粘著半導體晶片的裝置製造方法
2023-06-01 04:31:06 2
粘著半導體晶片的裝置製造方法
【專利摘要】一種粘著半導體晶片的裝置是用於將晶片粘著固定或多晶片堆棧的封裝機構。該裝置包含一第一進料輸送機構、一第二進料輸送機構、一預壓模塊及一主要壓合模塊。該第一進料輸送機構及該第二進料輸送機構分別傳送封裝載體至預壓模塊執行預壓合的位置，及分別傳送或停留已完成預壓合的封裝載體於該主要壓合模塊執行主要壓合的位置。該預壓模塊會施加壓力使至少一個晶片與該封裝載體或該封裝載體上另一晶片進行預壓合。然後該主要壓合模塊中多個壓合頭會同時施壓多個已完成預壓合的晶片，並使該多個晶片與一封裝載體或該封裝載體上晶片進行主要壓合。
【專利說明】粘著半導體晶片的裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種粘著半導體晶片的裝置，特別涉及一種用於製作半導體電子組件於粘晶(die bonding)工藝中所需的封裝裝置。
【背景技術】
[0002]在整個半導體封裝工藝中，緊接於晶圓切割後的工藝為粘晶(或稱為固晶、上片或粘片)工藝，其是將晶圓上因切割道切開後的各獨立晶片(或晶粒die)依序取放至導線架或基板上，並藉由粘膠(例如:銀膠)或膠帶將導線架及晶片相互穩固結合。
[0003]圖1是一現有粘晶機的王要機構不意圖。基板5 (substate)由輸送導軌19左邊進料端加載，被依序載入的多個基板5是由進料夾爪17往輸送導軌19的出料端傳送。基板5會經過裝粘膠的注射筒狀容器8及點膠頭9下方，容器8內的粘膠會經由點膠頭9吐出於基板5上各單元。另外，取放機構11會依序拿取晶圓15上的晶片10，該晶圓15固定於一薄膜上，而藉由擴張機構12使薄膜拉伸而將晶片10彼此距離拉開。被取放機構11拿起的晶片10會移到輸送導軌19處，並往下運動直至將晶片10固定於基板5上的膠材上。
[0004]由於晶片10固定於基板5上需要花費較多的時間，尤其是對於較大面積的晶片10更是需要較多的時間才能使膠材合適地擠出於四周。若是將膠材換為聚乙醯胺(polyimide)材質的膠帶則每個晶片10需要更多的時間，約需要壓合2至3秒才能有效結合晶片10與基板5，因此很明顯晶片10壓合過程會成為該現有粘晶機的瓶頸動作，亦即每小時產出量(unit per hour ；UPH)會受到影響而降低。相較於使用粘膠，當使用膠帶為結合晶片與基板5的物質時,每小時產出量會大幅降低。
[0005]因應薄型封裝及多晶片堆棧(mult1-chip stacking)封裝的需求加劇，晶片的厚度需降至3 mil (約76.2 μ m)。圖2是一多晶片堆棧封裝的示意圖，其中基板5上堆棧有多個晶片10，該等晶片的尺寸亦可以不同。由於超薄晶片的溢膠會更難控制，如此粘膠無法再作為粘著超薄晶片的膠材。亦即使用膠帶是超薄晶片的較佳選擇，然前述對每小時產出量的不利影響，則得要有更佳的解決方法或機構設計始能兼顧量產及質量的雙重需求。
[0006]尤其是，取放機構拾取超薄晶片時需以特殊頂出機構配合，並得以較慢的作業模式才能確保晶片不碎裂，如此更造成了產能很大的瓶頸，亦即每小時產出量會因此而更低。
[0007]現有粘晶機除了單位時間產量不佳外，其所運用的進料夾爪17受到基板5翹曲問題的嚴重考驗。尤其當從事於多晶片模塊(mult1-chip Module ；MCM)封裝時,薄型的基板5在粘著首顆晶粒後受到烘烤溫度影響會產生翹曲。該些進料夾爪17是以接力方式交替傳輸至出料端，基板5翹曲經常造成進料夾爪17交替換手時無法正確夾緊而定位，因此造成基板5與輸送導軌19間碰撞而卡料，甚至基板5上晶片10因刮傷或晶崩而需要報廢。
