本發(fā)明涉及芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種倒裝芯片鍵合裝置及其鍵合方法。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品日益朝著輕、薄以及小型化方向發(fā)展。由于倒裝芯片鍵合技術(shù)具有縮小芯片封裝面積以及縮短信號傳輸路徑等諸多優(yōu)點，因此已經(jīng)廣泛應(yīng)用于芯片封裝領(lǐng)域。

請參考圖1，其為現(xiàn)有技術(shù)的倒裝芯片鍵合裝置進行芯片鍵合的示意圖。如圖1所示，現(xiàn)有的倒裝芯片鍵合工藝主要包括以下步驟：首先，提供準備鍵合的芯片2和基底4，所述芯片2具有器件面3；接著，將所述芯片2以器件面3向上的方式放置在承載臺1上；然后，利用第一機械手5抓取所述芯片2并進行翻轉(zhuǎn)；之后，通過所述第一機械手5將所述芯片2交接給第二機械手6，在所述第二機械手6將所述芯片2移動到基底4的上方后，通過ccd圖像傳感器7將所述芯片2的對位標記與所述基底4的對位標記進行對準；最后，通過所述第二機械手6將所述芯片2下壓完成鍵合。

在上述倒裝芯片鍵合工藝過程中，利用倒裝芯片鍵合裝置(flipchipbondingdevice)將芯片2倒置，并將所述芯片2直接鍵合到基底4上，使得所述芯片2與基底4形成互連結(jié)構(gòu)。然而，由于現(xiàn)有的倒裝芯片鍵合裝置一次下壓(約30秒)只能鍵合一顆芯片，整個工藝流程是串行完成的，因此產(chǎn)率非常低，難以滿足量產(chǎn)需求。

基此，如何改善現(xiàn)有技術(shù)中倒裝芯片鍵合裝置的產(chǎn)率低，難以滿足量產(chǎn)需求的問題已經(jīng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種倒裝芯片鍵合裝置及其鍵合方法，以解決現(xiàn)有的倒裝芯片鍵合裝置的產(chǎn)率低，難以滿足量產(chǎn)需求的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種倒裝芯片鍵合裝置，所述倒裝芯片鍵合裝置包括：

所述第一基臺用于承載芯片，第一機械手用于拾取和傳輸所述芯片；

所述第二基臺用于承載所述轉(zhuǎn)接載板，所述轉(zhuǎn)接載板用于臨時放置所述芯片；

所述基準板設(shè)置于所述第二基臺的上方，用于對所述芯片在所述轉(zhuǎn)接載板上的放置位置進行對位；

所述第三基臺用于承載基底，所述基底用于與放置在所述轉(zhuǎn)接載板上的芯片鍵合；

所述第一基臺、第二基臺、第三基臺和第一機械手由所述控制系統(tǒng)統(tǒng)一控制，均能夠?qū)崿F(xiàn)多自由度運動。

優(yōu)選的，在所述的倒裝芯片鍵合裝置中，所述芯片上設(shè)置有芯片標記，所述基底上設(shè)置有基底標記，所述轉(zhuǎn)接載板上設(shè)置有載板標記，所述基準板上設(shè)置有基準板標記。

優(yōu)選的，在所述的倒裝芯片鍵合裝置中，所述載板標記的形狀與所述基底標記的形狀彼此不同，所述基準板標記的形狀與所述載板標記的形狀彼此不同。

優(yōu)選的，在所述的倒裝芯片鍵合裝置中，還包括一對準系統(tǒng)，所述對準系統(tǒng)根據(jù)所述控制系統(tǒng)的指令對所述芯片標記、基底標記、載板標記和基準板標記進行位置測量，實現(xiàn)所述芯片與所述轉(zhuǎn)接載板以及所述轉(zhuǎn)接載板與基底的對準。

優(yōu)選的，在所述的倒裝芯片鍵合裝置中，所述對準系統(tǒng)包括：第一雙面對準裝置、第二雙面對準裝置和單面對準裝置；

所述第一雙面對準裝置與所述第一機械手固定連接，用于同時測量所述載板標記和基準板標記的位置；

所述第二雙面對準裝置位于所述第三基臺的下方，用于同時測量所述基底標記和載板標記的位置；

所述單面對準裝置固定設(shè)置于所述基準板的下方，用于測量所述芯片標記 的位置。

優(yōu)選的，在所述的倒裝芯片鍵合裝置中，所述第一雙面對準裝置包括光源系統(tǒng)、照明光學(xué)系統(tǒng)、分光棱鏡、轉(zhuǎn)向棱鏡和成像光學(xué)系統(tǒng)，用于形成第一對準光路和第二對準光路；

