TW201901832A - 一種晶片鍵合裝置 - Google Patents

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Abstract

一種晶片鍵合裝置，包括晶片分離單元、晶片對準單元、晶片鍵合單元和鍵合手單元。該鍵合手單元包括第一鍵合手單元和第二鍵合手單元，該第一鍵合手單元包括第一運動台、用於驅動該第一運動台運動的第一驅動裝置和設置在該第一運動台上的至少一個第一鍵合手，該第一鍵合手用於從該晶片分離單元吸取晶片傳輸至晶片對準單元，該第二鍵合手單元包括第二運動台、用於驅動該第二運動台運動的第二驅動裝置和設置在該第二運動台上的至少一個第二鍵合手，該第二鍵合手用於從晶片對準單元吸取晶片傳輸至該晶片鍵合單元。該晶片鍵合裝置實現晶片傳輸、晶片對準和晶片鍵合的同步工作，提高產率。

Description

一種晶片鍵合裝置
本發明有關於一種晶片鍵合裝置。
倒裝晶片鍵合技藝是將晶片與載片連接的一種互連形式。鍵合技術能夠在不縮小線寬的情況下，在有限面積內進行最大程度的晶片疊加與整合，同時縮減系統級晶片(SoC)的封裝體積與線路傳導長度，進而提升晶片傳輸效率。晶片-晶圓鍵合技術(chip-to-wafer，C2W)相對於晶圓-晶圓鍵合技術(wafer-to-wafer，W2W)具有更高的良率和更低的產品成本。C2W技術如何在保證高鍵合精度的同時具有更高的產率是業界努力的目標。
由於電子產品朝著輕、薄和小型化的發展趨勢發展，使得晶片鍵合技術的應用日益增多，將晶片鍵合技藝與晶圓級封裝技藝相結合，有利於減小封裝尺寸，提高封裝產品的性能，另外，如果將晶片鍵合技藝與矽通孔(TSV)技藝相結合，能夠製作出成本和性能更有競爭力的晶片結構。
然而，現有技術採用單個晶片的順序取放和鍵合方式，鍵合精度和產率無法滿足量產需求。
本發明提供一種晶片鍵合裝置，用以解決現有設備在晶片鍵合時鍵合精度和產率無法滿足量產需求的問題。
為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種晶片鍵合裝置，包括晶片分離單元、晶片對準單元、晶片鍵合單元和鍵合手單元。該鍵合手單元包括第一鍵合手單元和第二鍵合手單元，該第一鍵合手單元包括第一運動台、用於驅動該第一運動台運動的第一驅動裝置和設置在該第一運動台上的至少一個第一鍵合手，該第一鍵合手用於從該晶片分離單元吸取晶片傳輸至晶片對準單元；該第二鍵合手單元包括第二運動台、用於驅動該第二運動台運動的第二驅動裝置和設置在該第二運動台上的至少一個第二鍵合手，該第二鍵合手用於從晶片對準單元吸取晶片傳輸至該晶片鍵合單元。該第一鍵合手單元在該晶片分離單元和晶片對準單元之間傳輸晶片，該第二鍵合手單元在該晶片對準單元和晶片鍵合單元之間傳輸晶片，該第一鍵合手單元和第二鍵合手單元獨立工作，實現多個晶片在該晶片分離單元、晶片對準單元、晶片鍵合單元之間循環，實現晶片傳輸、晶片對準和晶片鍵合的同時工作，節省整個晶片鍵合技藝的時間，提高生產效率。
較佳地，該第一運動台採用旋轉式運動台，該第一鍵合手以周圍方向設置在該第一運動台上。
較佳地，該第一運動台採用擺臂，該第一鍵合手設置在該擺臂的輸出端。
較佳地，該擺臂在X-Y平面內旋轉運動。
較佳地，該第二運動台採用旋轉式運動台，該第二鍵合手以周圍方向設置在該第二運動台上。
較佳地，該晶片對準單元包括用於測量晶片上標記的位置的對準測量系統、第三運動台、用於驅動該第三運動台運動的 第三驅動裝置以及多個設置在該第三運動台上的測量吸盤。
較佳地，該對準測量系統包括晶片朝下鍵合對準測量系統和/或晶片朝上鍵合對準測量系統。
較佳地，該晶片朝下鍵合對準測量系統設置在該第二運動台下方，用於識別該第二鍵合手從該測量吸盤接收來的晶片上標記的位置。
較佳地，該晶片朝上鍵合對準測量系統設置於該第三運動台上方，用於識別該測量吸盤上的晶片上標記的位置。
較佳地，該第三運動台採用旋轉式運動台，該測量吸盤以周圍方向設置在該第三運動台上。
