TW202240731A - 壓合方法及設備 - Google Patents

Abstract

一種壓合方法及設備。該壓合方法包括：於複數個壓塊壓合複數個待壓合物時供給正壓氣體，使各該壓塊同時承受該正壓氣體所提供的壓力而對各該待壓合物施予正壓力。藉此使各該待壓合物獲得穩定一致的壓合品質。

Description

壓合方法及設備

本發明係有關於一種壓合方法及設備，尤指一種可將晶粒、散熱介質、散熱片壓合在一起的壓合方法及設備。

按，一般的晶片封裝製程中常會先在一基板上塗覆黏膠，再將一晶粒黏附在基板上，而晶粒的上方必須再塗覆一層散熱膠液，然後再將一散熱片黏附在該散熱膠液上並罩覆在該晶粒及該基板上方；近來該散熱膠液亦有以一種具有散熱功能的散熱膠墊取代的技術被採用；而無論採用該散熱膠液或該散熱膠墊，都必須在該散熱片黏附後，對該晶粒及覆設在上的該散熱片壓合，以使該散熱片充分結合在該晶粒及該基板上。

先前技術在壓合的製程上，常使多個設置在一基板上並已結合所述晶粒及所述散熱片所構成的待壓合物，以矩陣排列方式被置於一載盤上被搬送，並以具有分別對應所述待壓合物的多個壓模，以各別獨立的壓力控制進行壓合，由於各壓模施壓力量的控制影響各待壓合物的品質，因此必須在各壓模分別各設置具有重量偵測功能的荷重單元來監控下壓的施力，或者採用讓各壓模逐一至一荷重單元進行施力量測的方式來監控下壓的施力，前者的成本相當高，而後者耗時甚冗，皆有待研發更具有經濟效益的方式來執行。

爰是，本發明的目的，在於提供一種具有經濟效益的壓合方法。

本發明的另一目的，在於提供一種具有經濟效益的壓合設備。

本發明的又一目的，在於提供一種用以執行如所述壓合方法的壓合設備。

依據本發明目的之壓合方法，包括：於複數個壓塊壓合複數個待壓合物時供給正壓氣體，使各該壓塊同時承受該正壓氣體所提供的壓力而對各該待壓合物施予正壓力。

依據本發明另一目的之壓合設備，設有一輸送流路，以及一壓合機構。該輸送流路適用於搬送一個載有複數個待壓合物的被搬送物，並設有一治具單元。該壓合機構設有一對應地位於該治具單元上方的壓模單元。該壓模單元設有複數個壓塊，並適用於輸入用以作用在各該壓塊而提供各該壓塊壓力的正壓氣體。

依據本發明又一目的之壓合設備，用以執行如所述壓合方法。

本發明壓合方法及設備，使複數個待壓合物位於該被搬送物而於該輸送流路被搬送，及使該壓合機構的該壓模單元所設的複數個壓塊分別對應各該待壓合物上方，並使該複數個壓塊同時壓合該複數個待壓合物，由於氣體具有各向壓力均一性，故該正壓氣體可以一致性的壓力同時作用於各該壓塊，各該壓塊在同時承受該正壓氣體的推抵壓力下同時對各該待壓合物施予正壓力，以使各該待壓合物獲得穩定一致的壓合品質，且僅需直接對該正壓氣體輸入源進行壓力偵測即可，不須在各該壓塊上方分別設置具有重量偵測功能的荷重單元來監控下壓的施力，或者採用讓各該壓塊逐一至一荷重單元進行施力量測的方式來監控下壓的施力，故本發明可大幅提高經濟效益。

在以下的說明內容中，類似或相同的元件將以相同的編號來表示。

請參閱圖1至3，本發明壓合方法及設備的一個第一實施例為一壓合方法，適用於處理一個如圖1所示的被搬送物A(見圖1)。該被搬送物A上設置有數個待壓合物A1，且沿著圖3中的正 x軸方向被搬送。在下面的段落中，將以 x軸方向為左右向， y軸方向為前後向， z軸方向為上下向作說明。

