一种压合装置及压合方法与流程

1.本发明涉及半导体封装设备的技术领域，具体而言，涉及一种压合装置及压合方法。


背景技术：

2.半导体封装领域的覆晶技术(flip chip，也称倒装键合)通过键合装置将植放了焊点的芯片翻转并与基板键合，以实现预先设计的电路功能。
3.现有技术中，通过大规模热回流键合设备将芯片和基板在回流炉中加热键合，该方案产率比较高，但是，由于芯片和基板的热膨胀系数存在差异，所以在工艺过程中二者的键合位置容易发生变动，当芯片厚度较小、焊点密度较高时，还容易发生键合失败和翘曲问题。


技术实现要素：

4.本发明的第一个目的在于提供一种压合装置，以解决现有技术中存在的通过热回流键合设备实现芯片与基板的键合，键合精度低的技术问题。
5.本发明提供的压合装置，包括安装座、升降组件、吸附组件和输出轴；所述升降组件安装于所述安装座，与所述输出轴传动连接，用于驱动所述输出轴沿其轴向运动；所述输出轴沿其轴向设置有贯穿孔；所述吸附组件设置于所述输出轴的端部，且所述吸附组件与所述贯穿孔对应的部分为激光透射材料，激光能够依次穿过所述贯穿孔和所述激光透射材料以对吸附于所述吸附组件的芯片加热。
6.进一步地，所述压合装置还包括转动组件，所述转动组件设置于所述输出轴远离所述吸附组件的一端，用于驱动所述输出轴绕其轴线转动；所述转动组件设置有第一通道，激光穿过所述第一通道后进入所述贯穿孔。
7.进一步地，所述转动组件包括旋转电机，所述旋转电机的定子与所述安装座固定连接，所述旋转电机的动子与所述输出轴连接；所述旋转电机为中空结构，所述旋转电机的中空部分形成所述第一通道。
8.进一步地，所述压合装置还包括阻尼组件，所述阻尼组件设置有第二通道，激光依次穿过所述第一通道和所述第二通道后进入所述贯穿孔；所述阻尼组件包括第一连接件、第二连接件以及弹性连接组件，所述第一连接件与所述转动组件固定连接；所述第二连接件与所述输出轴固定连接；所述弹性连接组件设置于所述第一连接件和所述第二连接件之间，形变方向与所述输出轴的轴向一致，且刚度可调。
9.进一步地，所述弹性连接组件包括阻尼气缸和拉伸弹簧，所述阻尼气缸和所述拉伸弹簧并联设置于所述第一连接件和所述第二连接件之间，且均避让所述第二通道设置；所述阻尼气缸用于调节所述阻尼组件沿轴向的等效刚度；或者，所述弹性连接组件为空气弹簧。
10.进一步地，所述压合装置还包括测量组件，所述测量组件设置有第三通道，激光穿
出所述贯穿孔后进入所述第三通道；所述测量组件包括位移传感器，所述位移传感器用于检测所述输出轴相对于所述安装座的位移；所述测量组件还包括第三连接件、第四连接件以及设置于两者之间的力传感器，所述第三连接件与所述输出轴固定连接，所述第四连接件与所述吸附组件连接，所述力传感器用于检测所述输出轴的输出压力。
11.进一步地，所述力传感器的数量为多个，多个所述力传感器沿所述输出轴的圆周方向且避让所述第三通道设置。
12.进一步地，所述压合装置还包括调平组件，所述调平组件设置于所述输出轴和所述吸附组件之间，所述调平组件用于调节所述吸附组件和基板之间的平行度；所述调平组件设置有第四通道，激光穿出所述第三通道后进入所述第四通道。
13.进一步地，所述吸附组件包括腔体，所述腔体的空腔内自上而下层叠设置有上石英块、中石英块、下石英压头；所述中石英块呈环形，所述上石英块、所述中石英块和所述下石英压头共同围成真空腔室；所述真空腔室的侧面开设有负压通气孔；所述下石英块开设有吸附孔；所述腔体的下方设置有穿出孔，所述下石英块外凸设置有压头，所述压头自所述穿出孔伸出；所述上石英块的上方由锁环限位，所述腔体和所述锁环的上方还固定盖设有上盖。
14.进一步地，所述升降组件包括音圈电机，所述音圈电机的定子与所述安装座固定连接，所述音圈电机的动子与所述输出轴固定连接；或者，所述升降组件包括压电致动器，所述压电致动器的固定端与所述安装座固定连接，所述压电致动器的移动端与所述输出轴固定连接。
15.进一步地，所述压合装置还包括导向组件，所述导向组件包括导向轴套，所述导向轴套套装于所述输出轴外，且与所述安装座固定连接。
