专利名称：用于覆晶接合的热压头的制作方法
技术领域：
本发明关于一种芯片接合,详言之,关于热压接合。
背景技术：
热压头用以载送一芯片至一基板上方的位置，接着热压该芯片以接合至该基板。已知热压头仅具有一真空孔。为了提供有效的吸取，该真空孔的尺寸相当大，例如2. 5毫米。然而，该热压头会在该真空孔的位置附近造成大量的变形，尤其该芯片很薄时。因此，导致该芯片及该基板间的连结效果不良。
发明内容
本揭露的一方面关于一种热压头。在一实施例中，该热压头包括一主体部；及一接触部，该接触部包含一接触面及一内部，其中该接触面包含数个接触面开口，该些接触面开·口延伸至该内部。该接触部位于该主体部上,该些接触面开口经由该内部及该主体部的开口连通至真空源。在本实施例中，该热压头由刚性且可导热的材质(例如不锈钢)所制成。为了减少该芯片上的应力，该些接触面开口相当小，较佳地，小于O. 2毫米，且在该接触面的表面上大致上等距地间隔。该些接触面开口所占的面积小于该接触面的表面积的10%。在一实施例中，该接触部更包含一凹陷部，其用以在热接合过程中，防止过多施加在基板上的底胶堆积在热压头上。该凹陷部可具有一高度及一宽度，该高度等于或大于I毫米，且该宽度等于或大于O. 5毫米。本揭露的另一方面关于一种使用热压头的覆晶接合方法。该覆晶接合的方法包括吸取一芯片的一第一表面，其中该芯片的该第一表面具有数个吸取区域，且该些吸取区域彼此间隔；及热压该芯片至一基板上。该吸取方式由真空吸力所达成。所有该些吸取区域的面积小于该芯片的该第一表面的面积的10%。
图I至图5显示本发明热压头及利用该热压头的覆晶接合工艺的一实施例的示意图；图6至图10显示本发明热压头及利用该热压头的覆晶接合工艺的另一实施例的示意图；图11显示根据本发明热压头的另一实施例的剖视示意图；图IlA显示根据本发明热压头的另一实施例的仰视示意图；图12显示根据本发明热压头的另一实施例的剖视示意图；图12A显示根据本发明热压头的另一实施例的仰视示意图；图13显示根据本发明热压头的另一实施例的剖视示意图；图13A显示根据本发明热压头的另一实施例的仰视示意图；图14显示根据本发明热压头的另一实施例的剖视示意图14A显示根据本发明热压头的另一实施例的仰视示意图；图15显示根据本发明热压头的另一实施例的剖视示意图；图15A显示根据本发明热压头的另一实施例的仰视示意图；图16显示根据本发明热压头的另一实施例的剖视示意图；图16A显示根据本发明热压头的另一实施例的仰视示意图；图17显示根据本发明热压头的另一实施例的剖视示意图；及图17A显示根据本发明热压头的另一实施例的仰视示意图。
具体实施方式
参考图I，显示一热压头I。该热压头I包括一主体部11及一接触部12。在本实施例中，该接触部12位于该主体部11上，且该主体部11及该接触部12 —体成型。在本实施例中，该热压头I由刚性且可导热的材质(例如不锈钢)所制成。该接触部12包含一接触面121及数个接触面开口 122，该些接触面开口 122形成于该接触面121内。该接触部12的该接触面121用以接触一芯片。该些接触面开口 122彼此间隔。较佳地，该些接触面开口 122间的节距(Pitch)大致相等，且该些接触面开口 122在该接触面121上大致上均匀分布。该些接触面开口 122的宽度相当小。在本实施例中，为了提供均匀真空吸力在该芯片上，以及考虑机械钻孔能力，该些接触面开口 122间的节距(Pitch)在约I毫米至O. 5毫米的范围中，且该些接触面开口 122的宽度小于约O. 2毫米。在本实施例中，该些接触面开口 122在该接触面121所占的面积小于该接触面121的表面积的10%。参考图2，显示图I的剖视图。如图所示，该主体部11具有一主体部开口 111。在本实施例中，该接触部12更具有一内部124。该些接触面开口 122延伸至该内部124，且连通至该主体部开口 111。该主体部开口 111连通至一真空源(图中未示)，因此，该热压头I可用以经由该些接触面开口 122而利用真空吸力以进行芯片吸取工艺。参考图3，显示芯片吸取工艺的剖视图。如图所示，当该真空源开启时，一芯片2被该热压头I所吸取。该芯片2具有一第一芯片表面21、一第二芯片表面22及数个凸块23，该些凸块23位于该第二芯片表面22。该第一芯片表面21与该热压头I的该接触面121接触，且该芯片2的该第一芯片表面21被来自该些接触面开口 122的真空吸力所吸住。