KR20170048971A - Apparatus for bonding of flip chip - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a flip chip bonding device. The flip chip bonding device of the present invention comprises: a first moving unit; a second moving unit disposed to face the first moving unit; a substrate stage disposed on one side of the first moving unit and the second moving unit, and transferring a substrate; a wafer stage disposed on the other side of the first moving unit and the second moving unit, and installed to be separated from the substrate stage; a turret head for picking up a chip from the wafer stage, and flipping the chip; a bonding head moving in the longitudinal direction of the first moving unit, having a moving path partially overlapping with the moving path of the substrate, and attaching the flipped chip onto the substrate; and a laser head moving in the longitudinal direction of the second moving unit, and emitting laser beams onto the flipped chip to bond the flipped chip on the substrate.

Description

플립칩 본딩 장치{Apparatus for bonding of flip chip}[0001] Apparatus for bonding flip chip [0002]

본 발명은 플립칩 본딩 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a flip chip bonding apparatus.

최근 들어 전자제품이 소형화 및 고기능화 됨에 따라 전자제품의 핵심부분을 이루고 있는 반도체 칩도 고집적화 및 고성능화 되고 있는 추세이다. 이러한 고집적화 및 고성능화 되고 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. As electronic products have become smaller and more sophisticated in recent years, semiconductor chips, which form a core part of electronic products, are also becoming highly integrated and high-performance. In the manufacture of a semiconductor package that protects such a high integration and high performance semiconductor chip from various external environments such as dust, moisture, electrical and mechanical load, the tendency of light weight shortening and multi-pinning is strengthened have.

이에, 반도체 패키지의 방식도 기존의 와이어 본딩(wire bonding) 방식으로는 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. Accordingly, it has been found that the semiconductor package method is difficult to cope with the tendency of light wire shortening and multi-pinning in the conventional wire bonding method, and various new ways of solving the problem have been searched for in various ways The solder bump method is used.

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 '플립칩 본딩'이라고 지칭되고 있다. The solder bump method is a method in which solder bumps are formed on a pad which is an input / output terminal of a semiconductor chip, and then the semiconductor chip is turned over and directly attached to a circuit pattern of a carrier substrate or a circuit tape Chip bonding "because the semiconductor chip is bonded in an inverted state.

플립칩 본딩 공정은 고온의 반도체 칩이 페이스다운(face-down) 상태에서 대류형 오븐인 리플로어(reflower)로 이동하여 대류열에 의해서 반도체 칩과 기판이 가열하여 접합이 완성될 수 있다.In the flip chip bonding process, a high-temperature semiconductor chip moves from a face-down state to a reflower, which is a convection oven, and the semiconductor chip and the substrate are heated by the convection heat to complete the bonding.

그러나, 이러한 리플로어를 적용한 방식은 방열영역과 냉각영역으로 구성되어, 승온과 강온을 통해 전극물질이 녹을 수 있는 온도 프로 파일을 구현해야 하므로, 상당한 길이를 가져야 한다. 이렇게 장비의 크기가 커지면 플립칩 본딩 공정의 운영비용이 상승하고, 공간 활용 측면에서 한계를 가져온다. 또한, 장시간 고온의 환경에서 반도체 칩과 기판이 체류하게 되면, 열-스트레스로 인하여 제품의 품질 저하가 우려될 수 있다. However, the application of such a reflower must have a considerable length since it is required to implement a temperature profile in which the electrode material is melted through the temperature increase and the temperature decrease, which are composed of the heat radiation region and the cooling region. As the size of the equipment increases, the operation cost of the flip chip bonding process rises and limits in terms of space utilization are brought about. In addition, if the semiconductor chip and the substrate stay in an environment of a high temperature for a long time, the quality of the product may be deteriorated due to heat-stress.

한국 등록 특허 제0179644호 (발명의 명칭: 반도체 칩 본딩방법)에는 플립칩을 오븐에 통과시켜서 플립칩을 기판에 실장하는 기술이 구체적으로 개시되어 있다. Korean Patent No. 0179644 entitled " Semiconductor Chip Bonding Method ") discloses a technique for mounting a flip chip on a substrate by passing the flip chip through an oven.

한국 등록 특허 제0179644호. (1998.11.27 공개)Korean Patent No. 0179644. (Published on November 21, 1998)

본 발명의 실시예들은 플립된 칩과 기판을 효과적으로 접합하고, 공간 활용성이 향상된 플립칩 본딩 장치를 제공한다. Embodiments of the present invention provide a flip chip bonding apparatus that effectively bonds a flip chip to a substrate and improves space utilization.

본 발명의 실시예들은 제1 이동부와, 상기 제1 이동부와 마주보도록 배치되는 제2 이동부와, 상기 제1 이동부 및 상기 제2 이동부의 일측에 배치되고, 기판을 이송시키는 기판 스테이지와, 상기 제1 이동부 및 상기 제2 이동부의 타측에 배치되고, 상기 기판 스테이지와 이격되어 설치되는 웨이퍼 스테이지와, 상기 웨이퍼 스테이지로부터 칩을 픽업하고, 상기 칩을 플립(flip)시키는 터릿 헤드와, 상기 제1 이동부의 길이방향을 따라 이동하여, 일부가 상기 기판의 이동경로와 중첩되는 이동경로를 가지고, 상기 플립된 칩을 상기 기판 상에 부착하는 본딩 헤드 및 상기 제2 이동부의 길이방향을 따라 이동하고, 상기 플립된 칩에 레이저 빔을 조사하여 상기 플립된 칩을 상기 기판에 접합시키는 레이저 헤드를 포함하는 플립칩 본딩 장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus including a first moving unit, a second moving unit arranged to face the first moving unit, a substrate stage disposed on one side of the first moving unit and the second moving unit, A wafer stage disposed on the other side of the first moving unit and the second moving unit and spaced apart from the substrate stage; a turret head for picking up a chip from the wafer stage and flipping the chip; A bonding head which moves along the longitudinal direction of the first moving part and has a movement path in which a part thereof overlaps the moving path of the substrate and which attaches the flip chip to the substrate, And a laser head which moves along and fits the flip chip to the substrate by irradiating the flip chip with a laser beam.

또한, 상기 레이저 헤드는 레이저 발진부와, 상기 레이저 발진부로부터 나온 상기 레이저 빔이 굴절되는 각도가 연속적으로 변경되도록 제1 축을 기준으로 회전하는 제1 스캔 미러와 및 상기 제1 스캔 미러로부터 나온 상기 레이저 빔이 굴절되는 각도가 연속적으로 변경되어 상기 레이저 빔의 조사 중심 위치가 상기 플립된 칩의 일면에서 연속적으로 변경되도록, 상기 제1 축과 다른 방향의 제2 축을 기준으로 회전하는 제2 스캔 미러를 구비할 수 있다.The laser head includes a laser oscillation section, a first scan mirror that rotates about a first axis so that an angle at which the laser beam from the laser oscillation section is refracted is continuously changed, and a second scan mirror, And a second scan mirror rotating with respect to a second axis in a direction different from the first axis so that the angle of refraction is continuously changed so that the irradiation center position of the laser beam continuously changes on one surface of the flip chip can do.

