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(shù)領(lǐng)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(jié)劑固化。
IC制造工藝基本上包括晶片準(zhǔn)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(dāng)中，芯片焊接這步通過使用粘結(jié)劑將單個(gè)芯片固定到引線框架的一個(gè)焊點(diǎn)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(jìn)行各種半導(dǎo)體器件的焊點(diǎn)連接，焊接單元連接器110是根據(jù)半導(dǎo)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(jìn)行的。因?yàn)楹附庸に囃ǔＪ峭ㄟ^使用一個(gè)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(dǎo)向裝置112，從而對引線框架條帶的運(yùn)動進(jìn)行導(dǎo)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(gè)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(jié)構(gòu)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(gè)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(dǎo)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(jìn)行導(dǎo)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(yīng)的點(diǎn)上。焊接單元主體120還有固定孔124，它通過使用一個(gè)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(zhǔn)。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(zhǔn)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(diǎn)加器133，用于為引線框架140的芯片焊點(diǎn)141涂覆粘結(jié)劑136。拾取工具134，它從放在晶片對準(zhǔn)板132的晶片130處拾取好的半導(dǎo)體芯片131，并將芯片131送到拾取工具沿輸送軌道138運(yùn)動的芯片對準(zhǔn)板139上；焊頭135，它運(yùn)動到引線框架140上要將芯片131固定到芯片焊點(diǎn)141上的某一點(diǎn)，并向芯片焊點(diǎn)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(diǎn)141上，芯片焊點(diǎn)141在其上表面有粘結(jié)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(diǎn)141上的粘結(jié)劑136可以分成兩類軟粘結(jié)劑和硬粘結(jié)劑。軟粘結(jié)劑可能包括以Pb作為主要成份的釬料和有機(jī)粘結(jié)劑，如環(huán)氧樹脂或摻有導(dǎo)熱顆粒的聚酯亞胺。硬粘結(jié)劑可能包括以Au作為主要成份的共晶易熔粘結(jié)劑，例如AuSi，AuSn，AuGe等。
芯片焊接主要采用軟粘結(jié)劑，特別是Ag-環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑，通過將溫度控制在100-300℃使芯片和引線框架之間的粘結(jié)劑固化，從而將芯片牢牢地固接在引線框架上。由于這個(gè)原因，在芯片焊點(diǎn)141上設(shè)有芯片131的引線框架140必須送到一個(gè)單獨(dú)的固體裝置上，在那兒它被加熱來使粘結(jié)劑固化。在到芯片焊點(diǎn)141和引線框架140之間的粘結(jié)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(diǎn)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(dǎo)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(jié)劑來完成半導(dǎo)體芯片和芯片焊點(diǎn)之間的焊接及粘結(jié)劑的同時(shí)固化。
進(jìn)而，本發(fā)明提供了一種用于將一半導(dǎo)體器件從包括多個(gè)半導(dǎo)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(jié)劑將該器件固定到一個(gè)引線框架上，該裝置包括一個(gè)焊接單元，上述引線框架就放在其上，并固定在它上面；一個(gè)拾取工具，用于從晶片上拾取一個(gè)上述半導(dǎo)體器件，并將該器件送到一個(gè)芯片對準(zhǔn)板上；和一個(gè)焊接頭，它通過使用一種粘結(jié)劑將該器件連結(jié)到引線框架上；其中，上述裝置還包括一個(gè)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(jié)劑。
參考附圖通過下述詳細(xì)介紹，就易于理解本發(fā)明的這些和許多特征和優(yōu)點(diǎn)。在這些附圖中，相同的標(biāo)號代表相同的結(jié)構(gòu)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(jìn)行更加詳細(xì)的介紹，附圖中示出了本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)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(shí)施方式。提供這些實(shí)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(shí)質(zhì)。在這些圖中，為了清晰起見，對各個(gè)區(qū)域和層的厚度進(jìn)行了放大。在全文中，相同的標(biāo)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。可以用圖3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(gè)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(jié)構(gòu)。
