专利名称：芯片粘合设备及其操作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体设备及其操作方法，特别是涉及一种芯片粘合设备及其操作方法。
背景技术：
在半导体产业中，集成电路(Integrated Circuits，IC)的生产，主要分为三个阶段晶片(wafer)的制造、集成电路的制作以及集成电路的封装(Package)等。其中，芯片经由晶片制作、电路设计、光掩模制作以及切割晶片等步骤而完成，而每一颗由晶片切割所形成的芯片通常需贴附至玻璃基板或其它基板，以进行后续的其它工艺。
现有将芯片贴附至玻璃基板上的工艺通常是采用点胶的方式，在芯片背面点上胶体之后，再将芯片背面与玻璃基板表面接触，并经由加热固化的程序，使芯片与玻璃基板紧密粘合。然而，以点胶方式进行粘合的程序，常会有胶体涂布不均匀或产生气泡的问题，其将容易造成后续芯片剥离的现象，且会影响工艺的可靠度。
因此，有人提出以双面胶代替传统的点胶方式，以解决上述的问题。图1A至1D所绘示为现有一种芯片粘合的流程图。请参照图1A，先以手动方式将单片的三层双面胶100的上离型膜102撕除。然后，请参照图1B，将双面胶100的上粘着面与玻璃基板104表面粘合。接着，请参照图1C，再以手动方式将双面胶100的下离型膜106撕除。随后，请参照图1D，以手动方式将芯片108与双面胶100的下粘着面粘合，如此经重重步骤使得以完成芯片与玻璃基板的粘合程序。
由上述可知，现有芯片粘合工艺为一连串繁琐复杂的步骤，如此作法不仅相当地耗时，且更需花费大量的人力方可执行。另外，由于所需的步骤较多，且较为耗费时间，从而使得生产速度较低，生产率无法提升。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种芯片粘合设备，能够进行自动化的芯片粘合工艺，以节省工艺所需时间与人力，且可提高生产速度与产率。
本发明的另一目的是提供一种芯片粘合设备的操作方法，可避免点胶方式所造成的胶体涂布不均匀或产生气泡的问题，且可进行自动化的芯片粘合工艺，以节省工艺所需时间与人力。
本发明提出一种芯片粘合设备，此设备包括胶带传送装置与粘合装置。其中，胶带传送装置包括卷筒式胶带与第一滚动条，而卷筒式胶带由多个胶层与第一离型膜所组成，这些胶层的二表面皆具有粘性，且第一离型膜包覆这些胶层的其中的一表面，第一滚动条用以卷绕第一离型膜，以带动卷筒式胶带旋转。另外，粘合装置是配置于胶带传送装置前端，而粘合装置包括至少一机械手臂与一控制器，其中控制器可控制机械手臂任意旋转与移动。
依照本发明的实施例所述，上述的胶带传送装置还包括有一第一滚轮组，其用以使第一离型膜前进至第一滚动条。
依照本发明的实施例所述，上述的卷筒式胶带还包括有一第二离型膜，其包覆胶层的另一表面，而胶带传送装置还包括有一第二滚动条，其配置于第一滚动条上方，且用以卷绕第二离型膜，以带动卷筒式胶带旋转。在一实施例中，胶带传送装置更可包括有一第二滚轮组，其用以使第二离型膜前进至第二滚动条。
依照本发明的实施例所述，上述的卷筒式胶带例如是一耐高温卷筒式胶带。
本发明另提出一种芯片粘合设备的操作方法，此操作方法为，先转动第一滚动条，以卷绕卷筒式胶带的第一离型膜，以带动卷筒式胶带旋转，使卷筒式胶带的多个胶层在第一离型膜上往粘合装置方向传送。然后，移动粘合装置的至少一机械手臂，以进行将多个芯片与多个基板以这些胶层粘合的循环移送的动作。
依照本发明的实施例所述，上述将多个芯片与多个基板以这些胶层粘合的循环移送的动作，包括(a)利用机械手臂取出一芯片，并使芯片与一个胶层粘合。(b)移动机械手臂至一基板上方，且将粘附有胶层的芯片与基板粘合。(c)使机械手臂与芯片分开。(d)重复进行步骤(a)～(c)。
依照本发明的实施例所述，上述将多个芯片与多个基板以这些胶层粘合的循环移送的动作，包括(a)利用第一机械手臂取出一芯片，并使芯片与一个胶层粘合，且使第一机械手臂与芯片分开。(b)利用第二机械手臂拿起芯片。(c)移动第二机械手臂至一基板上方，且将粘附有胶层的芯片与基板粘合。(d)使第二机械手臂与芯片分开。(e)重复进行步骤(a)～(d)。