該被搬送物A包括一層具有撓性且供各該待壓合物A1設置的膜層A2(見圖1)，以及一設置在該膜層A2外周緣且呈框片狀的邊框A3(見圖1)。

每一待壓合物A1包括一個由一晶圓切割而成為單獨個體但尚未被提取離開該膜層A2的晶粒A11。各該晶粒A11彼此相配合呈矩陣排列，且彼此相鄰併靠並呈平面狀地鋪設。

每一待壓合物A1除了包括一個該晶粒A11外，還包括一層在切割出該晶粒A11後再黏附於該晶粒A11上的散熱介質A12，以及一覆設在該散熱介質A12上的散熱片A13。也就是說，每一待壓合物A1，是由一個該晶粒A11、對應的一個該散熱介質A12與對應的一個該散熱片A13構成的組合物。其中，各該散熱介質A12可為片狀的散熱膠墊或散熱膠液。

本第一實施例並不限於僅能對圖1中尚在該膜層A2上的各該待壓合物A1作壓合，亦可壓合已放置在一基板上的該待壓合物A1。也就是說，該待壓合物A1能以該膜層A2支撐，也能以一基板支撐，惟因同理可推，茲不贅述。

參閱圖2至4，本第一實施例可以透過一個如圖3所示的壓合設備來實施。該壓合設備係在一機台台面B上設有一能提供一輸送流路C的軌架單元C1、一治具單元C2，以及一壓合機構D。

該輸送流路C能沿一輸送方向(正 x軸方向)輸送該被搬送物A。

該軌架單元C1包括兩個前後間隔的側架C11(見圖3)，以及二條分別靠置各該側架C11彼此相向之內側的皮帶C12(圖3中因視角關係，僅示其一作代為代表)。

每一皮帶C12上方形成一個軌道C13(圖3中因視角關係，僅編號其中一個作為代表)，二條皮帶C12上方構成一個供該被搬送物A被搬送的該輸送流路C，且各該皮帶C12可受驅動而使該被搬送物A沿各該軌道C13中作 x軸向直線位移，使該被搬送物A被搬送或定位在該治具單元C2上方。

參閱圖2至4，特別是圖4，該治具單元C2位於該軌架單元C1中間且能上頂或降下該被搬送物A。該治具單元C2包括一設置在該機台台面B上並具有數個往下突伸的樞套C251的固定件C25、一個間隔地位於該固定件C25下方並以數支撐件C261支撐該固定件C25的固定座C26、一個位於該固定座C26下方的驅動件C27、一個由該驅動件C27往上延伸至該固定件C25與該固定座C26上下之間的轉軸C271、一個組裝在該轉軸C271上的連動件C24、數個由該連動件C24往上突伸出各該樞套C251的樞桿C241、一個設置在各該樞桿C241上方的底座C23、一個透過一間隔件C231而被該底座C23架高在一適當高度的吸附座C21，以及一設置在該吸附座C21下方的加熱元件C22。

該吸附座C21包括數個同心排列且呈圓環凹溝狀的吸附部C211(見圖3，圖中編號一個作為代表)。每一吸附部C211能透過形成負壓而產生吸力。其中，所述透過負壓產生吸力，是指使壓力小於一大氣壓，而在大氣壓的作用下產生吸附的效果。該加熱元件C22可間接加熱被吸附於該吸附座C21的該被搬送物A上方的各該待壓合物A1。該驅動件C27的旋轉驅力經由具有螺紋的該轉軸C271傳導至該連動件C24，進一步透過各該樞桿C241頂升該底座C23從而帶動該吸附座C21上下位移。

參閱圖3、5、6，該壓合機構D設有一架設在該機台台面B上的機架單元D1，以及一被該機架單元D1撐立在該機架單元D1上方的壓模單元D2。

該機架單元D1設有二個呈倒U形地設置在該機台台面B上的座架D11、一個架設在各該座架D11上的驅動座D12，以及一個能受該驅動座D12驅動而上下移動的移動座D13。

各該座架D11左右間隔地設置在該機台台面B上，且每一座架D11前後延伸跨設於該輸送流路C上方。每一座架D11包括兩根分別位於該輸送流路C的前後兩相反側的立柱D111，以及一根前後延伸連接各該立柱D111頂部的橫樑D112。

