專利名稱：帶有熱產(chǎn)生裝置的芯片焊接裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總的來說涉及一種芯片焊接裝置。更具體地說，涉及一種帶有熱產(chǎn)生裝置的芯片焊接裝置，它在一步完成芯片焊接和粘結劑固化。
IC制造工藝基本上包括晶片準備，晶片制造，電測試(芯片分類)和組裝。組裝工藝包括晶片鋸除，芯片焊接，連線焊接，模壓、修剪/成型和測試。在它們當中，芯片焊接這步通過使用粘結劑將單個芯片固定到引線框架的一個焊點上。
下面將介紹一種現(xiàn)有的芯片焊接裝置。


圖1是現(xiàn)有芯片焊接裝置中所用的焊接單元的分解透視圖。參考圖1，芯片焊接裝置包括焊接單元連接器110和用于支撐焊接單元連接器110的焊接單元主體120。為了使芯片焊接裝置可用于進行各種半導體器件的焊點連接，焊接單元連接器110是根據(jù)半導體器件封裝的尺寸和形狀來制造。
焊接工藝是在焊接單元連接器的上表面111上進行的。因為焊接工藝通常是通過使用一個引線框架條帶來完成的，焊接單元連接器110在其相對兩邊上有引線框架導向裝置112，從而對引線框架條帶的運動進行導向。焊接單元連接器110在其兩端有螺孔113，在其下表面上有一個凸緣115。用于將它固定到焊接單元主體120上。
焊接單元主體120的結構和焊接單元連接器110的下部相匹配，也就是說，焊接單元主體120有一個平整的上表面，從而焊接單元連接器110下表面呈面接觸，它還有加熱元件連接器導向裝置122，從而沿著焊接單元主體120的上表面上的相對邊對焊接單元連接器110的裝配進行導引并幫助。另外，它還有孔123，用于將焊接單元連接器固定在與焊接單元連接器110的螺孔113相對應的點上。焊接單元主體120還有固定孔124，它通過使用一個緊固裝置如螺柱或螺紋將它自己固定到封裝裝配裝置上(圖中沒有示出)。
焊接單元連接器110是通過下述方法連接到焊接單元主體120的上表面使焊接單元連接器110的凸緣115和焊接單元主體120的上表面對準。為此，焊接單元連接器110的螺孔113和焊接單元主體120的孔123對準并緊固在其上。
圖2是描述現(xiàn)有芯片焊接裝置的簡圖。參考圖2，芯片焊接裝置包括膠粘膠點加器133，用于為引線框架140的芯片焊點141涂覆粘結劑136。拾取工具134，它從放在晶片對準板132的晶片130處拾取好的半導體芯片131，并將芯片131送到拾取工具沿輸送軌道138運動的芯片對準板139上；焊頭135，它運動到引線框架140上要將芯片131固定到芯片焊點141上的某一點，并向芯片焊點141上的芯片131施加一定的壓力；焊接單元連接器110在芯片焊接過程中支撐著芯片131和引線框架140；和芯片焊接單元主體120，它用于緊固焊接單元連接器110。芯片131放在芯片焊點141上，芯片焊點141在其上表面有粘結劑，經(jīng)過焊頭135的施壓將芯片131固定到引線框架140上。
用于將芯片131固定到芯片焊點141上的粘結劑136可以分成兩類軟粘結劑和硬粘結劑。軟粘結劑可能包括以Pb作為主要成份的釬料和有機粘結劑，如環(huán)氧樹脂或摻有導熱顆粒的聚酯亞胺。硬粘結劑可能包括以Au作為主要成份的共晶易熔粘結劑，例如AuSi，AuSn，AuGe等。
芯片焊接主要采用軟粘結劑，特別是Ag-環(huán)氧樹脂粘結劑，通過將溫度控制在100-300℃使芯片和引線框架之間的粘結劑固化，從而將芯片牢牢地固接在引線框架上。由于這個原因，在芯片焊點141上設有芯片131的引線框架140必須送到一個單獨的固體裝置上，在那兒它被加熱來使粘結劑固化。在到芯片焊點141和引線框架140之間的粘結劑136完全固化以后芯片131才能牢牢地固接到引線框架140的芯片焊點141上。
根據(jù)目前工業(yè)自動化和多功能化趨勢，需要減少半導體器件封裝的步驟總數(shù)，從而要求把焊接工藝和固化工藝組合起來。