16.进一步地，所述导向轴套为气浮轴套，所述气浮轴套与所述输出轴之间具有设定间隙。
17.本发明提供的压合装置，能够产生以下有益效果：本发明提供的压合装置，安装座作为安装载体，升降组件安装于安装座，输出轴与升降组件传动连接，吸附组件则安装于输出轴的端部。对芯片和基板进行键合时，通过吸附组件吸附芯片，通过升降组件驱动输出轴，从而带动吸附组件及其吸附的芯片到达基板上方的设定位置；使激光依次穿过贯穿孔和激光透射材料以对芯片进行加热，同时通过升降组件对芯片施加适当压力，并维持芯片与基板之间具有适当距离。
18.其中，激光加热为局部性的，且功率密度高，所以，相对热回流方案，通过激光加热，芯片和基板的热应力更低，由此导致的芯片翘曲也更小，即能够极大地降低芯片的变形程度，从而能够提升封装良率。此外，通过升降组件对芯片施压，能够对芯片和基板进行限位，有效避免芯片与基板的相互位置发生变动，也能够抑制芯片变形或减小原有的形变，还能够有效避免焊点接触不良。
19.综上，使用该压合装置，能够以激光作为加热源，且在键合过程中，能够通过升降组件驱动输出轴，从而对吸附组件吸附的芯片施加设定的压力，或使芯片与基板之间维持设定的距离，所以，该压合装置，能够实现芯片与基板的高精度键合。
20.本发明的第二个目的在于提供一种压合方法，以解决现有技术中存在的通过热回流键合设备实现芯片与基板的键合，键合精度低的技术问题。
21.本发明提供的压合方法，使用上述的装置进行压合，所述方法包括如下步骤：通过所述吸附组件吸附翻转完成的芯片并将所述芯片移动至待键合的基板的上方，且使所述芯片与所述基板之间的距离为预设距离d1；通过所述升降组件，使所述压合装置对所述芯片施加的压力维持在预设压力f1，并使用激光对所述芯片进行加热；激光加热过程中，控制所述升降组件，使所述芯片和所述基板之间的距离维持在预设距离d2，所述预设距离d2小于所述预设距离d1；加热时长达到预设时长后，通过所述升降组件，使所述芯片和所述基板之间的距离维持在预设距离d3，并关闭激光加热装置，所述预设距离d3大于所述预设距离d2；焊料凝固和冷却的过程中，控制所述升降组件对所述芯片施加的压力维持在预设压力f2；待焊料冷却完成，控制所述吸附组件解除对所述芯片的吸附，即完成所述芯片和所述基板的键合。
22.本发明提供的压合方法，使用上述的压合装置，以激光作为加热源，且在键合过程中，通过升降组件驱动输出轴，从而对吸附组件吸附的芯片施加设定的压力，或使芯片与基板之间维持设定的距离，所以，该压合方法具有上述的压合装置的全部有益效果，能够实现芯片与基板的高精度键合，故不再赘述。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
24.图1为本发明实施例提供的压合装置的结构示意图；图2为本发明实施例提供的压合装置的正视图；图3为图2中的aa向剖视图；图4为本发明实施例提供的压合装置的局部剖视图；图5为本发明实施例提供的压合装置的吸附组件的剖视图；图6为本发明实施例提供的压合装置的简化模型示意图。
25.附图标记说明：100-安装座；200-转动组件；210-旋转电机；220-第一通道；300-阻尼组件；310-第一连接件；320-第二连接件；330-阻尼气缸；340-拉伸弹簧；350-第一壳体；360-第二通道；400-输出轴；410-贯穿孔；500-升降组件；510-音圈电机；520-第二壳体；600-导向组件；610-导向轴套；620-安装架；630-第三壳体；700-测量组件；710-位移传感器；720-力传感器；730-第三连接件；740-第四连接件；750-第三通道；
800-调平组件；810-调平空气陀螺；820-第四通道；900-吸附组件；910-腔体；920-上石英块；930-中石英块；931-负压通气孔；940-下石英块；941-吸附孔；950-锁环；960-上盖。
具体实施方式