較佳地，該晶片鍵合單元包括鍵合台、設置在該鍵合台上承載鍵合載體的鍵合盤以及用於測量鍵合載體位置的鍵合測量系統。
較佳地，該晶片鍵合裝置還包括用於測量該第三運動台上的基準標記和該鍵合台上的鍵合載體標記的校正測量系統。
較佳地，該校正測量系統的數量為一個，一個該校正測量系統設置在該第二運動台上且位於相鄰兩個該第二鍵合手之間；或者，該校正測量系統數量與該第二鍵合手的數量相同，該校正測量系統設置在該第二運動台上且該第二鍵合手和該校正測量系統依次交叉排列設置。
較佳地，該校正測量系統與該晶片朝上鍵合對準測量系統合二為一，該校正測量系統運行至該測量吸盤上方時，該校正測量系統當做該晶片朝上鍵合對準測量系統，識別該測量吸盤上晶片的位置。
較佳地，該晶片分離單元包括物料運動台、設置在物料運動台上的物料盤、用於從物料盤上分離晶片的垂直方向手以及用於測量晶片位置的分離測量系統。
較佳地，該晶片鍵合裝置還包括在晶片鍵合裝置採用晶片朝下鍵合方式時用於對晶片上標記換向的翻轉手。
較佳地，該翻轉手為垂直方向翻轉手，該垂直方向翻轉手設於該晶片分離單元與該第一鍵合手之間，該垂直方向翻轉手從該晶片分離單元拾取晶片並翻轉換向後交接給該第一鍵合手。
較佳地，該翻轉手包括一對擺臂，該一對擺臂設於該晶片對準單元上方，該一對擺臂中的一個擺臂從該晶片對準單元上拾取晶片後交接給另一個擺臂以實現翻轉，另一擺臂將翻轉後的晶片交接給該晶片對準單元。
與現有技術相比，本發明具有以下優點：該晶片鍵合裝置採用連續式晶片傳輸，實現晶片傳輸、晶片對準和晶片鍵合的同步工作，節省整個晶片鍵合技藝的時間，提高該晶片鍵合裝置的產率；同時，該晶片鍵合裝置制定晶片朝上鍵合和晶片朝下鍵合兩種方式將晶片鍵合到單片基片的工作流程，擴大該晶片鍵合裝置的適用範圍。
100‧‧‧晶片分離單元
110‧‧‧物料運動台
120‧‧‧垂直方向手
130‧‧‧物料盤
140‧‧‧晶片載體
150‧‧‧晶片
160‧‧‧分離測量系統
170‧‧‧翻轉手
170a‧‧‧擺臂
170b‧‧‧擺臂
200‧‧‧第一鍵合手單元
210‧‧‧第一運動台
220‧‧‧第一鍵合手
230‧‧‧第一驅動裝置
240‧‧‧第一運動台支架
300‧‧‧晶片鍵合單元
310‧‧‧鍵合台
320‧‧‧鍵合載體
330‧‧‧鍵合盤
340‧‧‧鍵合測量系統
350‧‧‧減振系統
400‧‧‧晶片對準單元
410‧‧‧第三運動台
420‧‧‧測量吸盤
430‧‧‧第三驅動裝置
440‧‧‧第三運動台支架
460‧‧‧晶片朝上鍵合對準測量系統
470‧‧‧晶片朝下鍵合對準測量系統
500‧‧‧第二鍵合手單元
510‧‧‧第二運動台
520‧‧‧第二鍵合手
530‧‧‧第二驅動裝置
540‧‧‧第二運動台支架
600‧‧‧校正測量系統
圖1是本發明實施例一的晶片鍵合裝置的主視圖；圖2是本發明實施例一的晶片鍵合裝置的俯視圖；圖3是本發明實施例一的第一運動台的俯視圖；圖4是本發明實施例一的第一運動台的主視圖； 圖5是本發明實施例一的第二運動台的俯視圖；圖6是本發明實施例一的第二運動台的主視圖；圖7是本發明實施例一的第三運動台的俯視圖；圖8是本發明實施例一的第三運動台的主視圖；圖9是本發明實施例二的晶片鍵合裝置的主視圖；圖10是本發明實施例二的晶片鍵合裝置的俯視圖；圖11是本發明實施例三的晶片鍵合裝置的主視圖；圖12是本發明實施例三的晶片鍵合裝置的俯視圖；圖13是本發明實施例三的翻轉手的結構示意圖；圖14是本發明實施例四的晶片鍵合裝置的主視圖；圖15是本發明實施例四的晶片鍵合裝置的俯視圖；圖16是本發明實施例四的第二運動台的俯視圖；圖17是本發明實施例四的第二運動台的主視圖；圖18是本發明實施例五的晶片鍵合裝置的主視圖；圖19是本發明實施例五的晶片鍵合裝置的俯視圖。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能够更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。需說明的是，本發明附圖均採用簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、清晰地輔助說明本發明實施例的目的。
