TW201931540A - 封裝裝置 - Google Patents

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TW201931540A
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protective film
film
package
semiconductor wafer
packaging
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瀬山耕平
歌野哲弥
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日商新川股份有限公司
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Abstract

本發明在以一個封裝頭來進行暫時壓接處理及正式壓接處理的封裝裝置中，進一步縮短節拍時間。封裝裝置10包括：接合載台14；基台16；封裝頭12，進行暫時壓接處理與正式壓接處理，所述暫時壓接處理為對半導體晶片100抽吸保持並暫時壓接在被封裝體的處理，所述正式壓接處理為對經暫時壓接的半導體晶片100進行正式壓接的處理；薄膜配置機構18，設於接合載台14或基台16；以及控制部20，控制封裝頭12及薄膜配置機構18的驅動，薄膜配置機構18包括：薄膜送出機構24，具有架設有保護薄膜110的一對進給輥28，薄膜送出機構24依序送出新的保護薄膜110；以及薄膜移動機構30，使保護薄膜110相對於基板104而沿水平方向移動。

Description

封裝裝置
本說明書是有關於一種將半導體晶片（chip）經由黏著材料而封裝至作為被封裝體的基板或其他半導體晶片的封裝裝置。
先前，廣泛已知有一種倒裝晶片接合（flip chip bonder）技術，是將半導體晶片不經由引線（wire）封裝至作為被封裝體的基板或其他半導體晶片。該倒裝晶片接合中，有時是在被封裝體上預先塗佈包含熱硬化性樹脂的黏著材料，經由該黏著材料將半導體晶片固接至被封裝體。此時，當利用封裝頭（head）來對半導體晶片進行加熱及加壓時，被半導體晶片擠出的黏著材料有時會向上蔓延至上方而附著於封裝頭。而且，即使在未附著於封裝頭的情況下，從經加熱的黏著材料所產生的煙霧氣體（fume gas）有時也會侵入封裝頭內。
在專利文獻1中，揭示了一種封裝裝置，其為了防止此種黏著材料向熱壓接工具（封裝頭）的附著，利用薄膜（film）構件（保護薄膜（cover film））來覆蓋熱壓接工具的底面。即，專利文獻1的封裝裝置中，在接合頭(bonding head)上設有熱壓接工具與依序進給（feed）薄膜構件的薄膜構件搬送機構。根據該封裝裝置，可有效地防止黏著材料向熱壓接工具的附著。
[現有技術文獻][專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2015-35493號公報
專利文獻2：日本專利特開2004-165536號公報
[發明所欲解決之課題]然而，在專利文獻1等的先前技術中，半導體晶片是被抽吸保持於熱壓接工具的底面，但該抽吸面始終被薄膜構件覆蓋。並且，薄膜構件在每壓接一個半導體晶片時要更換為新的薄膜構件。其結果，先前技術中，必須在半導體晶片的抽吸之前，在薄膜構件上形成抽吸用的孔。此處，相比於對半導體晶片進行加熱及加壓以接合至被封裝體所需的時間，薄膜構件的開孔或薄膜構件的進給所需的時間要耗費數倍～十倍。因此，專利文獻1等的先前技術導致了節拍時間（takt time）的增加。
再者，在專利文獻2中，揭示了一種將樹脂薄膜（保護薄膜）與接合工具分離地設置的封裝裝置。然而，專利文獻2的封裝裝置中，樹脂薄膜是用於保護晶片（半導體晶片）不受接合工具的振動影響，而非用於防止黏著材料向接合工具的附著。而且，雖然專利文獻2的接合工具已對暫時放置的晶片進行按壓，但並非是以抽吸來保持暫時放置前的晶片。因此，專利文獻2的技術難以適用於以一個封裝頭來進行半導體晶片的暫時壓接及正式壓接的封裝裝置。
因此，本說明書中，揭示一種封裝裝置，其是以一個封裝頭來進行暫時壓接處理及正式壓接處理的封裝裝置，且可進一步縮短節拍時間。
[解決課題之手段]
本說明書中揭示的封裝裝置將半導體晶片經由黏著材料而封裝至作為被封裝體的基板或其他半導體晶片，所述封裝裝置包括：接合載台，載置所述基板；基台，支撐所述接合載台；封裝頭，進行暫時壓接處理與正式壓接處理，所述暫時壓接處理為對所述半導體晶片抽吸保持並暫時壓接在所述被封裝體的處理，所述正式壓接處理為對經所述暫時壓接的所述半導體晶片進行正式壓接的處理；薄膜配置機構，設於所述接合載台或所述基台，在所述正式壓接處理時，使保護薄膜介隔於經所述暫時壓接的所述半導體晶片與所述封裝頭之間；以及控制部，控制所述封裝頭及所述薄膜配置機構的驅動，所述薄膜配置機構包括：薄膜送出機構，具有架設有所述保護薄膜的一對輥，所述薄膜送出機構依序送出新的所述保護薄膜；以及薄膜移動機構，使所述保護薄膜相對於所述基板而沿水平方向移動。
在設為該結構的情況下，由於保護薄膜與封裝頭分離，因此不需要保護薄膜的開孔。其結果，可減少節拍時間，且可有效地防止因黏著材料造成的封裝頭的污染。
所述控制部亦可控制所述薄膜移動機構，使所述保護薄膜在所述暫時壓接處理時，位於在水平方向上離開所述半導體晶片進行所述暫時壓接的封裝分區的退避位置，而在所述正式壓接處理時，位於作為正式壓接對象的所述半導體晶片的正上方的居間位置。
藉由設為該結構，在暫時壓接處理時，防止保護薄膜與封裝頭的干涉，在正式壓接處理時，保護薄膜介隔於封裝頭與半導體晶片之間，因此可有效地防止因黏著材料造成的封裝頭的污染。
