專利名稱：把半導體芯片安裝到柔性基片上的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于把半導體芯片安裝到柔性基片上的方法和裝置。
在半導體工業(yè)中，除了用經(jīng)證實的金屬基片之外，日益增多地使用諸如BGA柔性帶之類的柔性基片。而且，這種柔性帶越來越薄并且達到僅50微米的厚度。這導致了安裝半導體芯片的困難，這些困難表現(xiàn)在半導體芯片和柔性帶之間的膠合劑厚度不規(guī)則、半導體芯片位置傾斜(歪斜)及不正確。此外，在最終硬化前可能發(fā)生膠合劑到處流動、沾染、在不同的相中局部地分開，等等，這些可以嚴重地損害膠合連接的質(zhì)量。還可由此產(chǎn)生連接墊的污染。
本發(fā)明的目的是是提出一種方法和一種裝置，用之可以可靠和高質(zhì)量地在柔性基片上裝備上半導體基片。
本發(fā)明以權(quán)利要求1為特征。本發(fā)明的進一步擴展由從屬權(quán)利要求得出。
根據(jù)本發(fā)明，上述任務(wù)的解決在于至少在膠合劑的硬化過程中把基片在一個水平支持面上保持平坦，但是優(yōu)選地在安裝過程的全部關(guān)鍵時相中把基片在一個水平支持表面上保持平坦。
用第一方案，所謂管芯接合機的自動裝配機上配備有加熱板用于在施加半導體芯片后立即硬化膠合劑。加熱板在面對基片的支持表面上有槽或者說槽溝，可在槽溝中施加真空把基片保持平坦直到膠合劑硬化。另外，優(yōu)選地，自動裝配機配備一個支撐板，支撐板也有槽或者說槽溝，可在槽溝中施加真空以在施膠合劑的過程中及放置半導體芯片的過程中把基片的整個區(qū)域抽吸到水平的表面上。
這個方案特別適用于處理所謂的陣列基片，用陣列基片把半導體芯片的基片點位相互衡接地以n行和m列的區(qū)塊中安排在基片上。一般用三個步驟安裝半導體芯片在第一步驟中，在分配臺向基片點位施放膠合劑。在第二步驟中，在接合臺把半導體芯片放置基片點位上。在第三步驟中把膠合劑硬化。為了使膠合劑的硬化有足夠的時間，這種陣列基片的處理在區(qū)塊中進行如下當一個區(qū)塊以其n×m基片點位裝備以半導體芯片后就立即釋放真空并且沿輸送方向推進基片。在此同時把支撐板和加熱板沿與輸送方向相反的方向向回移動到預定的開始位置。然后，向支撐板以及加熱板施加真空從而使基片平坦舖放并且固定在支撐板上，并且還固定在加熱板上。接著，在分配臺對下一個n×m基片點位向基片點位施放膠合劑以及，在接合臺已經(jīng)施放膠合劑的基片點位上逐列地裝備半導體芯片。在一列充分裝備時，然后不釋放真空地，把支撐板和加熱板一起沿輸送方向推進，以裝備下一列。因此基片保持固定在支撐板和加熱板上并且與它們一直移動。在裝備一個區(qū)塊的最后一列后，通過釋放真空、推進基片和返回支撐板和加熱板用說明了的方式開始下一個周期。
用兩個或者三個加熱位置形成加熱板可以把固化時間加倍或者提高到三倍。為了能夠相對高地保持自動裝配機的吞吐量，用這個方案應當使用相對快速固化的膠合膠。
在某些應用時，當膠合劑僅部分固化時，例如80％時，就可滿足了。其余的在相繼的處理步驟中發(fā)生，例如電線焊接楊上進行接線的過程中。
用第二個方案，膠合劑的硬化不在自動裝備機上進行膠合劑的硬化，而是在烘箱中。在烘箱中渡過的時間中，它確?；教沟嘏m放在支撐物上。對其可以施加真空從而可以把基片吸在其上的一個有槽或者槽溝的板起所述支撐物的作用。所述板本身可以，但是不必須加熱。以此方案也可以采用緩慢固化的膠合劑。
