[发明专利]用于安装半导体芯片的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将半导体芯片安装在基板上的方法和设备。这样的自动安装设备在技术圈被称为粘片机。所述自动安装设备包括分配站和粘接站，所述分配站用于将粘合剂涂敷至基板的基板位置，并且所述粘接站用于将半导体芯片放置在设有粘合剂的基板位置上。

背景技术

基板包含其上分别安装一个半导体芯片的预定数目的基板位置。处理通常用如下方式实现，即在分配站处的第一步骤中，将粘合剂的一部分分配至基板的每个基板位置。基板然后被传送至粘接站，并且涂敷半导体芯片。现在存在其中将数千个小的半导体芯片安装在每块基板上的应用。基板位置的数目可如此大，使得即使以非常高的吞吐率(UPH=单位每小时)，自动安装设备也需要用于给基板的所有基板位置提供粘合剂的时间，所述时间比粘合剂的所谓“停留时间”或“干燥时间”长。停留时间对于某一粘合剂指定粘合剂的涂敷与半导体芯片的放置之间的最长时间在不出现质量问题的情况下可以是多长。该问题具体地是表层随着时间的推移形成在涂敷至基板位置的粘合剂的一部分上，该表层在半导体芯片的安装期间不利地影响粘合剂的性能。该问题现今通过如下方式避免：仅给基板位置的一部分提供粘合剂，然后装配半导体芯片并使基板多次穿过粘片机，直到所有基板位置装配半导体芯片为止；或者将分配站与粘接站彼此尽可能靠近布置，使得粘合剂到一个基板位置的涂敷与半导体芯片在所述一个基板位置上的放置可在较短的时间延迟的情况下出现。这些解决方案具有各种缺点。

发明内容

本发明的目的是为这些应用研制较好的解决方法。

每块基板具有按矩阵的方式布置成行与列的预定数目M的基板位置，其中行与传送的方向平行，并且列与传送的方向垂直。每块基板根据本发明被划分成K个大致相同尺寸的子区域，即每个子区域大致包括N=M/K个基板位置。子区域的数目至少为K=2。半导体芯片通过以下步骤安装：

-将基板传送至分配站，

-将粘合剂部分分配至第一子区域的每个基板位置中，

-将基板传送至粘接站，

-将半导体芯片放置在第一子区域的基板位置上，

-将基板传送回分配站，

-将粘合剂部分分配至第二子区域的每个基板位置中，

-将基板传送至粘接站，

-将半导体芯片放置在第二子区域的基板位置上，并如此继续，直到给基板的所有子区域装配半导体芯片为止。

在此的事实是一块接一块基板设有粘合剂部分并装配半导体芯片，其中一块基板总是位于分配站处，并且同时另一基板位于粘接站处。为了能自动序列，将缓冲站设置在分配站与粘接站之间，该缓冲站被构造为通过处，待从分配站传送至粘接站的一块或两块基板和待在相反的方向上从粘接站传送至分配站的一块基板可在该通过处处越过。缓冲站因此被构造成临时接纳一块或两块基板和从传送路径移除所述一块或两块基板。

τ₁指示在分配站处将粘合剂的一部分涂敷至基板位置所需的平均循环时间，并且τ₂指示在粘接站处将半导体芯片放置在基板位置上所需的平均循环时间。给子区域的所有基板位置提供粘合剂部分所需的时间△t₁因此为△t₁=N*τ₁。将半导体芯片放置在子区域的所有基板位置上所需的时间△t₂因此为△t₂=N*τ₂。粘合剂到指定的基板位置的涂敷与半导体芯片在该指定的基板位置处的放置之间经过的时间△t因此是两个时间△t₁与△t₂的较大者，即△t=maximum(△t₁、△t₂)，其中从分配站到粘接站的传送时间比较起来可以忽略。停留时间t_D是由粘合剂的厂家提供的时间，该时间指定粘合剂的涂敷与半导体芯片的放置之间的最长时间在不出现质量问题的情况下可以是多长。原则上，子区域的数目K应尽可能地小，但应选择成使得通常满足条件△t＜t_D。

数目K例如可确定如下：

a)将由分配站给基板的所有M个基板位置提供粘合剂所需的时间△t_S1计算为△t_S1=M*τ₁，

b)将由粘接站给基板的所有M个基板位置装配半导体芯片所需的时间△t_S2计算为△t_S2=M*τ₂，