TW201733427A

TW201733427A - 覆晶晶片安裝裝置

Info

Publication number: TW201733427A
Application number: TW105142553A
Authority: TW
Inventors: 柳弘俊
Original assignee: 宰體有限公司
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2017-09-16
Also published as: KR102514598B1; WO2017111349A1; TWI634824B; KR20170074121A

Abstract

本發明涉及一種覆晶晶片安裝裝置，尤其涉及一種將從晶片拾取的元件翻轉後，裝配於基板的覆晶晶片安裝裝置。本發明揭露一種覆晶晶片安裝裝置，包括：安裝部件台(200)，將裝載部件(60)向水平方向移動；翻轉模組(400)，在拾取位置①拾取裝載在裝載部件(60)的元件(1)，且將拾取的元件(1)翻轉，向位於安裝部件台(200)一側的傳達位置②移動；裝配部(500)，與傳達位置②有間隔地設置，且安置基板(2)，基板(2)裝配從位於傳達位置②的翻轉模組(400)接收的元件(1)；溶劑浸泡部(700)，設置於傳達位置與裝配部(500)之間，並且盛有溶劑，在元件(1)裝配在位於裝配部(500)的基板(2)之前，將元件(1)底面浸泡；及一對元件移送工具(600)，向傳達位置②、溶劑浸泡部(700)和裝配部(500)依次移動後，再次移動到傳達位置②地設置，並且執行：在傳達位置②拾取多個元件(1)、在溶劑浸泡部(700)中浸泡元件(1)、在裝配部(500)中裝配元件(1)，一對元件移送工具(600)向傳達位置②、溶劑浸泡部(700)和裝配部(500)依次移動後，再次依次向傳達位置②進行移動。

Description

覆晶晶片安裝裝置

本發明涉及一種覆晶晶片安裝裝置(Flip chip mounting apparatus)，尤其涉及一種將在晶片中拾取的元件翻轉後，裝配於基板(Substrate)的覆晶晶片安裝裝置。

半導體元件、奈米製程等微製程發展的同時，整體的大小與以往相比處於明顯變小的趨勢中。

並且，隨著智慧手機的發展和智慧手機的薄型化趨勢，用於智慧手機、智慧手錶等情況，要求元件的大小以及厚度不斷趨於最小化。

順應這種趨勢和要求，半導體元件在鋸切製程後，替代借助於黏片機執行的注塑等的封裝製程，在晶片的標準下執行至封裝製程後，通過鋸切製程對個別元件進行封裝化的技術，也就是如核准的韓國專利第10-1088205號所公開的WL-CSP(晶圓片及晶片規模封裝、Wafer level chip scale pacake)技術，正在被廣為使用。

另外，在形成WL-CSP元件方面，若元件為小型，以晶片標準來形成球狀端頭受很多限制，具有元件製造製程困難的問題。

由此，對於結束半導體製程的元件，執行鋸切製程，並且建議將個別元件執行注塑、形成端頭等的Fan-Out WLP(晶圓級封裝)製程。

另外，經過如上所述的晶圓片及晶片規模封裝元件或晶圓級封裝製程的元件在鋸切製程後，直接裝配於基板(Substrate)，從而減少生產性及製造費用。

此處，一般的晶圓片及晶片規模封裝元件或經過晶圓級封裝製程的元件的結構為，以晶片狀態與基板上的端頭連接的連接端頭作為凸點，經過凸點製程等形成於上表面。

並且，基板的結構為，經過厚度和大小被最小化的晶圓片及晶片規模封裝元件或晶圓級封裝製程的元件利用溶劑從而裝配，只要是可裝配引線框架、條形部件等薄型的元件的基板，任何基板都可以。

另外，如上所述，在上面形成有連接端頭的元件的結構為，經過鋸切製程從晶片分離成個別元件，為了裝配到基板上，在根據鋸切製程分離成個別元件的晶片環上，借助於執行元件的拾取過程、翻轉過程、溶劑浸泡過程及基板上元件的裝配過程的安裝裝置裝配於基板。