其中，所述第一對準光路由所述光源系統(tǒng)發(fā)射的寬帶光源，經(jīng)過所述照明光學(xué)系統(tǒng)，通過所述分光棱鏡偏轉(zhuǎn)至所述轉(zhuǎn)向棱鏡，通過所述轉(zhuǎn)向棱鏡偏轉(zhuǎn)至所述載板標記，經(jīng)所述載板標記反射，通過所述轉(zhuǎn)向棱鏡再次偏轉(zhuǎn)后，經(jīng)過所述分光棱鏡，傳遞至所述成像光學(xué)系統(tǒng)形成；

其中，所述第二對準光路由所述光源系統(tǒng)發(fā)射的寬帶光源，經(jīng)過所述照明光學(xué)系統(tǒng)，通過所述分光棱鏡，經(jīng)過反射鏡反射至所述轉(zhuǎn)向棱鏡，通過所述轉(zhuǎn)向棱鏡偏轉(zhuǎn)至所述基準板標記，經(jīng)所述基準板標記反射，通過所述轉(zhuǎn)向棱鏡再次偏轉(zhuǎn)后，經(jīng)過所述反射鏡反射，及分光棱鏡偏轉(zhuǎn)，傳遞至所述成像光學(xué)系統(tǒng)形成。

優(yōu)選的，在所述的倒裝芯片鍵合裝置中，所述照明光學(xué)系統(tǒng)包括設(shè)置在第一對準光路和/或第二對準光路上的一個或者多個照明鏡組、快門及光闌。

優(yōu)選的，在所述的倒裝芯片鍵合裝置中，所述第二雙面對準裝置與所述第一雙面對準裝置的結(jié)構(gòu)相同。

優(yōu)選的，在所述的倒裝芯片鍵合裝置中，所述第一機械手包括：實現(xiàn)水平向運動的第一運動機構(gòu)、實現(xiàn)z向運動的第二運動機構(gòu)，用于連接所述第一運動機構(gòu)和第二運動機構(gòu)的連接件，以及用于吸附芯片的透明吸盤；其中，所述透明吸盤安裝于所述第二運動機構(gòu)中遠離所述第一運動機構(gòu)的一側(cè)。

優(yōu)選的，在所述的倒裝芯片鍵合裝置中，還包括：頂針機構(gòu)，所述頂針機構(gòu)與所述第一基臺連接，用于頂起芯片，以便于所述第一機械手拾取所述芯片。

優(yōu)選的，在所述的倒裝芯片鍵合裝置中，還包括：載片庫、基片庫、第二機械手和第三機械手；所述載片庫靠近所述第一基臺，用于放置載片；所述基片庫靠近所述第三基臺，用于放置所述芯片與基底鍵合完畢的基片；所述第二機械手通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)對所述載片的抓取與傳輸，所述第三機械手通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)對基片的抓取與傳輸。

優(yōu)選的，在所述的倒裝芯片鍵合裝置中，所述轉(zhuǎn)接載板的外形尺寸小于或 等于所述基底的外形尺寸。

本發(fā)明還提供了一種倒裝芯片鍵合方法，所述倒裝芯片鍵合方法包括：

提供一載片，所述載片上排布有一組芯片，通過第一基臺將所述芯片移動到預(yù)定拾取位置，利用頂針機構(gòu)頂起所述芯片的同時通過第一機械手拾取所述芯片；

移動所述第一機械手，使得所述芯片的芯片標記位于單面對準裝置的焦面位置，同時使得基準板的基準板標記位于第一雙面對準裝置的上焦面位置；

通過第二基臺調(diào)整所述轉(zhuǎn)接載板的位置，使得所述轉(zhuǎn)接載板的載板標記位于所述第一雙面對準裝置的下焦面位置；

通過所述單面對準裝置測量所述芯片的芯片標記的位置，同時通過所述第一雙面對準裝置分別測量所述載板標記和所述基準板標記的位置；

根據(jù)所述單面對準裝置和第一雙面對準裝置的測量數(shù)據(jù)調(diào)整所述第二基臺的姿態(tài)，進而將所述轉(zhuǎn)接載板調(diào)整到的臨時承載位置；