而且，所述薄膜送出機構亦可在所述居間位置，以所述保護薄膜覆蓋多個所述封裝分區上方的方式而架設有所述保護薄膜，若在所述保護薄膜所覆蓋的所有多個所述封裝分區中，所述半導體晶片的所述正式壓接結束，則所述控制部驅動所述薄膜移動機構，使所述保護薄膜移動至覆蓋新的多個所述封裝分區上方的位置，並且所述控制部驅動所述薄膜送出機構而將所述保護薄膜進給與多個所述封裝分區相應的距離。
藉由設為該結構，可減少保護薄膜的進給次數，因此可進一步減少節拍時間。
此時，在所述基板上，亦可呈二維陣列狀地規定有封裝所述半導體晶片的所述封裝分區，所述薄膜送出機構利用以行為單位來覆蓋所述二維陣列狀的所述封裝分區的方式，而架設有所述保護薄膜。
保護薄膜以行為單位來覆蓋封裝分區，藉此，可簡化保護薄膜的進給/移動控制。
而且，所述控制部亦可使所述封裝頭在多個所述封裝分區連續執行所述半導體晶片的所述暫時壓接後，連續執行經所述暫時壓接的多個所述半導體晶片的所述正式壓接。
藉由設為該結構，可減少薄膜移動機構對保護薄膜的移動次數，因此可進一步減少節拍時間。
而且，所述薄膜配置機構亦可還包括使所述保護薄膜相對於所述接合載台而升降的升降機構。
藉由設為該結構，可使保護薄膜更確實地離開半導體晶片的上表面。而且，在對半導體晶片進行積層封裝的情況下，可根據其積層層數來變更保護薄膜的配置高度，因此封裝裝置的通用性提高。
而且，所述薄膜送出機構亦可包括干涉構件，所述干涉構件與受到所述封裝頭按壓而朝下方彎曲的所述保護薄膜的一部分進行干涉，藉由所述干涉構件來消除所述彎曲地支持所述保護薄膜。
若設為該結構，則不僅結構簡易，而且可使保護薄膜更確實地離開半導體晶片的上表面。
[發明的效果]
根據在本說明書中揭示的封裝裝置，由於保護薄膜與封裝頭分離，因此不需要保護薄膜的開孔。其結果，可減少節拍時間，且可有效地防止因黏著材料造成的封裝頭的污染。
以下，參照圖式來說明封裝裝置10的結構。圖1是表示封裝裝置10的結構的概略圖。而且，圖2是封裝裝置10的概略平面圖。而且，圖3是表示暫時壓接處理的情況的圖，圖4是表示正式壓接處理的情況的圖。
該封裝裝置10是藉由將多個半導體晶片100封裝至基板104或其他半導體晶片100（以下，在不區分兩者的情況下，稱作「被封裝體」）而製造半導體裝置的裝置。半導體晶片100是利用倒裝晶片接合技術而封裝至基板104。具體而言，在各半導體晶片100的底面，形成有被稱作凸塊（bump）102的包含導電性材料的突起，藉由將該凸塊102接合於形成於基板104表面的電極105，將半導體晶片100與基板104電性連接。
在基板104上，呈二維陣列狀地規定有對半導體晶片100進行封裝的封裝分區106。圖示例中，在一個基板104上，以3列5行而規定有15個封裝分區106。在各封裝分區106的表面，形成有多個與半導體晶片100的凸塊102電性連接的電極105。而且，在各封裝分區106中，預先塗佈有被稱作非導電性膏（Non Conductive Paste，NCP）或非導電性薄膜（Non Conductive Film，NCF）的黏著材料108。黏著材料108包含具有絕緣性並且具有熱硬化性的熱硬化性樹脂。在該黏著材料108上載置半導體晶片100並按壓至基板104，並且對半導體晶片100進行加熱，藉此，黏著材料108硬化，半導體晶片100被機械地黏著、固定於基板104。再者，如此般在基板104上預先塗佈黏著材料108的方式一般被稱作「先塗佈方式」。
封裝裝置10將各半導體晶片100暫時壓接後進行正式壓接，藉此將他們封裝至基板104。暫時壓接是將半導體晶片100暫時放置於基板104中的對應的封裝分區106（黏著材料108）。而且，正式壓接是對經暫時壓接的半導體晶片100進行加熱及加壓，藉此，將半導體晶片100機械/電性連接至被封裝體（基板104或其他半導體晶片100）。於該正式壓接時，半導體晶片100以黏著材料108的硬化溫度以上且凸塊102的熔融溫度以上的溫度而受到加熱。本例中，在多個封裝分區106中連續執行半導體晶片100的暫時壓接之後，連續執行經該暫時壓接的多個半導體晶片100的正式壓接。
封裝裝置10是用於依照所述流程來將半導體晶片100封裝至基板104（被封裝體）的裝置。該封裝裝置10具有接合載台14、封裝頭12、基台16、薄膜配置機構18、及控制該些各部的驅動的控制部20等。
接合載台14是載置基板104的載台。在該接合載台14上，例如設有抽吸保持基板104的抽吸孔（未圖示）、或用於對基板104進行加熱的加熱器（heater）（未圖示）等。該接合載台14是由基台16予以支撐。
封裝頭12是與接合載台14相向地設置，可相對於接合載台14而朝水平方向及垂直方向移動。該封裝頭12進行暫時壓接處理與正式壓接處理。在暫時壓接處理中，封裝頭12從未圖示的晶片供給源接取半導體晶片100並予以搬送，將各半導體晶片100載置於對應的封裝分區106之後進行加熱及加壓，以進行暫時壓接。該暫時壓接時的加熱溫度理想的是黏著材料108開始軟化的溫度以上、且黏著材料108的硬化溫度以下。而且，在正式壓接處理中，封裝頭12對被暫時壓接於基板104的半導體晶片100進行加壓及加熱，以進行正式壓接。該正式壓接時的加熱溫度理想的是凸塊102的熔融溫度以上、且黏著材料108的硬化溫度以上。而且，正式壓接時的加壓力大於暫時壓接時的加壓力。
如圖3所示，在封裝頭12的底面，形成有用於抽吸保持半導體晶片100的抽吸孔22。該抽吸孔22連通於未圖示的抽吸泵，借助藉由該抽吸泵所產生的負壓，半導體晶片100被抽吸保持於封裝頭12的底面。而且，在封裝頭12中，內置有加熱器（未圖示），以對暫時壓接及正式壓接時的半導體晶片100進行加熱。再者，本例中，封裝頭12朝水平方向移動，但亦可設為如後所說明般，接合載台14沿水平方向移動的結構。