因此，该芯片2的该第一芯片表面21具有数个吸取区域24，其对应该些接触面开口 122，且该些吸取区域24彼此间隔。在本实施例中，该热压头I的该接触面121的面积小于该第一芯片表面21的面积，且该接触部12每一边缘和该芯片2上与其相近的边缘间具有一距离屯。较佳地，所有该些吸取区域24的面积小于该芯片2的该第一芯片表面21的面积的10%，且该些吸取区域24间的节距(Pitch)大致相等。参考图4,提供一基板3。该基板3具有一基板表面31。较佳地,施加一预施加底胶(Pre-applied Underfill)4于该基板3的该基板表面31。该预施加底胶(Pre-appliedUnderfill)4 为非导电胶(Non-conductive Paste, NCP)或非导电膜(Non-conductiveFilm, NCF)。接着，该芯片2被置放于该基板表面31上，且被该热压头I热压至该基板3，因此该些凸块23电性连接至该基板3的焊垫(图中未示)，且位于该预施加底胶(Pre-applied Underf ill) 4中。因此,该芯片2接合至该基板3,且经由该些凸块23电性连接至该基板3。较佳地，为了防止过多的胶4接触且污染该热压头1，该距离Cl1必须大于或等于约O. 5毫米,且该热压头I的表面上涂覆一不沾黏涂层(Non-stick Coating),例如铁氟龙。参考图5，当该真空源关闭时，该真空吸力会被解除。接着，该热压头I离开该芯片2，以完成该覆晶接合工艺。由于该些接触面开口 122的宽度相当小，真空吸力在该些吸取区域24所导致的芯片变形相当轻微。因此，该芯片2的接触面(即该第一芯片表面21)会是平坦的，且该些凸块23不会变形或拉长。因此，可确保该芯片2与该基板3间的连接。参考图6至图10，显示热压头Ia及利用该热压头Ia的覆晶接合工艺。本实施例的热压头及覆晶接合工艺与上述工艺相似，其中相同的元件赋予相同的编号。本实施例的热压头Ia与上述的热压头I的不同处在于，该热压头Ia的结构，其更包括一凹陷部13。参考图6，提供该热压头la。该凹陷部13位于该接触部12。较佳地，该主体部11及该接触部12 —体成型。在本实施例中，该热压头Ia由刚性且可导热的材质(例如不锈钢)所制成。该接触部12包含一接触面121及数个接触面开口 122，该些接触面开口 122
形成于该接触面121内。该接触面121用以接触一芯片。该些接触面开口 122彼此间隔。较佳地，该些接触面开口 122间的节距(Pitch)大致相等，且该些接触面开口 122在该接触面121上大致上均匀分布。在本实施例中，为了提供均匀真空吸力在该芯片上，以及考虑机械钻孔能力，该些接触面开口 122间的节距(Pitch)在约I毫米至0.5毫米的范围中，且该些接触面开口 122的尺寸小于约O. 2毫米。该些接触面开口 122在该接触面121所占的面积小于该接触面121的表面积的10%。参考图7，显示图6的剖视图。该凹陷部13具有一高度h。该些接触面开口 122延伸至该内部124，且连通至该主体部开口 111。该主体部开口 111连通至一真空源(图中未示)，因此，该热压头Ia可用以经由该些接触面开口 122而利用真空吸力以进行芯片吸取工艺。参考图8，显示芯片吸取工艺的剖视图。如图所示，当该真空源开启时，该芯片2被该热压头Ia所吸取。该第一芯片表面21与该热压头Ia的该接触面121接触，且该芯片2的该第一芯片表面21被来自该些接触面开口 122的真空吸力所吸住。因此，该芯片2的该第一芯片表面21具有数个吸取区域24，其对应该些接触面开口 122。在本实施例中，该接触面121的面积小于该芯片2的面积，因此该凹陷部13的边缘和该芯片2的边缘间具有一距离d2(该距离d2即为该凹陷部13的宽度)。参考图9，该芯片2被该热压头Ia热压至该基板3，因此该些凸块23位于该预施加底胶(Pre-applied Underfill) 4中。因此,该芯片2接合至该基板3,且经由该些凸块23电性连接至该基板3。在压合过程中，如果没有准确地控制该预施加底胶(Pre-appliedUnderfi 11) 4的量,过多的预施加底胶(Pre-applied Underf ill) 4会到达该芯片2的接触面(即该第一芯片表面21)。然而，在本实施例中，该高度h的空间可以容纳过多的底胶4，以避免过多的底胶4接触且污染该热压头la。