依照本发明的实施例所述，上述于转动第一滚动条时还包括转动一滚轮组，以使第一离型膜前进至第一滚动条。
依照本发明的实施例所述，上述移动粘合装置的机械手臂的方法是利用粘合装置的控制器进行控制。
依照本发明的实施例所述，上述于转动第一滚动条时还包括转动第二滚动条，以卷绕卷筒式胶带的第二离型膜，并带动卷筒式胶带旋转。在一实施例中，于转动第二滚动条时还包括转动第二滚轮组，以使第二离型膜前进至第二滚动条。
依照本发明的实施例所述，上述的卷筒式胶带例如是一耐高温卷筒式胶带。
本发明的芯片粘合设备利用胶带传送装置进行胶带的自动撕膜工艺，以及利用粘合装置进行芯片与基板的自动粘合工艺，以完成整个芯片粘合工艺，如此一来可达到自动化的芯片粘合工艺，节省工艺所需的时间与人力。而且，由于本发明是利用双面皆具有粘性的胶层来将芯片粘合在基板上，因此可避免现有点胶方式会产生的胶体涂布不均匀或产生气泡的问题。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，以下配合附图以及优选实施例，以更详细地说明本发明。
图1A至1D所绘示为现有一种芯片粘合的流程图。
图2为依照本发明实施例所绘示的芯片粘合设备的配置示意图。
图3为依照本发明一实施例所绘示的芯片粘合设备的操作方法的示意图。
图4为依照本发明另一实施例所绘示的芯片粘合设备的操作方法的示意图。
简单符号说明100双面胶102上离型膜
104玻璃基板106下离型膜108芯片200芯片粘合设备202胶带传送装置204粘合装置206卷筒式胶带208、226滚动条210胶层212、224离型膜214箭头216、217机械手臂218控制器220、228滚轮组222、230滚轮232芯片234、236、238、244、246、248、250、252标号240基板242工作平台具体实施方式
图2为依照本发明实施例所绘示的芯片粘合设备的配置示意图。请参照图2，本发明的芯片粘合设备200主要包括胶带传送装置202以及粘合装置204。
其中，胶带传送装置202包括卷筒式胶带206以及滚动条208。此卷筒式胶带206例如是一个耐高温卷筒式胶带，其耐高温为100℃左右。卷筒式胶带206由多个胶层210与离型膜212所组成，这些胶层210的二表面皆具有粘性，而离型膜212包覆这些胶层210的其中的一个表面，离型膜212还可视为传送胶层210的输送带。滚动条208是用来卷绕离型膜212，并进而带动卷筒式胶带206旋转，其可使卷筒式胶带206的胶层210在离型膜212上往粘合装置204方向(如箭头214方向)传送。
另外，粘合装置204是配置于胶带传送装置202前端，粘合装置204包括至少一个机械手臂216与控制器218，其中控制器218可控制机械手臂216任意旋转与移动，而机械手臂216的作用是用以夹取或吸附芯片(或基板)，以使其可与胶层210进行粘合。在图2中，粘合装置204仅绘示一个机械手臂216，但其亦可具有二个机械手臂或二个以上的机械手臂，本发明并不对机械手臂216的数量做任何限定，其可视实际情况做调整。
在一实施例中，本发明的胶带传送装置202还可包括一滚轮组220，其用以使离型膜212前进至滚动条208。图2中，滚轮组220绘示四个滚轮222做说明，当然本发明并不对滚轮组220的滚轮222的数量做任何限定，其可视实际情况做调整。
在另一实施例中，卷筒式胶带206还可包括离型膜224，其包覆胶层210的另一个表面。而胶带传送装置202还可包括滚动条226，其配置于滚动条208上方，滚动条226用以卷绕离型膜224，以帮助带动卷筒式胶带206旋转。在又一实施例中，还可包括另一滚轮组228，其用以使离型膜224前进至滚动条226。图2中，滚轮组228绘示二个滚轮230做说明，当然本发明并不对滚轮组228的滚轮222的数量做任何限定，其可视实际情况做调整。