此外，如上所述，在正式壓接時，封裝頭12將半導體晶片100按壓至基板104。此時，如圖4所示，被半導體晶片100擠出至外側的黏著材料108的一部分有時會突出而向上蔓延。若該向上蔓延的黏著材料108附著於封裝頭12，則有可能無法適當地進行隨後的封裝處理。而且，即使在黏著材料108未附著於封裝頭12的情況下，從經加熱的黏著材料108產生的煙霧氣體亦有時會進入封裝頭12的抽吸孔22，由此導致封裝頭12受到污染。
因此，本說明書所揭示的封裝裝置10中，在正式壓接時，使保護薄膜110介隔於封裝頭12與半導體晶片100之間。如圖4所示，藉由設置該保護薄膜110，可有效地防止黏著材料108向封裝頭12的附著、及煙霧氣體向封裝頭12的抽吸孔22中的侵入。
在封裝裝置10的基台16上，設置有薄膜配置機構18，該薄膜配置機構18在正式壓接處理時，使保護薄膜110介隔於經暫時壓接的半導體晶片100與封裝頭12之間。本例中，使用單方向長長的帶狀保護薄膜110。作為該保護薄膜110的原材料，適合的是耐熱性優異且黏著材料108的剝離性高的原材料。因此，作為保護薄膜110的原材料，例如可使用聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene，PTFE）、聚四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物（polytetrafluoroethylene-perfluoro alkyl vinyl ether，PFA）等氟樹脂。
薄膜配置機構18具有將帶狀保護薄膜110依序送出至基板104上方的薄膜送出機構24。薄膜送出機構24具有夾著接合載台14而設於兩側的送出輥28a及捲繞輥28b（以下，在不區分送出輥/捲繞輥28a、28b的情況下，簡稱作「進給輥28」）。保護薄膜110被架設於該一對進給輥28之間。藉由送出輥28a朝規定的送出方向（圖1中的箭頭A方向）旋轉，新的保護薄膜110被依序送出。而且，與送出輥28a連動，捲繞輥28b跟送出輥28a同向旋轉，藉此，將已使用的保護薄膜110捲繞至捲繞輥28b而予以回收。即，藉由一對進給輥28同向旋轉，進給保護薄膜110。
此處，如上所述，一對進給輥28被配設於接合載台14的兩側，因此保護薄膜110將沿單方向橫切基板104。而且，保護薄膜110的寬度充分寬於封裝分區106的寬度。因此，保護薄膜110可覆蓋排列成3列5行的封裝分區106中的、其一行的封裝分區106即多個（圖示例中為三個）封裝分區106的上方。
捲繞輥28b是連結於馬達（motor）等驅動源，伴隨該馬達等的驅動而旋轉的驅動輥。送出輥28a既可為可與捲繞輥28b獨立地旋轉的驅動輥，亦可為伴隨捲繞輥28b的旋轉而旋轉的從動輥。在將送出輥28a設為從動輥的情況下，理想的是設置朝與送出方向相反的方向對送出輥28a施力的施力構件，以可對所架設的保護薄膜110賦予適度的張力（tension）。而且，理想的是，無論在哪種形態下，均在兩個進給輥28的至少一者的附近，設置對纏繞於各進給輥28的保護薄膜110的量進行感測（sensing）的感測器（sensor）。並且，亦可根據該感測器的偵測結果，來推測保護薄膜110的更換時期，或者調整進給輥28的旋轉速度。尤其，進給輥28每一圈的保護薄膜110的送出/捲繞距離（進給量）會根據已纏繞至各進給輥28的保護薄膜110的量（更準確而言，是在各進給輥28上纏繞有保護薄膜110的薄膜卷110a的直徑）而變化。因此，為了適當地控制保護薄膜110的進給量、保護薄膜110的張力等，理想的是根據已纏繞至各進給輥28的保護薄膜110的量來調整進給輥的轉速。
薄膜配置機構18還包括薄膜移動機構30，所述薄膜移動機構30對應於每個該薄膜送出機構24而使保護薄膜110沿水平方向移動。薄膜移動機構30具有沿第一方向（圖示例中，為長方形基板104的長邊方向）延伸的一對軌道（rail）32、及沿著該軌道32而滑動移動的移動塊（block）34。一對軌道32是夾著接合載台14而設於兩側。在移動塊34上，設置有進給輥28，伴隨移動塊34的滑動移動，進給輥28及保護薄膜110沿第一方向移動。再者，安裝於兩個軌道32的兩個移動塊34是以送出輥28a與捲繞輥28b的相對位置始終固定的方式而連動地運動。藉由薄膜移動機構30，進給輥28沿第一方向移動，藉此，依序變更被保護薄膜110覆蓋的封裝分區106（半導體晶片100）。再者，作為使移動塊34滑動移動的機構，例如既可為將馬達（旋轉電機）與滾珠花鍵（ball spline）組合而成的機構，亦可為使用液壓缸（cylinder）或線性馬達（linear motor）等直動式驅動源的機構。
薄膜配置機構18還包括薄膜升降機構（未圖示），所述薄膜升降機構對應於每個薄膜送出機構24而使保護薄膜110升降。薄膜升降機構只要是能使進給輥28的高度可變的機構，則無特別限定。因此，作為薄膜升降機構，例如亦可具有一邊與進給輥28的旋轉軸抵接一邊旋轉的凸輪（cam）構件等。而且，作為其他形態，薄膜升降機構亦可設為具有下述移動體的結構，該移動體與進給輥28的旋轉軸連接，並且可藉由馬達或液壓缸等驅動源而沿垂直方向移動。無論如何，藉由該薄膜升降機構，保護薄膜110相對於基板104及半導體晶片100而在高度方向上受到定位。