[實施例一]
請參見圖1至圖6，一種晶片鍵合裝置，包括晶片分離單元100、晶片對準單元400、晶片鍵合單元300以及鍵合手單元。該 鍵合手單元包括第一鍵合手單元200和第二鍵合手單元500，該第一鍵合手單元200包括第一運動台210、用於驅動該第一運動台210運動的第一驅動裝置230和設置在該第一運動台210上的至少一個第一鍵合手220(在本申請實施例中，該第一鍵合手220的數量為多個)，該第一鍵合手220用於從該晶片分離單元100吸取晶片以傳輸至晶片對準單元400；該第二鍵合手單元500包括第二運動台510、用於驅動該第二運動台510運動的第二驅動裝置530和設置在該第二運動台510上的至少一個第二鍵合手520(在本申請實施例中，該第二鍵合手520的數量為多個)，該第二鍵合手520用於從晶片對準單元400吸取晶片以傳輸至該晶片鍵合單元300。該第一鍵合手單元200在該晶片分離單元100和晶片對準單元400之間傳輸晶片，該第二鍵合手單元500在該晶片對準單元400和晶片鍵合單元300之間傳輸晶片，該第一鍵合手單元200和第二鍵合手單元500獨立工作，實現多個晶片在該晶片分離單元100、晶片對準單元400、晶片鍵合單元300之間循環，實現晶片傳輸、晶片對準和晶片鍵合的同時工作，節省整個晶片鍵合技藝的時間，提高生產效率。
本實施例中，該第一運動台210採用旋轉式運動台，該第一鍵合手220以周圍方向設置在該第一運動台210上。該第二運動台510採用旋轉式運動台，該第二鍵合手520以周圍方向設置在該第二運動台510上。本實施例中，該第一運動台210、第二運動台510均在X-Y平面內旋轉，在此即在水平面內旋轉。
請參見圖3和圖4，該第一鍵合手單元200還包括第一運動台支架240，該第一運動台210設置在該第一運動台支架 240上，該第一運動台支架240用於支撑該第一運動台210，該第一驅動裝置230連接該第一運動台支架240並驅動該第一運動台支架240以帶動該第一運動台210運動。該第一驅動裝置230用於驅動該第一運動台210運動，該第一運動台210運動以帶動該第一鍵合手220運動。請參見圖5和圖6，該第二鍵合手單元500還包括第二運動台支架540，該第二運動台510設置在該第二運動台支架540上，該第二運動台支架540用於支撑該第二運動台510，該第二驅動裝置530連接該第二運動台支架540並驅動該第二運動台支架540以帶動該第二運動台510運動。該第二驅動裝置530用於驅動該第二運動台510運動，該第二運動台510運動以帶動該第二鍵合手520運動。
請參見圖1、圖7和圖8，該晶片對準單元400包括用於測量晶片上標記的位置的對準測量系統、第三運動台410、用於驅動該第三運動台410運動的第三驅動裝置430和多個設置在該第三運動台410上的測量吸盤420。由於晶片鍵合時分為兩種情况，一種為晶片標記面朝向鍵合載體，即晶片標記面朝下(稱為die-down)，一種為晶片標記面背向鍵合載體，即晶片標記面朝上(稱為die-up)。該對準測量系統包括晶片朝下鍵合對準測量系統470和晶片朝上鍵合對準測量系統460，根據晶片朝下鍵合或晶片朝上鍵合，選擇採用晶片朝下鍵合對準測量系統470或晶片朝上鍵合對準測量系統460測量晶片上標記的位置。該晶片朝下鍵合對準測量系統470設置在該第二運動台510下方，對該第二鍵合手520從該測量吸盤420交接來的晶片上標記進行測量，如圖6所示；該晶片朝上鍵合對準測量系統460設置在該第三運動台410上方，對 該測量吸盤420上的晶片上標記進行測量，如圖8所示。本實施例中，該第三運動台410採用旋轉式運動台，該測量吸盤420以周圍方向設置在該第三運動台410上，該第三運動台410還可以採用其它形式的運動台，如直線往復式運動台等。