[0008]綜上所述，半導體封裝設備市場上亟需要一種能顯著提升單位時間產量及工藝質量的粘著半導體晶片的裝置，並且還要降低粘晶工藝中不該有的停機率及報廢率。
【發明內容】
[0009]本發明的目的是提供一種粘著半導體晶片的裝置，以提升單位時間產量。
[0010]為達上述目的，本發明技術方案是:一種粘著半導體晶片的裝置，是用於將晶片粘著固定或多晶片堆棧於封裝載體上，包括:
一預壓模塊，會取放並施加壓力使至少一個晶片與一封裝載體或一封裝載體上另一晶片進行預壓合；
一主要壓合模塊，包括多個壓合頭，會同時施壓多個已完成預壓合的晶片，並使該多個晶片與一封裝載體或一封裝載體上另多個晶片進行主要壓合；
一第一進料輸送機構；以及
一第二進料輸送機構，該第一進料輸送機構及該第二進料輸送機構分別傳送封裝載體至所述預壓模塊執行預定壓合的位置，及分別傳送或停留已完成預壓合的封裝載體於所述主要壓合模塊執行主要壓合的位置；
其中，所述預壓模塊執行預定壓合的位置及所述主要壓合模塊執行主要壓合的位置均位於所述第一進料輸送機構及所述第二進料輸送機構上。
[0011]上述技術方案，有關進一步變化及解釋如下:
1、上述方案還包括:
一晶圓承載模塊，承載一晶圓，該晶圓包括多個晶片；
一晶片取放模塊，包括至少一個取放頭，自該晶圓承載模塊上的該晶圓拾取至少一個晶片；以及
一定位臺機構，供該晶片取放模塊放置該晶片，並調整該晶片的位置或角度；
其中，所述預壓模塊包括至少一個取放頭，自所述定位臺機構拾取至少一個晶片，並放置於一封裝載體上。
[0012]進一步，所述預壓模塊包括至少兩個取放頭，所述主要壓合模塊包括至少兩個壓合頭，所述晶片取放模塊包括至少兩個取放頭。較佳是:所述預壓模塊的至少兩個取放頭是單獨控制施加於晶片的力量，及所述主要壓合模塊的至少兩個壓合頭是單獨控制控制施加於該晶片的力量。
[0013]進一步，還包括:
一第一視覺辨識單元，設置於所述晶圓承載模塊的上方，用以擷取該晶圓的影像；及一第二視覺辨識單元，設置於所述定位臺機構的上方，用以擷取該該定位臺機構上的晶片的影像。
[0014]進一步，所述晶片取放模塊同時或依序拾取該晶圓的兩個或多個厚度為3mil以下的晶片。
[0015]2、上述方案,還包括一出料傳送機構，該出料傳送機構會自所述第一進料輸送機構及所述第二進料輸送機構接受已完成主要壓合的封裝載體。
[0016]3、上述方案中,所述第一進料輸送機構及所述第二進料輸送機構各包括一用於移載封裝載體的單一載臺，且所述載臺往復移載封裝載體於所述預壓模塊執行預定壓合的位置及所述主要壓合模塊執行主要壓合的位置之間。
[0017]4、上述方案，還包括一第三視覺辨識單元，該第三視覺辨識單元用以擷取位於所述第一進料輸送機構及所述第二進料輸送機構上的封裝載體的圖像，其中所述預壓模塊藉由該第三視覺辨識單元擷取封裝載體的影像，可控制該晶片固定於封裝載體的位置。[0018]進一步，所述第三視覺辨識單元分別擷取晶片和封裝載體的影像，或同時擷取晶片和封裝載體的共同影像。
[0019]5、上述方案中，所述預壓模塊於所述第一進料輸送機構及所述第二進料輸送機構其中之一上進行預定壓合，及所述主要壓合模塊同時於所述第一進料輸送機構及所述第二進料輸送機構中另一者上進行主要壓合，在完成前述預定壓合及主要壓合後，所述第一進料輸送機構及所述第二進料輸送機構再分別交換進行預定壓合及主要壓合。