通過所述第一機械手將芯片下壓到所述轉(zhuǎn)接載板上；

重復(fù)上述步驟，將所述載片上的芯片逐個放置到所述轉(zhuǎn)接載板上，直至整片轉(zhuǎn)接載板臨時承載完畢；

提供一基底；以及

將放置在所述轉(zhuǎn)接載板上的芯片一次性鍵合到所述基底上。

優(yōu)選的，在所述的倒裝芯片鍵合方法中，將臨時放置在所述轉(zhuǎn)接載板上的芯片一次性鍵合到所述基底上的過程包括：

調(diào)整第二雙面對準裝置的位置，使得所述基底的基底標記位于所述第二雙面對準裝置的上焦面位置；

通過第二基臺將所述轉(zhuǎn)接載板移動到所述第二雙面對準裝置的下方，使得所述轉(zhuǎn)接載板的載板標記位于所述第二雙面對準裝置的下焦面位置；

通過所述第二雙面對準裝置同時測量所述基底標記和載板標記的位置；

根據(jù)所述第二雙面對準裝置的測量結(jié)果調(diào)整所述第二基臺的姿態(tài)，進而將所述轉(zhuǎn)接載板調(diào)整到鍵合位置；

移開所述第二雙面對準裝置，通過所述第二基臺將所述轉(zhuǎn)接載板上的芯片一次性鍵合到基底上；

將所述轉(zhuǎn)接載板與所述芯片分離，并通過所述第二基臺將所述轉(zhuǎn)接載板移回臨時承載位置。

重復(fù)上述步驟，直至所述轉(zhuǎn)接載板上的芯片全部鍵合至基底上。

優(yōu)選的，在所述的倒裝芯片鍵合方法中，在將所述載片上的芯片逐個放置到所述轉(zhuǎn)接載板上之前，提供一載片之后，還包括：利用第二機械手從載片庫抓取載片，并將所述載片放置到所述第一基臺上。

優(yōu)選的，在所述的倒裝芯片鍵合方法中，在將臨時鍵合到所述轉(zhuǎn)接載板上的芯片一次性鍵合到所述基底上之后，還包括：通過第三機械手抓取基片，并將所述基片放置到基片庫中。

在本發(fā)明提供的倒裝芯片鍵合裝置及其鍵合方法中，通過采用轉(zhuǎn)接載板逐個吸附芯片，而后將轉(zhuǎn)接載板上的芯片一次性鍵合到基底上，實現(xiàn)了芯片的批量鍵合，有效地提高了倒裝芯片鍵合工藝的效率。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的倒裝芯片鍵合裝置進行芯片鍵合的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例一的倒裝芯片鍵合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例一的第一機械手的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例一的第一雙面對準裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例一的第一對準標記和第二對準標記的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明實施例一的倒裝芯片鍵合方法的流程圖；

圖7是本發(fā)明實施例二的倒裝芯片鍵合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的倒裝芯片鍵合裝置及其鍵合方法作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

【實施例一】

請參考圖2，其為本發(fā)明實施例一的倒裝芯片鍵合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖 2所示，所述倒裝芯片鍵合裝置1000包括：第一基臺110、第二基臺200、第三基臺420、第一機械手160、轉(zhuǎn)接載板170、基準板190和控制系統(tǒng)500；所述第一基臺110用于承載芯片140，第一機械手160用于拾取和傳輸所述芯片140；所述第二基臺200用于承載所述轉(zhuǎn)接載板170，所述轉(zhuǎn)接載板170用于臨時放置所述芯片140；所述基準板190設(shè)置于所述第二基臺200的上方，用于對所述芯片在所述轉(zhuǎn)接載板170的放置位置進行對位；所述第三基臺420用于承載基底430，所述基底430用于與放置在所述轉(zhuǎn)接載板170上的芯片140鍵合；所述第一基臺110、第二基臺200、第三基臺420和第一機械手160由所述控制系統(tǒng)500統(tǒng)一控制，均能夠?qū)崿F(xiàn)多自由度運動。