由上述可知，本发明的芯片粘合设备200利用胶带传送装置202进行胶带的自动撕膜工艺，以及利用粘合装置204进行芯片与基板的自动粘合工艺，以完成整个芯片粘合工艺。因此，可达到自动化的芯片粘合工艺，以节省工艺所需的时间与人力。而且，因为本发明利用双面皆具有粘性的胶层来将芯片粘合在基板上，所以可避免现有点胶方式会产生的胶体涂布不均匀或产生气泡的问题。
接下来，说明本发明的芯片粘合设备的操作方法，其以本发明的芯片粘合设备200详细说明如何进行芯片粘合工艺。
请再次参照图2，本发明的芯片粘合设备的操作方法为，先转动滚动条208，其例如是以顺时钟方向进行旋转。转动滚动条208可卷绕卷筒式胶带206的离型膜212，以带动卷筒式胶带206进行旋转，其例如是以逆时钟方向进行旋转，而此离型膜212可具有类似输送带的功能，以使卷筒式胶带206的多个胶层210在离型膜212上往粘合装置204方向传送。
在一实施例中，于转动滚动条208时，还可利用转动滚轮组220，以使离型膜212前进至滚动条208。滚轮组220除了可帮助卷绕卷筒式胶带206的离型膜212之外，其还可依数量及排列位置不同，以设计出实际情况所需的输送路径。
在另一实施例中，卷筒式胶带206包括有另一层离型膜224。本发明的芯片粘合设备的操作方法还可利用滚动条226，以帮助带动卷筒式胶带206进行旋转，其方法为于转动滚动条208的同时，转动滚动条226以卷绕卷筒式胶带206的离型膜224，以带动卷筒式胶带206旋转，滚动条226例如是以顺时钟方向进行旋转。另外，在又一实施例中，还可在转动滚动条226时，转动滚轮组228以使离型膜224前进至滚动条226。
上述，详细说明芯片粘合工艺中的胶带的自动撕膜工艺。此外，本发明的芯片粘合设备的操作方法，于使卷筒式胶带206的多个胶层210往粘合装置204方向传送时，还需移动粘合装置204的机械手臂216，进行将芯片与基板以胶层210粘合的循环移送的动作，以完成芯片与基板的自动粘合工艺，如此才可达到自动化的芯片粘合工艺。上述，移动粘合装置204的机械手臂216的方法利用粘合装置204的控制器218以进行控制。
请参照图3，其为依照本发明一实施例所绘示的芯片粘合设备的操作方法的示意图。进行将芯片与基板以胶层粘合的循环移送的动作例如是，先利用机械手臂216，以吸附或夹取的方式，取出一个芯片232(如标号234)。然后，控制机械手臂216往下移动，使胶层210粘附在芯片232表面(如标号236)。接着，再移动机械手臂216至基板240上方(如标号238)，而基板240放置于工作平台242上。之后，控制机械手臂216往下移动，使芯片232与胶层210粘附于基板240上，随后放开芯片232(如标号244)。上述为将芯片与基板以胶层粘合的一个循环动作，而其可配合胶带前进的速度以及机械手臂移送的速度，以进行持续的芯片粘合工艺。
另外，请参照图4，其为依照本发明另一实施例所绘示的芯片粘合设备的操作方法的示意图。进行将芯片与基板以胶层粘合的循环移送的动作例如是，先利用机械手臂216，以吸附或夹取的方式，取出一个芯片232(如标号246)。然后，控制机械手臂216往下移动，使芯片232粘附在胶层210表面，接着，放开芯片，并控制机械手臂216往上移动，以持续进行将芯片粘附在胶层表面的动作。继之，将芯片232粘附在胶层210表面后，再控制另一机械手臂217往下移动(如标号248)，以吸附或夹取芯片232。随后，再移动机械手臂217至基板240上方(如标号250)，而基板240放置于工作平台242上。之后，控制机械手臂217往下移动，使芯片232与胶层210粘附于基板240上，随后放开芯片232(如标号252)。上述为将芯片与基板以胶层粘合的一个循环动作，而其可配合胶带前进的速度以及二个机械手臂移送的速度，以进行持续的芯片粘合工艺。
上述，分别以本发明的芯片粘合设备200具有一个机械手臂以及二个机械手臂来说明，而本发明的芯片粘合设备200具有二个以上的机械手臂的操作情况，则不再赘述，本领域技术人员可依所举的实施例而能轻易完成。
综上所述，本发明至少具有下列优点1.本发明以自动化的芯片粘合设备进行芯片粘合工艺，可节省工艺所需时间与人力，以及可提高生产速度与产率。