26.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。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。
27.本实施例提供一种压合装置，如图1至图3以及图6所示，该压合装置包括安装座100、升降组件500、吸附组件900和输出轴400；升降组件500安装于安装座100，与输出轴400传动连接，用于驱动输出轴400沿其轴向运动；输出轴400沿其轴向设置有贯穿孔410；吸附组件900设置于输出轴400的端部，且吸附组件900与贯穿孔410对应的部分为激光透射材料，激光能够依次穿过贯穿孔410和激光透射材料以对吸附于吸附组件900的芯片加热。
28.本实施例提供的压合装置，安装座100作为安装载体，升降组件500安装于安装座100，输出轴400与升降组件500传动连接，吸附组件900则安装于输出轴400的端部。对芯片和基板进行键合时，通过吸附组件900吸附芯片，通过升降组件500驱动输出轴400，从而带动吸附组件900及其吸附的芯片到达基板上方的设定位置；使激光依次穿过贯穿孔410和激光透射材料以对芯片进行加热，同时通过升降组件500对芯片施加适当压力，并维持芯片与基板之间具有适当距离。
29.其中，激光加热为局部性的，且功率密度高，所以，相对热回流方案，通过激光加热，芯片和基板的热应力更低，由此导致的芯片翘曲也更小，即能够极大地降低芯片的变形程度，从而能够提升封装良率。此外，通过升降组件500对芯片施压，能够对芯片和基板进行限位，有效避免芯片与基板的相互位置发生变动，也能够抑制芯片变形或减小原有的形变，还能够有效避免焊点接触不良。
30.综上，使用该压合装置，能够以激光作为加热源，且在键合过程中，能够通过升降组件500驱动输出轴400，从而对吸附组件900吸附的芯片施加设定的压力，或使芯片与基板之间维持设定的距离，所以，该压合装置，能够实现芯片与基板的高精度键合。
31.具体地，本实施例中，如图1至图3以及图6所示，压合装置还包括转动组件200，转动组件200设置于输出轴400远离吸附组件900的一端，用于驱动输出轴400绕其轴线转动；转动组件200设置有第一通道220，激光穿过第一通道220后进入贯穿孔410。在使用激光对芯片进行加热前，必须将芯片和基板精确对准。而相对于在整机设备中通过压合装置的前置模块实现芯片的转动或者通过转动基板实现对准，本实施例提供的压合装置，能够通过转动组件200直接对输出轴400、设置于输出轴400另一端的吸附组件900及其吸附的芯片实施转动，更加便于执行定位和调节操作。
32.具体地，本实施例中，转动组件200包括旋转电机210，旋转电机210的定子与安装座100固定连接，旋转电机210的动子与输出轴400连接；旋转电机210为中空结构，旋转电机210的中空部分形成第一通道220。
33.更具体地，本实施例中，旋转电机210采用高精度直驱旋转电机。
34.具体地，本实施例中，如图3、图4以及图6所示，压合装置还包括阻尼组件300，阻尼
组件300设置有第二通道360，激光依次穿过第一通道220和第二通道360后进入贯穿孔410；阻尼组件300包括第一连接件310、第二连接件320以及弹性连接组件，第一连接件310与转动组件200固定连接；第二连接件320与输出轴400固定连接；弹性连接组件设置于第一连接件310和第二连接件320之间，形变方向与输出轴400的轴向一致，且刚度可调。此种设置形式下，阻尼组件300在转动组件200和输出轴400之间建立起长度可变的柔性连接。具体地，阻尼组件300通过调节弹性连接组件沿轴向的形变量，能够调节输出轴400的轴向位置，从而调节输出轴400的输出压力；还能够调节阻尼组件300的等效刚度，从而有效控制与其连接的输出轴400的变形程度，进而控制芯片与基板之间的距离误差，保证键合精度。