該驅動座D12左右兩側的每一側，以二樞桿D121架設於各該座架D11的該橫樑D112上，且該驅動座D12上方設有一例如汽壓缸的驅動件D122。

該移動座D13設於該驅動座D12下方，且每一側以二樞套D131供位於同側的各該樞桿D121樞穿，而可受該驅動件D122驅動作上下位移。該移動座D13下方設有一用來支撐該壓模單元D2的支撐架D132。該支撐架D132可帶動該壓模單元D2隨該移動座D13上下位移。

該壓合機構D的壓模單元D2包括一個圍繞界定出一腔室D21的腔體D20。該腔室D21可經由圖5所示的一氣壓接頭D22供應輸入正壓氣體至該腔室D21中。所述的正壓氣體，具體來說是能使該腔室D21中的壓力呈正壓的氣體。

該壓模單元D2下方設有複數個壓塊D23。每一壓塊D23設置在插設在該腔室D21的腔壁的一樞桿D231底端，且每一壓塊D23與對應的該樞桿D231同動，而能在對應的該樞桿D231受正壓氣體作用上下位移時，與對應的該樞桿D231一同隨著該腔體D20上下移動。每一樞桿D231透過一軸承插設在該腔體D20上，且外圍套設有一由彈簧構成的彈性件D232。

每一彈性件D232位於該腔室D21外，並抵接在該腔體D20與對應的一個該壓塊D23間。每一壓塊D23受對應的該彈性件D232作用保持一向下的驅力。每一彈性件D232所提供的彈力，遠小於該正壓氣體所提供的抵壓力，由於主要僅是為了提供輸入正壓氣體至該腔室D21中施壓前對應的各該樞桿D231保持在下位，因此在本發明的其他實施態樣中，也可以先通入瞬間正壓氣體至該腔室D21中使各該樞桿D231位於下位後即停止正壓氣體輸入，待該腔體D20連動各該壓塊D23抵至各該待壓合物A1時，再通入正式的預設壓力值的正壓氣體至該腔室D21中，如此便可省略各該彈性件D232，將在後續的實施例中說明。

位於該腔室D21內的每一樞桿D231頂端設有一擋止部D233，用以防止該樞桿D231不受限制地落下。各該擋止部D233的表面積彼此相同，因此皆在該腔室D21中的正壓氣體作用下形成的相同正向力。各該壓塊D23彼此的間隔距離可以依圖1中被搬送物A上各待壓合物A1的大小或間距作調整。

請參閱圖4、7、8，本第一實施例壓合方法在實施上，該被搬送物A先藉由該輸送流路C輸送至該治具單元C2的該吸附座C21上方，被該吸附座C21吸附定位後，該治具單元C2的該驅動件C27、該連動件C24與該底座C23將相配合托頂該吸附座C21，以使該被搬送物A被定位至一適當的高度位置。接著，藉由該壓合機構D的該驅動件D122驅動該移動座D13連動該壓模單元D2向下位移，在各該壓塊D23如圖8所示地分別對應各該待壓合物A1的狀況下，抵壓各該待壓合物A1。

各該壓塊D23一開始抵接各該待壓合物A1時，由於各該彈性件D232僅提供些許穩定支撐的彈力，因此各該彈性件D232將被壓縮並允許各該樞桿D231些微往該腔室D21縮入，此時再透過該氣壓接頭D22輸入該正壓氣體，藉由該正壓氣體提供的正壓力將各該擋止部D233與各該樞桿D231推往該腔體D20及各該待壓合物A1，進而帶動各該壓塊D23壓合各該待壓合物A1。

藉由控制該正壓氣體所提供的壓力，也就是藉由控制該腔室D21的壓力，便可控制壓合各該待壓合物A1的壓力大小。也就是說，本第一實施例的其中一個特點即在於：可透過控制該腔室D21的氣壓，或者說控制一個氣壓源對該正壓氣體的輸入量、輸入壓力(或者說來源氣壓)，即能方便地同時控制各該壓塊D23壓合的力道與程度。