但是，各過程中的每個元件的處理速度不同，在一部分過程中發生問題時，裝置的處理速度，即由UPH(件/時、Unit Per Hour)的速度決定。

因此，為了提高安裝裝置的處理速度，需要對執行各製程的結構進行適當的速度調整。

本發明的目的在於，認識到如上所述的趨勢和必要性，從而提供一種覆晶晶片安裝裝置，將執行特定製程的各領域中的元件裝卸最佳化，從而可以將裝置的處理速度最大化。

本發明係為了達成如上所述的目的從而創造出，本發明揭露一種覆晶晶片安裝裝置，其特徵在於，包括：裝載部件台200，從裝載有附著多個元件1的多個裝載部件60的裝載部件盒部100接收裝載部件60，將所述裝載部件60向水平方向移動；翻轉模組400，在拾取位置①拾取裝載在所述裝載部件60的元件1，並且將拾取的元件1翻轉，向位於所述安裝部件台200一側的傳達位置②移動；裝配部500，與所述傳達位置②有間隔地設置，並且配置有基板2，所述基板2從位於所述傳達位置②的翻轉模組400接收元件1；溶劑浸泡部700，設置於所述傳達位置和所述裝配部500之間，並且盛有溶劑，以在元件1裝配於所述裝配部500的基板2之前，將元件1底面浸泡；以及一對元件移送工具600，向所述傳達位置②、所述溶劑浸泡部700和所述裝配部500依次移動後，所述一對元件移動工具600再次移動至所述傳達位置②，並且執行：在所述傳達位置②拾取多個元件1、在所述溶劑浸泡部700中浸泡元件1、在所述裝配部500中裝配元件1，所述一對元件移送工具600向所述傳達位置②、所述溶劑浸泡部700和所述裝配部500依次移動後，再次依次向所述傳達位置②進行移動。

所述一對元件移送工具600中的其中一個元件移送工具在拾取元件後，移動至所述傳達位置②、所述溶劑浸泡部700和所述裝配部500，另一個元件移送工具迂回，以對拾取元件1的所述元件移送工具600的移動不產生干涉，從裝配部500向所述傳達位置②移動。

所述裝配部(500)的結構使基板可向與所述一對元件移送工具(600)的移送方向垂直的方向進行線形移動。

所述傳達位置②、所述溶劑浸泡部(700)、所述裝配部(500)、所述翻轉模組(400)、所述一對元件移送工具(600)以所述安裝部件台(200)為中心，互成一對且相互對向地設置。

在所述溶劑浸泡部(700)與所述裝配部(500)之間，為了視覺檢測和基板(2)上的元件(1)的排列，設置一個下視覺部(800)，借助於所述元件移送工具(600)獲得被拾取的多個元件(1)的底面的圖像。

所述一對元件移送工具(600)中的一個元件移送工具在拾取元件後，向所述傳達位置②、所述溶劑浸泡部(700)和所述裝配部(500)移動，另一個元件移送工具迂回，以對拾取元件(1)的所述元件移送工具(600)的移動不產生干涉，從裝配部(500)向所述傳達位置②移動。

根據本發明的覆晶晶片安裝裝置，在類似晶片環的裝載部件中，借助於翻轉模組的元件的拾取和翻轉後，執行從翻轉模組起向安置裝配元件的基板的裝配部拾取和移送元件的元件移送工具成一對構成，從而具有使翻轉模組的處理速度和元件移送工具之間的元件裝卸速度最佳化的優點。

特別是，與翻轉模組的處理速度相比，考慮到相對元件移送工具的處理速度較低，為了在一個翻轉模組上執行晶片環上的元件拾取和翻轉，借助於一對元件移送工具，來執行從翻轉模組起裝配部的元件的拾取和移送，從而將翻轉模組的處理速度和元件移送工具處理速度的偏差最佳化，具有可以將裝置的處理速度最大化的優點。

1‧‧‧元件

2‧‧‧基板

60‧‧‧裝載部件

61‧‧‧膠帶

62‧‧‧框架部件

100‧‧‧裝載部件盒部

200‧‧‧安裝部件台

400‧‧‧翻轉模組

410‧‧‧拾取工具

490‧‧‧針銷組合體

500‧‧‧裝配部

600‧‧‧元件移送工具

610‧‧‧拾取工具

700‧‧‧溶劑浸泡部

800‧‧‧下視覺部

①‧‧‧拾取位置

②‧‧‧傳達位置

③‧‧‧裝配位置

圖1是根據本發明的覆晶晶片安裝裝置的一例示出的配置圖；圖2是示出圖1的覆晶晶片安裝裝置中根據元件移送工具的元件移送過程的概念圖；圖3是將圖1的覆晶晶片安裝裝置中從傳達位置至裝配部的部分擴大的一部分擴大圖；圖4a是示出翻轉模組在拾取位置上拾取元件的狀態、圖4b是示出翻轉模組元件拾取和翻轉後的狀態的概念圖；圖5a和圖5b分別示出圖1的覆晶晶片安裝裝置中使用的裝載部件的一例的立體圖和剖面圖；以及圖6是示出圖1的元件處理器中使用的裝載部件的另一例的立體圖。