該晶片對準單元400還包括第三運動台支架440，該第三運動台410設置在該第三運動台支架440上，該第三運動台支架440用於支撑該第三運動台410，該第三驅動裝置430連接該第三運動台支架440並驅動該第三運動台支架440以帶動該第三運動台410運動。該第三驅動裝置430用於驅動該第三運動台410運動，該第三運動台410運動以帶動該測量吸盤420運動。
請參見圖1，該晶片分離單元100包括物料運動台110、設置在物料運動台110上的物料盤130、設置在該物料盤130中的晶片載體140、用於從晶片載體140上分離晶片的垂直方向手120以及用於測量晶片位置的分離測量系統160。其中，該物料運動台110用於驅動該物料盤130運動，該物料盤130帶動該晶片載體140運動。本實施例中，在晶片朝上鍵合時，該第一鍵合手220直接從該晶片分離單元100吸取晶片以傳輸至晶片對準單元400，在晶片朝下鍵合時，設有用於吸取和翻轉晶片的翻轉手170，該翻轉手170設於該第一鍵合手220與該晶片載體140之間。本實施例中，該翻轉手170採用單個擺臂的垂直方向翻轉手，從該晶片載體140上拾取晶片並翻轉180°後交接給該第一鍵合手220。
請參見圖1，該晶片鍵合單元300包括鍵合台310、設置在該鍵合台310上用於承載鍵合載體320的鍵合盤330以及用於測量鍵合載體320的位置的鍵合測量系統340。
在本申請實施例中，該晶片分離單元100的工位(包括晶片被垂直方向手120分離後所在的位置)、該第一鍵合手單元200的工位(包括該第一鍵合手單元200中的該第一鍵合手220能夠到達的位置)、該晶片對準單元400的工位(包括該測量吸盤420能夠到達的位置)、該第二鍵合手單元500的工位(包括該第二鍵合手單元500中的該第二鍵合手520能夠達到的位置)以及該晶片鍵合單元300的工位(包括待鍵合工位)之間相互匹配，以便於晶片在上述組件之間的傳遞。具體的，可以藉由對該第一運動台210、該第三運動台410和該第二運動台510的尺寸的設計，或者，藉由對該第一運動台210上的第一鍵合手220、該第三運動台410上的測量吸盤420和該第二運動台510上的第二鍵合手520的位置的設計等方式，均能夠使得各組件之間達到很好的匹配，從而便於晶片在各組件之間的傳遞。
本發明該晶片鍵合裝置的晶片朝上鍵合時的晶片鍵合方法如下：
步驟U1、請參見圖1，物料運動台110上的物料盤130中的晶片載體140固定好後，藉由該分離測量系統160確定晶片載體140的位置。物料運動台110驅動物料盤130並將承載有待拾取晶片150的晶片載體140帶動到垂直方向手120上方，垂直方向手120向上運動將晶片150頂起，此時第一運動台210上的一個該第一鍵合手220藉由真空吸取一個晶片150(即第一個第一鍵合手220吸取第一個晶片150)，垂直方向手120復位。
步驟U2、接著，該第一運動台210轉動，吸取有晶片150的該第一鍵合手220轉位到第三運動台410並將晶片150傳 輸到該測量吸盤420上(即吸取第一個晶片150的第一個第一鍵合手220將第一個晶片150傳輸到該測量吸盤420上)，同時，另一個第一鍵合手220可以從該晶片分離單元100吸取另一晶片150(即第二個第一鍵合手220吸取第二個晶片150)。
步驟U3、該第三運動台410轉動，吸取有晶片150(即第一個晶片150)的該測量吸盤420轉位以將晶片150(即第一個晶片150)傳輸至該晶片朝上鍵合對準測量系統460處，該晶片朝上鍵合對準測量系統460測量晶片150上標記的位置，同時，另一個吸取有晶片150的第一鍵合手220轉位以將晶片150傳輸至該第三運動台410(即吸取第二個晶片150的第二個第一鍵合手220將第二個晶片150傳輸至該第三運動台410)，另一個測量吸盤420真空吸取晶片150，同時，另一個第一鍵合手220可以從該晶片分離單元100吸取晶片150(此處，既可以是第一個第一鍵合手220吸取第三個晶片150，也可以是不同於第一個和第二個第一鍵合手220的第三個第一鍵合手220吸取第三個晶片150)。