本第一實施例的另外一個特點在於：由於在同一空間中各點的氣壓相同，因此該正壓氣體在該腔室D21內對每一壓塊D23的該擋止部D233作用力也相同，從而使得各該壓塊D23對各該待壓合物A1所施予的壓力能夠相同。也就是說，本第一實施例除了便於控制壓合的力道與程度外，也具有壓合力控制均一、精準的優點。在完成壓合作業後，所述正壓氣體可暫停供應而使該腔室D21中的壓力回復至一大氣壓的壓力，再使該壓模單元D2連動各該壓塊D23上升。

本第一實施例之壓合方法及實施本第一實施例之壓合設備，使複數個待壓合物A1位於該被搬送物A的該膜層A2上並被該輸送流路C搬送，且使該壓合機構D的該壓模單元D2所設的各該壓塊D23分別對應位於各該待壓合物A1上方，並使各該壓塊D23同時壓合各該待壓合物A1，由於該壓模單元D2的該腔室D21可被供給的正壓氣體充滿，因此供給至該壓模單元D2中的該正壓氣體能以一致的壓力同時作用於各該壓塊D23，各該壓塊D23在同時承受該正壓氣體的推抵壓力下同時分別對各該待壓合物A1施予正壓力，以使每一待壓合物A1上的該晶粒A11、該散熱介質A12及該散熱片A13穩定一致地被壓合在一起，且僅需直接對正壓氣體輸入源進行流量、壓力控制及偵測即可，不須在各壓模單元D2分別各設置具有重量偵測功能的荷重單元來監控下壓的施力，也不用讓各壓模單元D2逐一以一荷重單元量測施力的方式來監控壓合的施力，因此本第一實施例可大幅提高經濟效益。再者，由於該腔室D21以一同一壓力源同時供應各該壓塊D23正壓，較之先前技術分別各設置具有重量偵測功能的荷重單元之壓模設計，因為沒有荷重單元的立體障礙，各該壓塊D23間可以更緊密地排列，在空間的因應上更適於引用至已完成切割成單獨個體但尚未被提取離開該膜層A2的晶粒A11之壓合製程中，而無需將各該晶粒A11分開後設置在一基板上再進行壓合，故而本第一實施例能夠簡化壓合前的前置作業，降低生產成本。

請參閱圖9，本發明壓合方法及設備的一個第二實施例與該第一實施例類似，不同的地方在於該壓合設備在該腔室D21內部設置多個隔肋D211以加強支撐該腔體D20，使該腔室D21形成多個小腔室D212，並在各該隔肋D211上形成通氣道D213，使各小腔室D212間的正壓氣體相通並具相同的正壓力。

參閱圖10，本發明壓合方法及設備的一個第三實施例與該第一實施例類似，不同的地方在於：由於也可以透過輸入氣體將使各該擋止部D233抵接在該腔體D20上，使該樞桿D231位於下位，故在本第三實施例中，該壓合設備省略了各該彈性件D232(見圖6)。

以上所述者，僅為本發明的實施例而已，不能以此限定本發明的申請專利範圍，且依本發明申請專利範圍及專利說明書簡單等效變化與修飾之態樣，亦應為本發明申請專利範圍所涵蓋。

A:被搬送物 A1:待壓合物 A11:晶粒 A12:散熱介質 A13:散熱片 A2:膜層 A3:邊框 B:機台台面 C:輸送流路 C1:軌架單元 C11:側架 C12:皮帶 C13:軌道 C2:治具單元 C21:吸附座 C211:吸附部 C22:加熱元件 C23:底座 C231:間隔件 C24:連動件 C241:樞桿 C25:固定件 C251:樞套 C26:固定座 C261:支撐件 C27:驅動件 C271:轉軸 D:壓合機構 D1:機架單元 D11:座架 D111:立柱 D112:橫樑 D12:驅動座 D121:樞桿 D122:驅動件 D13:移動座 D131:樞套 D132:支撐架 D2:壓模單元 D20:腔體 D21:腔室 D211:隔肋 D212:小腔室 D213:通氣道 D22:氣壓接頭 D23:壓塊 D231:樞桿 D232:彈性件 D233:擋止部

