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1、(10)申请公布号 CN 102842514 A (43)申请公布日 2012.12.26 C N 1 0 2 8 4 2 5 1 4 A *CN102842514A* (21)申请号 201110368858.X (22)申请日 2011.11.09 100121501 2011.06.20 TW H01L 21/58(2006.01) (71)申请人华新丽华股份有限公司 地址中国台湾326桃园县杨梅市高山里高 狮路566-3号 (72)发明人罗伟诚 陈明堂 周庭羽 吴荣昆 姜崇义 (74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公 司 31100 代理人郭蔚 (54) 发明名称 芯片结合方法 (。
2、57) 摘要 一种芯片结合方法，其包括下列步骤。移转至 少一芯片至一载板上并再提供一负压环境。加热 至少一芯片及/或载板并施加一正向压力于至少 一芯片上。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 1/1页 2 1.一种芯片结合方法，包括： 提供一负压环境并移转至少一芯片至一载板上；以及 加热该至少一芯片及/或该载板并施加一正向压力于该至少一芯片上。 2.根据权利要求1所述的芯片结合方法，其特征在于，提供该负压环境的步骤更包括 提供小于一大气压的。
3、环境。 3.根据权利要求1所述的芯片结合方法，其特征在于，移转该至少一芯片至该载板上 的步骤更包括对位该至少一芯片于该载板上的一步骤。 4.根据权利要求1所述的芯片结合方法，其特征在于，该加热的步骤包括加热该至少 一芯片及/或该载板至150以上。 5.根据权利要求1所述的芯片结合方法，其特征在于，施加该正向压力的步骤包括提 供一机械正向力或一气压正向力。 6.根据权利要求5所述的芯片结合方法，其特征在于，提供该气压正向力的步骤包括 提供一气体于该至少一芯片上。 7.根据权利要求6所述的芯片结合方法，其特征在于，提供该气体的步骤包括提供一 惰性气体。 8.根据权利要求1所述的芯片结合方法，其特征。
4、在于，更包括提供至少一焊垫于该载 板上。 9.一种芯片结合方法，包括： 同时移转多个芯片至一载板上；以及 加热该多个芯片及/或该载板并施加一正向压力于该多个芯片上； 其中，于移转该多个芯片的步骤时于室温下进行。 10.根据权利要求9所述的芯片结合方法，其特征在于，其更包含于该载板上对位该多 个芯片的步骤。 11.根据权利要求9或第10所述的芯片结合方法，其特征在于，于加热该多个芯片及/ 或该载板并施加一正向压力于该多个芯片上的步骤之前更包含提供一负压环境的步骤。 权 利 要 求 书CN 102842514 A 1/4页 3 芯片结合方法 【 技术领域 】 0001 本发明是有关于一种芯片结合方。
5、法，且特别是有关于一种用以进行芯片对位、加 压及加热的芯片结合方法。 【 背景技术 】 0002 黏晶(die bonding)是半导体制程中十分重要的步骤的一，其将晶圆切割后的芯 片(di e)取出并黏着固定在载板上，以供后续打线接合及封装等步骤。又，芯片黏合程序 完成后必须进行烘烤以固化黏胶，故必须将黏有芯片的载板送进烤箱中烘烤。另外一种共 晶黏晶(eutectic die bonding)方法，于载板端加热及/或芯片端加热的方式，使两金属 层加热至共晶温度而黏合，藉以克服金属键合的能量障碍，促使芯片黏合于载板上。但若载 板的加热区域大，易使未焊接区域因持续受热而累积过多热量，致使产生不良。
6、热效应。但若 加热区域小，或称局部区域加热，芯片需进入焊接区域(bonding area)后，方才受热，需费 时等候加热的时间，导致产能降低。 0003 此外，温度掌控亦为一个大课题。由于现今的共晶黏晶机为单颗芯片逐一黏合于 载板上，除了生产效率低落之外，压焊头的力量与分布若控制不当，容易造成芯片损伤，影 响芯片效能。除此之外，当单一芯片黏合时若需同时将焊接区的温度升高至特定温度以上， 则需精确地掌控温度，且已焊接芯片的区域与未焊接芯片的区域因持续受热而会累积过多 热量，造成不良热效应而影响后续的制程。 【 发明内容 】 0004 本发明有关于一种芯片结合方法，将芯片吸取、置放、对位用的芯片移。