[0020]6、上述方案中，所述第一進料輸送機構及所述第二進料輸送機構上的封裝載體所固定的晶片分別為不同的等級或分類。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]為方便實施方式的進一步描述，提供了如下附圖，其中:
圖1是一現有粘晶機的主要機構不意圖；
圖2是一現有晶片堆棧的結構示意圖；
圖3是本發明粘著半導體晶片的裝置的立體圖；
圖4是本發明第三視覺辨識單元在封裝載體上取像的示意圖；
圖5是本發明裝置執行封裝載體的加載、預定壓合及主要壓合的示意圖；
圖6是本發明裝置執行封裝載體的加載、預定壓合、主要壓合及卸載的示意圖；
圖7是本發明裝置執行封裝載體的加載、預定壓合、主要壓合及卸載的示意圖。
[0022]以上附圖中:5、基板；8、注射筒狀容器；9、點膠頭；10、晶片；11、取放機構；12、擴張機構；15、晶圓；17、進料夾爪；19、輸送導軌；20、粘著半導體晶片的裝置；21、物料傳送模塊；211、第一進料輸送機構；212、第二進料輸送機構；22、預壓模塊；221、取放頭；23、主要壓合模塊；231、壓合頭；24、晶圓承載模塊；25、晶片取放模塊；251、取放頭；26、定位臺機構；27a、封裝載體進料機構；27b、封裝載體出料機構；28、出料傳送機構；80 83、封裝載體；291、第一視覺辨識單元；292、第二視覺辨識單元；293、第三視覺辨識單元。
【具體實施方式】
[0023]為展示的簡化和清晰，附圖展示了總體的構造方式，並且眾所周知的特徵和技術的描述和細節可以略去以避免使本發明不必要地模糊。另外，附圖中的要素不必按照大小繪製。例如，附圖中的一些要素的大小相對於其它要素可以被放大以幫助改善對本發明的實施方式的理解。在不同附圖中的相同參考數字表示相同的要素。
[0024]說明書和申請專利範圍中的用語「第一」、「第二」、「第三」、「第四」等等(如果有的話)用於在類似的要素的間區分，並且不必按照特別的序列或時間順序描述。應理解這樣使用的術語在合適的情況下是可互換的以便在此描述的實施方式例如能夠按不同於描述的那些或在此以其它方式描述的順序工作。此外，用語「包含」、「包括」和「具有」以及其任何變化形式旨在覆蓋非排他性的包括，以便包括一系列要素的程序、方法、系統、對象、裝置、或設備不必限制於那些要素，而是可以包括未清楚地列出或這樣的程序、方法、系統、項目、裝置、或設備固有的其它要素。
[0025]說明書和申請專利範圍中的用語「左」、「右」、「前」、「後」、「頂部」、「底部」、「上」、
「下」等等(如果有的話)用於描述的目的，而不必視為一定的相對位置。應理解使用這樣的用語在合適的情況下是可互換的，以便在此描述的實施方式能夠在不同於描述的那些或其它方向工作。
[0026]實施例:參見圖3、圖4、圖5、圖6及圖7所示:
一種粘著半導體晶片的裝置，是用於將晶片10粘著固定或多晶片10堆棧於封裝載體80上。該粘著半導體晶片的裝置包括:一預壓模塊22，會取放並施加壓力使至少一個晶片10與一封裝載體80或一封裝載體80上另一晶片10進行預壓合；一主要壓合模塊23，包括多個壓合頭231,會同時施壓多個已完成預壓合的晶片10,並使該多個晶片10與一封裝載體80或一封裝載體80上另多個晶片10進行主要壓合；一第一進料輸送機構211 ;以及一第二進料輸送機構212，該第一進料輸送機構211及該第二進料輸送機構121分別傳送封裝載體80至所述預壓模塊22執行預定壓合的位置，及分別傳送或停留已完成預壓合的封裝載體80於所述主要壓合模塊23執行主要壓合的位置；其中，所述預壓模塊22執行預定壓合的位置及所述主要壓合模塊23執行主要壓合的位置均位於所述第一進料輸送機構211及所述第二進料輸送機構212上。