또한, 상기 레이저 빔은 스팟 형태로 출사되며, 상기 제1 스캔 미러의 회전에 따라 제1 방향으로 상기 플립된 칩의 일면에 이동하고, 상기 제2 스캔 미러의 회전에 따라 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 상기 플립된 칩의 일면에 이동할 수 있다.The laser beam is emitted in the form of a spot and moves to one side of the flipped chip in a first direction in accordance with rotation of the first scan mirror, And may move to one side of the flip chip in a second direction.

또한, 상기 레이저 발진부와 상기 제1 스캔 미러 사이에 설치되고, 이동 방향으로의 상기 레이저 빔의 에너지 분포가 균일하도록 상기 레이저 빔을 변환하는 변환 렌즈를 더 구비할 수 있다.The apparatus may further include a conversion lens provided between the laser oscillating unit and the first scan mirror for converting the laser beam so that the energy distribution of the laser beam in the moving direction is uniform.

또한, 상기 본딩 헤드와 상기 레이저 헤드 사이에 배치되고, 상기 플립된 칩에 디핑(dipping)되는 플럭스가 저장된, 플럭스부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a flux unit disposed between the bonding head and the laser head and storing a flux dipped in the flip chip.

또한, 상기 레이저 빔은 상기 플립된 칩의 일면 전체를 가열할 수 있다.In addition, the laser beam can heat the entire one surface of the flip chip.

본 발명의 실시예들은 플립칩 본딩 장치의 크기를 최소화 하여 공간 활용성을 향상시킬 수 있다. 또한, 플립칩 본딩 장치는 칩에 조사되는 레이저 빔의 위치 또는 세기를 조절할 수 있다. 또한, 플립칩 본딩 장치는 레이저 빔의 이동방향으로 에너지 분포가 균일하게 형성될 수 있다.Embodiments of the present invention can minimize the size of the flip chip bonding device to improve space usability. Further, the flip chip bonding apparatus can adjust the position or intensity of the laser beam irradiated on the chip. In addition, the flip chip bonding apparatus can uniformly form the energy distribution in the moving direction of the laser beam.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 본딩 장치를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 본딩 헤드를 보여주는 측면도이다.
도 3은 도 1의 레이저 헤드를 도시한 개념도이다.
도 4는 도 3의 레이저 헤드의 제어 방법을 도시한 구성도이다.
도 5는 도 3의 레이저 헤드의 구동에 의해 레이저 빔의 이동을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 헤드의 구동에 의해 레이저 빔의 이동을 도시하는 도면이다.
도 7은 도 1의 본딩 헤드가 플립된 칩을 기판에 부착하는 공정을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 도 1의 레이저 헤드가 플립된 칩을 기판에 접합하는 공정을 도시한 흐름도이다.1 is a plan view showing a flip chip bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view showing the bonding head of FIG.
3 is a conceptual diagram showing the laser head of FIG.
4 is a configuration diagram showing a control method of the laser head of FIG.
5 is a diagram showing the movement of the laser beam by driving the laser head of Fig.
6 is a view showing movement of a laser beam by driving a laser head according to another embodiment of the present invention.
Fig. 7 is a flowchart showing a process of attaching the flip chip to the substrate in the bonding head of Fig. 1;
Fig. 8 is a flowchart showing a process of bonding the flip chip to the substrate with the laser head of Fig. 1;

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. The effects and features of the present invention and methods of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be implemented in various forms.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or corresponding components throughout the drawings, and a duplicate description thereof will be omitted .

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. In the following embodiments, the terms first, second, and the like are used for the purpose of distinguishing one element from another element, not the limitative meaning.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In the following examples, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. In the following embodiments, terms such as inclusive or possessive are intended to mean that a feature, or element, described in the specification is present, and does not preclude the possibility that one or more other features or elements may be added.

이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다. In the following embodiments, when a part of a film, an area, a component or the like is on or on another part, not only the case where the part is directly on the other part but also another film, area, And the like.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In the drawings, components may be exaggerated or reduced in size for convenience of explanation. For example, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, and thus the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings.

이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.In the following embodiments, the x-axis, the y-axis, and the z-axis are not limited to three axes on the orthogonal coordinate system, and can be interpreted in a broad sense including the three axes. For example, the x-axis, y-axis, and z-axis may be orthogonal to each other, but may refer to different directions that are not orthogonal to each other.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.If certain embodiments are otherwise feasible, the particular process sequence may be performed differently from the sequence described. For example, two processes that are described in succession may be performed substantially concurrently, and may be performed in the reverse order of the order described.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 플립칩 본딩 장치(100)를 보여주는 평면도이고, 도 2는 도 1의 본딩 헤드(30)를 보여주는 측면도이며, 도 3은 도 1의 레이저 헤드(40)를 도시한 개념도이다.FIG. 1 is a plan view showing a flip chip bonding apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view showing the bonding head 30 of FIG. 1, Fig.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 플립칩 본딩 장치(100)는 엘리베이터(5), 웨이퍼 스테이지(10), 터릿 헤드(20), 본딩 헤드(30), 레이저 헤드(40), 기판 스테이지(50), 플럭스부(60) 및 얼라인부(70)를 포함할 수 있다. 플립칩 본딩 장치(100)는 웨이퍼(미도시)에서 칩(120)을 픽업하고, 칩(120)을 페이스-다운(face-down)상태로 기판(110)에 부착한 뒤 레이저 빔으로 기판(110)에 칩(120)을 접합 할 수 있다. 1 to 3, the flip chip bonding apparatus 100 includes an elevator 5, a wafer stage 10, a turret head 20, a bonding head 30, a laser head 40, a substrate stage 50 ), A flux portion 60, and an alignment portion 70. The flip chip bonding apparatus 100 picks up a chip 120 from a wafer (not shown), attaches the chip 120 to the substrate 110 in a face-down state, 110).

엘리베이터(5)는 복수개의 칩(120)이 있는 웨이퍼(미도시)를 저장할 수 있다. 상기 웨이퍼는 복수개의 양품의 칩(120)이 배치된다. 엘리베이터(5)는 상기 웨이퍼를 저장 및 반입 반출할 수 있다. 상세히, 상기 웨이퍼는 엘리베이터(5)에서 웨이퍼 스테이지(10)로 이동하여 본딩을 위한 로딩 작업이 수행될 수 있다. 또한, 칩(120)이 모두 픽업된 웨이퍼는 웨이퍼 스테이지(10)에서 엘리베이터(5)로 이동할 수 있다. 엘리베이터(5)와 웨이퍼 스테이지(10) 사이에는 셔틀(미도시)과 같은 이송 수단에 의하여 상기 웨이퍼를 이동시킬 수 있다. The elevator 5 may store a wafer (not shown) having a plurality of chips 120 therein. A plurality of good-quality chips 120 are disposed on the wafer. The elevator 5 can store, carry and carry out the wafer. In detail, the wafer may move from the elevator 5 to the wafer stage 10 and a loading operation for bonding may be performed. In addition, the wafer from which the chips 120 are all picked up can move from the wafer stage 10 to the elevator 5. The wafer can be moved between the elevator 5 and the wafer stage 10 by a conveying means such as a shuttle (not shown).