具體的，所述倒裝芯片鍵合裝置1000包括分離區(qū)域100、對準區(qū)域300和鍵合區(qū)域400，所述分離區(qū)域100用于實現(xiàn)芯片的分離，所述對準區(qū)域100用于實現(xiàn)芯片與轉(zhuǎn)接載板的對準和臨時放置，所述鍵合區(qū)域400用于實現(xiàn)芯片與基底的最終鍵合。其中，所述第一基臺110設(shè)置于所述分離區(qū)域100中，所述基準板190設(shè)置于所述對準區(qū)域300中且位置固定，所述第三基臺420設(shè)置于所述鍵合區(qū)域400中。

所述第一基臺110在所述分離區(qū)域100中移動，所述第一機械手160能夠在分離區(qū)域100與對準區(qū)域300之間來回移動，所述第二基臺200能夠在對準區(qū)域300與鍵合區(qū)域400之間來回移動，所述轉(zhuǎn)接載板170固定安裝于所述第二基臺200上，所述第二基臺200能夠帶動所述轉(zhuǎn)接載板170在對準區(qū)域300與鍵合區(qū)域400之間來回移動。

請繼續(xù)參考圖2，所述轉(zhuǎn)接載板170上排布有吸附單元(圖中未示出)，所述吸附單元用于吸附所述芯片140，使得所述芯片140與轉(zhuǎn)接載板170實現(xiàn)臨時放置。具體吸附的方式在此不做限定，可以是真空吸附、靜電吸附或其他方式，只要能夠有效地吸附芯片140即可。

本實施例中，所述轉(zhuǎn)接載片170的尺寸可根據(jù)實際芯片的尺寸需求進行調(diào)整。優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)接載板170的尺寸小于或等于所述基底430的尺寸，如此能夠提高工藝適應(yīng)性。

所述倒裝芯片鍵合裝置1000的工作過程主要包括芯片分離、芯片與轉(zhuǎn)接載板的臨時放置以及芯片與基底的最終鍵合。其中，芯片分離是通過第一機械手 160實現(xiàn)的。

請參考圖3，其為本發(fā)明實施例一的第一機械手的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，所述第一機械手160包括：實現(xiàn)水平向運動的第一運動機構(gòu)161、實現(xiàn)z向運動的第二運動機構(gòu)163，用于連接所述第一運動機構(gòu)161和第二運動機構(gòu)163的連接件162，以及用于吸附芯片的透明吸盤164；其中，所述透明吸盤164安裝于所述第二運動機構(gòu)163中遠離所述第一運動機構(gòu)161的一側(cè)。

請繼續(xù)參考圖2，所述倒裝芯片鍵合裝置1000還包括頂針機構(gòu)(z-pin)120，所述頂針機構(gòu)(z-pin)120與所述第一基臺110連接，用于頂起芯片140，以便于所述第一機械手160拾取所述芯片140。

進行芯片分離時，所述第一機械手160移動到芯片140正上方，所述頂針機構(gòu)(z-pin)120將芯片140頂起，所述第一機械手160的透明吸盤164拾取芯片140。芯片分離之后，所述第一機械手160利用第一運動機構(gòu)161和第二運動機構(gòu)163的多自由度運動將所述芯片140移動到對準區(qū)域300。

在芯片與轉(zhuǎn)接載板臨時放置之前，需要進行芯片140與轉(zhuǎn)接載板170的對位。在芯片與基底最終鍵合之前，需要進行轉(zhuǎn)接載板170與基底430的對位。為了實現(xiàn)精確對位，每個芯片140的器件面上設(shè)置有芯片標記r1，所述基底430上設(shè)置有基底標記r2，所述轉(zhuǎn)接載板170上設(shè)置有載板標記r3，所述基準板190上設(shè)置有基準板標記r4。

相應(yīng)的，所述倒裝芯片鍵合裝置1000還包括對準系統(tǒng)，所述對準系統(tǒng)根據(jù)所述控制系統(tǒng)500的指令對所述芯片標記r1、基底標記r2、載板標記r3和基準板標記r4進行位置測量，從而實現(xiàn)所述芯片140與所述轉(zhuǎn)接載板170以及所述轉(zhuǎn)接載板170與基底430的精確對位。