[0027]本實施例粘著半導體晶片的裝置，還包括:一晶圓承載模塊24，承載一晶圓15，該晶圓15包括多個晶片10 晶片取放模塊25，包括至少一個(圖示為兩個)取放頭251，自該晶圓承載模塊24上的該晶圓15拾取至少一個晶片10 ;以及一定位臺機構26，供該晶片取放模塊25放置該晶片10，並調整該晶片10的位置或角度；其中，所述預壓模塊22包括至少一個(圖示為兩個)取放頭221，自所述定位臺機構26拾取至少一個晶片10，並放置於一封裝載體80上。
[0028]所述預壓模塊22的兩個取放頭221是單獨控制施加於晶片的力量，及所述主要壓合模塊23的多個壓合頭231是單獨控制控制施加於該晶片的力量。
[0029]具體，本實施例還包括:一第一視覺辨識單元291，設置於所述晶圓承載模塊24的上方，用以擷取該晶圓的影像；及一第二視覺辨識單元292，設置於所述定位臺機構26的上方，用以擷取該該定位臺機構26上的晶片10的影像。
[0030]本實施例還包括一出料傳送機構28，該出料傳送機構28會自所述第一進料輸送機構211及所述第二進料輸送機構212接受已完成主要壓合的封裝載體。
[0031]所述第一進料輸送機構211及所述第二進料輸送機構212各包括一用於移載封裝載體的單一載臺，且所述載臺往復移載封裝載體於所述預壓模塊22執行預定壓合的位置及所述主要壓合模23塊執行主要壓合的位置之間。
[0032]本實施例還包括一第三視覺辨識單元293，該第三視覺辨識單元293用以擷取位於所述第一進料輸送機構211及所述第二進料輸送機構212上的封裝載體80的圖像，其中所述預壓模塊23藉由該第三視覺辨識單元293擷取封裝載體80的影像，可控制該晶片10固定於封裝載體80的位置。所述第三視覺辨識單元293分別擷取晶片10和封裝載體80的影像，或同時擷取晶片10和封裝載體80的共同影像。
[0033]所述預壓模塊22於所述第一進料輸送機構211及所述第二進料輸送機構212其中之一上進行預定壓合，及所述主要壓合模塊23同時於所述第一進料輸送機構211及所述第二進料輸送機構212中另一者上進行主要壓合，在完成前述預定壓合及主要壓合後，所述第一進料輸送機構211及所述第二進料輸送機構212再分別交換進行預定壓合及主要壓
八
口 ο[0034]所述第一進料輸送機構211的輸送路徑和所述第二進料輸送機構121的輸送路徑相互並列，較佳是平行布置。所述第一進料輸送機構211和第二進料輸送機構221在其輸送路徑的前後方向上分成前段和後段，所述預壓模塊22對應設於前段和後段其中一者的上方，而主要壓合模塊23對應設於前段和後段中的另一者的上方；即主要壓合模塊23對應設於第一進料輸送機構211及所述第二進料輸送機構212的前段的上方，預壓模塊22對應設於第一進料輸送機構211及所述第二進料輸送機構212的後段的上方，或者，預壓模塊22對應設於第一進料輸送機構211及所述第二進料輸送機構212的前段的上方，主要壓合模塊23對應設於第一進料輸送機構211及所述第二進料輸送機構212的後段的上方。
[0035]所述預壓模塊22上對應於第一進料輸送機構211及所述第二進料輸送機構212各設一作用部，所述主要壓合模塊23上對應於第一進料輸送機構211及所述第二進料輸送機構212也各設一作用部。當預壓模塊22對應第一進料輸送機構211的作用部工作時，主要壓合模塊23對應第二進料輸送機構212的作用部也工作。或者，反之當預壓模塊22對應第二進料輸送機構212的作用部工作時，主要壓合模塊23對應第一進料輸送機構211的作用部也工作。