웨이퍼 스테이지(10)는 칩(120)의 픽업을 위해 상기 웨이퍼를 로딩할 수 있다. The wafer stage 10 may load the wafer for pick-up of the chip 120.

터릿 헤드(20,turret head)는 웨이퍼 스테이지(10)에서 칩(120)을 픽업한 뒤, 픽업된 칩(120)을 플립(flip)시킬 수 있다. 터릿 헤드(20)는 칩(120)을 고정시킨 상태에서 회전하여 칩(120)이 페이스다운 상태로 변경하여, 전도성 범프(125)가 아래 방향으로 향하도록 할 수 있다.The turret head 20 may pick up the chip 120 from the wafer stage 10 and then flip the picked-up chip 120. The turret head 20 may rotate while the chip 120 is fixed and the chip 120 may be changed to the face down state so that the conductive bump 125 faces downward.

터릿 헤드(20)는 본딩 헤드(30)와 레이저 헤드(40) 사이에 설치되는 서포터부(6)를 따라 x축 방향으로 이동할 수 있다. 터릿 헤드(20)가 x축 방향으로 이동하여 플립된 칩(120)을 본딩 헤드(30)로 전달 할 수 있다.The turret head 20 can move in the x-axis direction along the supporter portion 6 provided between the bonding head 30 and the laser head 40. [ The turret head 20 moves in the x-axis direction, and the flipped chip 120 can be transmitted to the bonding head 30.

본딩 헤드(30)는 플립된 칩(120)을 기판(110) 상에 부착할 수 있다. 본딩 헤드(30)는 칩(120)과 접촉하는 면에 복수개의 흡착유로(미도시)들이 병렬적으로 형성되고, 상기 흡착 유로에 의한 흡착력을 이용하여 칩(120)을 고정할 수 있다.The bonding head 30 may attach the flipped chip 120 onto the substrate 110. The bonding head 30 has a plurality of suction channels (not shown) formed in parallel on a surface contacting the chip 120, and the chip 120 can be fixed using the suction force by the suction channel.

본딩 헤드(30)는 제1 이동부(7)가 x축 방향으로 이동하여, x축 방향으로 이동할 수 있다. 제1 이동부(7)는 터릿 헤드(20)로부터 플립된 칩(120)을 전달 받기 위해서 서포터부(6)의 길이 방향으로 이동할 수 있다. The bonding head 30 can move in the x-axis direction by moving the first moving portion 7 in the x-axis direction. The first moving part 7 can move in the longitudinal direction of the supporter part 6 in order to receive the flipped chip 120 from the turret head 20.

본딩 헤드(30)는 제1 이동부(7)의 길이방향으로 이동할 수 있다. 본딩 헤드(30)가 칩(120)을 전달 받으면, 기판 스테이지(50)로 칩(120)을 전달하기 위해서, 본딩 헤드(30)는 제1 이동부(7)의 길이 방향인 y축 방향으로 이동할 수 있다.The bonding head 30 can move in the longitudinal direction of the first moving part 7. When the bonding head 30 receives the chip 120, in order to transfer the chip 120 to the substrate stage 50, the bonding head 30 is moved in the y-axis direction in the longitudinal direction of the first moving portion 7 Can be moved.

본딩 헤드(30)는 x축 방향 및 y축 방향과 수직되는 z축 방향으로 이동할 수 있다. 본딩 헤드(30)는 터릿 헤드(20)로부터 플립된 칩(120)을 전달 받기 위해서 높이 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 본딩 헤드(30)는 기판(110)에 플립된 칩(120)을 놓기 위해서 높이 방향으로 이동할 수 있다.The bonding head 30 can move in the z-axis direction perpendicular to the x-axis direction and the y-axis direction. The bonding head 30 may move in a height direction to receive the flipped chip 120 from the turret head 20. [ In addition, the bonding head 30 can move in the height direction to place the flip chip 120 on the substrate 110. [

본딩 헤드(30)는 z축 방향을 중심으로 회전 할 수 있다. 본딩 헤드(30)는 소정의 회전각을 가지도록 칩(120)을 회전 시킬 수 있다. 칩(120)이 틀어진 경우에 칩(120)을 기판(110)에 정렬하기 위해서는 틀어진 각도만큼 칩(120)을 회전 시켜야 한다. 본딩 헤드(30)는 z축 방향을 중심으로 회전 할 수 있어, 기판(110)에 형성된 제1 얼라인 마크(117)와 칩(120)에 형성된 제2 얼라인 마크(127)를 정렬할 수 있다. (도 3 참조) The bonding head 30 can rotate about the z-axis direction. The bonding head 30 may rotate the chip 120 to have a predetermined rotation angle. In order to align the chip 120 to the substrate 110 when the chip 120 is broken, the chip 120 must be rotated by a predetermined angle. The bonding head 30 can be rotated about the z axis direction so that the first alignment mark 117 formed on the substrate 110 and the second alignment mark 127 formed on the chip 120 can be aligned have. (See Fig. 3)

본딩 헤드(30)는 칩(120)을 전달 받기 위해 터릿 헤드(20)의 이동경로와 일부가 중첩된다. 또한, 본딩 헤드(30)는 칩(120)을 기판(110)에 부착 하기 위해서 기판 스테이지(50)의 이동 경로와 일부가 중첩된다.The bonding head 30 partially overlaps with the movement path of the turret head 20 to receive the chip 120. The bonding head 30 partially overlaps the moving path of the substrate stage 50 in order to attach the chip 120 to the substrate 110.

레이저 헤드(40)는 본딩 헤드(30)와 마주보도록 배치되며, 플립된 칩(120)에 레이저 빔을 조사하여 플립된 칩(120)을 기판(110)에 접합시킬 수 있다. 레이저 헤드(40)는 레이저 발진부(41), 광 섬유부(42), 변환 렌즈(43), 제1 스캔 미러(44), 제1 엑츄에이터(45), 제2 스캔 미러(46), 제2 엑츄에이터(47), 에프세타 렌즈(48) 및 내부공간에 이들을 수용하는 하우징(49)을 구비 할 수 있다.The laser head 40 is disposed to face the bonding head 30 and can irradiate a laser beam to the flipped chip 120 to bond the flipped chip 120 to the substrate 110. [ The laser head 40 includes a laser oscillating section 41, an optical fiber section 42, a conversion lens 43, a first scan mirror 44, a first actuator 45, a second scan mirror 46, An actuator 47, an F-theta lens 48, and a housing 49 for accommodating them in the inner space.

레이저 헤드(40)는 제2 이동부(8)가 x축 방향으로 이동하여, x축 방향으로 이동할 수 있다. 레이저 헤드(40)는 x축 방향으로 이동하여 기판 스테이지(50)가 이동하더라도 연속적으로 접합공정을 수행할 수 있다. The laser head 40 can move in the x-axis direction by moving the second moving section 8 in the x-axis direction. The laser head 40 can move continuously in the x-axis direction to perform the joining process even if the substrate stage 50 moves.

