芯片键合方法及设备与流程

1.本发明涉及芯片封装技术领域，更具体地说，涉及一种芯片键合方法及设备。


背景技术：

2.在半导体领域中，狭义的芯片封装是指将裸片(die)通过绝缘外壳进行包裹，并通过导电端子将裸片的电极从绝缘外壳引出，进而形成焊脚，即将芯片在引线框架上布局粘贴固定及连接，引出接线端子并通过可塑性绝缘介质灌封固定；而广义的芯片封装则还包括芯片与基板的连接固定，即将封装体(完成封装的裸片)通过引线键合方式将其焊脚与基板上的焊盘进行电连接，进而实现封装体与基板之间的键合。
3.现有正装芯片与基板之间一般采用引线键合(wire bonding)方式实现电连接，即利用热、压力、超声波能量使金属引线分别与基板焊盘和芯片的焊脚紧密焊合，进而实现芯片与基板间的电气互连和芯片间的信号互通。在理想控制条件下，引线和基板间会发生电子共享或原子的相互扩散，从而使两种金属间实现原子量级上的键合。
4.然而，上述引线键合方式需要引线设备将金属线逐根从芯片的焊脚键合至基板焊盘上，此方式效率低下，并且在键合过程中容易出现翘起、开裂等情况。此外，当芯片为功率芯片时，由于其电极需要通过大电流，若仍然采用金属线连接焊脚和焊盘，这会造成金属线通过大电流时，因其阻抗较大而产生较多的热，并造成功率损耗。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题在于，针对上述引线键合效率低下的问题，提供一种芯片键合方法及设备。
6.本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种芯片键合方法，包括：
7.提供一基板和形状记忆型导电膜，所述基板的表面固定有至少一芯片，且所述基板固定有所述芯片的表面具有分别与所述芯片上表面的多个焊脚一一对应的多个焊盘，每一所述焊盘和所述焊脚的表面具有固态的焊料，所述形状记忆型导电膜包括导电片区域；
8.将所述形状记忆型导电膜置于所述芯片上，且所述形状记忆型导电膜至少覆盖所述芯片及与所述芯片的焊脚对应的所述焊盘；
9.加热所述形状记忆型导电膜到形变温度以上，使所述形状记忆型导电膜恢复到第一形态，且在所述形状记忆型导电膜的第一形态下，所述导电片区域的第一部分和第二部分分别与对应的所述基板的焊盘和所述芯片的焊脚表面的焊料搭接；
10.将所述焊脚和所述焊盘表面的所述焊料加热至熔融状态，并由冷却凝固后的所述焊料将所述形状记忆型导电膜的导电片区域分别与所述基板的焊盘和芯片的焊脚焊接固定，所述焊料的熔融温度高于所述形状记忆型导电膜的形变温度。
11.作为本发明的进一步改进，所述形状记忆型导电膜包括多个所述导电片区域以及将多个所述导电片区域相隔的非导电片区域，所述非导电片区域为绝缘部分。
12.作为本发明的进一步改进，所述形状记忆型导电膜包括多个所述导电片区域以及
将多个所述导电片区域相隔的非导电片区域，所述导电片区域和非导电片区域通过弱化连接结构相连，以使所述导电片区域和所述非导电片区域之间的连接力薄弱；
13.所述方法还包括：在所述导电片区域与所述基板的焊盘和所述芯片的焊脚焊接固定后，移除所述形状记忆型导电膜的非导电片区域。
14.作为本发明的进一步改进，所述形状记忆型导电膜包括标记区域，所述基板的表面包括定位标记；
15.所述将形状记忆型导电膜置于所述芯片上，包括：
16.调整所述形状记忆型导电膜的位置，使所述形状记忆型导电膜的标记区域与所述基板的定位标记相对应。
17.作为本发明的进一步改进，所述基板固定有所述芯片的表面的中心具有凸起部，所述凸起部突出于所述基板表面的高度与所述芯片上的焊脚突出于所述基板表面的高度相等，且所述凸起部的顶面具有粘胶层；
18.在将形状记忆型导电膜置于所述芯片上时，所述方法还包括：
19.将所述形状记忆型导电膜的中心通过所述凸起部的粘胶层粘接固定。
20.作为本发明的进一步改进，所述方法还包括：
