TW447087B - Die-bonding method and apparatus for increasing performance - Google Patents
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Description
447087 A7 __ B7 五、發明說明(/) 本發明係關於一種增進效能之黏晶方法及設備,尤指 —種針對封裝製程中有關黏晶步驟及其設備所提出之發明 設計。 有關半導體的封裝製造,其係利用一包含晶圓切割機 、黏晶機、録線機及封膠機的封裝設備,依序進行晶圓切 割、將晶片黏著於基板上'於晶片上各電極與基板引線間 銲線以及封膠成形等主要步驟,而完成半導體的封裝。 上述封裝製程中,有關黏晶步驟部份,目前既有的實 施方式概有兩種,其一者係使用銀膠(Ep〇xy )黏著的方 式,請配合參閱第四圖,其係將銀膠(6 〇)注射於基板 C Substrate ) ( 6 1 )上(如第四圖A所示),然後利用 黏晶機的吸嘴(collet) ( 6 2 )吸取已切割完成的小晶 片(Die) ( 6 3 )移置於基板(6 1 )上而利用銀膠( 6 ◦)予以固定(如第四圖B所示),因銀膠(6〇)係 半固態之材料,所以晶片(6 3 )使用銀膠(6 0)黏著 時,必需再移置烘烤裝置(6 4 )中(如第四圖c所示) ,經由烘烤步驟使銀膠(6 〇)完全硬化後,方使晶片( 6 3 )確實的固定在基板(6 1 )上。 另一者係使用雙面膠片黏著的方式,而使用雙面膠片 的黏晶方式在製程上又可區分兩種實施方式,第一種實施 方式’請配合參閱第五圖,其係將對應晶片(7 1 )尺寸 的雙面膠片(Tape) (7 2)黏設於基板(74)預定裝 設晶片處C如第五圖A )所示’再利用黏晶機的吸嘴(7 3 )吸取已切割完成的小晶片(7 1 )移置固定於基板(7 3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) :裝.·!ΐΓ---— — — — — — 線f 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 447〇87 A7 B7 五、發明說明(>) 4)的雙面膠片(72)上,同時藉由來自基板(74) 下方機台(75)内力σ熱器的加熱作用,使晶片(71) 黏著固定於基板(74)上(如第五圖Β所示);第二種 實%方式,請配合參閱第六圖,其係將雙面膠片(7 2 ) 先行黏貼於晶圓(Wafer) ( 7 〇 )背面(如第六圖八所 示)’再將晶圓(7 0)切割成多數個底面包含有雙面膠 片(72)的小晶片(71)(如第六„所示),其次 利用吸嘴(7 3 )吸取已切割完成的小晶#( 7 1 )移置 於基板(74)上(如第六圖c所示),同時藉由來自基 板(74)下方機台(75)内加熱器的加熱作用,使晶 片(7 1 )黏著固定於基板(7 4)上。 惟,上述使用銀膠之黏晶方式,由於銀膠係一半固態 物,以致黏晶時因膠體流動而易於產生溢膠現象,進而會 污染基板上相對晶片裝設處周邊的金屬引線;且若吸嘴發 生偏位吸取晶片時,因真空式吸嘴持續對晶片施以吸力, ‘曰曰片移置基板上,經由晶片與基板溢出的銀膠易為吸嘴 所吸入或沾染,而造成吸嘴阻塞,或在吸嘴吸取下一晶片 進行黏晶時,殘留銀膠會移轉污染晶片表面銲墊(pad) 而影響之後的銲線(Wire Bonding)步騍;此外,吸嘴之 作用端係一軟質物件(如海棉)且尺寸小於晶片,其透過 抽氣與否提供吸取、置放之作用,並不具備加壓之作用, 故無法在吸嘴置放晶片時同時加壓,並易發生晶片傾斜; 再者進入烘烤步驟時’亦僅單純施以加熱而已,由於受前 述因素的影響,導致晶片底面與銀膠間或基板表面與銀膠 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 χ 297公釐) (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 裝 ------- 訂-- - -----破Γ''}™. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 447087 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(3 ) 間會因結合力不佳而有剝離之虞,造成之後的銲線製程受 此不穩定因素影響而降低其可靠度與良品率。 