레이저 헤드(40)는 제2 이동부(8)의 길이방향으로 이동할 수 있다. 레이저 헤드(40)는 y축 방향으로 이동하여 기판 스테이지(50)가 이동하더라도 연속적으로 접합공정을 수행할 수 있다.The laser head 40 can move in the longitudinal direction of the second moving part 8. [ The laser head 40 moves in the y-axis direction so that the joining process can be continuously performed even if the substrate stage 50 moves.

레이저 발진부(41)에서 발진된 레이저 빔은 광 섬유부(42)를 통해 변환 렌즈(43)로 이동할 수 있다. 레이저 발진부(41)에서 발진된 레이저 빔(L)은 스팟(spot) 형태를 가진다.The laser beam emitted from the laser oscillating portion 41 can be moved to the converting lens 43 through the optical fiber portion 42. [ The laser beam L emitted from the laser oscillating unit 41 has a spot shape.

변환 렌즈(43)는 레이저 발진부(41)와 제1 스캔 미러(44) 사이에 설치될 수 있다. 변환 렌즈(43)는 이동 방향으로의 레이저 빔(L)의 에너지 분포가 균일하도록 레이저 빔을 변환시킬 수 있다. 즉, 변환 렌즈(43)는 제1 스캔 미러(44)로 인입되는 레이저 빔(L)의 에너지 분포를 균일하게 할 수 있다. 또한, 변환 렌즈(43)는 레이저 빔(L)을 평행광으로 변환 할 수 있다.The conversion lens 43 may be installed between the laser oscillating unit 41 and the first scan mirror 44. The conversion lens 43 can convert the laser beam so that the energy distribution of the laser beam L in the moving direction is uniform. In other words, the conversion lens 43 can uniformize the energy distribution of the laser beam L introduced into the first scan mirror 44. Further, the conversion lens 43 can convert the laser beam L into parallel light.

일반적으로 레이저 빔의 에너지 분포는 스팟의 중심부에 에너지가 가장 높게 형성되고, 가장자리로 갈수로 에너지가 낮아진다. 즉, 레이저 빔의 에너지 분포는 가우시안(gaussian) 분포를 가진다. Generally, the energy distribution of a laser beam has the highest energy at the center of the spot, and the energy at the edge is lowered. That is, the energy distribution of the laser beam has a gaussian distribution.

변환 렌즈(43)는 레이저 빔(L)의 에너지 분포가 일정하게 변환 시킬 수 있다. 즉, 레이저 빔(L)의 이동방향으로의 단면적을 보면, 전체 단면적에서 레이저 빔(L)의 에너지 분포가 일정하게 형성될 수 있다.The conversion lens 43 can change the energy distribution of the laser beam L constantly. That is, when the sectional area in the moving direction of the laser beam L is viewed, the energy distribution of the laser beam L can be uniformly formed in the entire sectional area.

제1 스캔 미러(44)와 제2 스캔 미러(46)는 레이저 발진부(41)와 칩(120) 사이의 광 경로 상에 배치되어, 레이저 빔(L)을 플립된 칩(120) 상으로 굴절시킬 수 있다. 제1 스캔 미러(44)와 제2 스캔 미러(46)는 레이저 빔(L)의 조사 중심을 연속적으로 이동시킬 수 있다.The first scan mirror 44 and the second scan mirror 46 are disposed on the optical path between the laser oscillating unit 41 and the chip 120 to refract the laser beam L onto the flipped chip 120. [ . The first scan mirror 44 and the second scan mirror 46 can move the irradiation center of the laser beam L continuously.

제1 스캔 미러(44)는 레이저 발진부(41)으로부터 나온 레이저 빔(L)이 굴절되는 각도가 연속적으로 변경되도록 제1 축을 기준으로 회전할 수 있다. 제1 스캔 미러(44)는 플립된 칩(120)에 조사되는 레이저 빔(L)이 제1 방향으로 이동 시키기 위해서 제1 축을 기준으로 회전 할 수 있다. 제1 엑츄에이터(45)는 제1 스캔 미러(44)에 구동력을 전달하여, 제1 엑츄에이터(45)의 구동으로 제1 스캔 미러(44)가 제1 축을 기준으로 회전 할 수 있다.The first scan mirror 44 may rotate about the first axis so that the angle at which the laser beam L from the laser oscillating unit 41 is refracted continuously changes. The first scan mirror 44 can rotate about the first axis to move the laser beam L irradiated on the flipped chip 120 in the first direction. The first actuator 45 transmits a driving force to the first scan mirror 44 so that the first scan mirror 44 can be rotated about the first axis by driving the first actuator 45.

제2 스캔 미러(46)는 제1 스캔 미러(44)로부터 나온 레이저 빔(L)이 굴절되는 각도가 연속적으로 변경되어 레이저 빔(L)의 조사 중심 위치가 플립된 칩(120)의 일면에서 연속적으로 변경되도록, 상기 제1축과 다른 방향의 제2축을 기준으로 회전할 수 있다. 제2 스캔 미러(46)는 플립된 칩(120)에 조사되는 레이저 빔(L)이 제2 방향으로 이동시키기 위해서 제2 축으로 회전 할 수 있다. 제2 방향은 제1 방향과 다른 방향이며, 제1 방향과 제2 방향은 직교할 수 있다.The angle of refraction of the laser beam L from the first scan mirror 44 is continuously changed so that the irradiation center position of the laser beam L is reflected on one side of the flip chip 120 And may be rotated about a second axis different from the first axis so as to be continuously changed. The second scan mirror 46 may rotate on the second axis to move the laser beam L irradiated on the flipped chip 120 in the second direction. The second direction may be a direction different from the first direction, and the first direction and the second direction may be orthogonal.

에프세타(F-θ) 렌즈(48)는 제2 스캔 미러(46)에서 반사된 레이저 빔(L)의 경로 상에 배치될 수 있다. 에프세타 렌즈(48)는 레이저 빔(L)의 경로를 보정하고, 레이저 빔(L)의 왜곡과 수차를 보정할 수 있다.The F-theta lens 48 may be disposed on the path of the laser beam L reflected by the second scan mirror 46. The F-theta lens 48 can correct the path of the laser beam L and correct distortion and aberration of the laser beam L. [

기판 스테이지(50)는 기판(110)을 로딩 및 언로딩할 수 있다. 기판 스테이지(50)는 기판(110)을 일 방향으로 이동시킬 수 있다. 기판 스테이지(50)에 놓인 기판(110)은 x축 방향으로 이동시킬 수 있다. 기판 스테이지(50)의 상부에는 본딩 헤드(30)와 레이저 헤드(40)가 위치할 수 있다. 기판(110)의 상부에는 플립된 칩(120)이 레이저 헤드(40)에 의해 접합되고, 이후, 기판(110)이 기판 스테이지(50)에서 배출 될 수 있다.The substrate stage 50 can load and unload the substrate 110. The substrate stage 50 can move the substrate 110 in one direction. The substrate 110 placed on the substrate stage 50 can be moved in the x-axis direction. The bonding head 30 and the laser head 40 can be positioned on the substrate stage 50. The flip chip 120 is bonded to the top of the substrate 110 by the laser head 40 and then the substrate 110 can be ejected from the substrate stage 50.