较佳地，该接触部12的边缘和该芯片2的边缘间所形成的距离d2必须大于或等于约O. 5毫米，该凹陷部13的高度h必须大于或等于约I毫米，且该热压头Ia的表面上涂覆一不沾黏涂层(Non-stick Coating),例如铁氟龙。参考图10，当该真空源关闭时，该真空吸力会被解除。接着，该热压头Ia离开该芯片2，以完成该覆晶接合工艺。参考图11及图11A，分别显示根据本发明热压头的另一实施例的剖视及仰视示意图，其中该图IlA的仰视图仅显示该接触面。本实施例的热压头Ib与图I至图3所示的热压头I相似，其中相同的元件赋予相同的编号。本实施例的热压头Ib与上述的热压头I的不同处在于，该热压头Ib的该些接触面开口 122包含数个内接触面开口 122a及数个外围接触面开口 122b，其中该些外围接触面开口 122b的宽度小于该些内接触面开口 122a的宽度，且该些外围接触面开口 122b环绕该些内接触面开口 122a。在本实施例中，该些内接触面开口 122a及该些外围接触面开口 122b皆延伸至该内部124，且连通至该主体部开口 111。由于该些外围接触面开口 122b的宽度较小，因此其真空吸力较小，而较不易吸到该预施加底胶(Pre-applied Underfill)4 ;或者如果吸到该预施加底胶(Pre-applied Underfill)4时，亦较容易将其移除。参考图12及图12A，分别显示根据本发明热压头的另一实施例的剖视及仰视示意图，其中该图12A的仰视图仅显示该接触面。本实施例的热压头Ic与图I至图3所示的热压头I相似，其中相同的元件赋予相同的编号。本实施例的热压头Ic与上述的热压头I的不同处在于，该热压头Ic的该接触面121更包含一外围沟槽126，其围绕该些接触面开口122。在本实施例中，该些接触面开口 122阵列排列，且该外围沟槽126为盲孔，其未延伸至 该内部124。因此，如果该预施加底胶(Pre-applied Underf ill) 4进入该外围沟槽126，容易将其移除。参考图13及图13A，分别显示根据本发明热压头的另一实施例的剖视及仰视示意图，其中该图13A的仰视图仅显示该接触面。本实施例的热压头Id与图12及图12A所示的热压头Ic相似，其中相同的元件赋予相同的编号。本实施例的热压头Id与上述的热压头Ic的不同处在于，该热压头Id的该些接触面开口 122排列成一井字形。亦即，该接触面121的四个角落及中央皆有一个未设置接触面开口的大区域。因此，如果该接触面121沾到该预施加底胶(Pre-applied Underfill) 4,该预施加底胶(Pre-applied Underfill) 4可以容易地由该些未设置接触面开口的大区域而被挤开，其移动路径128如图13A所示。参考图14及图14A，分别显示根据本发明热压头的另一实施例的剖视及仰视示意图，其中该图14A的仰视图仅显示该接触面。本实施例的热压头Ie与图13及图13A所示的热压头Id相似，其中相同的元件赋予相同的编号。本实施例的热压头Ie与上述的热压头Id的不同处在于，该热压头Ie的该些接触面开口 122的排列图案与该热压头Id该些接触面开口 122的排列图案相差45度。参考图15及图15A，分别显示根据本发明热压头的另一实施例的剖视及仰视示意图，其中该图15A的仰视图仅显示该接触面。本实施例的热压头If与图12及图12A所示的热压头Ic相似，其中相同的元件赋予相同的编号。本实施例的热压头If与上述的热压头Ic的不同处在于，该热压头If的该接触面121更包含一附加材料5，其位于该外围沟槽126中，且该附加材料5为一低表面能的材料,例如钛、钛合金或铁氟龙。在本实施例中，该附加材料5填满该外围沟槽126。由于该附加材料5与该预施加底胶(Pre-appliedUnderfi 11) 4的黏着力很小，因此，如果该接触面121沾到该预施加底胶(Pre-appliedUnderfill) 4,该预施加底胶(Pre-applied Underfill) 4可以容易地被移除。参考图16及图16A，分别显示根据本发明热压头的另一实施例的剖视及仰视示意图，其中该图16A的仰视图仅显示该接触面。本实施例的热压头Ig与图15及图15A所示的热压头If相似，其中相同的元件赋予相同的编号。本实施例的热压头Ig与上述的热压头If的不同处在于，该热压头Ig的该附加材料5不填满该外围沟槽126。