21.于所述形状记忆型导电膜加热形变至第一形态时，固定置于所述基板上的所述形状记忆型导电膜的部分，并对所述形状记忆型导电膜和所述焊料共同加热至熔融温度以上；
22.在所述焊料熔化过程中，所述形状记忆型导电膜形变至第二形态，使所述导电片区域的第一部分和第二部分分别挤压对应的所述焊盘和所述焊脚上呈熔融状态的所述焊料。
23.作为本发明的进一步改进，所述加热所述形状记忆型导电膜到形变温度以上，包括：
24.将加热板移动到所述形状记忆型导电膜上方，并控制所述加热板的加热温度大于所述形状记忆型导电膜的形变温度，由所述加热板产生的热辐射使所述形状记忆型导电膜达到形变温度以上，所述加热板的尺寸大于或等于所述形状记忆型导电膜的尺寸。
25.作为本发明的进一步改进，所述加热所述形状记忆型导电膜到形变温度以上，包括：
26.将热风机移动到所述形状记忆型导电膜上方，并控制所述热风机的出风口的温度大于所述形状记忆型导电膜的形变温度，由所述热风机吹送的热风使所述形状记忆型导电膜达到形变温度以上。
27.作为本发明的进一步改进，所述形状记忆型导电膜的每一所述导电片区域的第一部分和第二部分设置有与所述焊盘和所述焊脚对应的通孔，且所述通孔的尺寸分别小于所述焊盘和所述焊脚的尺寸，所述加热所述焊脚和所述焊盘表面的焊料，包括：
28.控制激光焊接头向所述导电片区域设置的所述通孔发射激光束加热所述焊料使所述焊料熔融。
29.作为本发明的进一步改进，所述加热所述焊脚和所述焊盘表面的焊料，包括：
30.将加热板移动到所述形状记忆型导电膜上方，并控制所述加热板的加热温度大于所述焊料的熔融温度，由所述加热板产生的热辐射加热所述焊料使所述焊料熔融。
31.作为本发明的进一步改进，所述加热所述焊脚和所述焊盘表面的焊料，包括：
32.将热风机移动到所述形状记忆型导电膜上方，并控制所述热风机的出风口的温度大于所述焊料的熔融温度，由所述热风机吹送的热风使所述焊料熔融。
33.本发明还提供一种芯片键合设备，用于将固定在基板表面的至少一个芯片上表面的多个焊脚分别与基板表面的多个焊盘一一对应键合，每一所述焊盘和所述焊脚的表面具有固态的焊料，所述芯片键合设备包括：
34.导电膜移转装置，用于将形状记忆型导电膜置于芯片上，且所述形状记忆型导电膜至少覆盖所述芯片及与所述芯片的焊脚对应的所述焊盘，所述形状记忆型导电膜包括导电片区域；
35.加热装置，用于加热所述形状记忆型导电膜到形变温度以上，使所述形状记忆型导电膜恢复到第一形态，且在所述形状记忆型导电膜的第一形态下，所述导电片区域的第一部分和第二部分分别与对应的所述基板的焊盘和所述芯片的焊脚表面的焊料搭接；以及将所述焊脚和所述焊盘表面的所述焊料加热至熔融状态，并由冷却凝固后的所述焊料将所述形状记忆型导电膜的导电片区域分别与所述基板的焊盘和芯片的焊脚焊接固定，所述焊料的熔融温度高于所述形状记忆型导电膜的形变温度。
36.本发明具有以下有益效果：通过加热覆盖芯片和基板的形状记忆型导电膜，使形状记忆型导电膜向记忆的第一形态转变，并在形状记忆型导电膜转变至第一形态时其导电片区域分别搭接在芯片的焊脚和基板的焊盘上的焊料，再通过加热焊料将搭接的导电片区域分别与焊脚和焊盘焊接固定，实现芯片的键合操作，从而极大地提高了芯片键合效率。
附图说明
37.图1是本发明实施例提供的芯片键合方法的流程示意图；
38.图2是本发明实施例提供的芯片键合方法中将形状记忆型导电膜置于芯片上方的示意图；
39.图3是本发明实施例提供的芯片键合方法中加热形状记忆型导电膜的示意图；
40.图4是本发明实施例提供的芯片键合方法中形状记忆型导电膜受热后恢复第一状态的示意图；
41.图5是本发明实施例提供的芯片键合方法中所使用的形状记忆型导电膜的示意图；
42.图6是本发明实施例提供的芯片键合方法中形状记忆型导电膜受热后恢复到第二状态的示意图；