기판 스테이지(50)는 기판(110)이 안착되는 안착부(51)와 안착부(51)의 양단에 설치되는 가이드부(52)를 구비할 수 있다. 기판 스테이지(50)는 일방향으로 구동력을 전달할 수 있는 구동장치(미도시)로부터 구동력을 전달 받을 수 있다. 예를 들어, 기판 스테이지(50)는 리니어 모터나 컨베이어 벨트 등을 구비할 수 있다. The substrate stage 50 may have a seating portion 51 on which the substrate 110 is seated and a guide portion 52 provided on both ends of the seating portion 51. The substrate stage 50 can receive driving force from a driving device (not shown) capable of transmitting a driving force in one direction. For example, the substrate stage 50 may include a linear motor, a conveyor belt, or the like.

플럭스부(60)는 본딩 헤드(30)와 레이저 헤드(40) 사이에 배치 될 수 있다. 플럭스부(60)는 플립된 칩(120), 본딩 헤드(30) 또는 레이저 헤드(40)가 디핑(dipping)되는 플럭스(flux)가 저장될 수 있다. The flux portion 60 may be disposed between the bonding head 30 and the laser head 40. The flux portion 60 may store a flux in which the flip chip 120, the bonding head 30, or the laser head 40 is dipped.

플럭스부(60)는 본딩 헤드(30)의 경로 상에 배치되어 플립된 칩(120)을 플럭스부(60)에 침지될 수 있다. 플럭스는 플립된 칩(120)을 세정할 수 있다. 플럭스는 특히 전도성 범프(125)에 형성된 산화막을 제거할 수 있다. 또한, 플럭스부(60)는 본딩 헤드(30)나 레이저 헤드(40)가 침지될 수 있어, 본딩 헤드(30) 또는 레이저 헤드(40)를 세정할 수 있다.The flux portion 60 may be disposed on the path of the bonding head 30 and the flip chip 120 may be immersed in the flux portion 60. [ Flux can clean the flipped chip 120. The flux can remove the oxide film formed on the conductive bump 125 in particular. In addition, the flux portion 60 can be immersed in the bonding head 30 or the laser head 40, so that the bonding head 30 or the laser head 40 can be cleaned.

얼라인부(70)는 기판(110)과 플립된 칩(120)을 정렬할 수 있다. 얼라인부(70)는 기판(110)의 정렬을 검사하는 제1 비젼부(71) 및 플립된 칩(120)의 위치를 검사하는 제2 비젼부(72)를 구비할 수 있다. The alignment portion 70 may align the flip chip 120 with the substrate 110. The alignment portion 70 may include a first vision portion 71 for inspecting the alignment of the substrate 110 and a second vision portion 72 for inspecting the position of the flipped chip 120.

제1 비젼부(71)는 기판(110)의 제1 얼라인 마크(117)의 위치를 촬상하고, 제2 비젼부(72)는 플립된 칩(120)의 제2 얼라인 마크(127)의 위치를 촬상한다. 제1 비젼부(71)와 제2 비젼부(72)에서 촬상한 데이터를 기초로, 본딩 헤드(30)는 x축 방향, y축 방향으로 플립된 칩을 이동시키거나 z축 방향을 기준으로 플립된 칩을 회전시켜서 기판(110)에 플립된 칩(120)을 정렬할 수 있다. 제1 얼라인 마크(117)와 제2 얼라인 마크(127)가 정렬되면, 플립된 칩(120)의 전도성 범프(125)는 기판(110)의 전극(115)과 접촉된다.The first vision portion 71 images the position of the first alignment mark 117 of the substrate 110 and the second vision portion 72 images the position of the second alignment mark 127 of the flip chip 120. [ As shown in FIG. Based on the data captured by the first and second vision units 71 and 72, the bonding head 30 moves the chip flipped in the x-axis direction and the y-axis direction, or moves the chip flipped in the y- The flip chip can be rotated to align the flip chip 120 on the substrate 110. [ When the first alignment mark 117 and the second alignment mark 127 are aligned, the conductive bump 125 of the flipped chip 120 is brought into contact with the electrode 115 of the substrate 110.

서포터부(6), 제1 이동부(7), 제2 이동부(8) 및 기판 스테이지(50)는 사각형의 배치 구조를 가질 수 있다. 서포터부(6), 제1 이동부(7), 제2 이동부(8) 및 기판 스테이지(50)는 사각형의 각변에 대응하게 되고, 내부 공간에 플럭스부(60) 및 얼라인부(70)를 배치할 수 있다. 즉, 터릿 헤드(20), 본딩 헤드(30), 레이저 헤드(40)는 컴팩트한 구조를 가지게 되고, 내부에 플럭스부(60) 및 얼라인부(70)를 배치하여 플립칩 본딩 장치(100)의 크기를 최소화 할 수 있다.The supporter section 6, the first moving section 7, the second moving section 8, and the substrate stage 50 may have a rectangular arrangement structure. The supporter portion 6, the first moving portion 7, the second moving portion 8 and the substrate stage 50 correspond to the sides of a quadrangle, and the flux portion 60 and the aligning portion 70 are formed in the inner space, Can be disposed. That is, the turret head 20, the bonding head 30, and the laser head 40 have a compact structure, and the flux portion 60 and the alignment portion 70 are disposed inside the flip chip bonding device 100, Can be minimized.

도 4는 도 3의 레이저 헤드(40)의 제어 방법을 도시한 구성도이고, 도 5는 도 3의 레이저 헤드(40)의 구동에 의해 레이저 빔(L)의 이동을 도시하는 도면이다.Fig. 4 is a configuration diagram showing a control method of the laser head 40 in Fig. 3, and Fig. 5 is a diagram showing the movement of the laser beam L by driving the laser head 40 in Fig.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 레이저 헤드(40)는 컨트롤러(80)에 의해서 제어된다. 컨트롤러(80)는 구동 제어부(81), 레이저 구동부(82) 및 스캔 미러 구동부(83)를 구비할 수 있다.3 to 5, the laser head 40 is controlled by a controller 80. [ The controller 80 may include a driving control unit 81, a laser driving unit 82, and a scan mirror driving unit 83.

구동 제어부(81)는 스캔 미러 구동부(83) 및 레이저 구동부(82)의 구동을 제어할 수 있다. 스캔 미러 구동부(83)는 제1 엑츄에이터(45) 및 제2 엑츄에이터(47)와 전기적으로 연결되어, 제1 스캔 미러(44) 및 제2 스캔 미러(46)를 구동시킬 수 있다. 레이저 구동부(82)는 레이저 발진부(41)를 구동할 수 있다. The drive control unit 81 can control the driving of the scan mirror drive unit 83 and the laser drive unit 82. [ The scan mirror driver 83 may be electrically connected to the first actuator 45 and the second actuator 47 to drive the first scan mirror 44 and the second scan mirror 46. [ The laser driving unit 82 can drive the laser oscillating unit 41.