請繼續(xù)參考圖2，所述對準系統(tǒng)包括第一雙面對準裝置210、單面對準裝置211和第二雙面對準裝置212，所述第一雙面對準裝置210與所述第一機械手160固定連接，所述第一機械手160能夠帶動第一雙面對準裝置210在分離區(qū)域100和對準區(qū)域300來回移動，所述單面對準裝置211固定安裝于所述基準板190的下方，所述第二雙面對準裝置212活動設(shè)置于所述鍵合區(qū)域400中。

如圖2所示，所述芯片140與轉(zhuǎn)接載板170進行對位時，所述轉(zhuǎn)接載板170的載板標記r3位于與所述第一雙面對準裝置210的下焦面位置，所述基準板190 的基準板標記r4位于所述第一雙面對準裝置210的上焦面位置，所述芯片140的芯片標記r1位于所述單面對準裝置211的焦面位置，所述第一雙面對準裝置210同時測量所述載板標記r3和基準板標記r4的位置，所述單面對準裝置211測量所述芯片標記r1的位置。

所述載板標記r3與轉(zhuǎn)接載板170的位置關(guān)系、所述基準板標記r4與單面對準裝置211的位置關(guān)系都要求離線標定。因此，獲得所述芯片標記r1與基準板標記r4的位置關(guān)系之后，就能夠得到所述載板標記r3與芯片標記r1的位置關(guān)系，從而獲得所述芯片140與轉(zhuǎn)接載板170臨時放置時的位置偏差。根據(jù)所述位置偏差調(diào)整所述轉(zhuǎn)接載板170的位置，能夠?qū)崿F(xiàn)所述芯片140與轉(zhuǎn)接載板170的精確對位，從而保證臨時放置的工藝精度。

如圖2所示，所述轉(zhuǎn)接載板170與基底430進行對位時，所述基底430的基底標記r2位于所述第二雙面對準裝置212的上焦面位置，所述轉(zhuǎn)接載板170的載板標記r3位于所述第二雙面對準裝置212的下焦面位置，所述第二雙面對準裝置212同時測量所述基底標記r2和載板標記r3的位置。

本實施例中，所述第三基臺420的位置是固定的。在本發(fā)明的其他實施例中，所述第三基臺420可以是可活動的，即可通過調(diào)整所述第三基臺420的位置使得所述基底標記r2位于所述第二雙面對準裝置212的上焦面位置。

請參考圖4，其為本發(fā)明實施例一的第一雙面對準裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，所述第一雙面對準裝置210包括：光源系統(tǒng)、照明光學(xué)系統(tǒng)、分光棱鏡、轉(zhuǎn)向棱鏡和成像光學(xué)系統(tǒng)，用于形成第一對準光路和第二對準光路；其中，所述第一對準光路由所述光源系統(tǒng)發(fā)射的寬帶光源11，經(jīng)過所述照明光學(xué)系統(tǒng)，通過所述分光棱鏡15偏轉(zhuǎn)至所述轉(zhuǎn)向棱鏡18，通過所述轉(zhuǎn)向棱鏡18偏轉(zhuǎn)至所述載板標記r3，經(jīng)所述載板標記r3反射，通過所述轉(zhuǎn)向棱鏡18再次偏轉(zhuǎn)后，經(jīng)過所述分光棱鏡15，傳遞至所述成像光學(xué)系統(tǒng)形成；所述第二對準光路由所述光源系統(tǒng)發(fā)射的寬帶光源11，經(jīng)過所述照明光學(xué)系統(tǒng)，通過所述分光棱鏡15，經(jīng)過反射鏡16反射至所述轉(zhuǎn)向棱鏡18，通過所述轉(zhuǎn)向棱鏡18偏轉(zhuǎn)至所述基準板標記r4，經(jīng)所述基準板標記r4反射，通過所述轉(zhuǎn)向棱鏡18再次偏轉(zhuǎn)后，經(jīng)過所述反射鏡16反射，及分光棱鏡15偏轉(zhuǎn)，傳遞至所述成像光學(xué)系統(tǒng)形成。