43.图7是本发明另一实施例提供的芯片键合方法中形状记忆型导电膜受热后恢复到第一状态的示意图；
44.图8是本发明另一实施例提供的芯片键合方法中加热形状记忆型导电膜的示意图；
45.图9是本发明实施例提供的芯片键合方法中移除形状记忆型导电膜中非导电片区域的示意图；
46.图10是本发明实施例提供的芯片键合方法中将形状记忆型导电膜与焊脚、焊盘焊接固定的示意图；
47.图11是本发明另一实施例提供的芯片键合方法中所使用的形状记忆型导电膜的示意图；
48.图12是本发明另一实施例提供的芯片键合方法中导电片区域与焊脚、焊盘的焊接示意图。
具体实施方式
49.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
50.本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
51.在申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
52.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
53.如图1所示，是本发明实施例提供的芯片键合方法的流程示意图，该方法用于将芯片的多个焊脚与基板表面的多个焊盘一一对应键合。以下结合图2-5描述本实施例的方法，且该方法包括以下步骤：
54.步骤s11：提供一基板10和形状记忆型导电膜30，该基板10的表面(例如图2所示的基板10的上表面)固定有至少一芯片20(芯片20的焊脚21背向基板10)，且基板10固定有芯片20的表面具有多个焊盘11，该多个焊盘11与固定于基板10表面的芯片20上表面的多个焊脚21一一对应，每一焊盘11和焊脚21的表面具有固态的焊料。
55.具体地，上述基板10可以是硅基板、陶瓷基板、柔性基板等；芯片20可以是存储芯片、控制芯片、功率芯片、光芯片等；芯片20具体可通过daf胶粘接固定在基板10的表面。并且，焊料可采用焊锡、导电胶等，其可提前通过印刷或其他方式粘结固定在基板10的焊盘11和芯片20的焊脚21上，也可由现场粘结到焊盘11和焊脚21上。
56.上述形状记忆型导电膜30由热致型形状记忆材料制成，热致型形状记忆材料是指温度上升至特定温度时，能够恢复记忆形状的材料，且其记忆的初始形状可人为控制，其原理为：热致型形状记忆材料具有两种相，分别是记忆起始形状的固定相和随温度变化能可逆地固化和软化的可逆相。当热致型形状记忆高分子处于形变温度(例如玻璃化转变温度
tg)以下时，高分子链段被冻结，固定相和可逆相也均处于冻结状态，此时，高分子聚合物处于玻璃态；当温度高于形变温度时，链段开始运动，高分子聚合物对应处于高弹态，如果此时在外力的作用下，材料发生形变，之后温度下降，材料被冷却，但在冷却过程中保持外力的存在以维持材料形状，则分子链段被冻结即可逆相处于被冻结状态。因此，材料被赋予的形状被保留了下来。一旦温度再次达到形变温度以上时，材料的链段则被解冻且其运动逐渐恢复，在固定相的作用下，材料形状也恢复到初始形状。此外，形状记忆型材料所记忆的初始形状可通过记忆训练获得，进而产生稳定的形状记忆效应。
57.具体地，用于制备形状记忆型导电膜30的热致型形状记忆材料可以是聚乙烯(pe)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva)、聚氯乙烯(pvc)、聚四氟乙烯(ptfe)等绝缘性质的高分子聚合物，并通过在热致型形状记忆材料中掺杂导电材料(如金属填料au、ag、cu等，或者碳质填料碳黑、碳纳米管、碳纤维等)使形状记忆型导电膜30导电并形成导电片区域。
58.步骤s12：将形状记忆型导电膜30置于芯片20上，且形状记忆型导电膜30至少覆盖芯片20及与芯片20的焊脚21对应的焊盘11。