즉, 스캔 미러 구동부(83)는, 칩(120)에 조사되는 레이저 빔(L)의 이동을 제어하기 위해서 제1 스캔 미러(44), 제2 스캔 미러(46)를 구동하고, 레이저 구동부(82)는 레이저 빔(L)이 필요한 시간만큼 필요한 파워로 레이저 발진부(41)를 구동하게 된다. That is, the scan mirror driving unit 83 drives the first scan mirror 44 and the second scan mirror 46 to control the movement of the laser beam L irradiated to the chip 120, 82 drive the laser oscillating unit 41 with the necessary power for the time required for the laser beam L. [

컨트롤러(80)는 제1 비젼부(71) 또는 제2 비젼부(72)에 촬상된 이미지를 통해서 전도성 범프(125)의 위치나, 플립된 칩(120)의 크기, 기판(110)과 플립된 칩(120)의 위치를 확인할 수 있다. 즉, 컨트롤러(80)는 제1 비젼부(71) 및 제2 비젼부(72)와 연결되어, 레이저 빔(L)의 조사 위치 및 이동방향을 특정할 수 있다.The controller 80 controls the position of the conductive bump 125 through the image captured by the first vision unit 71 or the second vision unit 72 or the size of the flip chip 120, The position of the chip 120 can be confirmed. That is, the controller 80 may be connected to the first vision unit 71 and the second vision unit 72 to specify the irradiation position and moving direction of the laser beam L.

상세히, 컨트롤러(80)는 제1 비젼부(71) 또는 제2 비젼부(72)를 통해서 전달된 데이터를 통해서, 플립된 칩(120)의 크기를 알 수 있으며, 스캔 미러 구동부(83)는 칩(120)의 크기에 대응하여 제1 스캔 미러(44) 또는 제2 스캔 미러(46)의 이동 범위를 설정할 수 있다. 그리하여, 레이저 빔(L)은 도 3의 S의 거리만큼 이동할 수 있다. 레이저 빔(L)은 L'과 L"의 범위 내에서 이동할 수 있다.In detail, the controller 80 can know the size of the flipped chip 120 through the data transmitted through the first vision unit 71 or the second vision unit 72, and the scan mirror drive unit 83 The movement range of the first scan mirror 44 or the second scan mirror 46 can be set corresponding to the size of the chip 120. [ Thus, the laser beam L can move by the distance of S in Fig. The laser beam L can move within the range of L 'and L' '.

도 5를 보면, 레이저 빔(L)은 특정 영역에 강한 세기로 조사되거나, 장시간 조사될 수 있다. 플립된 칩(120)은 위치에 따라 일부 영역(A)은 강한 세기의 레이저 빔(L")이 조사되거나 조사시간이 길어야 한다. 또한, 다른 일부 영역은 약한 세기의 레이저 빔(L')이 조사되거나 조사시간이 짧아야 한다. 5, the laser beam L can be irradiated with a strong intensity in a specific region or can be irradiated for a long time. The flip chip 120 must be irradiated with a laser beam L "of a strong intensity for a certain region A or a longer irradiation time depending on the position of the flip chip 120. Further, another laser beam L ' It should be investigated or investigated shortly.

예를들어, 전도성 범프(125)의 바로 상부는 전극(115)과 접합을 위해서 레이저 빔(L)의 세기가 강하거나 조사시간이 길어야 한다. 또한, 플립된 칩(120)에 그라운드 패턴(미도시)이 형성된 경우, 상기 그라운드 패턴으로 열이 빠져나갈 수 있으므로, 상기 그라운드 패턴의 영역에는 레이저 빔(L)의 세기가 강하거나 조사시간이 길어야 한다. For example, the upper portion of the conductive bump 125 must have a strong intensity or a long irradiation time for bonding with the electrode 115. If a ground pattern (not shown) is formed on the flipped chip 120, the heat may escape from the ground pattern, so that the intensity of the laser beam L is strong in the area of the ground pattern or the irradiation time is long do.

스캔 미러 구동부(83)는 제2 엑츄에이터(47)를 구동시켜서, 제2 스캔 미러(46)의 위치를 제1 위치(46_1)에서 제2 위치(46_2)로 회전 시킬 수 있다. 또한, 스캔 미러 구동부(83)는 제2 엑츄에이터(47)를 구동시켜서, 제2 스캔 미러(46)의 회전속도를 제어하여, 레이저 빔(L)의 조사시간을 조정할 수 있다. The scan mirror driving unit 83 drives the second actuator 47 to rotate the position of the second scan mirror 46 from the first position 46_1 to the second position 46_2. The scan mirror driving unit 83 drives the second actuator 47 to adjust the irradiation time of the laser beam L by controlling the rotation speed of the second scan mirror 46. [

예를 들어, 조사시간이 짧아야 하는 위치에서는, 제2 스캔 미러(46)의 회전 속도를 빠르게 하여 제1 위치(46_1)에서 레이저 빔(L')이 짧은 시간 동안 이동할 수 있다. 조사시간이 길어야 하는 영역(A)에서는, 제2 스캔 미러(46)의 회전 속도를 느리게 하여 제2 위치(46_2)에서 레이저 빔(L")이 상대적으로 길 시간 동안 이동할 수 있다. 스캔 미러 구동부(83)는 상기와 같은 방법으로 제1 엑츄에이터(45)를 구동시켜서 제1 스캔 미러(44)의 위치를 조절할 수 있다. For example, at a position where the irradiation time should be short, the rotation speed of the second scan mirror 46 is increased, and the laser beam L 'can move for a short time at the first position 46_1. In the region A where the irradiation time must be long, the rotation speed of the second scan mirror 46 is slowed and the laser beam L "can move for a relatively long time at the second position 46_2. The controller 83 controls the position of the first scan mirror 44 by driving the first actuator 45 in the same manner as described above.

레이저 구동부(82)는 파장이 짧은 레이저 빔(L)을 발진 시켜서, 강한 세기의 레이저 빔을 플립된 칩(120)에 조사할 수 있다. 또한, 도 3과 같이 레이저 구동부(82)는 레이저 빔(L)의 크기(W)를 조절할 수 있다. The laser driving unit 82 can oscillate the laser beam L having a short wavelength to irradiate the flip chip 120 with a laser beam having a strong intensity. Also, as shown in FIG. 3, the laser driver 82 can adjust the size W of the laser beam L. FIG.