控制部20控制所述封裝頭12或薄膜配置機構18、接合載台14的驅動。控制部20例如包括進行各種運算的中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）、及記憶各種資料（data）及程式（program）的記憶體（memory）。對於控制部20，輸入各種感測器的偵測結果，控制部20根據該偵測結果來進行各部的驅動控制。更具體而言，控制部20進行封裝頭12的移動控制或封裝頭12及接合載台14的加熱器的溫度控制、抽吸機構的驅動控制等。而且，為了將保護薄膜110配置於適當的位置，控制部20亦進行薄膜配置機構18的驅動控制。
接下來，參照圖3～圖8來說明此種封裝裝置10對半導體晶片100的封裝流程。圖5～圖8是表示封裝中途的情況的概略平面圖，圖5、圖6表示暫時壓接的情況，圖7、圖8表示正式壓接的情況。在對半導體晶片100進行封裝時，將基板104載置於接合載台14。在該基板104的封裝分區106中，預先或者在載置於接合載台14之後，塗佈黏著材料108。
控制部20驅動封裝頭12，以使半導體晶片100暫時壓接於基板104的各封裝分區106。具體而言，封裝頭12移動至未圖示的晶片供給源，利用其底面來抽吸保持新的半導體晶片。繼而，封裝頭12移動至對應的封裝分區106的正上方。隨後，封裝頭12如圖3所示，朝向基板104下降，將抽吸保持的半導體晶片100按抵至對應的封裝分區106（甚至為黏著材料108）上，藉此來暫時壓接半導體晶片100。只要可暫時壓接一個半導體晶片100，則封裝頭12在解除該半導體晶片100的抽吸之後上升。隨後，封裝頭12以同樣的流程來依序進行所有半導體晶片100的暫時壓接。在圖5、圖6中，標註於各半導體晶片100的數字表示暫時壓接的順序。由圖5、圖6可知的是，在圖示例中，半導體晶片100從左下角開始進行暫時壓接。並且，對於每一行，一邊使行進方向反轉一邊呈Z字狀地進行半導體晶片100的暫時壓接。
此處，在該暫時壓接處理時，控制部20驅動薄膜移動機構30來使保護薄膜110移動至退避位置。所謂退避位置，是指在水平方向上離開半導體晶片100進行暫時壓接的封裝分區106的位置。所謂該退避位置，既可為特定的固定位置，亦可為伴隨受到暫時壓接的封裝分區106的變更而變更的可變位置。例如，若可使保護薄膜110移動至基板104的外側，則亦可將該基板104的外側設為退避位置。若保護薄膜110位於基板104的外側，則無論暫時壓接至哪個封裝分區106，保護薄膜110均會在水平方向上離開暫時壓接的封裝分區106。因此，基板104的外側成為位置不變的退避位置。
另一方面，由於封裝裝置10的尺寸等的限制，有時無法將保護薄膜110移動至基板104的外側。在此情況下，只要將在當前時間點尚未進行暫時壓接的封裝分區106的正上方位置設為退避位置即可。例如，亦可如圖5所示，將基板104的封裝分區106分割為單側3行（圖式下側3行）與相反側2行（圖式上側2行），在對單側3行進行暫時壓接的期間內，將相反側2行的正上方設定為退避位置（參照圖5），在對相反側2行進行暫時壓接的期間內，將單側3行的正上方設定為退避位置（參照圖6）。即，此時，薄膜移動機構30在進行對單側3行的暫時壓接的期間內，使保護薄膜110移動至相反側2行的正上方，若對單側3行的暫時壓接結束，則使移動塊34滑動移動，以使保護薄膜110移動至相反側3行的正上方。無論如何，在暫時壓接處理的期間內，藉由使保護薄膜110在水平方向上離開作為暫時壓接對象的封裝分區106，均可防止保護薄膜110與封裝頭12的干涉，而適當地暫時壓接半導體晶片100。
若完成所有半導體晶片100的暫時壓接，則控制部20繼而使封裝頭12執行正式壓接處理。具體而言，封裝頭12將經暫時壓接的半導體晶片100依序加壓及加熱而正式壓接至基板104。在圖7、圖8中標註於各半導體晶片100的數字表示正式壓接的順序。圖示例中，正式壓接亦是與暫時壓接同樣地從左下角開始，隨後，對於每一行，一邊使行進方向反轉，一邊呈Z字狀地推進。
此處，在正式壓接處理時，控制部20驅動薄膜移動機構30來使保護薄膜110移動至居間位置。所謂居間位置，是指作為正式壓接對象的半導體晶片100的正上方、且該半導體晶片100與封裝頭12之間位置。藉由將保護薄膜110配設於該位置，在正式壓接時，如圖4所示，保護薄膜110將介隔於半導體晶片100與封裝頭12之間。並且，藉此，可有效地防止向上蔓延的黏著材料108向封裝頭12的附著、或煙霧氣體向封裝頭12中的侵入。
此處，作為正式壓接對象的半導體晶片100依序變化。因此，保護薄膜110的位置亦必須根據正式壓接處理的行進狀況而依序變更。但是，本例中，保護薄膜110是以覆蓋一行（三個）半導體晶片100（封裝分區106）的方式而架設。因此，薄膜移動機構30在對位於保護薄膜110正下方的一行（三個）半導體晶片100的正式壓接結束之前，不使保護薄膜110移動，若位於保護薄膜110正下方的半導體晶片100所有的正式壓接結束，則使保護薄膜110移動至鄰接的下一行的正上方。根據圖7、圖8的示例，在對從圖式上方計起的第2行半導體晶片100進行正式壓接時，薄膜移動機構30如圖7所示，使保護薄膜110位於該第2行封裝分區106的正上方。而且，若第2行半導體晶片100的正式壓接全部結束，則薄膜移動機構30如圖8所示，使保護薄膜110位於從圖式上方計起的第1行封裝分區106的正上方。
而且，利用該薄膜移動機構30來連動保護薄膜110的水平移動，薄膜送出機構24進給保護薄膜110。具體而言，若一行半導體晶片100的正式壓接結束，則薄膜送出機構24將保護薄膜110進給與封裝分區106的一行對應的距離。在圖7的示例中，保護薄膜110上的位置P1位於封裝分區106的行的一端附近，保護薄膜110上的位置P2位於該行的另一端附近。從該位置P1直至位置P2為止的距離為一次的進給距離。