本發(fā)明提供了一種芯片焊接裝置，它通過使用一種粘結劑來完成半導體芯片和芯片焊點之間的焊接及粘結劑的同時固化。
進而，本發(fā)明提供了一種用于將一半導體器件從包括多個半導體器件的晶片上分開的芯片焊接裝置，它通過使用一種粘結劑將該器件固定到一個引線框架上，該裝置包括一個焊接單元，上述引線框架就放在其上，并固定在它上面；一個拾取工具，用于從晶片上拾取一個上述半導體器件，并將該器件送到一個芯片對準板上；和一個焊接頭，它通過使用一種粘結劑將該器件連結到引線框架上；其中，上述裝置還包括一個熱產(chǎn)生裝置，用于加熱焊接單元來固化該器件在和引線框架之間的粘結劑。
參考附圖通過下述詳細介紹，就易于理解本發(fā)明的這些和許多特征和優(yōu)點。在這些附圖中，相同的標號代表相同的結構部分。這些附圖包括圖1是現(xiàn)有芯片焊接裝置中所用焊接單元的分解透視圖；圖2是描述現(xiàn)有芯片焊接裝置的簡圖；圖3是描述本發(fā)明的芯片焊接裝置的剖視圖，其中，焊接單元和加熱套管相連，圖4是圖3所示的焊接單元和加熱套管的分解透視圖；及圖5是描述本發(fā)明的焊接裝置的簡圖。
下面將參考附圖對本發(fā)明進行更加詳細的介紹，附圖中示出了本發(fā)明的幾個優(yōu)選實施例。然而，本發(fā)明還可以有許多不同形式，并不限于本文所提出的實施方式。提供這些實施例是為了使本發(fā)明更加具體和完整，并介紹本發(fā)明的精神實質。在這些圖中，為了清晰起見，對各個區(qū)域和層的厚度進行了放大。在全文中，相同的標號代表相同的部分。
圖3是本發(fā)明的芯片焊接裝置的剖視圖，其中焊接單元和加熱套管相連；圖4是圖3所示的焊接單元和加熱套管的分解透視圖。參考圖3和圖4，芯片焊接裝置包括焊接單元10和熱產(chǎn)生裝置20?？梢杂脠D3和圖4中所示的加熱套管20來作熱產(chǎn)生裝置。加熱套管20是和一個電源相連接并由電源供電產(chǎn)生熱。焊接單元10和加熱套管20連接，并被來自加熱套管20的熱量加熱到一定的溫度范圍。
下面將介紹焊接單元10的結構。
焊接單元10的上表面11是平整而光滑的，其上面放著引線框架。焊接單元10上有引線框架引導裝置12，用于引導引線框架的條帶在其上表面11的相對兩邊運動。可以同時用兩個或多個引線框架導向元件來完成芯片焊接工藝。
焊接單元10在其長度方向上有一個通孔13，加熱套管20插在通孔13中并穿過整個孔。所以，通孔13的尺寸及形狀是由要插入的加熱套管20來確定的。
另外，焊接單元10可在通孔13的外側有一個孔16。熱棒溫度計36插在上述孔16中。熱棒溫度計36和加熱套管控制裝置37電連接。加熱套管20插在焊接單元10的通孔13中并通過使用一個緊固裝置如螺栓15來固定在通孔13中。加熱套管20的一端和電源連接。焊接單元10的兩端都有螺孔14。
圖5是本發(fā)明的芯片焊接裝置的簡圖。圖5中所示的芯片焊接裝置包括一個焊接單元10，其上表面支撐著引線框架40和半導體芯片31，用于產(chǎn)生熱量的加熱套管20插在其中；一個拾取工具34，用于從晶片30處拾取上述半導體器件的一個芯片31，并將該器件送到一個芯片對準板32處；和一個焊接頭35，用于將芯片31送到引線框架40的芯片焊點41上，并向芯片施加一定的壓力，將芯片貼到芯片焊點41上。
下面將介紹本發(fā)明的芯片焊接裝置的操作。圖5所示的晶片30的下表面上已經(jīng)涂有粘結劑33，用于后繼芯片焊接過程?？梢允褂孟笳辰Y劑33一樣的軟粘結劑如Ag-環(huán)氧樹脂或釬料。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，使用釬料作為粘結劑33。通過加熱套管20的作用使得焊接單元10的溫度保持在約100-300℃，加熱套管20的一端和電源電連接。焊接單元10的溫度可以根據(jù)熱棒溫度計測出的溫度值通過加熱套管控制裝置37的控制作用保持在一定的值，來實現(xiàn)粘結劑的固化。一旦拾取工具38把好的半導體器件31從晶片30上放到芯片對準板39上并在其上對準之后，焊接頭35將器件31移動到引線框架40的芯片焊點41上。此時，焊接單元10已被加熱到一定溫度，器件31下表面涂上的粘結劑33被熔化。在該器件通過粘結劑33被焊到芯片焊點41上以后，焊接單元10不斷提供熱量使粘結劑33固化，從而使器件31可以牢牢地固結到引線框架40的芯片焊點41上。