其中，所述照明光學(xué)系統(tǒng)包括設(shè)置在第一對準光路和/或第二對準光路上的 一個或者多個照明鏡組、快門及光闌。

請繼續(xù)參考圖4，當?shù)谝豢扉T17和第二快門20打開時，寬帶光源11提供的第一光束依次經(jīng)過第一照明鏡12、第一光闌13和第二照明鏡14，經(jīng)過分光棱鏡15分光，通過第二快門20，經(jīng)過轉(zhuǎn)向棱鏡18的轉(zhuǎn)向，照射到第一對準標記26上，所述第一對準標記26的反射像依次經(jīng)過轉(zhuǎn)向棱鏡18、第二快門20、分光棱鏡15、第一成像鏡21、第二光闌22、第二成像鏡23，所成的像被圖像探測組件17探測及處理，得到第一對準位置。寬帶光源11提供的第二光束依次經(jīng)過第一照明鏡12、第一光闌13和第二照明鏡14，經(jīng)過分光棱鏡15分光，通過反射鏡16將光束偏轉(zhuǎn)，通過第一快門17，經(jīng)過轉(zhuǎn)向棱鏡18的轉(zhuǎn)向，照射到第二對準標記28上，所述第二對準標記28的反射像依次經(jīng)過轉(zhuǎn)向棱鏡18、第一快門17、反射鏡16、分光棱鏡15、第一成像鏡21、第二光闌22、第二成像鏡23，所成的像被圖像探測組件17探測及處理，得到第二對準位置。

本實施例中，所述第二雙面對準裝置212與所述第一雙面對準裝置210的結(jié)構(gòu)相同，均具有兩個焦面位置，能同時測量兩個焦面位置的標記。

為了實現(xiàn)準確對位，所述第二雙面對準裝置212或所述第一雙面對準裝置210雙面對準裝置測量的第一對準標記26和第二對準標記28的形狀要求彼此不同。請參考圖5，其為本發(fā)明實施例一的第一對準標記和第二對準標記的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，所述第一對準標記26和第二對準標記28的形狀分別是方形和十字形。

本實施例中，所述基底標記r2和基準板標記r4的形狀與所述第一對準標記26相同，均為方形。所述芯片標記r1和載板標記r3的形狀與所述第二對準標記28相同，均為十字形。

在其他實施例中，所述芯片標記r1、基底標記r2、載板標記r3和基準板標記r4還可以采用其他形狀，在此不作限定。只要所述基底標記r2與所述載板標記r3的形狀有所區(qū)別，所述基準板標記r4與所述載板標記r3的形狀也有所區(qū)別，能夠?qū)崿F(xiàn)準確對位即可。

請繼續(xù)參考圖2，所述倒裝芯片鍵合裝置1000還包括載片庫000、基片庫030、第二機械手010和第三機械手040，所述載片庫000用于放置載片130，所述基片庫030用于放置所述芯片140與基底430鍵合完畢的基片，所述第二 機械手010通過控制系統(tǒng)500實現(xiàn)對所述載片130的抓取與傳輸，所述第三機械手040通過控制系統(tǒng)500實現(xiàn)對所述基片的抓取與傳輸。

本實施例中，所述倒裝芯片鍵合裝置1000采用轉(zhuǎn)接載板170，將芯片140逐個臨時放置到轉(zhuǎn)接載板170上，再將臨時放置到轉(zhuǎn)接載板170上的多個芯片140一次性鍵合到基底430上，實現(xiàn)了芯片140的批量鍵合，有效地提高了倒裝芯片鍵合工藝的效率。同時，所述倒裝芯片鍵合裝置1000采用雙面對準裝置進行位置對準，提高了鍵合工藝的精度。

相應(yīng)的，本實施例還提供了一種倒裝芯片鍵合方法。請結(jié)合參考圖2和圖6，所述倒裝芯片鍵合方法包括以下步驟：

步驟一：提供一載片130，所述載片130上排布有一組芯片140，通過第一基臺110將所述芯片140移動到預(yù)定拾取位置，利用頂針機構(gòu)120頂起所述芯片140的同時通過第一機械手160拾取所述芯片140；

步驟二：移動所述第一機械手160，使得所述芯片140的芯片標記r1位于單面對準裝置211的焦面位置，同時使得基準板190的基準板標記位r4于第一雙面對準裝置210的上焦面位置；

步驟三：通過第二基臺200調(diào)整所述轉(zhuǎn)接載板170的位置，使得所述轉(zhuǎn)接載板170的載板標記r3位于所述第一雙面對準裝置210的下焦面位置；