至於上述使用雙面膠片黏晶之方式,雖無前述使用銀 膠之溢膠問題,然,其製程設備中所使用的真空式吸嘴仍 僅對晶片作吸取及移置等作用(使用銀膠之黏晶方式亦同 ),復以吸嘴的作用端部係一軟質且尺寸不大於晶片的物 件,因此吸嘴對於基板上的晶片僅能提供微壓之作用(一 般壓合力僅約在0〜500 g之間),並無法對晶片與基板間 產生足夠的壓合作用且易發生晶片傾斜,加以為求高效率 的封裝效能’吸嘴必需能夠靈活、精確、快速地作動,故 吸嘴上不此加設笨重的加熱器,而僅能由位於機台下方的 加熱器以間接加熱方式經由基板對雙面膠片單侧進行加熱 ’但由於基板的材質本身並非—良好的熱導體’以致在間 接加熱時,熱能大部份流失,故在壓力不足以及加熱效果 不佳之狀態下’雙面膠片介於晶片與基板間黏著時較不易 形成良好的固結效果,而可能在膠合處出現剝離現象,造 成接續的銲線製程受此不穩定因素影響而降低製品良率β 有鑑於時下各式黏晶的方式’均不足以使晶片與基板 間玉現最佳的黏著效果’因此,本發明人們共同研發出一 種「增進黏晶的效率之封裝製程及裝置」,並藉此發明設 °十’達到提升黏晶效能之主要目的。 為達成前述之目的,本發明主要技術方案中所提出的 黏晶方法設計’係在晶片透過雙面膠片黏著基板步驟之後 ’施以一加壓或同時加壓、加熱的步驟,以確保在鋅線步 _ 5 本紙張尺汊適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) "裝 i — 一 -----訂 -------1·線^ 447087 A7 B7 五、發明說明(夺) 驟之前,晶片已與基板構成良好的接合效果。 所述的加壓力量設定於2〜8kg。 所述的加熱溫度設定於120~200°0 所述加壓的作用時間為1〜3秒。 所述的加壓作用可對位於基板上的單一晶片。 所述的加壓作用可同時對位於基板上的多數晶片。 本發明另外提出之設備設計,係在黏晶機的機台上裝-設一可對晶片及基板施以加壓或同時加壓、加熱等壓合作 用的壓合裝置’該塵合裝置包含一位於機台上方且可升降 移動的加壓塊。 所述的加壓塊内部裝設一加熱器。 所述的加壓塊作用端面為可涵蓋單一晶片的尺寸。 所述的加壓塊作用端面為可同時涵蓋基板上多數個晶 片的尺寸。 為使貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構特徵及 其他目的,茲 附以圖式詳細說明如后: (一)圖式部份: 第一圖A〜C:係本發明第一較佳實施例的流程示意圖。 第一圖A〜D .係本發明第二較佳實施例的流程示意圖。 第三圖:係本發明之設備設計示意圖。 第四圖A〜C :係習用使用銀膠黏晶方式之製程示意圖。 第五圖A〜B ··係習用使用雙面膠片黏晶方式之第一種實 施型態製程示意圖。 第六圖A〜C:係習用使用雙面旛片黏晶方式之第二種實 6 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) '*裝 ilii—訂·! 3. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 447087 A7 B7 五 、發明說明(殳) 施型態製程示意圖 (二)圖號部份: (1 )晶圓 (2 )基板 (4 )機台 (4 2 )加熱器 (5)壓合裝置 (5 2)加熱器 (6 0)銀膠 (6 2)吸嘴 (6 4)烘烤裝置 (7 0)晶圓 (7 2 )雙面膠片 (7 4)基板 (10)晶片 (3 )雙面膠片 (4 1 )吸嘴 (5 1 )加麼塊 (6 1 )基板 (6 3)晶片 (71)晶片 (7 3)吸嘴 (7 5)機台 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之黏晶方法設計概有兩種方式具體實施例,其 一較佳實施例’請配合參閱第一圖所示,係包含: 一於基板(2)上預設晶片裝設處黏設雙面膠片(3 )的步驟(如第一圖A所示); 一將晶圓(1 )將切割成多數晶片(丄〇)的步驟; -利用吸嘴(4 1 )吸取晶片(! ◦)移置基板(2 )雙面膠片(3)上並予以加熱的步驟(如第一圖B所示 一對晶片(1 0 )及基板(2 ) 加壓或同時施以加壓 ;裝---I---!訂·! •線/'-''s·-·
I 私紙張尺度適用令.國國家標準(CNS)A4現格(21〇 :< 297公釐 五、發明說明(6 ) 及加熱的步驟(如第-圖C所示),該步驟可對位於基板 上單-個晶片或同時對多數個晶片施行,另加壓施力條件 為2〜8kg’力口熱條件為120〜20(rc、作用時間為卜3秒時為 最佳之作業條件。 前述於完成黏晶步驟後,即接續封裝後段之打線及封 膠等步驟’由於前述打線及封膠步驟為既有技術,且非本. 發明主要訴求重點,容不進一步詳述其步騾細節。 又關於本發明又-較佳實施例,請配合參閱第二圖所 示,係包含: -於晶圓(1)背面黏貼雙面膠片(3)的步驟(如 第二圖Α所示); 將μ圓(1)切割成多數個底面具有雙面膠片(3 )的晶片(10)的步驟(如第二圖Β所示); -利用吸嘴(4 1 )吸取晶片(i 〇 )移置固定於基 板(2)預設晶片裝設處並同時予以加熱的步驟(如第二 圖C所示); -對晶片(10)及基板(2)施以一加壓或同時施 以加壓、加熱的步驟(如第二圖D所示),該步驟可對位 於基板上的單一個晶片或同時對多數個晶片施行,另加壓 條件、加熱條件及作用時間與前述相同,在此不再贅述。 