[0036]或者，如圖3所示，預壓模塊22上僅設一作用部，該作用部上設有移動機構，該移動機構驅動預壓模塊22的作用部在第一進料輸送機構211及所述第二進料輸送機構212之間移動切換，即使預壓模塊22執行預定壓合的位置要麼位於第一進料輸送機構211上，要麼位於第二進料輸送機構212上。所述作用部如圖3所示是由兩個指取放頭221組成。主要壓合模塊23上僅設一作用部，該作用部上設有移動機構，該移動機構驅動主要壓合模塊23的作用部在第一進料輸送機構211及所述第二進料輸送機構212之間移動切換，即使主要壓合模塊23執行主要壓合的位置要麼位於所述第二進料輸送機構212上，要麼位於第一進料輸送機構211上。所述作用部如圖3所示具體是由四個壓合頭231組成。工作時，當預壓模塊22執行預定壓合的位置位於第一進料輸送機構211上時，主要壓合模塊23執行主要壓合的位置就位於第二進料輸送機構212上，反之，當預壓模塊22執行預定壓合的位置位於第二進料輸送機構212上時，主要壓合模塊23執行主要壓合的位置就位於第一進料輸送機構211上，如圖5。
[0037]所述第一進料輸送機構211和第二進料輸送機構212除包括一所述載臺外，還包括一軌道以及驅動裝置，所述載臺安裝於軌道上，由驅動裝置驅動使之沿軌道移動，即在第一進料輸送機構211及所述第二進料輸送機構212的前段和後段之間移動，使之與預壓模塊22相對或與主要壓合模塊23相對。
[0038]以下再進一步詳細描述:
圖3是本發明粘著半導體晶片的裝置的立體圖。粘著半導體晶片的裝置20主要包含物料傳送模塊21、預壓模塊22及主要壓合模塊23，又另包含晶圓承載模塊24、晶片取放模塊25、定位臺機構26、封裝載體進料機構27a、封裝載體出料機構27b及出料傳送機構28。
[0039]晶片取放模塊25用以拾取晶圓承載模塊24上的晶圓15的晶片10，並將拾取的晶片10放置於定位臺機構26上。藉由晶圓承載模塊24上方的第一視覺辨識單元291擷取晶圓15的影像，可以辨識及調整晶圓承載模塊24的位置及旋轉角度，並辨識晶片的記號或不完整晶片，以利晶片取放模塊25最佳地拾取(或吸取)晶片10。於本實施例中，晶片取放模塊25具有兩個取放頭251，故可同時或依序拾取兩個晶片10，較有利於提升裝置的單位時間產量。該取放頭251的數量不受實施例所限制，也可為一個或三個以上。當拾取晶圓承載模塊24 (晶片取放模塊25)將晶片10放置於定位臺機構26上，該定位臺機構26可以藉由第二視覺辨識單元292校準晶片10的位置及角度，以利預壓模塊22自定位臺機構26最佳地拾取晶片15。
[0040]該預壓模塊22將拾取的晶片10移動至位於物料傳送模塊21上的封裝載體80，同時對晶片10與封裝載體80施予一壓力，使晶片10暫時粘合於封裝載體80上。該物料傳送模塊21包括第一進料輸送機構211及第二進料輸送機構212，其上的封裝載體80是自封裝載體進料機構27a所供應。於本實施例中，預壓模塊22具有兩個取放頭221，故可同時或依序拾取兩個晶片10，較有利於提升裝置的單位時間產量。但該取放頭221的數量不受實施例所限制，也可為一個或三個以上。上述封裝載體80為基板(例如印刷電路板)或導線架。
[0041]第一進料輸送機構211及第二進料輸送機構212 (本發明並不限於兩輸送機構，多個輸送機構亦為本發明的主張)是分別傳送封裝載體80至該預壓模塊22執行預定壓合的位置，及分別傳送或停留已完成預定壓合的封裝載體80於主要壓合模塊23執行主要壓合的位置。預壓合位置及主要壓合位置是位於第一進料輸送機構211及第二進料輸送機構212上，可依照預壓模塊22及主要壓合模塊23的設計而定，詳細說明請參見圖5 6及後相應描述段落。又該兩進料輸送機構可依據封裝載體80的大小不同而調整軌道寬度。