步驟U4、該第三運動台410轉動，吸取有已對準的晶片150(即第一個晶片150)的該測量吸盤420轉位以將晶片150(即第一個晶片150)傳輸至該第二運動台510，該第二鍵合手520真空吸取晶片150(即第一個晶片150)，同時，另一個吸取有晶片150(即第二個晶片150)的該測量吸盤420轉位以將晶片150(即第二個晶片150)傳輸至該晶片朝上鍵合對準測量系統460處，該晶片朝上鍵合對準測量系統460測量晶片150(即第二個晶片150)上標記的位置，同時，吸取有晶片150(即第三個晶片150)的該第一鍵合手220轉位以將晶片150(即第三個晶片150)傳輸 至該第三運動台410，另一個測量吸盤420吸取晶片150(即第三個晶片150)，同時，另一個第一鍵合手220從該晶片分離單元100吸取晶片150(此處，既可以是之前已吸取過晶片且目前為空閒的任一個第一鍵合手220吸取第四個晶片150，也可以是不同於之前的第四個第一鍵合手220吸取第四個晶片150)。
步驟U5、接著，該第二運動台510轉動，一個第二鍵合手520轉位以將晶片150(即第一個晶片150)傳輸至位於晶片鍵合單元300的待鍵合工位，同時，該第三運動台410轉動，一個吸取有已對準的晶片150(即第二個晶片150)的測量吸盤420轉位以將晶片150(即第二個晶片150)傳輸至該第二運動台510，另一個第二鍵合手520吸取第二個晶片150，同時一個吸取有晶片150(即第三個晶片150)的測量吸盤420轉位以將晶片150傳輸至該晶片朝上鍵合對準測量系統460處，該晶片朝上鍵合對準測量系統460測量晶片150(即第三個晶片150)上標記的位置，還有一個測量吸盤420從第一鍵合手220上拾取晶片150(即第四個晶片150)，即同時該第一運動台210轉動，以使得一個吸取有晶片150(即第四個晶片150)的該第一鍵合手220將晶片150(即第四個晶片150)傳輸至該第三運動台410，同時，一個第一鍵合手220可以從該晶片分離單元100吸取晶片150(此處，既可以是之前已吸取過晶片且目前為空閒的任一個第一鍵合手220吸取第五個晶片150，也可以是不同於之前的第五個第一鍵合手220吸取第五個晶片150)。可見，在整個晶片的鍵合過程中，可以同時有多個晶片150處於不同的鍵合步驟中，實現晶片傳輸、晶片對準和晶片鍵合等步驟的同時工作，節省晶片鍵合技藝的時間，提高生產效率。
鍵合台310待鍵合盤330上的鍵合載體320固定好後，藉由鍵合測量系統340確定鍵合載體320的位置。鍵合台310將鍵合載體320運動到待鍵合工位，此時，吸附晶片150的該第二鍵合手520也運動到待鍵合工位。另外，鍵合測量系統340還可用來確認鍵合載體320上晶片150的位置。接著便可將該晶片150和該鍵合載體320鍵合在一起。其中，鍵合載體320運動到待鍵合工位可以與晶片150運動到待鍵合工位同時完成，也可以在晶片150運動到待鍵合工位之前完成，還可以在晶片150運動到待鍵合工位之後完成。
步驟U6，可重複執行步驟U1至步驟U5。
本發明該晶片鍵合裝置的晶片朝下鍵合時的晶片鍵合方法如下：
步驟D1、垂直方向手120向上運動將晶片150(在此為第一個晶片150)頂起，由該翻轉手170吸附晶片150(即第一個晶片150)並旋轉；接著，該第一鍵合手220從該翻轉手170真空吸取晶片150(即第一個晶片150)。為保持晶片鍵合單元300的結構不變，在晶片朝下鍵合時，該晶片分離單元100的高度調整至適合第一鍵合手220吸取晶片150，各第一鍵合手220的高度一致。
步驟D2、第一運動台210轉動，吸取晶片150(即第一個晶片150)的該第一鍵合手220轉位並將晶片150(即第一個晶片150)傳輸到第三運動台410的測量吸盤420上，同時，另一第一鍵合手220從該晶片分離單元100吸取晶片150(在此為第二個晶片150)。