스캔 미러 구동부(83)는 제1 스캔 미러(44) 및 제2 스캔 미러(46)의 회전각을 조절하여, 플립된 칩(120)의 위치 및 접합에 필요한 열량의 크기에 따라 레이저 빔(L)의 위치 및 크기를 조절할 수 있다.The scan mirror driving unit 83 adjusts the rotation angles of the first scan mirror 44 and the second scan mirror 46 to adjust the rotation angle of the laser beam L (L) according to the position of the flip chip 120 and the amount of heat required for bonding. Can be adjusted.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 헤드(40a)의 구동에 의해 레이저 빔의 이동을 도시하는 도면이다.Fig. 6 is a diagram showing the movement of the laser beam by driving the laser head 40a according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 레이저 헤드(40a)는 플립된 칩(120)의 전면에 레이저 빔을 조사하여 플립된 칩(120)과 기판(110)을 접합 할 수 있다. 레이저 헤드(40a)는 플립된 칩(120)의 배면 전체에 레이저 빔을 조사하여, 전도성 범프와 전극을 접합할 수 있다. 레이저 빔은 에너지 분포가 균일하게 형성될 수 있다.Referring to FIG. 6, the laser head 40a irradiates a laser beam onto the front surface of the flipped chip 120 to bond the flip chip 120 and the substrate 110 together. The laser head 40a can irradiate the entire back surface of the flipped chip 120 with a laser beam to bond the conductive bump and the electrode. The energy beam can be uniformly formed in the laser beam.

즉, 레이저 빔의 조사 중심 위치가 칩(120) 배면을 전체 영역을 따라서 이루어지고 그 조사 시간이 모든 영역에서 동일하다면, 칩(120)의 전체 배면에서 골고루 가열되어서, 칩(120)과 기판(110) 사이에 접합되는 영역에서 균일하게 접합된다. That is, if the irradiation center position of the laser beam is made along the entire area of the back surface of the chip 120 and the irradiation time is the same in all areas, the entire surface of the chip 120 is heated evenly, 110). ≪ / RTI >

도 7은 도 1의 본딩 헤드(30)가 플립된 칩(120)을 기판(110)에 부착하는 공정을 도시하는 흐름도이고, 도 8은 도 1의 레이저 헤드(40)가 플립된 칩(120)을 기판(110)에 접합하는 공정을 도시한 흐름도이다.Fig. 7 is a flow chart showing the process of attaching the flip chip 120 to the bonding head 30 of Fig. 1 to the substrate 110, Fig. 8 is a view showing the laser head 40 of Fig. ) To the substrate 110, as shown in FIG.

도 1, 도 7 및 도 8을 참조하면, 플립칩 본딩 장치(100)를 이용하여, 플립된 칩(120)을 기판(110)에 접합하는 공정을 설명할 수 있다.Referring to FIGS. 1, 7, and 8, a process of bonding the flip chip 120 to the substrate 110 using the flip chip bonding apparatus 100 can be described.

터릿 헤드(20)는 웨이퍼 스테이지(10)에 있는 양품의 칩(120)을 픽업할 수 있다. 터릿 헤드(20)는 픽업된 칩(120)을 페이스 다운시켜서, 전도성 범프(125)가 아래 방향을 향하도록 할 수 있다. The turret head 20 can pick up the good chip 120 on the wafer stage 10. [ The turret head 20 faces down the picked-up chip 120 so that the conductive bump 125 faces downward.

본딩 헤드(30)는 플립된 칩(120)을 전달 받고, 기판 스테이지(50)로 플립된 칩을 이동시킬 수 있다. 이때, 본딩 헤드(30)는 플럭스부(60)에 플립된 칩(120)을 침지 시켜서, 전도성 범프(125)에 생성된 산화막을 제거할 수 있다. 플럭스부(60)는 플립된 칩(120)의 이동경로에 배치되어 플립된 칩(120)이 기판 스테이지(50)으로 전달 되기 전에 플럭스가 침지될 수 있다. The bonding head 30 can receive the flipped chip 120 and move the flipped chip to the substrate stage 50. [ At this time, the bonding head 30 can immerse the flip chip 120 in the flux portion 60 to remove the oxide film generated in the conductive bump 125. The flux portion 60 may be disposed in the path of movement of the flipped chip 120 to allow the flux to be immersed before the flipped chip 120 is transferred to the substrate stage 50.

이후, 얼라인부(70)를 이용하여 제1 얼라인 마크(117)와 제2 얼라인 마크(127)를 따라 기판(110)과 플립된 칩(120)을 정렬시킬 수 있다. (도2 참조)Thereafter, the alignment portion 70 may be used to align the flip-chip 120 with the substrate 110 along the first alignment mark 117 and the second alignment mark 127. (See Fig. 2)

레이저 헤드(40)는 플립된 칩(120)이 부착된 기판(110)의 위에서, 플립된 칩(120)의 배면에 레이저 빔을 조사할 수 있다. 레이저 헤드(40)는 칩(120)의 배면을 따라 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동할 수 있으며, 레이저 빔의 강도 및 조사시간을 조절 할 수 있다.The laser head 40 can irradiate the laser beam to the backside of the flipped chip 120 from above the substrate 110 to which the flipped chip 120 is attached. The laser head 40 can move in the first direction or the second direction along the back surface of the chip 120, and can adjust the intensity and the irradiation time of the laser beam.

플립된 칩(120)의 전도성 범프(125)와 기판(110)의 전극은 레이저 빔(L)에 의해서 연결되어 기판(110)과 칩(120)을 전기적으로 연결하는 연결부(130)가 형성된다. 기판(110)상에 칩(120)이 부착되면, 기판 스테이지(50)에서 배출된다. The conductive bump 125 of the flip chip 120 and the electrode of the substrate 110 are connected by the laser beam L to form a connection part 130 for electrically connecting the substrate 110 and the chip 120 . When the chips 120 are attached on the substrate 110, they are discharged from the substrate stage 50.

한편, 기판(110) 및 칩(120)은 기판(110) 상에 도포된 열 경화 수지(미도시)를 이용하여 플립칩 본딩될 수도 있다. 이 경우, 칩(120)과 기판(110)의 단자부들 사이의 열적 결합이 일어나고 연속해서 열 경화 수지가 칩(120)과 기판(110)의 가열에 의해 동시에 접착면 내에서 경화되면 외부로부터 부식 영향 방지를 위해 칩(120)과 기판(110) 사이의 갭을 밀봉하기 위한 별도의 단계가 필요 없게 되므로 더욱 효과적이다. Meanwhile, the substrate 110 and the chip 120 may be flip-chip bonded using a thermosetting resin (not shown) applied on the substrate 110. In this case, if thermal bonding between the chip 120 and terminal portions of the substrate 110 occurs and the thermosetting resin is cured simultaneously in the bonding surface by heating the chip 120 and the substrate 110, A separate step for sealing the gap between the chip 120 and the substrate 110 for preventing the influence is unnecessary, which is more effective.

플립칩 본딩 장치(100)는 터릿 헤드(20), 본딩 헤드(30), 레이저 헤드(40)가 사각형의 배치를 형성하여 컴팩트한 구조를 가지게 되고, 내부에 플럭스부(60) 및 얼라인부(70)를 배치하여 크기를 최소화 할 수 있다.The flip chip bonding apparatus 100 has a rectangular structure in which the turret head 20, the bonding head 30 and the laser head 40 are arranged in a rectangular shape, and the flip chip bonding apparatus 100 has the flux portion 60 and the alignment portion 70 can be arranged to minimize the size.