59.该步骤中，可通过导电膜移转装置41将形状记忆型导电膜30置于芯片20上。导电膜移转装置41可包括末端具有真空吸附装置的伸缩臂411，其通过末端的真空吸附装置吸附形状记忆型导电膜30，并通过伸缩下行将形状记忆型导电膜30置于芯片20(基板10)上。
60.步骤s13：加热形状记忆型导电膜30到形变温度以上，使形状记忆型导电膜30恢复到第一形态，且在形状记忆型导电膜30的第一形态下，形状记忆型导电膜30上的导电片区域31的第一部分和第二部分分别与对应的基板10的焊盘11和芯片20的焊脚21表面的焊料搭接。
61.该步骤中，可通过加热装置42加热形状记忆型导电膜30到形变温度以上，使形状记忆型导电膜30恢复到第一形态。具体地，加热装置42可包括加热板421和伸缩臂422，加热板421通过伸缩臂422的伸缩操作运行至形状记忆型导电膜30的上方，再通过加热板421的热辐射加热形状记忆型导电膜30到形变温度以上。例如，上述形状记忆型导电膜30的固定相(第一形态)如图4的下部所示，可逆相如图4的上部所示。当加热装置42将形状记忆型导电膜30加热到形变温度以上时，形状记忆型导电膜30从图4上部的形态收缩形变恢复至图4下部的形态。
62.可以理解的是，形状记忆型导电膜30上的导电片区域31的第一部分和第二部分可以是在导电片区域31内不重合的任意两部分；优选地，可为导电片区域31的两端。
63.步骤s14：将芯片20的焊脚21和基板10的焊盘11表面的焊料加热至熔融状态，并由冷却凝固后的焊料将形状记忆型导电膜30的导电片区域31分别与基板10的焊盘11和芯片20的焊脚21焊接固定，其中焊料的熔融温度高于形状记忆型导电膜30的形变温度。
64.该步骤同样可通过图3所示的加热装置42实现，只需控制加热板421的温度到焊料的熔融温度以上即可。即上述步骤s13和步骤14可连续执行，先控制加热装置42的加热板421达到形状记忆型导电膜30的形变温度以上(并低于焊料的熔融温度)，使形状记忆型导电膜30恢复到第一形态；然后继续提高加热装置42的加热板421的温度达到焊料的熔融温度以上，使焊料熔融。
65.特别地，形状记忆型导电膜30还可预留收缩形变的部分，以在加热焊料至熔融温度时使形状记忆型导电膜30进一步收缩形变，并与熔化后的焊料紧密接触。相应地，在该步
骤中，在形状记忆型导电膜30加热形变至第一形态后，可通过如图2所示的导电膜移转装置41等将形状记忆型导电膜30位于基板10上的部分固定，再将形状记忆型导电膜30和焊料共同加热至熔融温度以上；在焊料熔融的同时，形状记忆型导电膜30形变至第二形态(该第二形态为形状记忆型导电膜30的最终形态，即其所记忆的初始形态)，使导电片区域31的第一部分(与焊盘11的焊料搭接的部分)和第二部分(与焊脚21的焊料搭接的部分)分别挤压、包裹对应的焊盘11和焊脚21上呈熔融状态的焊料，如图6所示。焊盘11和焊脚21上的焊料冷却后即完成与导电片区域31的第一部分、第二部分的焊接。通过上述方式，可增大导电片区域与焊料之间的接触面积，进而提高焊料与导电片区域31的结合强度。
66.上述芯片键合方法，通过将形状记忆型导电膜30覆盖芯片20和基板10并加热该形状记忆型导电膜30到形变温度以上，使形状记忆型导电膜30向记忆的第一形态转变，并在形状记忆型导电膜30转变至第一形态时其导电片区域31分别搭接在芯片20的焊脚21和基板10的焊盘11表面的焊料上，再通过加热焊料将搭接的导电片区域31分别与焊脚21和焊盘11焊接固定，实现芯片20的键合操作，从而极大地提高了芯片键合效率。