35.具体地，本实施例中，如图3所示，弹性连接组件包括阻尼气缸330和拉伸弹簧340，阻尼气缸330和拉伸弹簧340并联设置于第一连接件310和第二连接件320之间，且均避让第二通道360设置；阻尼气缸330用于调节阻尼组件300沿轴向的等效刚度。优选地，阻尼气缸330和拉伸弹簧340均为多个，且绕第二通道360交错、均匀设置，如此设置，能够保证第一连接件310和第二连接件320沿周向的各处受力比较均衡，从而保证传力稳定。
36.此处需要说明的是，在本技术的其他实施例中，弹性连接组件还可以为空气弹簧，进一步地，空气弹簧的数量也可以为多个，多个空气弹簧绕第二通道360均匀设置。
37.具体地，本实施例中，如图3和图4所示，升降组件500包括音圈电机510，音圈电机510的定子与安装座100固定连接，音圈电机510的动子与输出轴400固定连接。此种设置形式下，可以通过阻尼组件300对输出轴400的位移实施粗调；在粗调的基础上，可以进一步通过音圈电机510精确地对输出轴400施加较小的轴向力，从而实现对吸附组件900的键合压力的微调。而在非键合状态下，可以通过音圈电机510对吸附组件900相对安装座100的高度进行微调，以使其位置适宜，即既不干涉其他部件，又便于随时去取芯片。
38.此处需要说明的是，在本技术的其他实施例中，升降组件500中的驱动件不限于音圈电机510，例如：升降组件500中的驱动件还可以为压电致动器，压电致动器的固定端与安装座100固定连接，压电致动器的移动端与输出轴400固定连接，同样能够起到对输出轴400的微调作用。
39.具体地，本实施例中，如图1至图3以及图6所示，压合装置还包括测量组件700，测量组件700设置有第三通道750，激光穿出贯穿孔410后进入第三通道750；测量组件700包括位移传感器710，位移传感器710用于检测输出轴400相对于安装座100的位移。进一步地，位移传感器710可以采用激光传感器，安装于安装座100。通过设置位移传感器710，可以实时检测获取输出轴400相对于安装座100的位移，从而能够在加热前、加热中以及加热后等键合的各个阶段精确地控制芯片和基板之间的距离，从而保证芯片和基板的键合后距离符合工艺要求范围。
40.具体地，本实施例中，继续如图1至图3所示，测量组件700还包括第三连接件730、第四连接件740以及设置于两者之间的力传感器720，第三连接件730与输出轴400固定连接，第四连接件740与吸附组件900连接，力传感器720用于检测输出轴400的输出压力。通过设置力传感器720，可以实时检测获取压合装置施加于芯片的压力，据此，可以通过阻尼组件300和升降组件500等对键合压力进行调节，达到力控制精度要求，且不损坏芯片和基板。
41.具体地，本实施例中，继续如图1至图3所示，力传感器720的数量为多个，多个力传感器720沿输出轴400的圆周方向且避让第三通道750设置。例如：力传感器720的数量可以
为三个，三个力传感器720绕第三通道750均匀设置。如此设置，能够在检测输出压力大小的同时，还能够检测压合装置所输出的压力的均匀性。
42.具体地，本实施例中，压合装置还可以包括控制器，旋转电机210、阻尼气缸330、音圈电机510、位移传感器710、力传感器720以及阻尼气缸330的压力开关等均与控制器连接，控制器获取位移传感器710和力传感器720以及阻尼气缸330的压力开关的反馈值，并与目标值进行比对，然后控制阻尼气缸330、音圈电机510等动作，以调节阻尼组件300沿轴向的弹性力和音圈电机510施加的轴向力，进而使阻尼组件300具有合适的刚度，且压合装置输出的压力以及芯片和基板之间的距离符合工艺要求范围。如此设置，激光加热过程中，芯片和基板的键合力、芯片和基板之间的键合距离均能够实现精密调控，而该压合装置能够同时满足激光加热、位置控制、压力控制等多项功能需求。当然，压合装置的控制器还可以集成于整机的控制装置。
43.具体地，本实施例中，如图1至图3以及图6所示，压合装置还包括调平组件800，调平组件800设置于输出轴400和吸附组件900之间，调平组件800用于调节吸附组件900和基板之间的平行度；调平组件800设置有第四通道820，激光穿出第三通道750后进入第四通道820。如此设置，在键合过程中，能够使芯片和基板之间的平行度在容许范围内，从而避免焊点接触不良或芯片损坏等情况的出现。