當從圖式上方觀察而保護薄膜110從第2行移動至第1行時（從圖7的狀態變化為圖8的狀態時），薄膜送出機構24如圖8所示，以保護薄膜110上的位置P2處於封裝分區106的行的一端附近的方式來進給保護薄膜110。
再者，當利用封裝頭12經由保護薄膜110來對半導體晶片100進行加熱加壓時，如圖4所示，保護薄膜110密接至半導體晶片100的上表面，而且，向上蔓延的黏著材料108的一部分接觸至保護薄膜110。若保持該保護薄膜110密接至半導體晶片100上表面的狀態，則無法適當地進給保護薄膜110。
因此，亦可根據需要，藉由薄膜升降機構來使保護薄膜110升降。具體而言，在對半導體晶片100進行正式壓接時，如圖9（a）所示，利用薄膜升降機構來使保護薄膜110下降，以使保護薄膜110處於與半導體晶片100的上表面大致相同的高度位置。而且，當進給保護薄膜110時，如圖9（b）所示，利用薄膜升降機構來使保護薄膜110上升，以使保護薄膜110離開半導體晶片100的上表面。
即，在正式壓接處理中，每當針對一行封裝分區106的正式壓接完成時，將保護薄膜110配置於適當位置的配置處理是必要的。該保護薄膜110的配置處理包含保護薄膜110的上升、保護薄膜110的進給、保護薄膜110的水平移動、保護薄膜110的下降。該些處理中，保護薄膜110的進給與水平移動亦可並行地進行。
此外，根據至此為止的說明可明確的是，本說明書所揭示的封裝裝置10中，是將薄膜配置機構18設於基台16。而且，保護薄膜110是以可同時覆蓋多個封裝分區106上方的方式而配置。對於設為該結構的理由，比較先前技術來進行說明。
使保護薄膜110介隔於封裝頭12與半導體晶片100之間的封裝裝置10從先前便提出有若干種。圖17是表示此種先前的封裝裝置10的一例的圖。如圖17所示，先前的封裝裝置10多將保護薄膜110設於封裝頭12。即，在封裝頭12上，安裝有用於進給保護薄膜110的進給輥28。此時，要求高速且高精度移動的封裝頭12的重量增加，從而導致使封裝頭12移動的移動機構的大型化、高成本化等問題。
而且，在將保護薄膜110安裝於封裝頭12的結構的情況下，保護薄膜110將始終覆蓋該封裝頭12的底面。此時，封裝頭12的抽吸孔22會被保護薄膜110覆蓋，因此無法經由該抽吸孔22來抽吸保持半導體晶片100。因此，先前的封裝裝置10中，在半導體晶片100的抽吸保持之前，在保護薄膜110中的與抽吸孔22對應的部位，使用針70等來形成孔。而且，在將保護薄膜110安裝於封裝頭12的結構的情況下，每當對一個半導體晶片100的正式壓接結束時，必須進給保護薄膜110。此種開孔處理、進給處理耗費時間，因此導致節拍時間增加。例如，與一次接合（暫時壓接、正式壓接）所需的時間相比，開孔處理及進給處理所需的時間要耗費數倍～十倍。先前的封裝裝置10中，產生該開孔處理，而且，進給處理的次數變多，因此導致半導體裝置製造的節拍時間增加。
另一方面，本說明書所揭示的封裝裝置10中，如至此為止所說明般，是將薄膜配置機構18設置於基台16。其結果，可實現封裝頭12的輕量化，即使利用相對較小型且廉價的移動機構，亦可使封裝頭12高速且高精度地移動。
而且，藉由將薄膜配置機構18設於基台16，可使保護薄膜110與封裝頭12分離。因此，即使不在保護薄膜110上開孔，亦可利用封裝頭12來抽吸保持半導體晶片100。作為結果，不需要耗費時間的開孔處理，可大幅減少節拍時間。而且，可免除用於開孔的複雜機構，因此亦可降低封裝裝置10的價格。
進而，本例的封裝裝置10中，設為在正式壓接處理時，保護薄膜110覆蓋多個半導體晶片100的結構。因此，可比先前技術大幅減少保護薄膜110的進給次數，甚至可大幅減少節拍時間。
對此，舉具體例來進行說明。圖10是表示以3行5行的排列來封裝半導體晶片100時的時間圖的一例的圖。圖10中，條件1、條件2表示先前的封裝裝置10中的時間圖，條件3表示本說明書所揭示的封裝裝置10中的時間圖。圖10的示例中，將一個半導體晶片100的接合（暫時壓接或正式壓接）所需的時間設為1秒，將保護薄膜110的開孔所需的時間設為3秒，將保護薄膜110的進給所需的時間設為2秒。而且，圖10中，暫時壓接是以淡墨來圖示，正式壓接是以濃墨來圖示，開孔是以斜影線來圖示，進給是以十字影線來圖示。
先前的封裝裝置10中，作為封裝半導體晶片100的流程，大致認為有二種。一種是利用封裝頭12將半導體晶片100搬送、載置於基板104上之後，不進行暫時壓接而是立即進行正式壓接的流程。圖10的條件1表示該流程中的時間圖。此時，每當對一個半導體晶片100進行正式壓接時，必須進行保護薄膜110的開孔（斜影線）與進給（十字影線）。因此，封裝處理整體的時間非常長。
作為另一流程，有與本說明書所揭示的封裝裝置10同樣地，連續對所有半導體晶片100進行暫時壓接後，連續對所有半導體晶片100進行正式壓接的流程。圖10的條件2表示該流程中的時間圖。此時，保護薄膜110的開孔只要在暫時壓接第一個半導體晶片100之前進行一次即可，因此與第一級流程相比，可大幅減少開孔（斜影線）所需的合計時間。然而，此種情況下，每當正式壓接一個半導體晶片100時，亦需要保護薄膜110的進給（十字影線）。換言之，需要與半導體晶片100的個數相同次數的、保護薄膜110的進給。其結果，無法大幅減少封裝處理整體的時間。