플립칩 본딩 장치(100)는 레이저 빔(L)의 위치를 적어도 서로 다른 2방향으로 이동시켜서, 플립된 칩(120)의 위치에 따라 레이저 빔의 세기나, 조사 시간을 조절할 수 있다.The flip chip bonding apparatus 100 can move the position of the laser beam L in at least two different directions and adjust the intensity and the irradiation time of the laser beam according to the position of the flipped chip 120.

플립칩 본딩 장치(100)는 레이저 빔(L)의 이동방향으로 에너지 분포가 균일하게 형성될 수 있다. 일반적으로 레이저 빔(L)은 중앙에서 에너지 분포가 높은 가우시안 형태를 가지는 에너지 분포를 가진다. 레이저 빔(L)이 특정 영역에서 강한 에너지 분포를 가지게 되면, 레이저 빔(L)의 세기를 조절하기 어렵다. 또한, 플립된 칩(120)이 기판(110)에 접합 시에, 레이저 빔(L)의 세기의 분포가 상이하여 접합이 균일하게 진행할 수 없어, 제품의 불량 및 생산성이 저하될 수 있다. The flip chip bonding apparatus 100 can uniformly form the energy distribution in the moving direction of the laser beam L. [ Generally, the laser beam L has an energy distribution having a Gaussian shape with a high energy distribution at the center. When the laser beam L has a strong energy distribution in a specific region, it is difficult to control the intensity of the laser beam L. [ Further, when the flip chip 120 is bonded to the substrate 110, the distribution of the intensity of the laser beam L is different, so that the bonding can not proceed uniformly, resulting in poor product and productivity.

플립칩 본딩 장치(100)는 조사되는 레이저 빔(L)의 단위 면적당 에너지 분포를 일정하게 형성하여, 전도성 범프(125)와 전극(115)의 접합강도를 향상 및 신뢰도를 향상시킬 수 있다.The flip chip bonding apparatus 100 can form the energy distribution per unit area of the laser beam L to be irradiated uniformly and improve the bonding strength between the conductive bumps 125 and the electrodes 115 and improve the reliability.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications and variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, it is intended that the appended claims cover all such modifications and variations as fall within the true spirit of the invention.

5: 엘리베이터
10: 웨이퍼 스테이지
20: 터릿 헤드
30: 본딩 헤드
40: 레이저 헤드
50: 기판 스테이지
60: 플럭스부
70: 얼라인부
80: 컨트롤러
100: 플립칩 본딩 장치
110: 기판
120: 칩5: Elevator
10: Wafer stage
20: Turret head
30: bonding head
40: laser head
50: substrate stage
60: Flux part
70: The Alliance
80: Controller
100: Flip chip bonding device
110: substrate
120: Chip

Claims (6)

제1 이동부;
상기 제1 이동부와 마주보도록 배치되는 제2 이동부;
상기 제1 이동부 및 상기 제2 이동부의 일측에 배치되고, 기판을 이송시키는 기판 스테이지;
상기 제1 이동부 및 상기 제2 이동부의 타측에 배치되고, 상기 기판 스테이지와 이격되어 설치되는 웨이퍼 스테이지;
상기 웨이퍼 스테이지로부터 칩을 픽업하고, 상기 칩을 플립(flip)시키는 터릿 헤드;
상기 제1 이동부의 길이방향을 따라 이동하여, 일부가 상기 기판의 이동경로와 중첩되는 이동경로를 가지고, 상기 플립된 칩을 상기 기판 상에 부착하는 본딩 헤드; 및
상기 제2 이동부의 길이방향을 따라 이동하고, 상기 플립된 칩에 레이저 빔을 조사하여 상기 플립된 칩을 상기 기판에 접합시키는 레이저 헤드;를 포함하는, 플립칩 본딩 장치.A first moving part;
A second moving unit disposed to face the first moving unit;
A substrate stage disposed on one side of the first moving unit and the second moving unit, the substrate stage transferring the substrate;
A wafer stage disposed on the other side of the first moving unit and the second moving unit and spaced apart from the substrate stage;
A turret head for picking up a chip from the wafer stage and flipping the chip;
A bonding head which moves along the longitudinal direction of the first moving part and has a movement path in which a part of the moving path overlaps the movement path of the substrate, and attaches the flip chip to the substrate; And
And a laser head moving along the longitudinal direction of the second moving part and irradiating the flip chip with a laser beam to bond the flip chip to the substrate. 제1 항에 있어서,
상기 레이저 헤드는,
레이저 발진부;
상기 레이저 발진부로부터 나온 상기 레이저 빔이 굴절되는 각도가 연속적으로 변경되도록 제1 축을 기준으로 회전하는 제1 스캔 미러와; 및
상기 제1 스캔 미러로부터 나온 상기 레이저 빔이 굴절되는 각도가 연속적으로 변경되어 상기 레이저 빔의 조사 중심 위치가 상기 플립된 칩의 일면에서 연속적으로 변경되도록, 상기 제1 축과 다른 방향의 제2 축을 기준으로 회전하는 제2 스캔 미러;를 구비하는, 플립칩 본딩 장치.The method according to claim 1,
The laser head
A laser oscillating portion;
A first scan mirror which rotates about a first axis so that an angle at which the laser beam emitted from the laser oscillator is refracted is continuously changed; And
Wherein the angle of refraction of the laser beam from the first scan mirror is continuously changed so that the irradiation center position of the laser beam continuously changes from one surface of the flip chip to a second axis along a direction different from the first axis And a second scan mirror that rotates with respect to the first scan mirror. 제2 항에 있어서,
상기 레이저 빔은,
스팟 형태로 출사되며, 상기 제1 스캔 미러의 회전에 따라 제1 방향으로 상기 플립된 칩의 일면에 이동하고, 상기 제2 스캔 미러의 회전에 따라 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 상기 플립된 칩의 일면에 이동하는, 플립칩 본딩 장치. 3. The method of claim 2,
The laser beam,
Wherein the first scan mirror and the second scan mirror move in one direction of the flip chip in a first direction in accordance with rotation of the first scan mirror and move in a second direction different from the first direction in accordance with rotation of the second scan mirror, Wherein the flip chip bonding device moves on one side of the chip. 제2 항에 있어서,
상기 레이저 발진부와 상기 제1 스캔 미러 사이에 설치되고, 이동 방향으로의 상기 레이저 빔의 에너지 분포가 균일하도록 상기 레이저 빔을 변환하는 변환 렌즈;를 더 구비하는, 플립칩 본딩 장치.3. The method of claim 2,
And a conversion lens provided between the laser oscillating unit and the first scan mirror for converting the laser beam so that the energy distribution of the laser beam in the moving direction is uniform. 제1 항에 있어서,
상기 본딩 헤드와 상기 레이저 헤드 사이에 배치되고, 상기 플립된 칩에 디핑(dipping)되는 플럭스가 저장된, 플럭스부;를 더 포함하는, 플립칩 본딩 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a flux portion disposed between the bonding head and the laser head, wherein the flux is dipped in the flip chip. 제1 항에 있어서,
상기 레이저 빔은,
상기 플립된 칩의 일면 전체를 가열하는, 플립칩 본딩 장치.The method according to claim 1,
The laser beam,
And heating the entire one surface of the flip chip.
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