2.本发明是利用双面皆具有粘性的胶层来将芯片粘合在基板上，因此可避免现有点胶方式会产生的胶体涂布不均匀或产生气泡的问题。
虽然本发明以优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以后附的权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种芯片粘合设备，包括胶带传送装置，该胶带传送装置包括卷筒式胶带，该卷筒式胶带包括多个胶层与第一离型膜，其中该些胶层的二表面皆具有粘性，且该第一离型膜包覆各该些胶层的其中的表面；以及第一滚动条，用以卷绕该第一离型膜，并带动该卷筒式胶带旋转；以及粘合装置，配置于该胶带传送装置前端，该粘合装置包括至少一机械手臂与控制器，其中该控制器可控制该机械手臂任意旋转与移动。
2.如权利要求1所述的芯片粘合设备，其中该胶带传送装置还包括第一滚轮组，用以使该第一离型膜前进至该第一滚动条。
3.如权利要求1所述的芯片粘合设备，其中该卷筒式胶带还包括第二离型膜，该第二离型膜包覆各该些胶层的另一表面，而该胶带传送装置还包括第二滚动条，配置于该第一滚动条上方，用以卷绕该第二离型膜，并带动该卷筒式胶带旋转。
4.如权利要求3所述的芯片粘合设备，其中该胶带传送装置还包括第二滚轮组，用以使该第二离型膜前进至该第二滚动条。
5.如权利要求1所述的芯片粘合设备，其中该卷筒式胶带包括耐高温卷筒式胶带。
6.一种芯片粘合设备的操作方法，包括转动第一滚动条，以卷绕卷筒式胶带的第一离型膜，并带动该卷筒式胶带旋转，使该卷筒式胶带的多个胶层在该第一离型膜上往一粘合装置方向传送；以及移动该粘合装置的至少一机械手臂，以进行将多个芯片与多个基板以各该些胶层粘合的循环移送的动作。
7.如权利要求6所述的芯片粘合设备的操作方法，其中将该些芯片与该些基板以各该些胶层粘合的循环移送的动作，包括(a)利用机械手臂取出一片芯片，并使该芯片与一个胶层粘合；(b)移动该机械手臂至基板上方，且将粘附有该胶层的该芯片与该基板粘合；(c)使该机械手臂与该芯片分开；以及(d)重复进行步骤(a)～(c)。
8.如权利要求6所述的芯片粘合设备的操作方法，其中将该些芯片与该些基板以各该些胶层粘合的循环移送的动作，包括(a)利用第一机械手臂取出一片芯片，并使该芯片与一个胶层粘合，且使该第一机械手臂与该芯片分开；(b)利用第二机械手臂拿起该芯片；(c)移动该第二机械手臂至基板上方，且将粘附有该胶层的该芯片与该基板粘合；(d)使该第二机械手臂与该芯片分开；以及(e)重复进行步骤(a)～(d)。
9.如权利要求6所述的芯片粘合设备的操作方法，其中于转动该第一滚动条时还包括转动第一滚轮组，以使该第一离型膜前进至该第一滚动条。
10.如权利要求6所述的芯片粘合设备的操作方法，其中移动该粘合装置的该机械手臂的方法为利用该粘合装置的一控制器以进行控制。
11.如权利要求6所述的芯片粘合设备的操作方法，其中于转动该第一滚动条时还包括转动第二滚动条，以卷绕该卷筒式胶带的第二离型膜，并带动该卷筒式胶带旋转。
12.如权利要求11所述的芯片粘合设备的操作方法，其中于转动该第二滚动条时还包括转动第二滚轮组，以使该第二离型膜前进至该第二滚动条。
13.如权利要求6所述的芯片粘合设备的操作方法，其中该卷筒式胶带包括耐高温卷筒式胶带。
全文摘要
一种芯片粘合设备，此设备包括胶带传送装置与粘合装置。其中，胶带传送装置包括卷筒式胶带与第一滚动条，而卷筒式胶带由多个胶层与第一离型膜所组成，这些胶层的二表面皆具有粘性，且第一离型膜包覆这些胶层的其中的一表面，第一滚动条用以卷绕第一离型膜，以带动卷筒式胶带旋转。另外，粘合装置是配置于胶带传送装置前端，而粘合装置包括至少一机械手臂与一控制器，其中控制器可控制机械手臂任意旋转与移动。
文档编号H01L21/58GK1992149SQ20051004884
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月31日 优先权日2005年12月31日
发明者陈永丰, 欧政汶, 刘胤燮 申请人:联诚光电股份有限公司