另一方面，本說明書所揭示的封裝裝置10中，如至此為止所說明般，完全不需要保護薄膜110的開孔（斜影線）。而且，保護薄膜110同時覆蓋多個（本例中為三個）封裝分區106。因此，保護薄膜110的進給（十字影線）只要每進行三次正式壓接時進行便足夠。換言之，本例中，當將保護薄膜110同時覆蓋的封裝分區106的個數設為N時，保護薄膜110的進給次數為（封裝分區106的總數/N）。即，根據本例，可比先前技術大幅減少保護薄膜110的進給次數，甚至，可大幅減少封裝處理整體的時間。再者，此處，為了便於說明，是將由保護薄膜110覆蓋的封裝分區106的個數N，即，在基板104中排列成一行的封裝分區106的個數N設為三個。然而，實際上，多數情況下，在基板104中，排列成一行的封裝分區106的個數N為更多。並且，該個數N越大，則進給次數越減少，因此可知的是，大型且封裝分區106的個數越大的基板104，節拍時間的縮短效果越高。
再者，至此為止的說明為一例，只要至少在接合載台14或支撐該接合載台14的基台16上，設置根據需要來設置將保護薄膜110配置於適當位置的薄膜配置機構18，其他結構亦可適當變更。例如，所述說明中，為了使保護薄膜110與半導體晶片100的上表面接觸/分離，設有使保護薄膜110升降的薄膜升降機構。然而，只要在保護薄膜110的進給時，可使保護薄膜110與半導體晶片100的上表面隔離，則亦可無薄膜升降機構。例如，亦可設為下述結構：利用保護薄膜110的彈性，來使保護薄膜110從與半導體晶片100接觸的狀態恢復為分離的狀態。具體而言，如圖11（a）及圖11（b）所示，將保護薄膜110架設於離開半導體晶片100上表面的高度位置。並且，在正式壓接時，利用封裝頭12來進行按壓，藉此，保護薄膜110彎曲而接觸至半導體晶片100的上表面。此時，只要保護薄膜110具有充分的彈性（黏性），有適度的張力作用，則當封裝頭12的按壓解除時，保護薄膜110便會借助彈性復原力而自動恢復為彎曲前的狀態，即，從半導體晶片100分離的狀態。並且，若成為該狀態，只要進行保護薄膜110的進給即可。若設為該結構，則每當進給時，無須使保護薄膜110升降，因而可使封裝處理的控制更為簡化。
而且，為了更確實地產生半導體晶片100從保護薄膜110的分離，亦可設置干涉構件40，該干涉構件40與受到被封裝頭12按壓而朝下方彎曲的保護薄膜110的一部分進行干涉。該干涉構件40與朝下方彎曲的保護薄膜110的一部分干涉，另一方面，該干涉構件40不與朝向半導體晶片100下降的封裝頭12干涉。因此，作為干涉構件40，例如可使用大致梯子狀構件，該大致梯子狀構件如圖12（a）所示，以封裝分區106的配設間隔而形成有比封裝頭12的底面大的矩形孔42。在設有該干涉構件40的情況下，如圖12（b）所示，與無干涉構件40的情況相比，被封裝頭12按壓的保護薄膜110將以更陡的斜度而彎曲，彈性復原力更強地發揮作用。其結果，保護薄膜110將更確實地從半導體晶片100分離。再者，圖12（a）及圖12（b）所示的干涉構件40的形狀為一例，當然亦可為其他形狀。
而且，至此為止的說明中，是將保護薄膜110的寬度設為封裝分區106一行的寬度，但保護薄膜110的寬度亦可更大。例如，亦可如圖13所示，保護薄膜110具有兩行封裝分區106的寬度。藉由設為該結構，可由保護薄膜110同時覆蓋的封裝分區106的個數增加，因此可進一步減少進給次數，甚至可進一步縮短節拍時間。再者，為了簡化保護薄膜110的配置控制，理想的是，薄膜送出機構24以保護薄膜110以行為單位來覆蓋二維陣列狀封裝分區106的方式，來架設該保護薄膜110。
而且，至此為止的說明中，僅例示了針對大致矩形的基板104的封裝，但基板104並不限於矩形，亦可為其他形狀，例如為圓形等。因此，本說明書所揭示的封裝裝置10亦可適用於將半導體晶片100接合於大致圓形的晶圓（wafer）的晶圓上晶片（Chip On Wafer，CoW）。再者，在圓形基板104的情況下，如圖14所示，根據保護薄膜110的水平位置，該保護薄膜110可同時覆蓋的封裝分區106的個數發生變化。此時，亦可根據保護薄膜110的水平位置（可同時覆蓋的封裝分區106的個數）來使保護薄膜110的進給距離發生變化。若設為該結構，則可減少保護薄膜110的損失。而且，作為另一形態，亦可將保護薄膜110的進給距離固定為最大值，即，相當於基板104的直徑。此時，未被使用便被捲繞的保護薄膜110增加，但可簡化保護薄膜110的進給控制。
而且，至此為止，僅例示了在基板104上逐層地封裝半導體晶片100的形態，但亦可如圖15所示，將兩個以上的半導體晶片100沿厚度方向予以積層而封裝。即，此時，對於第1層半導體晶片100而言，基板104為被封裝體，對於第2層半導體晶片100而言，第1層半導體晶片100成為被封裝體。
此時，在暫時壓接處理中，首先，在各封裝分區106中形成一邊沿厚度方向暫時壓接多個半導體晶片100一邊予以積層的暫時積層體120。並且，隨後，在正式壓接處理中，利用封裝頭12來對暫時積層體120的上表面進行加熱加壓，藉此，對構成該暫時積層體120的多個半導體晶片100統一進行正式壓接。該製造形態中，只要亦在暫時壓接處理時，使保護薄膜110退避至退避位置，而在正式壓接處理時，將保護薄膜110配置於作為正式壓接對象的半導體晶片100與封裝頭12之間的居間位置即可。
而且，至此為止，例示了封裝頭12沿水平方向移動的結構，但亦可設為取代封裝頭12而接合載台14沿水平方向移動的結構。圖16是表示接合載台14水平移動的封裝裝置10的一例的圖。該例中，接合載台14包括XY平台48，該XY平台48容許朝向第一方向（基板104的長邊方向）的移動與朝向第二方向（基板104的短邊方向）的移動。此時，控制部20驅動XY平台48來使接合載台14水平移動，以使成為暫時壓接及正式壓接對象的封裝分區106位於封裝頭12的正下方。並且，藉由封裝頭12朝正下方下降，將半導體晶片100暫時壓接或正式壓接至封裝分區106。再者，此時，封裝頭12僅進行升降而不水平移動，因此，理想的是，在該封裝頭12中，設置供給新的半導體晶片100的供給機構50等。而且，此時，理想的是，薄膜配置機構18被設置於接合載台14上，以使其可與基板104連動地水平移動。