以下，針對根據本發明的覆晶晶片安裝裝置，參照附圖對其說明如下。

根據本發明的覆晶晶片安裝裝置，如圖1所示，包括：安裝部件台200、翻轉模組400、裝配部500、溶劑浸泡部700和一對元件移送工具600。

此處，借助於所述安裝部件台200而水平移動的裝載部件60的結構為，附著有多個元件1，可以是附著有鋸切製程完成後的晶片的晶片環。

並且，所述裝載部件60可以是一種晶片環，所述晶片環是在半導體製程和元件製程後，向個別元件再次執行注塑、形成端頭等的、且完成晶圓級封裝製程和鋸切製程的晶片。

並且，如圖5a和圖5b所示，所述裝載部件60作為一種裝載完成鋸切製程的元件1的結構，包括附著元件1的膠帶61和固定膠帶61的框架部件62。

並且，所述膠帶61若是可以附著元件1的部件，任何部件都可以，並且可以使用附著膠帶。

所述框架部件62作為一種用於固定附著元件1的膠帶61的結構，如圖5a和圖5b所示為圓形環，如圖6所示可以是四角形環等多種結構。

所述安裝部件台200作為一種從裝載部件盒部100接收附著多個元件1的多個裝載部件60，將裝載部件60向水平方向移動的結構，可以是多種結構。

作為一例，所述安裝部件台200的結構為，借助於晶片環裝載部(未圖示)從裝載部件盒部100接收裝載部件60，將裝載部件60向水平方向移動，使翻轉模組400在拾取位置①可以拾取元件1，可以是X-Y台、X-Y-θ台等多種結構。

並且，所述安裝部件台200也可以沿上下方向，即沿Z軸方向移動。

所述裝載部件盒部100作為用於將多個裝載部件60裝載的結構，若是裝載部件60可向上下疊層的結構，任何結構都可以。

所述翻轉模組400的結構為，將裝載於裝載部件60的元件1在拾取位置①上拾取，將拾取的元件1翻轉，向位於安裝部件台200的一側的傳達位置②移動，可以是多種結構。

作為一例，如圖1至圖4b、特別是圖4a和圖4b所示，所述翻轉模組400包括：多個拾取工具410，拾取元件1；線形移動部，將拾取元件1的拾取工具410從拾取位置①向傳達位置②移動；以及翻轉部，使拾取元件1的拾取工具410朝向上側翻轉。

所述拾取工具410借助於真空壓將元件1從裝載部件60處拾取。

作為一例，所述拾取工具410包括：氣壓連接部，從外部接收氣壓；以及拾取工具磁頭部，設置於末端，根據借助於氣壓連接部傳達的氣壓將元件1拾取或解除拾取。

此處，所述拾取位置①設定於安裝部件台200，並且定義為與針銷組合體490共同借助於翻轉模組400的拾取工具410拾取的位置。

所述針銷組合體490的結構為，翻轉模組400從拾取位置①拾取元件1時，裝載部件60可以是，例如，加壓裝載部件60的膠帶61的底面，將附著元件1的膠帶61向翻轉模組400推上去的結構，也可以是多種結構。

另外，所述翻轉模組400從拾取位置①拾取元件1時，為了確認裝載部件60上的元件1的位置、排列狀態，在拾取位置①的正上方設置圖像獲得部，以獲得關於裝載部件60全部或一部分的圖像。

所述圖像獲得部的結構為，從拾取位置①的正上部獲得關於裝載部件60全部或一部分的圖像，由數位相機等構成，並且獲得的圖像被傳達至控制部，以確認裝載部件60上的元件的位置、排列狀態。

此處，所述控制部作為用於控制圖像獲得部以及翻轉元件支援器等的結構，相比於物理結構，可以由多種電路結構來構成。

所述傳達位置②作為一種設定的位置，是用於將借助於翻轉模組400而被拾取和翻轉的元件1傳達至裝載工具500的位置，根據翻轉模組400和元件移送工具700的元件傳達可以具有多種設定。

另外，在所述傳達位置②的上部設置有圖像獲得部，借助於翻轉模組400獲取關於拾取和翻轉的元件1的圖像。

所述圖像獲得部可以由數位相機等構成，其功能在於，分析獲得的圖像，在翻轉模組400向元件移送工具500傳達元件1之前，用於確認元件1的表面狀態、排列狀態等，借助於翻轉模組400進行拾取，並且獲得朝向上側翻轉的元件1的圖像。

