[发明专利]键合头、键合装置和键合方法

说明书

本申请提供一种键合头、键合装置键合方法。键合头包括键合块，键合块的底面包括第一区域和第二区域，第一区域包括键合块的底面的中心区域，第二区域环绕第一区域，第一区域中设置有第一压力施加装置的至少部分，第二区域中设置有吸附第一键合对象的第二压力施加装置的至少部分。在进行贴合时，吸附在键合块的底面上的第一键合对象下表面的拱起的中间区域先于第一键合对象下表面的边缘区域贴合第二键合对象的上表面，且第一压力施加装置从第一工作状态切换至第二工作状态，以使第一键合对象下表面的拱起的中间区域逐渐恢复形变，第一键合对象的下表面和第二键合对象的上表面依次贴合，从而将第一键合对象和所述第二键合对象键合在一起。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种键合头、键合装置和键合方法。

背景技术

目前，芯片封装技术中的芯片到衬底工艺由于不受芯片尺寸匹配限制，同时能提高芯片的良率，因而受到全球半导体厂商的青睐。

但是，相关技术中，通常采用直接键合的方式将芯片键合到衬底上，容易在芯片和衬底之间产生气泡，且芯片边缘靠自身的内应力和重力与衬底键合，会产生翘起现象，键合效果不理想。

发明内容

为了解决上述问题中的至少一种，以提高芯片封装质量，本申请提供一种键合头、键合装置和键合方法。

第一方面，本申请的一些实施例提供一种键合头，应用于键合装置，以键合第一键合对象和第二键合对象，键合头包括：键合块，其中，键合块的底面用于吸附待键合的第一键合对象，并将吸附的第一键合对象的下表面与第二键合对象的上表面贴合；键合块的底面包括第一区域和第二区域，第一区域包括键合块的底面的中心区域，第二区域环绕第一区域，第一区域中设置有第一压力施加装置的至少部分，第二区域中设置有第二压力施加装置的至少部分；在进行贴合前，第一压力施加装置和第二压力施加装置分别处于第一工作状态，其中，处于第一工作状态的第二压力施加装置用于使键合块的底面吸附第一键合对象，处于第一工作状态的第一压力施加装置用于使第一键合对象下表面的中间区域朝向背离键合块的底面的方向拱起；在进行贴合时，吸附在键合块的底面上的第一键合对象的拱起的中间区域先于第一键合对象下表面的边缘区域贴合第二键合对象的上表面，且第一压力施加装置从第一工作状态切换至第二工作状态，以使第一键合对象的拱起的中间区域逐渐恢复形变，第一键合对象的下表面和第二键合对象的上表面依次贴合，从而将第一键合对象和第二键合对象键合在一起。

在一些实施例中，在进行贴合前，第一压力施加装置处于第一工作状态时，第一压力施加装置用于向键合块的第一区域与第一键合对象上表面的中间区域之间填充介质，以使第一键合对象下表面的中间区域朝向背离键合块的底面的方向拱起；在进行贴合时，第一压力施加装置处于第二工作状态，第一压力施加装置用于逐渐排出介质，以使第一键合对象下表面的拱起的中间区域逐渐恢复形变。

在一些实施例中，第一压力施加装置包括至少一个第一施加口和第一通道，其中，至少一个第一施加口设置在键合块底面的第一区域中，第一通道设置在键合块内部，并与至少一个第一施加口连通。

在一些实施例中，至少一个第一施加口分别为微孔结构或者沟槽结构；和/或至少一个第一施加口包括多个第一施加口，其中，一个第一施加口设置在键合块底面的中心，其它第一施加口分别环绕键合块底面的中心设置；或者，多个第一施加口分别环绕键合块底面的中心设置。

在一些实施例中，介质包括气体介质或者液体介质。

在一些实施例中，在进行贴合前，第二压力施加装置处于第一工作状态，第第二压力施加装置用于在向键合块的第二区域与第一键合对象上表面的边缘区域之间提供第二方向压力，以使第一键合对象吸附在键合块的底面上；和/或在进行贴合时，第第二压力施加装置配合第一压力施加装置从第一工作状态切换至第二工作状态，第二压力施加装置用于逐渐释放键合块的第二区域与第一键合对象上表面的边缘区域之间的第二方向压力，以使第一键合对象的下表面和第二键合对象的上表面依次贴合。