而且，至此為止，例示了對封裝分區106預先塗佈黏著材料108的先塗佈方式，但本說明書所揭示的封裝裝置10並不限於先塗佈方式，只要是經由黏著材料108來將半導體晶片100封裝於被封裝體，則亦可適用於其他接合方式。例如，亦可並非在被封裝體，而是在半導體晶片100的背面貼附被稱作晶粒黏著薄膜（Die Attach Film，DAF）的黏著劑，使該DAF加熱硬化而將半導體晶片100封裝於被封裝體。在此情況下，藉由使保護薄膜110介隔於半導體晶片100與封裝頭12之間，亦可有效地防止煙霧氣體向封裝頭12中的侵入。
10‧‧‧封裝裝置
12‧‧‧封裝頭
14‧‧‧接合載台
16‧‧‧基台
18‧‧‧薄膜配置機構
20‧‧‧控制部
22‧‧‧抽吸孔
24‧‧‧薄膜送出機構
28a‧‧‧送出輥
28b‧‧‧捲繞輥
30‧‧‧薄膜移動機構
32‧‧‧軌道
34‧‧‧移動塊
40‧‧‧干涉構件
42‧‧‧矩形孔
48‧‧‧XY平台
50‧‧‧供給機構
70‧‧‧針
100‧‧‧半導體晶片
102‧‧‧凸塊
104‧‧‧基板
105‧‧‧電極
106‧‧‧封裝分區
108‧‧‧黏著材料
110‧‧‧保護薄膜
110a‧‧‧薄膜卷
120‧‧‧暫時積層體
A‧‧‧箭頭
P1、P2‧‧‧位置
圖1是表示封裝裝置的結構的圖。圖2是封裝裝置的概略平面圖。圖3是表示暫時壓接的情況的側面圖。圖4是表示正式壓接的情況的側面圖。圖5是表示暫時壓接的情況的平面圖。圖6是表示暫時壓接的情況的平面圖。圖7是表示正式壓接的情況的平面圖。圖8是表示正式壓接的情況的平面圖。圖9（a）及圖9（b）是表示正式壓接的情況的側面圖。圖10是對先前技術與本例的處理時間進行比較的圖。圖11（a）及圖11（b）是表示另一封裝裝置的一例的圖。圖12（a）及圖12（b）是表示另一封裝裝置的一例的圖。圖13是表示另一封裝裝置的一例的圖。圖14是使用圓形基板的情況的平面圖。圖15是對半導體晶片進行積層封裝的情況的側面圖。圖16是表示另一封裝裝置的一例的圖。圖17是表示先前的封裝裝置的一例的圖。

Claims (7)

  1. 一種封裝裝置，其將半導體晶片經由黏著材料而封裝至作為被封裝體的基板或其他半導體晶片，所述封裝裝置包括： 接合載台，載置所述基板；基台，支撐所述接合載台；封裝頭，進行暫時壓接處理與正式壓接處理，所述暫時壓接處理為對所述半導體晶片抽吸保持並暫時壓接在所述被封裝體的處理，所述正式壓接處理為對經所述暫時壓接的所述半導體晶片進行正式壓接的處理；薄膜配置機構，設於所述接合載台或所述基台，在所述正式壓接處理時，使保護薄膜介隔於經所述暫時壓接的所述半導體晶片與所述封裝頭之間；以及控制部，控制所述封裝頭及所述薄膜配置機構的驅動，所述薄膜配置機構包括：薄膜送出機構，具有架設有所述保護薄膜的一對輥，所述薄膜送出機構依序送出新的所述保護薄膜；以及薄膜移動機構，使所述保護薄膜相對於所述基板而沿水平方向移動。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的封裝裝置，其中， 所述控制部控制所述薄膜移動機構，使所述保護薄膜在所述暫時壓接處理時，位於在水平方向上離開所述半導體晶片進行所述暫時壓接的封裝分區的退避位置，而在所述正式壓接處理時，位於作為正式壓接對象的所述半導體晶片的正上方的居間位置。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的封裝裝置，其中， 所述薄膜送出機構在所述居間位置，以所述保護薄膜覆蓋多個所述封裝分區上方的方式而架設有所述保護薄膜，若在所述保護薄膜所覆蓋的所有多個所述封裝分區中，所述半導體晶片的所述正式壓接結束，則所述控制部驅動所述薄膜移動機構，使所述保護薄膜移動至覆蓋新的多個所述封裝分區上方的位置，並且所述控制部驅動所述薄膜送出機構而將所述保護薄膜進給與多個所述封裝分區相應的距離。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的封裝裝置，其中， 在所述基板上，呈二維陣列狀地規定有封裝所述半導體晶片的所述封裝分區，所述薄膜送出機構利用以行為單位來覆蓋所述二維陣列狀的所述封裝分區的方式，而架設有所述保護薄膜。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的封裝裝置，其中， 所述控制部使所述封裝頭在多個所述封裝分區連續執行所述半導體晶片的所述暫時壓接後，連續執行經所述暫時壓接的多個所述半導體晶片的所述正式壓接。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的封裝裝置，其中， 所述薄膜配置機構還包括使所述保護薄膜相對於所述接合載台而升降的升降機構。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的封裝裝置，其中， 所述薄膜送出機構包括干涉構件，所述干涉構件與受到所述封裝頭按壓而朝下方彎曲的所述保護薄膜的一部分進行干涉，藉由所述干涉構件來消除所述彎曲地支持所述保護薄膜。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102398994B1 (ko) * 2017-12-01 2022-05-20 가부시키가이샤 신가와 실장 장치