步驟四：通過所述單面對準裝置211測量所述芯片標記r1的位置，同時通過所述第一雙面對準裝置210分別測量所述載板標記r3和所述基準板標記r4的位置；

步驟五：根據(jù)所述單面對準裝置211和第一雙面對準裝置210的測量數(shù)據(jù)調(diào)整所述第二基臺200的姿態(tài)，進而將所述轉(zhuǎn)接載板170調(diào)整到的臨時承載位置；

步驟六：通過所述第一機械手160將芯片140下壓到所述轉(zhuǎn)接載板170上；

步驟七：重復(fù)上述步驟，將所述載片130上的芯片140逐個放置到所述轉(zhuǎn)接載板170上，直至整片轉(zhuǎn)接載板170臨時承載完畢；

臨時放置步驟八：提供一基底430；

步驟九：將放置在所述轉(zhuǎn)接載板170上的芯片140一次性鍵合到所述基底430上。

具體的，首先，提供一載片130，并將所述載片130放置在上述倒裝芯片鍵合裝置1000的載片庫000中，所述載片130上排布有一組芯片140。

接著，利用第二機械手010從載片庫000抓取載片130，并將所述載片130放置到第一基臺110上。此時，預(yù)鍵合的芯片140以器件面朝上的方式放置到第一基臺110上。

然后，將所述載片130上的芯片140逐個臨時放置到轉(zhuǎn)接載板170上。將所述載片130上的芯片140逐個臨時放置到轉(zhuǎn)接載板170上的具體過程包括：首先，通過第一基臺110將所述芯片140移動到預(yù)定拾取位置，利用頂針機構(gòu)(z-pin)120頂起芯片140后，通過所述第一機械手160拾取芯片140，實現(xiàn)芯片分離；接著，移動第一機械手160的位置，使得所述芯片140的芯片標記r1位于所述單面對準裝置211的焦面位置，所述基準板標記r4位于所述第一雙面對準裝置210的上焦面位置；然后，通過第二基臺200調(diào)整所述轉(zhuǎn)接載板170的位置，使得所述轉(zhuǎn)接載板170的載板標記r3位于第一雙面對準裝置210的下焦面位置；之后，通過單面對準裝置211測量芯片標記r1的位置，同時通過第一雙面對準裝置210分別測量載板標記r3和基準板標記r4的位置；此后，根據(jù)單面對準裝置211和第一雙面對準裝置210的測量結(jié)果調(diào)整第二基臺200的姿態(tài)，進而將轉(zhuǎn)接載板170調(diào)整到臨時放置位置(所述轉(zhuǎn)接載板170在該臨時放置位置與芯片140對準)；最后，通過第一機械手160將芯片140下壓到所述轉(zhuǎn)接載板170上；重復(fù)上述步驟，直至整片轉(zhuǎn)接載板170臨時放置完畢。

其中，所述轉(zhuǎn)接載板170上臨時放置的芯片140的尺寸、數(shù)量以及位置可根據(jù)實際工藝要求進行調(diào)整。

之后，提供一基底430，并將所述基底430固定在倒裝芯片鍵合裝置1000的第三基臺420上。本實施例中，所述基底430的材料可以采用金屬材料、半導(dǎo)體材料或有機材料。

最后，將放置在臨時放置轉(zhuǎn)接載板170上的芯片140一次性鍵合到基底430上。將臨時放置到轉(zhuǎn)接載板170上的芯片140一次性鍵合到基底430上的具體過程包括：首先，調(diào)整第二雙面對準裝置212的位置，使得所述基底430上的基底標記r2位于所述第二雙面對準裝置212的上焦面位置；接著，利用第二基臺200將所述轉(zhuǎn)接載板170移動到鍵合區(qū)域400的對準測量位置，使得所述載 板標記r3位于所述第二雙面對準裝置212的下焦面位置(此時，所述芯片140的芯片標記r1朝向所述基底430)；然后，通過第二雙面對準裝置212同時測量所述基底標記r2和載板標記r3的位置；之后，根據(jù)所述第二雙面對準裝置212的測量結(jié)果調(diào)整第二基臺200的姿態(tài)，進而將所述轉(zhuǎn)接載板170調(diào)整到最終鍵合位置(所述轉(zhuǎn)接載板170在該最終鍵合位置與基底430對準)；此后，移開所述第二雙面對準裝置212，通過第二基臺200將轉(zhuǎn)接載板170上的芯片140一次性鍵合到基底430上；最后，將轉(zhuǎn)接載板170與芯片140分離，并通過第二基臺200將轉(zhuǎn)接載板170移回對準區(qū)域300。重復(fù)上述步驟，直至載片130上的芯片140全部鍵合至基底430上，形成基片。