67.在本发明的一个实施例中，基板10表面固定有多个芯片20，且每一芯片20周围具有一组焊盘11，每一组焊盘11分别对应固定到基板10表面的正装芯片20的焊脚21。相应地，结合图5所示，上述形状记忆型导电膜30包括多个导电的导电片区域和绝缘的非导电片区域32，其中，多个导电片区域通过非导电片区域32相隔形成多个相对独立的结构。具体地，上述非导电片区域32和导电片区域31均由热致型形状记忆材料构成，并通过向导电片区域31掺杂导电材料使其导电。为使得焊脚21和焊盘11之间的阻抗相对较小，减小芯片20工作时导电片区域31的发热量，上述导电片区域31的宽度可在满足安规的条件下相对较大，例如其收缩后(即形状记忆型导电膜30恢复到最终形态时)的宽度与焊脚21的宽度相同或略大于焊脚21的宽度。
68.在上述步骤s13中，当形状记忆型导电膜30加热并恢复到第一形态时，每一导电片区域31的第一部分与基板10的一个焊盘11搭接、第二部分与芯片20的一个焊脚21搭接。而在步骤s14中，可同时对所有焊脚21和焊盘11上的焊料进行加热，从而实现多个芯片20的同时键合。由于形状记忆型导电膜30可在恢复到第一形态过程中同时搭接到多组焊脚21和焊盘11，并可同时实现焊料的焊接操作，从而可同时实现多个芯片20与基板10的键合，相对于现有采用金属线逐根从芯片20的焊脚21键合至基板10的焊盘11的方式，可极大地提高芯片键合的效率。
69.结合图5所示，在本发明的一个实施例中，上述形状记忆型导电膜30包括非导电片区域32和多个导电片区域31，且导电片区域31和非导电片区域32通过弱化连接结构33相连，以使导电片区域31和所述非导电片区域32之间的连接力薄弱，例如可在每一导电片区域31的四周打上一圈细密的贯穿孔以形成弱化连接结构33，从而便于导电片区域31和非导电片区域32的分离。此外，弱化连接结构33还可以为易撕线等。此时，上述非导电片区域32和导电片区域31可均导电，从而简化形状记忆型导电膜30的制备。
70.相应地，结合图9所示，上述芯片键合方法除了包括步骤s11-步骤s14外，还包括：在导电片区域31与基板10的焊盘11和芯片20的焊脚21焊接固定后，移除形状记忆型导电膜30的非导电片区域32，使得每一导电片区域31分别电连接一个焊盘11和一个焊脚21。
71.具体地，该步骤可通过导电膜移转装置41将非导电片区域32移除：先控制伸缩臂
411下行将抓取装置送至形状记忆型导电膜30的表面(避开导电片区域31)，在抓取装置吸附住形状记忆型导电膜30的非导电片区域32后，控制伸缩臂411上行，从而将非导电片区域32上提，由于导电片区域31焊接在焊盘11和焊脚21上，在非导电片区域32上提时导电片区域31保留在基板10和芯片20上，实现与非导电片区域32的分离。当然，在实际应用中，也可使用独立的装置进行非导电片区域32的移除操作，在此不再赘述。
72.由于形状记忆型导电膜30从图4上部的形态恢复到图4下部的形态会产生热收缩，为使收缩后的形状记忆型导电膜30中各个导电片区域31分别准确搭接到一组焊盘11和焊脚21，结合图5所示，上述形状记忆型导电膜30还包括标记区域34，相应地，基板10的表面包括定位标记。在本发明的一个实施例中，标记区域34位于形状记忆型导电膜30的外延，即导电片区域31和非导电片区域32位于标记区域34的围合区域，而基板10表面的定位标记可为基板10的外缘，也可以是额外设置在基板10上的标记。在步骤s12中，可通过视觉检测装置识别形状记忆型导电膜30的标记区域34和基板10的定位标记，在将形状记忆型导电膜30置于芯片20上时，需根据视觉检测装置的识别信息调整形状记忆型导电膜30的位置，使形状记忆型导电膜30的标记区域34与基板10的表面的定位标记相对应。通过上述方式，可极大提高芯片键合的良率。
73.结合图7所示，在本发明的一个实施例中，上述基板10上固定有芯片20的表面的中心(例如几何中心)具有凸起部12，该凸起部12突出于基板10表面的高度与芯片20上的焊脚突出于基板10表面的高度相等。并且，凸起部12的顶面具有粘胶层，步骤s12中将形状记忆型导电膜30置于芯片20上时，还将形状记忆型导电膜30的中心通过凸起部12顶部的粘胶层粘接固定。通过上述方式，可实现形状记忆型导电膜30的临时固定，避免其再后续工序中位移造成导电片区域31无法搭接到对应的焊脚21和焊盘11。
