A (en) | Chip bonding apparatus | |
JP5753805B2 (en) | Mounting apparatus and control method thereof | |
JPH06283819A (en) | Die bonder and die bonding method for optical element | |
JPH10190210A (en) | Manufacture of circuit module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160330 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170321 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180403 Year of fee payment: 7 |