[0042]當第一進料輸送機構211及第二進料輸送機構212其中一者會將封裝載體80送至預壓模塊22執行預定壓合的位置，該封裝載體80或其上的晶片會與預壓模塊22放置的晶片間進行初步的結合固定，即預壓模塊22會藉由取放頭221施壓晶片以進行預壓。藉由第三視覺辨識單元293在封裝載體80上取像，可以精準控制晶片的初步固定或堆棧位置。當預壓模塊22將多個晶片依序粘合於封裝載體80上的期間，同時另一進料輸送機構將先前已完成預壓的封裝載體80送至或停留於主要壓合模塊23執行主要壓合的位置，主要壓合模塊23的多個壓合頭231會一起施壓多個已完成預壓合的晶片表面，使該等晶片充分結合至封裝載體80或其上的晶片。如此藉由多軌輸送線間的交替進行預壓及主壓的粘晶步驟，就能有效省去個別模塊或機構間彼此互相等待時間，進而提升該裝置20的單位時間產量。此外，該第一進料輸送機構211及第二進料輸送機構212上封裝載體80所固定的晶片10可以為不同的等級或分類，例如:第一進料輸送機構211上封裝載體80所固定的晶片10是A等級或分類bin 1，又第二進料輸送機構212上封裝載體80所固定的晶片10可以是B等級或分類bin 2。
[0043]如圖4所示實施例中，在該封裝載體80或其上的晶片與預壓模塊22放置的晶片間進行初步的結合固定前，第三視覺辨識單元293會在封裝載體80上取像，此時吸附一晶片10的取放頭221系位於封裝載體80上一預定固定的位置。該第三視覺辨識單元293可以分別擷取晶片10和封裝載體80的影像，亦可以同時擷取晶片10和封裝載體80的共同影像，藉由分析影像中晶片10和封裝載體80的相對位置以精準控制晶片的初步固定或堆棧位置。
[0044]本實施例中主要壓合模塊23有4個壓合頭231，但不受此實施例所限制，也可為一個或多個。此外，預壓模塊22的多個取放頭221及主要壓合模塊23的多個壓合頭231可以個別控制施加於晶片表面的力量(或壓力)。亦即針對不同的晶片10可以有不同的力量調整，以使晶片10與封裝載體80的結合最佳化。
[0045]第一進料輸送機構211及第二進料輸送機構212可以選用移動載臺(如圖示)將封裝載體80傳送至預壓模塊22執行預定壓合的位置及主要壓合模塊23執行主要壓合的位置，因此沒有類似夾爪交接傳送的動作所造成卡料或幹涉的風險，尤其適用於薄型或翹曲量較大的封裝載體80。又封裝載體進料機構27a可以在第一進料輸送機構211及第二進料輸送機構212的進料端反覆移動，將需要執行預壓合的封裝載體80分別加載第一進料輸送機構211及第二進料輸送機構212。出料傳送機構28也會在第一進料輸送機構211及第二進料輸送機構212的出料端反覆移動，接受已完成主要壓合步驟的封裝載體80，並卸載至封裝載體出料機構27b內。該封裝載體出料機構27b可選擇和出料傳送機構28同樣的移動，以利封裝載體80被卸載至封裝載體出料機構27b上彈匣(magazine)內。
[0046]圖5及7是本發明裝置執行封裝載體的加載、預壓合及主要壓合的示意圖，及圖6是本發明裝置執行封裝載體的加載、預壓合、主要壓合及卸載的示意圖。在本實施例中，預壓模塊22執行預定壓合的位置是分別位於第一進料輸送機構211及第二進料輸送機構212遠離進料段(左側的封裝載體進料機構27a，圖未示出)的半側，而主要壓合模塊23執行主要壓合的位置是位於第二進料輸送機構212及第一進料輸送機構211靠近進料段的半側。然，預壓模塊22執行預定壓合的位置及主要壓合模塊23執行主要壓合的位置不受此實施例的限制，可視主要壓合模塊23及預壓模塊22的運動範圍及組裝位置而定。