74.结合图8所示，在上述步骤s13中，加热装置42除了采用加热板以热辐射方式加热形状记忆型导电膜30外，还可采用热风方式使形状记忆型导电膜30达到形变温度以上。此时，加热装置42可包括热风机，在热风机移动到形状记忆型导电膜30上方后，控制热风机的出风口的温度大于形状记忆型导电膜30形变温度，并由热风机吹送的热风使形状记忆型导电膜30达到形变温度以上。
75.特别地，当加热装置42采用热风机加热形状记忆型导电膜30时，热风机产生的热风容易导致形状记忆型导电膜30偏离预定位置，为了使得形状记忆型导电膜30在收缩形变后能够使导电片区域31与对应的焊脚21和焊盘11接触，形状记忆型导电膜30需采用图7所示的凸起部12固定。
76.如图11所示，在本发明的一个实施例中，上述形状记忆型导电膜30的导电片区域31上设置有分别与焊盘11、焊脚21对应的通孔311、312，该通孔311、312的尺寸分别小于焊盘11、焊脚21的尺寸，从而在导电片区域31搭接到焊盘11、焊脚21上时，焊料的一部分分别通过通孔311、312暴露在外，可使激光直接对焊料进行加热。另外，步骤s14中，结合图10所示，当形状记忆型导电膜30从第一形态向变至第二形态过程中，可通过激光焊接头向通孔311、312内发射激光束使焊料熔融，熔融的部分焊料被形状记忆型导电膜30挤压可穿过通孔311、312到达通孔311、312上方，并在焊料冷却后完成焊接。通过上述方式，一方面可避免激光直接对导电片区域31加热损坏导电片区域31，另一方面可提高导电片区域31与焊脚21、焊盘11的结合强度。
77.此外，还可在形状记忆型导电膜30的导电片区域31上设置透明部代替上述通孔311、312，并且在形状记忆型导电膜30形变收缩后，透明部位于对应的焊盘11、焊脚21上方，激光焊接头可向透明部内发射激光束使焊料熔融。
78.在步骤s14中，除了采用加热板热辐射加热焊料和激光焊接头加热焊料外，还可采用热风的方式加热焊料：将热风机移动到形状记忆型导电膜30上方，并控制热风机的出风口的温度大于焊料的熔融温度，由热风机吹送的热风使所述焊料熔融。
79.本发明实施例还提供了一种使用上述方法将固定在基板10表面的至少一个芯片20上表面的多个焊脚21分别与基板10表面的多个焊盘11一一对应键合的芯片键合设备，该芯片键合设备包括导电膜移转装置41、加热装置42、转运平台以及控制装置等，其中控制装置可以为工业计算机、专用控制器等，该控制装置分别与导电膜移转装置41、加热装置42及转运平台信号连接，并向导电膜移转装置41、加热装置42及转运平台发送控制信号，导电膜移转装置41、加热装置42及转运平台均在控制装置控制下运行。转运平台上具有承载基板10的操作台，该转运平台可在控制装置控制下，以传送带、转运小车等方式，将基板10依次传送到导电膜移转装置41、加热装置42下方，再由导电膜移转装置41、加热装置42执行相应操作，从而实现将芯片20与基板10键合。此外，转运平台也可将导电膜移转装置41、加热装置依次转运到基板10上方。在实际应用中，转运平台和控制装置也可采用其他现有的结构，在此不再赘述。
80.导电膜移转装置41用于在控制装置控制下，将形状记忆型导电膜30置于芯片20上，且该形状记忆型导电膜30包括导电片区域31，且上述导电片区域31至少覆盖芯片20及与芯片20上的焊脚21对应的焊盘11。导电膜移转装置41可包括末端具有真空吸附装置的伸缩臂411，其通过末端的真空吸附装置吸附形状记忆型导电膜30，并通过伸缩下行将形状记忆型导电膜30置于芯片20(基板10)上。