此處，所述圖像獲得部借助於翻轉模組400進行拾取，並且將朝向上側翻轉的元件1的圖像傳達至控制部，控制部是通過對圖像的分析，確認元件1的表面狀態、排列狀態等。

所述裝配部500的結構為，與傳達位置②有間隔地設置，並且安置基板2，所述基板2裝配從位於傳達位置②的翻轉模組400接收的元件1，可以具有多種結構。

作為一例，如圖1所示，所述裝配部500的結構為，使基板2沿與後述的一對元件移送工具600的移送方向垂直的方向可進行線形移動，也可以具有多種結構。

並且，基板2作為元件1的底面浸泡在溶劑後裝配元件1的結構，用於執行晶圓級封裝製程，若是附著多個元件1的晶片環、引線框架、條形板、晶圓片及晶片規模封裝晶片的PCB基板等可裝配完成半導體製程的元件1的結構，則任何基板都可以。

此處，浸泡元件1的底面的溶劑作為用於元件1的裝配前去除氧化膜、減少焊接介面張力、防止再次氧化等用於裝配元件1的物質，根據元件1的種類和裝配方式，可以使用多種物質。

所述溶劑浸泡部700的結構為，設置於傳達位置與裝配部500之間，並且裝配在位於裝配部500的基板2之前，盛有浸泡元件1底面的溶劑，可以是多種結構。

此處，所述溶劑浸泡部700中元件1的浸泡與其他結構相比，相對需要較長時間，並且借助於元件移送工具600以被拾取的狀態進行浸泡(dipping)。

所述一對元件移送工具600的結構設置為，使一對元件移送工具600向傳達位置②、溶劑浸泡部700和裝配部500，即裝配位置②依次移動後，再次移送至傳達位置②，並且執行在傳達位置②中拾取多個元件1、在溶劑浸泡部700中浸泡元件1、在裝配部500中裝配元件1，可以具備多種結構。

特別是，較佳為，所述一對元件移送工具600向傳達位置②、溶劑浸泡部700和裝配部500依次移動後，再次相互依次地移動至傳達位置②。

並且，所述一對元件移送工具600中的一個元件移送工具在拾取元件後，向傳達位置②、溶劑浸泡部700和裝配部500依次移動，並且另一個元件移送工具迂回，以對拾取元件1的所述元件移送工具600的移動不產生干涉，從裝配部500向所述傳達位置②移動。

另外，所述裝配位置③作為借助於元件移送工具600在裝配部500裝配元件1的位置，根據元件1的種類、基板等的種類、大小等可以多種設定。

並且，在所述裝配部500中裝配位置③的上部設置有圖像獲得部(未圖示)，以獲得關於基板2全部或一部分的圖像。

所述圖像獲得部的結構為，在裝配位置③的上部獲得關於基板2全部或一部分的圖像，由數位相機等構成，並且獲得的圖像被傳達至控制部，用於確認基板2上的元件1的表面狀態、附著狀態等。

另外，在所述溶劑浸泡部700與裝配部500之間，設置有下視覺部800，為了視覺檢測和基板2上的元件1的排列，以借助於元件移送工具600獲得被拾取的多個的元件1底面的圖像。

所述下視覺部800借助於元件移送工具600獲得被拾取的多個的元件1底面的圖像從而向控制部(未圖示)傳送，使依靠控制部的視覺檢測和基板2上的元件1的排列可以執行。

另外，所述翻轉模組400借助於多列設置的多個拾取工具拾取多個元件1，此時，元件移送工具600包括：多個拾取工具610，其位置對應於被翻轉模組400的拾取工具410拾取的多個元件1的位置。

所述多個拾取工具610的結構為，可拾取元件1和放置(附著)元件1，可以借助於真空壓等多種方式拾取元件1而構成。

另外，為了提高元件1的裝配製程的處理速度，如圖1所示，傳達位置②、溶劑浸泡部700、裝配部500、翻轉模組400、一對元件移送工具600以安裝部件台200為中心，互成一對且相互對向地設置。

如上所示，若傳達位置②、溶劑浸泡部700、裝配部500、翻轉模組400、一對元件移送工具600以安裝部件台200為中心互成一對且相互對向地設置，則從安裝部件台200上的裝載部件60連續地執行元件1的拾取，從而可以大幅提高元件1的裝配製程的處理速度。

以上不過是針對借助於本發明可實現的較佳實施例的一部分進行了說明，如主旨所示，本發明的範圍不能限定於上述的實施例進行解釋，並且與上述的本發明的技術思想和其根本一致的技術思想需要全部包含在本發明的範圍內。