[0047]參見圖5，需要執行預壓合步驟的封裝載體81自封裝載體進料機構27a向右第一進料輸送機構211上預壓模塊22執行預定壓合的位置移動，該封裝載體81或其上的晶片會與預壓模塊22放置的晶片間進行初步的結合固定。當在等待預壓模塊22將多個晶片依序粘合於封裝載體81上的期間，第二進料輸送機構212將先前已完成預壓的封裝載體82停留在主要壓合模塊23執行主要壓合的位置，主要壓合模塊23將使該等晶片充分結合至封裝載體82或其上的晶片。完成主要壓合的封裝載體82就向右移送至出料傳送機構28上，如圖6所示。或是再回到預壓模塊22執行預定壓合的位置進行再上一層晶片的預壓合，如圖7所示。
[0048]參見圖6，第一進料輸送機構211會將已預壓的封裝載體81向左送至主要壓合模塊23執行主要壓合的位置，而主要壓合模塊23會自第二進料輸送機構212移置第一進料輸送機構211上方，以進行封裝載體81的主要壓合步驟。同時第二進料輸送機構212其可自封裝載體進料機構27a內，將需要執行預壓合步驟的封裝載體83向右送至預壓模塊22執行預定壓合的位置，預壓模塊22可自定位臺機構26拾取晶片10及越過第一進料輸送機構211至第二進料輸送機構212上方，並使這些晶片初步結合至封裝載體83或其上的晶片。完成主要壓合的封裝載體82將會向右移送至出料傳送機構28上，然後，出料傳送機構28當然也會向下移置第一進料輸送機構211的右側(圖未示)。完成預壓合的封裝載體83可左移，等待主要壓合模塊23進行主要壓合步驟(如圖5所示封裝載體82的位置)。由於進料輸送機構為載臺式，進料輸送機構211與212移載封裝載體往復於預壓合位置與主要壓合位置之間，第三視覺定位模塊293隻需對封裝載體作一次視覺定位，即可完成多層晶片的堆棧，故可提升生產的效率。
[0049]如前所述超薄晶片在粘晶時，因為溢膠的考慮，因此必需用薄膜膠材(film)來貼合超薄晶片至封裝載體或其上的晶片。薄膜膠材貼合必需配合溫度與壓合時間來使材料接近完全固化，通常需要I秒 2秒。因此若以傳統機構完成晶片取放並壓合，步驟周期(cycle time)將很長(約1.5 sec 2.5 sec),故會造成生產效率不佳。若採用預壓合及主要壓合的分段步驟，，由於預壓合動作約需要0.1 sec，故整個預壓合步驟的cycle time可以是0.6 sec。本發明實施例中主要壓合模塊有4個壓合頭，壓合動作約需要2 sec,但一次完成4晶片的主要壓合。因此主要壓合步驟的cycle time約為0.6 sec。然,預壓合及主要壓合的分段步驟是分軌道且幾乎同時被執行，故整個壓合步驟的cycle time仍約為
0.6 sec,約是現有傳統機構所需2.5 sec的4分之一，故上述實施例與現有技術相比有約4倍的生產效率的提升。
[0050]上述實施例中，第一進料輸送機構211、二進料輸送機構212及出料傳送機構28可包括傳送平臺、真空吸附裝置或夾持裝置以利封裝載體的傳送，前兩者並可進一步另具有加熱裝置，能增進薄膜膠材的固化。
[0051]本發明的技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術的人士仍可能基於本發明的教示及揭示而作種種不背離本發明精神的替換及修飾。因此，本發明的保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明的替換及修飾，並為以下的申請專利範圍所涵蓋。