81.加热装置42用于在控制装置的控制下，加热形状记忆型导电膜30到形变温度以上，使形状记忆型导电膜30恢复到第一形态，且在形状记忆型导电膜30的第一形态下，该形状记忆型导电膜30的导电片区域分别与基板10的焊盘11、芯片20的焊脚21搭接。具体地，加热装置42可包括加热板421和伸缩臂422，加热板421通过伸缩臂422的伸缩操作置于形状记忆型导电膜30的上方，再通过加热板421的热辐射加热形状记忆型导电膜30到形变温度以上。
82.上述加热装置42还用于在控制装置的控制下，将焊脚21和焊盘11表面的焊料加热至熔融状态，并由冷却凝固后的焊料将形状记忆型导电膜30的导电片区域31分别与基板10的焊盘11和芯片20的焊脚21焊接固定，且上述焊料的熔融温度高于形状记忆型导电膜30的形变温度。
83.尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本技术，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本技术包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本说明书的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。
84.即，以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本
申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种芯片键合方法，其特征在于，包括：提供一基板和形状记忆型导电膜，所述基板的表面固定有至少一芯片，且所述基板固定有所述芯片的表面具有分别与所述芯片上表面的多个焊脚一一对应的多个焊盘，每一所述焊盘和所述焊脚的表面具有固态的焊料，所述形状记忆型导电膜包括导电片区域；将所述形状记忆型导电膜置于所述芯片上，且所述形状记忆型导电膜至少覆盖所述芯片及与所述芯片的焊脚对应的所述焊盘；加热所述形状记忆型导电膜到形变温度以上，使所述形状记忆型导电膜恢复到第一形态，且在所述形状记忆型导电膜的第一形态下，所述导电片区域的第一部分和第二部分分别与对应的所述基板的焊盘和所述芯片的焊脚表面的焊料搭接；将所述焊脚和所述焊盘表面的所述焊料加热至熔融状态，并由冷却凝固后的所述焊料将所述形状记忆型导电膜的导电片区域分别与所述基板的焊盘和所述芯片的焊脚焊接固定，所述焊料的熔融温度高于所述形状记忆型导电膜的形变温度。2.根据权利要求1所述的芯片键合方法，其特征在于，所述形状记忆型导电膜包括多个所述导电片区域以及将多个所述导电片区域相隔的非导电片区域，所述非导电片区域为绝缘部分。3.根据权利要求1所述的芯片键合方法，其特征在于，所述形状记忆型导电膜包括多个所述导电片区域以及将多个所述导电片区域相隔的非导电片区域，所述导电片区域和所述非导电片区域通过弱化连接结构相连，以使所述导电片区域和所述非导电片区域之间的连接力薄弱；所述方法还包括：在所述导电片区域与所述基板的焊盘和所述芯片的焊脚焊接固定后，移除所述形状记忆型导电膜的非导电片区域。4.根据权利要求1所述的芯片键合方法，其特征在于，所述形状记忆型导电膜包括标记区域，所述基板的表面包括定位标记；将所述形状记忆型导电膜置于所述芯片上，包括：调整所述形状记忆型导电膜的位置，使所述形状记忆型导电膜的标记区域与所述基板的定位标记相对应。5.根据权利要求1所述的芯片键合方法，其特征在于，所述基板固定有所述芯片的表面的中心具有凸起部，所述凸起部突出于所述基板表面的高度与所述芯片上的焊脚突出于所述基板表面的高度相等，且所述凸起部的顶面具有粘胶层；在将形状记忆型导电膜置于所述芯片上时，所述方法还包括：将所述形状记忆型导电膜的中心通过所述凸起部的粘胶层粘接固定。6.根据权利要求1所述的芯片键合方法，其特征在于，所述方法还包括：于所述形状记忆型导电膜加热形变至第一形态时，固定置于所述基板上的所述形状记忆型导电膜的部分，并对所述形状记忆型导电膜和所述焊料共同加热至熔融温度以上；在所述焊料熔化过程中，所述形状记忆型导电膜形变至第二形态，使所述导电片区域的第一部分和第二部分分别挤压对应的所述焊盘和所述焊脚上呈熔融状态的所述焊料。7.根据权利要求1-6中任一项所述的芯片键合方法，其特征在于，所述加热所述形状记忆型导电膜到形变温度以上，包括：将加热板移动到所述形状记忆型导电膜上方，并控制所述加热板的加热温度大于所述