步驟D3、第三運動台410轉動，該測量吸盤420轉 位將晶片150(即第一個晶片150)傳輸至該第二鍵合手520，將晶片150(即第一個晶片150)交接給該第二鍵合手520，同時，第一運動台210轉動，一個第一鍵合手220轉位將晶片150(即第二個晶片150)傳輸到另一測量吸盤420上，另一第一鍵合手220從該晶片分離單元100吸取晶片150(在此為第三個晶片150)。
步驟D4、該第二運動台510轉動，吸取有第一個晶片150的該第二鍵合手520轉位至該晶片朝下鍵合對準測量系統470，該晶片朝下鍵合對準測量系統470測量晶片150(即第一個晶片150)上標記的位置，另一第二鍵合手520從該測量吸盤420上拾取晶片(即第二個晶片150)，同時，該第一運動台210轉動，一個第一鍵合手220轉位將晶片150(即第三個晶片150)傳輸到另一測量吸盤420上，另一第一鍵合手220從該晶片分離單元100吸取晶片150(在此為第四個晶片150)。
步驟D5、接著，該第二運動台510轉動，該第二鍵合手520轉位將已對準的晶片150(即第一個晶片150)傳輸至待鍵合工位；此時，鍵合台310在鍵合盤330上的鍵合載體320固定好後，藉由鍵合測量系統340確定鍵合載體320的位置，鍵合台310將鍵合載體320運動到待鍵合工位，晶片150(即第一個晶片150)與鍵合載體320鍵合，另一第二鍵合手520轉位至該晶片朝下鍵合對準測量系統470，該晶片朝下鍵合對準測量系統470測量晶片150(即第二個晶片150)上標記的位置，同時該第三運動台410轉動，一個測量吸盤420將晶片150(即第三個晶片150)交接給該第二鍵合手520，同時該第一運動台210轉動，一個第一鍵合手220轉位將晶片150(即第四個晶片150)傳輸到另一測量吸盤 420上，另一第一鍵合手220從該晶片分離單元100吸取晶片150(在此為第五個晶片150)。
步驟D6、可重複執行步驟D1至步驟D5。
請參見圖1，為提高晶片鍵合的精度，可對晶片對準單元400、第二鍵合手單元500和晶片鍵合單元300設置減振系統350。
[實施例二]
實施例二與實施例一的區别在於，實施例二中，請參見圖9和圖10，該第一運動台210採用擺臂，該第一鍵合手220設置一個，該第一鍵合手220設置在擺臂的輸出端，該擺臂在X-Y平面內旋轉運動，在此即為在水平面內旋轉運動。進行晶片鍵合時，控制擺臂旋轉一個周期採用的時間與該測量吸盤420一次轉位採用的時間相同即可。其中，該擺臂旋轉一個周期指該第一鍵合手220從該測量吸盤420的交接工位運行至該晶片分離單元100，並拾取晶片後再次運行至該測量吸盤420的交接工位。該測量吸盤420一次轉位採用的時間指該測量吸盤420沿該第三運動台410轉位方向轉位至其相鄰該測量吸盤420的位置所耗時間，亦即使得下一個(空閒的)測量吸盤420到達該交接工位所需的時間。
[實施例三]
實施例三與實施例一的區别在於，實施例三中，請參見圖11至圖13，在晶片朝上鍵合和晶片朝下鍵合時，該第一鍵合手220均直接從該晶片分離單元100吸取晶片傳輸至晶片對準單元400， 在晶片朝下鍵合時，該翻轉手170設於該晶片對準單元400上方。本實施例中，該翻轉手170採用一對擺臂，具體的晶片朝下鍵合時的晶片鍵合方法如下：物料運動台110上物料盤130中的晶片載體140固定好後，藉由該分離測量系統160確定晶片載體140的位置。物料運動台110將待拾取晶片150運動到垂直方向手120上方，垂直方向手120向上運動將晶片150頂起，此時第一運動台210上的第一個第一鍵合手220真空吸取第一個晶片150，垂直方向手120復位。
接著，該第一運動台210轉動，該第一鍵合手220轉位將晶片150傳輸至一個測量吸盤420，在晶片朝上鍵合時，該第三運動台410順時針旋轉，進行晶片150上標記的位置測量以及晶片150與鍵合載體320鍵合的步驟，具體參見實施例一中晶片朝上鍵合時的具體步驟。