【權利要求】
1.一種粘著半導體晶片的裝置，是用於將晶片粘著固定或多晶片堆棧於封裝載體上，其特徵在於:包括: 一預壓模塊，會取放並施加壓力使至少一個晶片與一封裝載體或一封裝載體上另一晶片進行預壓合； 一主要壓合模塊，包括多個壓合頭，會同時施壓多個已完成預壓合的晶片，並使該多個晶片與一封裝載體或一封裝載體上另多個晶片進行主要壓合； 一第一進料輸送機構；以及 一第二進料輸送機構，該第一進料輸送機構及該第二進料輸送機構分別傳送封裝載體至所述預壓模塊執行預定壓合的位置，及分別傳送或停留已完成預壓合的封裝載體於所述主要壓合模塊執行主要壓合的位置； 其中，所述預壓模塊執行預定壓合的位置及所述主要壓合模塊執行主要壓合的位置均位於所述第一進料輸送機構及所述第二進料輸送機構上。
2.根據權利要求1所述粘著半導體晶片的裝置，其特徵在於:還包括: 一晶圓承載模塊，承載一晶圓，該晶圓包括多個晶片； 一晶片取放模塊，包括至少一個取放頭，自該晶圓承載模塊上的該晶圓拾取至少一個晶片；以及 一定位臺機構，供該晶片取放模塊放置該晶片，並調整該晶片的位置或角度； 其中，所述預壓模塊包括至少一個取放頭，自所述定位臺機構拾取至少一個晶片，並放置於一封裝載體上。
3.根據權利要求2所述粘著半導體晶片的裝置，其特徵在於:所述預壓模塊包括至少兩個取放頭，所述主要壓合模塊包括至少兩個壓合頭，所述晶片取放模塊包括至少兩個取放頭。
4.根據權利要求3所述粘著半導體晶片的裝置，其特徵在於:所述預壓模塊的至少兩個取放頭是單獨控制施加於晶片的力量，及所述主要壓合模塊的至少兩個壓合頭是單獨控制控制施加於該晶片的力量。
5.根據權利要求2所述粘著半導體晶片的裝置，其特徵在於:還包括: 一第一視覺辨識單元，設置於所述晶圓承載模塊的上方，用以擷取該晶圓的影像；及 一第二視覺辨識單元，設置於所述定位臺機構的上方，用以擷取該該定位臺機構上的晶片的影像。
6.根據權利要求1所述粘著半導體晶片的裝置，其特徵在於:還包括一出料傳送機構，該出料傳送機構會自所述第一進料輸送機構及所述第二進料輸送機構接受已完成主要壓合的封裝載體。
7.根據權利要求1所述粘著半導體晶片的裝置，其特徵在於:所述第一進料輸送機構及所述第二進料輸送機構各包括一用於移載封裝載體的單一載臺，且所述載臺往復移載封裝載體於所述預壓模塊執行預定壓合的位置及所述主要壓合模塊執行主要壓合的位置之間。
8.根據權利要求1所述粘著半導體晶片的裝置，其特徵在於:還包括一第三視覺辨識單元，該第三視覺辨識單元用以擷取位於所述第一進料輸送機構及所述第二進料輸送機構上的封裝載體的圖像，其中所述預壓模塊藉由該第三視覺辨識單元擷取封裝載體的影像，可控制該晶片固定於封裝載體的位置。
9.根據權利要求8所述粘著半導體晶片的裝置，其特徵在於:所述第三視覺辨識單元分別擷取晶片和封裝載體的影像，或同時擷取晶片和封裝載體的共同影像。
10.根據權利要求1所述粘著半導體晶片的裝置，其特徵在於:所述預壓模塊於所述第一進料輸送機構及所述第二進料輸送機構其中之一上進行預定壓合，及所述主要壓合模塊同時於所述第一進料輸送機構及所述第二進料輸送機構中另一者上進行主要壓合，在完成前述預定壓合及主要壓合後，所述第一進料輸送機構及所述第二進料輸送機構再分別交換進行預定壓合及主要 壓合。
【文檔編號】H01L21/677GK103579056SQ201310501577
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月23日 優先權日:2013年10月23日
【發明者】石敦智 申請人:蘇州均華精密機械有限公司