本發(fā)明還涉及在安裝質(zhì)量上產(chǎn)生顯著的改進。因為在膠合劑硬化的過程中基片保持平坦，在基片和芯片之間形成恒定厚度的膠合劑層在硬化過程中，膠合劑不再能彎曲夠基片。而且達到膠合劑較大的一致性同時有合于慣例的硬化，例如膠合劑的不同成分可以分門別類地進入多銀區(qū)域和少銀的區(qū)域，甚至可以發(fā)生空白。
而且，基片平坦舖放在加熱板上可以保證從加熱板向膠合劑可靠的熱傳輸。因為熱傳輸?shù)馁|(zhì)量對完全硬化膠合劑所述必需的時間有決定性的影響，這點有很大的重要性。
下面參照附圖更加詳細地說明本發(fā)明還涉及的實施例。附圖中

圖1用于安裝半導體芯片的一種裝置，圖2支撐板和加熱板，圖3基片，以及圖4和5一個烘箱圖1示一種把半導體芯片1安裝到一個柔性2上的裝置的示意圖。所述裝置有一個分配臺3，用于把膠合劑4施放在基片2的基片點位5上(圖3)；一個接合臺6用于用半導體芯片1裝備基片點位5和一個固化臺7用于硬化一個接一個地沿基片2的輸送方向安排的膠合劑4。固化臺7含有一個可移動的加熱板9，其面對基片2的支撐表面10有槽11，對所述槽可以施放真空以向下抽吸基片2。而且，安裝裝置含有一個支撐板12，可以與加熱板一起移動，支撐板12也有槽11，對所述槽11可以施放真空以向下抽吸基片2?？梢栽O(shè)兩個驅(qū)動器沿輸送方向8以及沿與輸送方向8成直角的方向13(圖2)移動加熱板9和支撐板12。
圖2示出支撐板12和加熱板9的平面圖。支撐板12和加熱板9機械地牢固連接，但是由一個間隙14分開。以此方式避免大量的熱從加熱板9傳輸?shù)街伟?2上，從而只有在基片點位位于加熱板9上時才開始硬膠合劑4。槽11經(jīng)鉆孔15連接到真空源。各個槽11的位置和選擇得使基片可以在其整個區(qū)域上被向下抽吸，從而它絕對平坦地坐落在支撐板12上或者加熱板9上。加熱板9有兩個有槽11的區(qū)域從而膠合劑可以在兩個周期上固化膠合劑4。
圖3示出基片2的平面圖?；c位5安排在m行17和n列18的區(qū)塊16中。在所述的實施例中，m＝3而n＝4。列18到列18的距離用C標志，而從區(qū)塊16到區(qū)塊16的距離用B標志。
在安裝裝置的工作中，基片點位5按區(qū)塊處理在分配臺6，向第一區(qū)塊16中的基片點位5施放膠合劑。在接合臺6，向第二區(qū)塊19的基片點位5上放置芯片1。在固化臺7，對第三和第四區(qū)塊16的基片點位5進行硬化。取決于即時的臺，四個區(qū)塊16屬于相同的基片2或者屬于不同的基片2。按區(qū)塊處理意味著，在處理區(qū)塊16的m*n基片點位5的過程中，基片連續(xù)地保持固定在支撐板12和加熱板9上。只有在區(qū)塊16的m*n個基片點位5完全裝備半導體芯片1時才釋放真空，然后按距離B-(n-1)*C沿輸送方向8推進基片2。同時，按距離(n-1)*C逆輸送方向8移動支撐板12和加熱板9返回到預定的開始位置。此后，向支撐板12的槽11施加真空以及向加熱板9的槽施加真空，從而使基片2平坦地坐落在和固定在支撐板12以及加熱板9上。接著，在分配臺3把膠合劑4施放到下一個區(qū)塊16的基片點位5上然后，在接合臺6，已經(jīng)施放膠合劑4的基片點位5上逐列地裝備半導體芯片1。在一列18充分裝備時，不釋放真空地，按距離C和加熱板9一起沿輸送方向推進支撐板12，以裝備下一列18。如此辦理時，基片2保持固定在支撐板12和加熱板9上并且與它們一直移動。在裝備一個區(qū)塊16的最后一列18后，通過釋放真空、按距離B-(n-1)*C推進基片2和按距離(n-1)*C返回支撐板12和加熱板9以說明過的方式下一個周期。