在晶片朝下鍵合時，該第一鍵合手220轉位將晶片150傳輸至一個測量吸盤420，特别的，請參見圖13，該第三運動台410逆時針旋轉，晶片150從一個測量吸盤420傳輸至該翻轉手170，該翻轉手170中的一個擺臂170a吸附晶片150，此時，晶片150被吸取的面有標記，該擺臂170a帶動晶片150旋轉90°，將晶片150傳輸至該翻轉手170中的另一個擺臂170b，此時，晶片150被吸附的面没有標記，該擺臂170b帶動晶片150旋轉90°將晶片150傳輸至另一個測量吸盤420，該測量吸盤420轉位將晶片150傳輸至該第二鍵合手520，接著，該第二鍵合手520轉位至晶片朝下鍵合對準測量系統470以測量晶片150上標記的位置，該測量吸盤420吸附翻轉後的晶片150，進行晶片150上標記的位置測量以 及晶片150與鍵合載體320鍵合的步驟，具體參見實施例一中晶片朝下鍵合時的具體步驟。
在晶片150翻轉過程中，該測量吸盤420發生轉位所用時間與該翻轉手170中一個擺臂170a從一個測量吸盤420上吸附晶片，擺動，交接給另一個擺臂170b，另一個擺臂170b擺動後再傳輸至另一個測量吸盤420的時間成倍數關係，即在該晶片150翻轉過程中，該測量吸盤420可以發生一次或者多次轉位，此外，該測量吸盤420也可不發生轉位。
本實施例中翻轉手170不佔用垂直方向的高度，可在不增加物料運動台110或鍵合台310的高度的情况下，充分利用晶片對準單元400的傳送，增加翻轉手的工位，使第一鍵合手單元200、晶片對準單元400和翻轉手170並行工作，提高產率。
與現有技術相比，在晶片朝上鍵合時，採用本實施例所述的晶片鍵合裝置進行晶片鍵合，晶片位置精度為5.81μm，產率為12924uph/die，晶片位置精度提高28.36%，產率提高5.67%；在晶片朝下鍵合時，採用本實施例所述的晶片鍵合裝置進行晶片鍵合，晶片位置精度為5.34μm，產率為9364uph/die，晶片鍵合的精度提高12.75%，產率提高8.90%。
[實施例四]
請參見圖14至圖17，實施例四與實施例一的區别在於，實施例四還包括用於測量該第三運動台410上的基準標記和該鍵合台310上的標記的校正測量系統600。本實施例中該校正測量系統600設置一個，設置在該第二運動台510上且位於相鄰兩個第二鍵 合手520之間。當該晶片鍵合裝置工作一段時間後，藉由該校正測量系統600測量第三運動台410上的基準標記來確定其座標位置，對比之前該校正測量系統600所測量的第三運動台410上的座標位置，計算出兩次測量值之間的相對飄移並進行反饋；藉由該校正測量系統600測量鍵合台310上的鍵合載體標記來確定其座標位置，對比之前校正測量系統600所測量的鍵合台310的座標位置，計算出兩次測量之間的相對飄移並進行反饋。根據這兩個反饋值修正晶片在鍵合中相對座標，從而消除外部環境對位置的影響，提高鍵合精度。
[實施例五]
實施例五與實施例四的區别在於，該校正測量系統600設置有多個，其數量與該等第二鍵合手520的數量相同。請參見圖18和圖19，當該校正測量系統600的數量與該等第二鍵合手520的數量相同，該校正測量系統600設置在該第二運動台510上且該等第二鍵合手520和校正測量系統600依次交叉排列設置，此時，可去掉設置在該第三運動台410上方的該晶片朝上鍵合對準測量系統460，該校正測量系統600可當做該晶片朝上鍵合對準測量系統，既可以進行該第三運動台410、該鍵合台310的校正測量，又可以測量晶片上標記的位置。
綜上所述，該晶片鍵合裝置採用連續式晶片傳輸，實現晶片吸取、晶片傳輸、晶片對準和晶片鍵合的同步工作，節省晶片整個鍵合技藝所需時間，提高該晶片鍵合裝置的產率；同時，該晶片鍵合裝置制定晶片朝上鍵合和晶片朝下鍵合兩種方式 將晶片鍵合到單片基片的工作流程，擴大該晶片鍵合裝置的適用範圍。
本領域的技術人員可以對發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明請求項及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包括這些改動和變型在內。

Claims (18)