有關本發明的黏晶設備,請配合參閱第三圖,其係一 内部裝設加熱器(4 2)的機台(4)以及一可對晶片( 1 0)提供吸取、移置作用的吸嘴(41)所組成的黏晶 機,而本發明之設計係在黏晶機的機台(4)上裝設一可 I ___ 8 本纸張尺度適用中_家標準(C㈣A4規格咖χ 297 -- 447087 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(7 ) 對晶片(1 Ο )及基板(2 )加壓或同時加壓、加熱的壓 合裝置(5 ),該壓合裝置(5 )具有一位於機台(4 ) 上可升降移動或兼具升降及橫向移動的加壓塊(5 1 ), 加壓塊(5 1 )内部可裝設一加熱器(5 2 ),其作用面 尺寸為可涵蓋單-個晶片(工〇 )或可同時涵蓋基板上多 數個晶;i (圖未示),前述的加壓塊(5丄)可在控制系 統操控下,於吸嘴(4 1 )吸取晶片(丄Q )透過雙面勝 片(3 )黏著於基板(2 )之後,復由加壓塊(5丄)施 以加壓結合機台(4)内加熱器(4 2溫、或加壓同 時結合加壓塊(5 1 )内加熱器(5 2)以及機台(4) 内加熱器(4 2)雙向加熱作用’使晶片(工〇)與基板 (2)間構成良好的接合效果。 經由以上的方法及設備發明設計當可看出:本發明藉 由裝晶步驟之後’對利用雙⑽片黏著晶片的基板再施以 一加壓或同時加壓、加熱之製程及設備設計,使晶片黏著 於基板後,在穩定適當的加壓動作下呈緊密地貼合,或再 配合雙向充足的溫度控制,使雙面膠片得以介於基板與晶 片間構成極佳的黏著效果,並避免晶片傾斜, 分克服既有封裝製程中在黏晶後因結合力不佳、表面會剝 離之問題。 綜上所述,本發明之設計確可充分解決目前封裝製程 黏晶效果不佳之問題,並確實達成前揭之諸項優點,因此 ,本發明符合發明專利之要件,爰依法具文提出申請。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2〗0 X 297公釐) 裝------.—訂—-------诗0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
Claims (1)
- 刖680808 447087 六、申請專利範圍 1、 一種增進效能之黏晶方法,其包含: 一將晶圓切割成多數晶片及預設雙面膠片的前置步驟 ;以及 —利用雙面膠片及加熱方式將晶片黏著於基板上的步 驟;其特徵在於: 在晶片利用雙面膠片黏著於基板上的步驟之後,對晶 片及基板施以一加壓的步驟。 2、 如申請專利範圍第1項所述增進效能之黏晶方法 ,其加壓力量為2kg~8kg。 3、 如申請專利範圍第1項所述增進效能之黏晶方法 ,其加壓作用時間為1〜3秒》 4、 如申請專利範圍第1項所述增進效能之黏晶方法 ’其中加壓的對象可為基板上單一個晶片。 5、 如申請專利範圍第i項所述增進效能之黏晶方法 ,其中加壓的對象可為基板上多數個晶片。 6、 一種增進效能之黏晶方法,其包含· 一將晶圓切割成多數晶片及預設雙面膠片的前置步驟 ;以及 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一利用雙面膠片及加熱方式將晶片黏著於基板上的步 驟,其特徵在於: 在a曰片利用雙面膠片黏著於基板上的步驟之後,對晶 片及基板施以一加壓且對晶片加熱的步驟。 7、 如中請專利範圍第6項所述增進效能之黏晶方法 ,其加熱溫度為120ΰ〇20〇°〇 -二________10 〆 本紙張尺度適財國國家標準(CNS)A4規格咖χ 297 ----- 447087 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 8、 如申請專利範圍第6 項4 增進效能之黏晶方法, 其加壓力量為2kg〜8kg。 9、 如申請專利範圍第6項所述增進效能之黏晶方法 ,其加熱、加壓之作用時間為1〜3秒。 如申請專利範圍第6項所述增進效能之黏晶方 法,其中加壓的對象可為基板上單一個晶片。 如申β專利範圍第6項所述增進效能之黏晶方 法’其中加壓的對象可為基板上多數個晶片。 1 2、一種增進效能之黏晶設備,其包含一内部裝設 加,、’、器的機0以及一可吸取、移置晶片的吸嘴所組成的黏 晶機’其特徵在於: 黏晶機的機台上裝設一可對晶片及基板施以壓合作用 壓σ裝S·該壓合裝置包含一位於機台上方可升降移動的 加壓塊。 3、 如申請專利範圍第i 2項所述增進效能之黏晶 其中加壓塊内部裝設有加熱器 4、 如申請專利範圍第工2項所述增進效能之黏晶 其中加壓塊作用面為可涵蓋基板上單一個晶片的尺 設備 設備 寸。 設備, 的尺寸 5如申晴專利範圍第1 2項所述增進效能之黏晶 其中加壓塊作用面為可同時涵蓋基板上多數個晶片 11 ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 --T— 訂----- 5.
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