之后，通過第三機械手040抓取基片，并將所述基片放置到基片庫030中。

在所述倒裝芯片鍵合方法中，通過所述第一雙面對準裝置210和單面對準裝置211在臨時放置之前測量所述芯片140與轉(zhuǎn)接載板170的位置，完成所述芯片140與轉(zhuǎn)接載板170的對位，通過第二雙面對準裝置212在最終鍵合之前測量所述轉(zhuǎn)接載板170與基底430的位置，完成所述轉(zhuǎn)接載板170與基底430的對位。臨時放置過程和最終鍵合過程中，所述芯片140的器件面(正面)均朝上，進行鍵合時所述芯片140的器件面朝向所述基底430，鍵合完成后所述芯片140與所述基底430實現(xiàn)電連接。

本實施例中，臨時放置和最終鍵合均采用雙面對準裝置進行位置對準，因此倒裝芯片鍵合工藝的精度非常高。

【實施例二】

請參考圖7，其為本發(fā)明實施例二的倒裝芯片鍵合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，所述倒裝芯片鍵合裝置2000包括：第一基臺110、第二基臺200、第三基臺420、第一機械手160、轉(zhuǎn)接載板170、基準板190和控制系統(tǒng)500；第一基臺110、第二基臺200、第三基臺420、第一機械手160、轉(zhuǎn)接載板170、基準板190和控制系統(tǒng)500；所述第一基臺110用于承載芯片140，第一機械手160用于拾取和傳輸所述芯片140；所述第二基臺200用于承載所述轉(zhuǎn)接載板170，所述轉(zhuǎn)接載板170用于臨時放置所述芯片140；所述基準板190設(shè)置于所述第二基臺200的上方，用于對所述芯片140在所述轉(zhuǎn)接載板170上的放置位置進行對位；所述第三基臺420用于承載基底430，所述基底430用于與放置在所述轉(zhuǎn) 接載板170上的芯片140鍵合；所述第一基臺110、第二基臺200、第三基臺420和第一機械手160由所述控制系統(tǒng)500統(tǒng)一控制，均能夠?qū)崿F(xiàn)多自由度運動。

具體的，所述倒裝芯片鍵合裝置2000包括分離對準區(qū)域600和鍵合區(qū)域400，所述分離對準區(qū)域600用于實現(xiàn)芯片的分離和臨時放置，所述接合區(qū)域400用于實現(xiàn)芯片與基底的最終鍵合。其中，所述第一基臺110、第一機械手160和基準板190均設(shè)置于所述分離對準區(qū)域600中，且所述基準板190的位置固定，所述第三基臺420設(shè)置于所述鍵合區(qū)域400中。

本實施例與實施例一的區(qū)別在于，所述第一基臺110和第二基臺200所述控制系統(tǒng)500的指令交替出現(xiàn)在所述第一機械手160的下方，在同一個區(qū)域中完成芯片分離、臨時對準和臨時放置，所述第一機械手160只需實現(xiàn)z向運動。

具體的，進行芯片分離時，所述第一基臺110位于所述第一機械手160的下方，所述第一基臺110上放置有載片130，所述第一機械手160移動到芯片140的正上方并拾取芯片140。芯片分離之后，所述第一基臺110帶著載片130離開原來位置，所述第二基臺200帶著所述轉(zhuǎn)接載板170移動到所述第一機械手160的下方，進行臨時放置前的對準，對準之后進行臨時放置。在此過程中，所述第一機械手160只沿著z向運動。

綜上，在本發(fā)明實施例提供的倒裝芯片鍵合裝置及其鍵合方法中，通過采用轉(zhuǎn)接載板逐個吸附芯片，而后將轉(zhuǎn)接載板上的芯片一次性鍵合到基底上，實現(xiàn)了芯片的批量鍵合，同時，采用雙面對準裝置進行位置對準，有效地提高了倒裝芯片鍵合工藝的效率，提高了鍵合工藝的精度。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護范圍。