如果接合臺6總是在一個預定的位置放置半導體芯片1，還沿方向13，即正交于輸送方向8，移動支撐板12和加熱板9，以裝備放在列18內(nèi)的m個基片點位。
圖4示出固化膠合劑4的烘箱19的橫截面。烘箱19有一個帶有數(shù)個板21的板夾20，板21上有槽11，可以對槽11施加真空以向下抽吸基片2。板夾20烘箱9外相對冷的條件下加載基片2，然后向其板21的槽11施加真空，從而在開始硬化前把基片2平坦地坐落在板21上。
圖5示出另一個烘箱19的截面圖，烘箱19形成為一種連續(xù)烘箱。半導體芯片1的基片2一個接一個地沿饋送方向通過烘箱19。基片2坐落在板21上，板21有槽11，可以對槽11施加真空以向下抽吸基片2，從而使它們平坦地坐落在板12上。
權(quán)利要求
1.一種方法，用于把半導體芯片(1)安裝到柔性基片(2)上，其中在分配臺(3)向基片(2)上的預定的基片點位(5)上施放膠合劑(4)，在接合臺(6)把半導體芯片(1)放置基片點位(5)上，并且在固化臺(7)，把膠合劑(4)固化，其特征在于，在固化膠合劑(4)的過程中，借助于真空把基片(2)固定在一個平坦的支撐表面(10)上。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，膠合劑(4)的固化發(fā)生在緊接在接合臺(6)后的加熱板(9)上，加熱板(9)有槽(11)，對槽(11)可以施加真空以向下抽吸基片(2)。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，膠合劑(4)的固化發(fā)生在與接合臺分開的烘箱(19)中。
4.權(quán)利要求1或2所述的方法，用于裝備具有安排在區(qū)塊(16)中的基片點位(5)的基片(2)，其特征在于，在裝備區(qū)塊(16)的整個過程中基片(2)都借助于真空固著在加熱板(9)上。
5.裝置，用于把半導體芯片(1)安裝到柔性基片(2)上，具有一個分配臺(3)，用于向基片(2)上施放膠合劑(4)；和一個接合臺(6)，用于用半導體芯片(1)裝備基片(2)，其特征在于，沿基片(2)的輸送方向(8)在接合臺(6)后面安排一個加熱板(9)，加熱板(9)有槽(11)，可以對槽(11)施加真空，用于向下抽吸基片(2)。
6.權(quán)利要求所述5的裝置，其特征在于，對基片(2)提供一個支撐板(12)，支撐板(12)有槽(11)，可以對槽(11)施加真空，用于在施放膠合劑(4)的過程中和放置半導體芯片(1)的過程中把基片(2)平坦地固定，并且支撐板(12)和加熱板(9)可以一起沿輸送方向(9)移動和沿與輸送方向成直角地移動。
全文摘要
分三個步驟把半導體芯片(1)安裝到柔性的基片(2)上:首先在分配臺(3)向基片(2)上的預定的基片點位(5)上施放膠合劑(4),然后在接合臺(6)把半導體芯片(1)放置在基片點位(5)上。最后固化膠合劑(4)。根據(jù)本發(fā)明,在硬化膠合劑(4)的過程中,借助于真空把基片(2)固定在一個平坦的支撐表面(10)上。
文檔編號H01L21/58GK1330400SQ0111757
公開日2002年1月9日 申請日期2001年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月3日
發(fā)明者羅內(nèi)·約瑟夫·烏爾里奇 申請人:Esec貿(mào)易公司