形状记忆型导电膜的形变温度，由所述加热板产生的热辐射使所述形状记忆型导电膜达到形变温度以上，所述加热板的尺寸大于或等于所述形状记忆型导电膜的尺寸。8.根据权利要求5所述的芯片键合方法，其特征在于，所述加热所述形状记忆型导电膜到形变温度以上，包括：将热风机移动到所述形状记忆型导电膜上方，并控制所述热风机的出风口的温度大于所述形状记忆型导电膜的形变温度，由所述热风机吹送的热风使所述形状记忆型导电膜达到形变温度以上。9.根据权利要求1-6中任一项所述的芯片键合方法，其特征在于，所述形状记忆型导电膜的每一所述导电片区域的第一部分和第二部分设置有与所述焊盘和所述焊脚对应的通孔，且所述通孔的尺寸分别小于所述焊盘和所述焊脚的尺寸，所述加热所述焊脚和所述焊盘表面的焊料，包括：控制激光焊接头向所述导电片区域设置的所述通孔发射激光束加热所述焊料使所述焊料熔融。10.根据权利要求1-6中任一项所述的芯片键合方法，其特征在于，所述加热所述焊脚和所述焊盘表面的焊料，包括：将加热板移动到所述形状记忆型导电膜上方，并控制所述加热板的加热温度大于所述焊料的熔融温度，由所述加热板产生的热辐射加热所述焊料使所述焊料熔融。11.根据权利要求1-6中任一项所述的芯片键合方法，其特征在于，所述加热所述焊脚和所述焊盘表面的焊料，包括：将热风机移动到所述形状记忆型导电膜上方，并控制所述热风机的出风口的温度大于所述焊料的熔融温度，由所述热风机吹送的热风使所述焊料熔融。12.一种芯片键合设备，用于将固定在基板表面的至少一个芯片上表面的多个焊脚分别与基板表面的多个焊盘一一对应键合，每一所述焊盘和所述焊脚的表面具有固态的焊料，其特征在于，所述芯片键合设备包括：导电膜移转装置，用于将形状记忆型导电膜置于芯片上，且所述形状记忆型导电膜至少覆盖所述芯片及与所述芯片的焊脚对应的所述焊盘，所述形状记忆型导电膜包括导电片区域；加热装置，用于加热所述形状记忆型导电膜到形变温度以上，使所述形状记忆型导电膜恢复到第一形态，且在所述形状记忆型导电膜的第一形态下，所述导电片区域的第一部分和第二部分分别与对应的所述基板的焊盘和所述芯片的焊脚表面的焊料搭接；以及将所述焊脚和所述焊盘表面的所述焊料加热至熔融状态，并由冷却凝固后的所述焊料将所述形状记忆型导电膜的导电片区域分别与所述基板的焊盘和芯片的焊脚焊接固定，所述焊料的熔融温度高于所述形状记忆型导电膜的形变温度。

技术总结
本发明提供了一种芯片键合方法及设备，其中，芯片键合方法包括：提供一基板和形状记忆型导电膜，基板的表面固定有至少一芯片，且该表面具有分别与芯片的多个焊脚一一对应的多个焊盘；将形状记忆型导电膜置于芯片上，且形状记忆型导电膜至少覆盖芯片及与芯片的焊脚对应的焊盘；加热形状记忆型导电膜到形变温度以上，使形状记忆型导电膜恢复到第一形态，且在形状记忆型导电膜的第一形态下，导电片区域的第一部分和第二部分分别与对应的基板的焊盘和芯片的焊脚表面的焊料搭接；将焊脚和焊盘表面的焊料加热至熔融状态，并由冷却凝固后的焊料将形状记忆型导电膜的导电片区域分别与基板的焊盘和芯片的焊脚焊接固定。本发明可极大提高芯片键合效率。大提高芯片键合效率。大提高芯片键合效率。


技术研发人员：赖振楠 吴奕盛 曾宪盛
受保护的技术使用者：深圳宏芯宇电子股份有限公司
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/8/28