7、转装置、通 气装置以及加热装置结合，并以机械正向力或以气体施予正向压力于至少一芯片上，不仅 可对整批次芯片及载板同时加热，以减少热累积效应，同时更兼具保护芯片效果，提升生产 效率。 0005 根据本发明的一方面，提出一种芯片结合方法，其包括下列步骤。提供一负压环境 并移转至少一芯片至一载板上。加热至少一芯片及/或载板并施加一正向压力于至少一芯 片上。 0006 为了对本发明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所 附图式，作详细说明如下： 【 附图说明 】 0007 图1A及图1B分别绘示依照本发明一实施例的芯片结合设备的示意图及腔室内部 的示意图。 0008 图2绘示依照本。
8、发明一实施例的芯片结合方法的流程图。 0009 【主要组件符号说明】 0010 100：芯片结合设备 说 明 书CN 102842514 A 2/4页 4 0011 101：晶圆 0012 102：芯片 0013 104：载板 0014 105：界面金属 0015 106：焊垫 0016 110：腔室 0017 120：芯片移转装置 0018 122：吸取器 0019 124：对位器 0020 126：芯片压头 0021 130：加热装置 0022 140：通气装置 0023 142：泵 0024 S10S50：步骤 【 具体实施方式 】 0025 本实施例的芯片结合设备及方法，涵盖芯片吸取及。
9、置放系统(例如吸取器)、芯片 与载板接合的对位系统(例如对位器)、腔体抽气及进气系统(以下称为通气装置)、对于 芯片施加机械压力或气体压力的调整系统(例如泵或芯片压头)、以及腔体加热及温控系 统(以下称为加热装置)。本实施例的芯片结合设备可通过多个吸取器同时吸附多个芯片， 并移转至载板上，的后再通过对位器的定位以放置各个芯片于载板相对应的位置上，以完 成整批次芯片与载板的接合。加热装置(例如加热炉)可单独或同时置放于腔体内，并对 整批次芯片及载板同时加热，故不同焊接区域亦无热累积的顾虑。再者，芯片压头或通气装 置于加热至少一芯片及/或载板时，于芯片上方施加机械压力、气体压力或是上述两者的 组合。
10、，且使气体均匀分布于各个芯片上，避免造成芯片损伤，兼具保护芯片效果。上述的芯 片结合设备及方法可应用在发光二极管芯片与载板的接合上，载板可为导线架、玻璃基板、 印刷电路板或金属基板等，本实施例对载板不加以限制。 0026 以下提出各种实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并非用以限缩 本发明欲保护的范围。 0027 请参照图1A及图1B，其分别绘示依照本发明一实施例的芯片结合设备的示意图 及腔室内部的示意图。芯片结合设备100包括一腔室110、一芯片移转装置120、一加热装 置130以及一通气装置140。芯片移转装置120用以移转至少一芯片102于腔室110内的 一载板104上。加热装。
11、置130用以加热腔室110内的至少一芯片102及/或载板104。通 气装置140使气体连通腔室110，以提供一负压环境于腔室110内或提供一正向压力于至少 一芯片102上。 0028 详细而言，芯片移转装置120包括多个吸取器122可同时吸取晶圆101切割后的 多个芯片102，并移转至载板104上，以进行后续的对位。此外，芯片移转装置120更包括 一对位器124，用以对位并移转此些芯片102于载板104上，以完成整批次芯片102与载板 104的接合。值得注意的是，本实施例于对位时不特别加温、亦不施加压力于芯片102上，在 说 明 书CN 102842514 A 3/4页 5 做法上与传统的共晶。
12、黏晶机采单颗芯片逐一黏合，必须等待接口金属的温度达到金属液态 或共晶温度以上的做法不同。 0029 由于本实施例于对位之前，先于载板104上涂布接口金属105(例如焊锡或金锡 合金)，去除氧化并帮助芯片102黏合，随后以对位器124同时将多个芯片102放置于载板 104上相对应的焊垫106(bonding pad)，此时不施加压力与加温(例如于室温及一大气压 力下)，因此能加快生产效率。 0030 另外，当芯片移转装置120移转至少一芯片102于腔室110内的载板104上时，通 气装置140提供一负压环境于腔室110内。负压环境例如是小于一大气压的环境，更可为 压力很小(例如0.1torr)或。