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(dǎo)裝置12，用于引導(dǎo)引線框架的條帶在其上表面11的相對兩邊運(yùn)動?？梢酝瑫r(shí)用兩個(gè)或多個(gè)引線框架導(dǎo)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(gè)通孔13，加熱套管20插在通孔13中并穿過整個(gè)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(cè)有一個(gè)孔16。熱棒溫度計(jì)36插在上述孔16中。熱棒溫度計(jì)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(gè)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(gè)焊接單元10，其上表面支撐著引線框架40和半導(dǎo)體芯片31，用于產(chǎn)生熱量的加熱套管20插在其中；一個(gè)拾取工具34，用于從晶片30處拾取上述半導(dǎo)體器件的一個(gè)芯片31，并將該器件送到一個(gè)芯片對準(zhǔn)板32處；和一個(gè)焊接頭35，用于將芯片31送到引線框架40的芯片焊點(diǎn)41上，并向芯片施加一定的壓力，將芯片貼到芯片焊點(diǎn)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(jié)劑33，用于后繼芯片焊接過程?？梢允褂孟笳辰Y(jié)劑33一樣的軟粘結(jié)劑如Ag-環(huán)氧樹脂或釬料。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，使用釬料作為粘結(jié)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(jì)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(shí)現(xiàn)粘結(jié)劑的固化。一旦拾取工具38把好的半導(dǎo)體器件31從晶片30上放到芯片對準(zhǔn)板39上并在其上對準(zhǔn)之后，焊接頭35將器件31移動到引線框架40的芯片焊點(diǎn)41上。此時(shí)，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(jié)劑33被熔化。在該器件通過粘結(jié)劑33被焊到芯片焊點(diǎn)41上以后，焊接單元10不斷提供熱量使粘結(jié)劑33固化，從而使器件31可以牢牢地固結(jié)到引線框架40的芯片焊點(diǎn)41上。
因?yàn)楸景l(fā)明的芯片焊接裝置有一個(gè)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(dǎo)體器件和引線框架之間的粘結(jié)劑完全固化，從而實(shí)現(xiàn)其間的強(qiáng)固連接。所以，不需要一個(gè)單獨(dú)的固化裝置。
另外，不需要使用粘結(jié)劑點(diǎn)加器為引線框架的芯片焊點(diǎn)提供粘結(jié)劑。在本發(fā)明中，這一點(diǎn)已經(jīng)可能，因?yàn)椋诰圃爝^程中就可以在晶片上涂上粘結(jié)劑；不象現(xiàn)有的芯片焊接裝置，粘結(jié)劑是通過芯片焊接裝置的粘結(jié)劑點(diǎn)加器來涂加的。所以，粘結(jié)劑的熔化和固化可以在半導(dǎo)體器件與引線框架在芯片焊點(diǎn)相連接處同時(shí)完成。
根據(jù)本發(fā)明，不需使用任何單獨(dú)的固化工藝和裝置來固化粘結(jié)劑來把半導(dǎo)體器件固定到引線框架上，所以減少了生產(chǎn)的費(fèi)用和時(shí)間，同時(shí)提高了生產(chǎn)率。
盡管上述詳細(xì)介紹了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)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(quán)利要求中所限定的發(fā)明范疇內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于將一半導(dǎo)體器件從包括多個(gè)半導(dǎo)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(jié)劑將該器件固定到一個(gè)引線框架上，該裝置包括一個(gè)焊接單元，上述引線框架就放在其上，并固定在它上面；一個(gè)拾取工具，用于從晶片上拾取一個(gè)上述半導(dǎo)體器件，并將該器件送到一個(gè)芯片對準(zhǔn)板上；和一個(gè)焊接頭，它通過使用一種粘結(jié)劑將該器件連結(jié)到引線框架上；其中，上述裝置還包括一個(gè)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(jié)劑。
2.如權(quán)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(quán)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(gè)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(quán)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(gè)通孔，加熱套管就插在上述通孔里。
5.如權(quán)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(jié)劑。
6.如權(quán)利要求1所述的芯片焊接裝置，其中，上述粘結(jié)劑是一種軟粘結(jié)劑。
7.如權(quán)利要求6所述的芯片焊接裝置，其中，上述軟粘結(jié)劑是一種釬料。
8.如權(quán)利要求1所述的芯片焊接裝置，它還包括一個(gè)用于控制上述熱產(chǎn)生裝置操作的控制裝置。
9.如權(quán)利要求1所述的芯片焊接裝置，它還包括一個(gè)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(jié)劑的同時(shí)固化來完成半導(dǎo)體芯片與芯片焊點(diǎn)之間的焊接。該芯片焊接裝置包括一個(gè)熱產(chǎn)生裝置,它有一個(gè)通孔,加熱套管插在這個(gè)通孔中,從而實(shí)現(xiàn)引線框架的芯片焊點(diǎn)與芯片之間的連接。根據(jù)本發(fā)明,不需要使用任何獨(dú)立的固化工藝和裝置來固化用于連接半導(dǎo)體器件和引線框架的粘結(jié)劑,所以,減少了生產(chǎn)費(fèi)用和時(shí)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(quán)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