参考图17及图17A，分别显示根据本发明热压头的另一实施例的剖视及仰视示意图，其中该图17A的仰视图仅显示该接触面。本实施例的热压头Ih与图I至图3所示的热压头I相似，其中相同的元件赋予相同的编号。本实施例的热压头Ih与上述的热压头I的不同处在于，该热压头Ih的的该接触面121更包含一附加材料5，且该附加材料5涂覆于该接触面121整个表面上。 惟上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非用以限制本发明。因此，习于此技术的人士对上述实施例进行修改及变化仍不脱本发明的精神。本发明的权利范围应如权利要求书所列。
权利要求
1.一种热压头，包括 一主体部；及 一接触部，该接触部包含一接触面及一内部，其中该接触面包含数个接触面开口，所述接触面开口延伸至该内部。
2.如权利要求I的热压头,其中该主体部经由该主体部的一开口连通至一真空源。
3.如权利要求2的热压头，其中该内部连通至该真空源。
4.如权利要求I的热压头,其中该接触部位于该主体部上。
5.如权利要求I的热压头,其中该主体部及该接触部一体成型。
6.如权利要求I的热压头，其中该接触部的该接触面用以载送一芯片。
7.如权利要求I的热压头，其中该热压头用于芯片接合。
8.如权利要求I的热压头，其中所述接触面开口所占的面积小于该接触面的表面积的10%。
9.如权利要求I的热压头，其中所述接触面开口彼此间隔。
10.如权利要求I的热压头，其中所述接触面开口的宽度小于O.2毫米。
11.如权利要求I的热压头，其中所述接触面开口间的节距在I毫米至O.5毫米的范围中。
12.如权利要求11的热压头，其中所述接触面开口间的节距大致相等。
13.如权利要求I的热压头，其中该接触部包含一凹陷部。
14.如权利要求13的热压头，其中该凹陷部具有一高度及一宽度，该高度等于或大于I毫米，且该宽度等于或大于O. 5毫米。
15.如权利要求I的热压头，其中该热压头的至少一表面涂覆一不沾黏涂层。
16.如权利要求I的热压头，其中所述接触面开口包含数个内接触面开口及数个外围接触面开口，其中所述外围接触面开口的宽度小于所述内接触面开口的宽度，且所述外围接触面开口环绕所述内接触面开口。
17.如权利要求I的热压头，其中该接触面更包含一外围沟槽，其围绕所述接触面开□。
18.如权利要求17的热压头，其中所述接触面开口阵列排列。
19.如权利要求17的热压头，其中所述接触面开口排列成一井字形。
20.如权利要求17的热压头，其中该接触面更包含一附加材料，其位于该外围沟槽中，且该附加材料为一低表面能的材料。
21.如权利要求20的热压头，其中该附加材料填满该外围沟槽。
22.如权利要求20的热压头，其中该附加材料不填满该外围沟槽。
23.如权利要求20的热压头，其中该附加材料涂覆于该接触面上。
24.—种热压头,包括 一主体部，具有一开口，该开口用以连接至一真空源 '及 一接触部，位于该主体部上，该接触部包含一接触面及一内部，其中该接触面包含数个接触面开口，所述接触面开口延伸至该内部，所述接触面开口经由该内部及该主体部的该开口连通至该真空源。
25.如权利要求24的热压头，其中所述接触面开口的宽度小于O.2毫米。
26.一种覆晶接合的方法，包括 吸取一芯片的一第一表面，其中该芯片的该第一表面具有数个吸取区域，且所述吸取区域彼此间隔；及 热压该芯片至一基板上。
27.如权利要求26的方法，其中该芯片的该第一表面被真空吸力所吸取。
28.如权利要求26的方法，其中所有所述吸取区域的面积小于该芯片的该第一表面的面积的10%。
全文摘要
本发明提供一种覆晶接合的方法及热压头。热压头包括一主体部及一接触部。主体部具有一主体部开口。接触部包含一接触面及数个开口，开口连通至主体部开口。当接触部的接触面用以吸取一芯片，芯片的接触面具有数个吸取区域，其对应接触面开口。芯片接合至一基板后，吸取区域的突起相当轻微。因此，可确保该芯片与该基板间的连接。
文档编号H01L21/603GK102881622SQ201210385738
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月12日 优先权日2012年1月11日
发明者张惠珊, 洪嘉临, 黄崇杰 申请人:日月光半导体制造股份有限公司