13、接近真空状态的环境。在本实施例中，通气装置140包括一泵 142，使气体连通腔室110，用以抽离腔室110内的气体以形成负压环境。 0031 接着，当芯片102与载板104在负压环境下完成对位的后，接口金属105不管是金 锡合金或分别镀在焊垫106上的金层与锡层，可通过对载板104单独加热，或对载板104及 芯片102同时加热，以使接口金属105的温度达到金属液态或共晶温度。在本实施例中，加 热装置130可包括一加热炉，用以加热至少一芯片102及/或载板104至150以上。举例 来说，当接口金属105为锡铅合金时，其共晶温度需达到180以上；当接口金属105为金 锡合金时，其共晶温度均达到20。
14、0以上。 0032 由于加热装置130对整批次芯片102及载板104同时加热，故不同焊接区域无热 累积的顾虑。另外，当进行加热制程时，芯片结合设备100更包括一芯片压头126，用以产生 一机械力于至少一芯片102上，以使至少一芯片102以热压合的方式与载板104接合。 0033 此外，当加热至少一芯片102及/或载板104时，通气装置140可施加一正向压力 于至少一芯片102上。举例来说，当泵142在对位时提供所需的负压环境后，若不需再抽离 腔室110内的气体时，泵142更可经由进气口提供一惰性气体，惰性气体例如是氮气、氩气。 惰性气体形成正向压力于至少一芯片102上，避免造成芯片102损伤，。
15、兼具保护芯片102效 果。 0034 接着，请参考图2，其绘示依照本发明一实施例的芯片结合方法的流程图。步骤 S10提供一负压环境。步骤S20移转至少一芯片至一载板上。步骤S20更包括对位至少一 芯片于载板上。步骤S30停止抽气。步骤S40加热至少一芯片及/或载板。步骤S50施加 一正向压力于至少一芯片上。 0035 以下以图1A及图1B的芯片结合设备100来说明图2的各个步骤S 10S60。请 参照图1A、图1B及图2，当芯片移转装置120移转至少一芯片102于腔室110内的载板104 上时，通气装置140提供一负压环境于腔室110内，以进行步骤S10及S20。芯片移转装置 120包括多个吸。
16、取器122以及一对位器124，吸取器122可同时吸取多个芯片102，并移转至 载板104上，的后再以对位器124进行对位。载板104上更包括至少一焊垫106，以提供对 位器124的对位，如此吸取器122可将多个芯片102放置在相对应的焊垫106上。 0036 此外，通气装置140包括一泵142，使气体连通腔室110，用以抽离腔室110内的气 体以形成负压环境。在步骤S30中，当通气装置140停止抽气时，泵142更可提供一惰性气 体以形成正向压力于至少一芯片102上，以进行步骤S50。 0037 在步骤S50中，除了提供气压正向力之外，芯片结合设备100更包括一芯片压头 126，用以产生一机械正。
17、向力于至少一芯片102上，以使至少一芯片102以热压合的方式与 说 明 书CN 102842514 A 4/4页 6 载板104接合。 0038 另外，在步骤S40中，加热装置130用以加热腔室110内的至少一芯片102及/或 载板104。在一实施例中，此步骤S40包括加热至少一芯片102及/或载板104至150以 上，以使接口金属105达到共晶温度以上。 0039 本发明上述实施例所揭露的芯片结合设备及方法，将芯片吸取、置放、对位用的芯 片移转装置、通气装置以及加热装置结合，以机械正向力或以气体施予芯片压力，不仅可对 整批次芯片及载板同时加热，以减少热累积效应，同时更兼具保护芯片效果，提升生产效 率。 0040 综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发 明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动 与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。 说 明 书CN 102842514 A 1/2页 7 图1A 图1B 说 明 书 附 图CN 102842514 A 2/2页 8 图2 说 明 书 附 图CN 102842514 A 。