本發明其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一個立體圖，說明本發明壓合方法及設備的一個第一實施例壓合方法中所適用於處理的一被搬送物； 圖2是一個立體分解圖，說明設置在該被搬送物上的數個待壓合物的其中一個； 圖3是一個立體圖，說明一個用以實施該第一實施例壓合方法的一壓合設備； 圖4是一個圖3立體圖的後視圖，說明該壓合設備的一治具單元； 圖5是一個圖3立體圖的前視圖，說明該壓合設備的一壓合機構； 圖6是一個剖視圖，說明該壓合機構的一壓模單元，圖中以假想線示意一氣壓接頭； 圖7是一個立體圖，說明該被搬送物被輸送至該治具單元； 圖8是一個剖視圖，說明該壓模單元的數個壓塊準備分別準備壓合各該待壓合物，圖中以假想線示意該治具單元的一吸附座； 圖9是一個剖視圖，說明本發明壓合方法及設備的一個第二實施例的該壓模單元的一腔室設置有數隔肋；及 圖10是一個剖視圖，說明本發明壓合方法及設備的一個第三實施例。

A:被搬送物

A1:待壓合物

A11:晶粒

A12:散熱介質

A13:散熱片

A2:膜層

C2:治具單元

C21:吸附座

D2:壓模單元

D20:腔體

D21:腔室

D22:氣壓接頭

D23:壓塊

D231:樞桿

D232:彈性件

D233:擋止部

Claims (12)

1. 一種壓合方法，包含： 於複數個壓塊壓合複數個待壓合物時供給正壓氣體，使各該壓塊承受該正壓氣體所提供的壓力，而對各該待壓合物施予正壓力。
2. 如請求項1所述的壓合方法，其中，各該待壓合物位於一被搬送物上而能透過該被搬送物於一輸送流路上被搬送；各該壓塊分別對應地位於各該待壓合物上方。
3. 如請求項1所述的壓合方法，其中，每一壓塊受一彈性件作用而保持一向下的驅力。
4. 一種壓合設備，用以執行如請求項1至3中任一項所述的壓合方法。
5. 一種壓合設備，包含： 一輸送流路，適用於搬送一個載有複數個待壓合物的被搬送物； 一治具單元，用以定位該被搬送物； 一壓合機構，設有一對應地位於該治具單元上方的壓模單元，該壓模單元設有複數個壓塊，並適用於輸入用以作用在各該壓塊而提供各該壓塊壓力的正壓氣體。
6. 如請求項5所述的壓合設備，其中，該壓模單元包括一個設有一腔室的腔體，該正壓氣體被供給至該腔室，每一該壓塊透過一插設進該腔室的樞桿而可受該腔室中的正壓氣體作用與該腔體一同上下位移。
7. 如請求項6所述的壓合設備，其中，位於該腔室內的每一樞桿設有一擋止部，每一該擋止部能撐抵該腔體以防止對應的該樞桿脫離該腔體。
8. 如請求項5所述的壓合設備，其中，各該待壓合物位於該被搬送物具有撓性的一膜層上，該膜層外周緣設有一邊框，每一待壓合物包括一個由一塊晶圓切割而成單獨個體但尚未被提取離開該膜層的晶粒，各該晶粒相配合呈矩陣排列，並呈平面狀地鋪設。
9. 如請求項8所述的壓合設備，其中，每一待壓合物在該晶粒上黏附設有一層散熱介質，並在該散熱介質上再覆設有一散熱片。
10. 如請求項5所述的壓合設備，其中，該輸送流路能沿一輸送方向輸送該被搬送物，該壓合機構設有一機架單元，該機架單元設有二個座架；各該座架係沿該輸送方向相隔間距，並分別跨設於該輸送流路上方，每一座架包括兩分別位於該輸送流路兩相反側的立柱，以及一連接各該立柱頂部的橫樑。
11. 如請求項10所述的壓合設備，其中，該壓合機構設有一驅動座，該驅動座在兩側的每一側以二樞桿架設於各該座架對應的其中一個的該橫樑上，該驅動座上方設有一驅動件。
12. 如請求項11所述的壓合設備，其中，該壓合機構設有一移動座，該移動座設於該驅動座下方，並在每一側以二樞套供位於同側的各該樞桿樞穿，藉此該移動座可受該驅動座驅動而上下位移，該移動座下方設有一支撐架；該壓模單元固設於該支撐架下方。

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