  1. 一種晶片鍵合裝置，其包括一晶片分離單元、一晶片對準單元、一晶片鍵合單元和一鍵合手單元；該鍵合手單元包括一第一鍵合手單元和一第二鍵合手單元，該第一鍵合手單元包括一第一運動台、用於驅動該第一運動台運動的一第一驅動裝置和設置在該第一運動台上的至少一個第一鍵合手，該至少一個第一鍵合手用於從該晶片分離單元吸取一晶片以傳輸至該晶片對準單元；該第二鍵合手單元包括一第二運動台、用於驅動該第二運動台運動的一第二驅動裝置和設置在該第二運動台上的至少一個第二鍵合手，該至少一個第二鍵合手用於從該晶片對準單元吸取該晶片以傳輸至該晶片鍵合單元。
  2. 如請求項1之晶片鍵合裝置，其中，該第一運動台採用一旋轉式運動台，該至少一個第一鍵合手以周圍方向設置在該第一運動台上。
  3. 如請求項1之晶片鍵合裝置，其中，該第一運動台採用一擺臂，該至少一個第一鍵合手設置在該擺臂的輸出端。
  4. 如請求項3之晶片鍵合裝置，其中，該擺臂在X-Y平面內旋轉運動。
  5. 如請求項1之晶片鍵合裝置，其中，該第二運動台採用一旋轉式運動台，該至少一個第二鍵合手以周圍方向設置在該第二運動台上。
  6. 如請求項1之晶片鍵合裝置，其中，該晶片對準單元包括用於測量該晶片上標記的位置的一對準測量系統、一第三運動台、用於驅動該第三運動台運動的一第三驅動裝置以及設置在該第三運動台上的多個測量吸盤。
  7. 如請求項6之晶片鍵合裝置，其中，該對準測量系統包括一晶片朝下鍵合對準測量系統和/或一晶片朝上鍵合對準測量系統。
  8. 如請求項7之晶片鍵合裝置，其中，該晶片朝下鍵合對準測量系統設置在該第二運動台下方，用於識別該至少一個第二鍵合手從該多個測量吸盤接收來的該晶片上標記的位置。
  9. 如請求項7之晶片鍵合裝置，其中，該晶片朝上鍵合對準測量系統設置於該第三運動台上方，用於識別該多個測量吸盤上的該晶片上標記的位置。
  10. 如請求項6之晶片鍵合裝置，其中，該第三運動台採用一旋轉式運動台，該多個測量吸盤以周圍方向設置在該第三運動台上。
  11. 如請求項7之晶片鍵合裝置，其中，該晶片鍵合單元包括一鍵合台、設置在該鍵合台上承載一鍵合載體的一鍵合盤以及用於測量該鍵合載體的位置的一鍵合測量系統。
  12. 如請求項11之晶片鍵合裝置，其中，該晶片鍵合裝置還包括用於測量該第三運動台上的基準標記和該鍵合台上的該鍵合載體的標記的一校正測量系統。
  13. 如請求項12之晶片鍵合裝置，其中，該校正測量系統的數量為一個，一個該校正測量系統設置在該第二運動台上且位於相鄰兩個該至少一個第二鍵合手之間；或者，該校正測量系統數量與該至少一個第二鍵合手的數量相同，該校正測量系統設置在該第二運動台上且該至少一個第二鍵合手和該校正測量系統依次交叉排列設置。
  14. 如請求項13之晶片鍵合裝置，其中，該校正測量系統與該晶片朝上鍵合對準測量系統合二為一，該校正測量系統運行至該多個測量吸盤上方時，該校正測量系統當做該晶片朝上鍵合對準測量系統，識別該多個測量吸盤上該晶片的位置。
  15. 如請求項1之晶片鍵合裝置，其中，該晶片分離單元包括一物料 運動台、設置在該物料運動台上的一物料盤、用於從該物料盤上分離該晶片的一垂直方向手以及用於測量該晶片的位置的一分離測量系統。
  16. 如請求項1之晶片鍵合裝置，其中，該晶片鍵合裝置還包括在該晶片鍵合裝置採用該晶片朝下鍵合方式時用於對該晶片上標記換向的一翻轉手。
  17. 如請求項16之晶片鍵合裝置，其中，該翻轉手為一垂直方向翻轉手，該垂直方向翻轉手設於該晶片分離單元與該至少一個第一鍵合手之間，該垂直方向翻轉手從該晶片分離單元拾取該晶片並翻轉後交接給該至少一個第一鍵合手。
  18. 如請求項16之晶片鍵合裝置，其中，該翻轉手包括一對擺臂，該一對擺臂設於該晶片對準單元上方，該一對擺臂中的一個擺臂從該晶片對準單元上拾取該晶片後交接給另一個擺臂以實現翻轉，該另一個擺臂將翻轉後的該晶片交接給該晶片對準單元。
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