因為本發(fā)明的芯片焊接裝置有一個和焊接單元相連接的熱產(chǎn)生裝置，它的溫度可以升到一定溫度，足以使半導體器件和引線框架之間的粘結劑完全固化，從而實現(xiàn)其間的強固連接。所以，不需要一個單獨的固化裝置。
另外，不需要使用粘結劑點加器為引線框架的芯片焊點提供粘結劑。在本發(fā)明中，這一點已經(jīng)可能，因為，在晶片制造過程中就可以在晶片上涂上粘結劑；不象現(xiàn)有的芯片焊接裝置，粘結劑是通過芯片焊接裝置的粘結劑點加器來涂加的。所以，粘結劑的熔化和固化可以在半導體器件與引線框架在芯片焊點相連接處同時完成。
根據(jù)本發(fā)明，不需使用任何單獨的固化工藝和裝置來固化粘結劑來把半導體器件固定到引線框架上，所以減少了生產(chǎn)的費用和時間，同時提高了生產(chǎn)率。
盡管上述詳細介紹了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是必須清楚的是，基于上面所述的基本發(fā)明概念，可能出現(xiàn)的各種變化和/或修改都在所附的權利要求中所限定的發(fā)明范疇內(nèi)。
權利要求
1.一種用于將一半導體器件從包括多個半導體器件的晶片上分開的芯片焊接裝置，它通過使用一種粘結劑將該器件固定到一個引線框架上，該裝置包括一個焊接單元，上述引線框架就放在其上，并固定在它上面；一個拾取工具，用于從晶片上拾取一個上述半導體器件，并將該器件送到一個芯片對準板上；和一個焊接頭，它通過使用一種粘結劑將該器件連結到引線框架上；其中，上述裝置還包括一個熱產(chǎn)生裝置，用于加熱焊接單元來固化該器件在和引線框架之間的粘結劑。
2.如權利要求1所述的芯片焊接裝置，其中，上述熱產(chǎn)生裝置可以從焊接單元上拆下來。
3.如權利要求2所述的芯片焊接裝置，其中，上述熱產(chǎn)生元件是一個加熱套管，該加熱套管和電源連接并由電源供電而生熱。
4.如權利要求3所述的芯片焊接裝置，其中，上述焊接單元在其長度方向有一個通孔，加熱套管就插在上述通孔里。
5.如權利要求1所述的芯片焊接裝置，其中，上述器件在其要與引線框架接觸的一面有粘結劑。
6.如權利要求1所述的芯片焊接裝置，其中，上述粘結劑是一種軟粘結劑。
7.如權利要求6所述的芯片焊接裝置，其中，上述軟粘結劑是一種釬料。
8.如權利要求1所述的芯片焊接裝置，它還包括一個用于控制上述熱產(chǎn)生裝置操作的控制裝置。
9.如權利要求1所述的芯片焊接裝置，它還包括一個溫度測量裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種芯片焊接裝置,它通過使用一種粘結劑的同時固化來完成半導體芯片與芯片焊點之間的焊接。該芯片焊接裝置包括一個熱產(chǎn)生裝置,它有一個通孔,加熱套管插在這個通孔中,從而實現(xiàn)引線框架的芯片焊點與芯片之間的連接。根據(jù)本發(fā)明,不需要使用任何獨立的固化工藝和裝置來固化用于連接半導體器件和引線框架的粘結劑,所以,減少了生產(chǎn)費用和時間,從而提高生產(chǎn)率。
文檔編號H01L21/02GK1180242SQ97116779
公開日1998年4月29日 申請日期1997年8月19日 優(yōu)先權日1997年8月19日
發(fā)明者張錫弘, 金京燮, 柳周鉉 申請人:三星電子株式會社