TWI743726B (zh) * 2019-04-15 2021-10-21 日商新川股份有限公司 封裝裝置
JP2022017145A (ja) * 2020-07-13 2022-01-25 晃三朗 宮崎 キーボード上の汚染防止装置
WO2022013995A1 (ja) * 2020-07-16 2022-01-20 株式会社新川 実装装置
US11610861B2 (en) * 2020-09-14 2023-03-21 Infineon Technologies Austria Ag Diffusion soldering with contaminant protection

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2984381B2 (ja) * 1991-01-31 1999-11-29 芝浦メカトロニクス株式会社 インナリードボンディング装置
JP3186925B2 (ja) * 1994-08-04 2001-07-11 シャープ株式会社 パネルの実装構造並びに集積回路搭載テープおよびその製造方法
JP2001135653A (ja) * 1999-11-02 2001-05-18 Mitsubishi Electric Corp ダイボンディング装置及び半導体装置
JP2004165536A (ja) 2002-11-15 2004-06-10 Nippon Avionics Co Ltd フリップチップ接合方法およびその装置
JP4693458B2 (ja) * 2005-03-31 2011-06-01 パナソニック株式会社 電子部品の実装方法および電子部品実装機
JP5054933B2 (ja) * 2006-05-23 2012-10-24 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
WO2010038425A1 (ja) * 2008-09-30 2010-04-08 パナソニック株式会社 圧着装置および圧着方法
JP5612963B2 (ja) * 2010-08-20 2014-10-22 新光電気工業株式会社 電子部品実装装置および電子部品実装方法
KR101141795B1 (ko) * 2010-12-20 2012-05-04 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 반도체 칩 본딩 장치 및 방법
CN104145328A (zh) * 2012-03-07 2014-11-12 东丽株式会社 半导体装置的制造方法及半导体装置的制造装置
JP6140531B2 (ja) 2013-05-30 2017-05-31 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 半導体チップ接合装置および半導体チップ接合方法
JP5508583B2 (ja) * 2013-06-27 2014-06-04 東レエンジニアリング株式会社 実装装置および実装方法
JP6151601B2 (ja) 2013-08-08 2017-06-21 東レエンジニアリング株式会社 実装装置
WO2016125763A1 (ja) 2015-02-03 2016-08-11 東レエンジニアリング株式会社 実装装置および実装方法
KR102497661B1 (ko) * 2015-02-03 2023-02-07 토레이 엔지니어링 컴퍼니, 리미티드 실장 장치 및 실장 방법
US9633883B2 (en) * 2015-03-20 2017-04-25 Rohinni, LLC Apparatus for transfer of semiconductor devices
JP6639915B2 (ja) * 2016-01-08 2020-02-05 東レエンジニアリング株式会社 半導体実装装置および半導体実装方法
JP6349540B2 (ja) * 2016-10-06 2018-07-04 株式会社新川 半導体チップの実装装置、および、半導体装置の製造方法
WO2018148275A1 (en) * 2017-02-07 2018-08-16 Rohinni, LLC Apparatus and method for stacking semiconductor devices
KR102398994B1 (ko) * 2017-12-01 2022-05-20 가부시키가이샤 신가와 실장 장치

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Publication number Publication date
JP6787613B2 (ja) 2020-11-18
KR20200067191A (ko) 2020-06-11
SG11202006294RA (en) 2020-07-29
KR102398994B1 (ko) 2022-05-20
US11664344B2 (en) 2023-05-30
JPWO2019107395A1 (ja) 2020-08-06
US20210175201A1 (en) 2021-06-10
WO2019107395A1 (ja) 2019-06-06
CN111344848A (zh) 2020-06-26
TWI702695B (zh) 2020-08-21

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