44.具体地，调平组件800包括调平空气陀螺810，调平空气陀螺810又称为空气静压球面轴承，在气浮状态下能够绕球心自由转动实现平行度的调节；而在负压状态下，气浮面紧密接触保持锁定，可同时承受一定的轴向和径向载荷而不发生转动。
45.具体地，本实施例中，如图5所示，吸附组件900包括腔体910，腔体910的空腔内自上而下层叠设置有上石英块920、中石英块930、下石英块940；中石英块930呈环形，上石英块920、中石英块930和下石英块940共同围成真空腔室；真空腔室的侧面开设有负压通气孔931；下石英块940开设有吸附孔941；腔体910的下方设置有穿出孔，下石英块940外凸设置有压头，压头自穿出孔伸出；上石英块920的上方由锁环950限位，腔体910和锁环950的上方还固定盖设有上盖960。此种设置形式下，上石英块920和下石英块940均为激光透射材料，且具有高激光透射率，允许激光入射至最下方的芯片表面以对芯片进行加热。而芯片的接触表面、下石英块940上的吸附孔941、真空腔室、负压通气孔931连通，从而形成气路通道，使得真空发生器等装置可以吸真空以吸附芯片。
46.更具体地，本实施例中，继续如图5所示，吸附孔941的数量为多个，具体排布形式可以为：一个吸附孔941位于中间位置，其余吸附孔941则环绕该中间位置的吸附孔941均匀排布。
47.具体地，本实施例中，如图3和图6所示，压合装置还包括导向组件600，导向组件600包括导向轴套610，导向轴套610套装于输出轴400外，且与安装座100固定连接。此种设置形式下，导向轴套610沿输出轴400的周向对输出轴400实施限位，从而能够保证输出轴400沿轴向准确运动。
48.具体地，本实施例中，导向轴套610为气浮轴套，气浮轴套与输出轴400之间具有设定间隙。如此设置，不仅能够保证输出轴400的径向偏移在容许范围内，输出轴400还能够低摩擦或无摩擦地随着转动组件200转动到指定位置。
49.具体地，本实施例中，如图3所示，导向组件600还包括安装架620，安装架620的内
侧与导向轴套610连接，外侧与安装座100固定连接。
50.更具体地，本实施例中，导向组件600可以为气浮轴承，气浮轴承的内圈形成导向轴套610，气浮轴承的外圈形成安装架620。
51.具体地，本实施例中，如图1至图3所示，阻尼组件300还可以包括第一壳体350，阻尼组件300的第一连接件310、第二连接件320以及阻尼气缸330和拉伸弹簧340均位于第一壳体350内；第一壳体350固定安装于安装座100。如此设置，第一壳体350能够对位于其内的各部件起到防护作用，也能够使其内部的各部件免于遭受外部干扰，从而保证运动精度。
52.具体地，本实施例中，继续如图1至图3所示，升降组件500还包括第二壳体520，音圈电机510位于第二壳体520内，音圈电机510的定子与第二壳体520固定连接；第二壳体520与第一壳体350固定连接。如此设置，第二壳体520能够对音圈电机510起到防护作用，从而能够使音圈电机510的运动免于遭受外部干扰，进而保证自身及输出轴400的运动精度。当然，在本技术的其他实施例中，第二壳体520也可以直接固定连接至安装座100。
53.具体地，本实施例中，继续如图1至图3所示，导向组件600还包括第三壳体630，导向组件600的安装架620固定连接至第三壳体630，第三壳体630固定安装于安装座100。如此设置，第三壳体630能够对其内的导向气浮轴承起到防护作用，从而能够使其免于遭受外部干扰，进而能够保证导向精度。
54.综上，本实施例提供了一种压合装置，使用该压合装置进行键合时，可以使用激光作为加热源，激光依次穿过转动组件200的第一通道220、阻尼组件300的第二通道360、输出轴400的贯穿孔410、测量组件700的第三通道750、调平组件800的第四通道820，并透过吸附组件900的激光透射材料即上石英块920和下石英块940后，抵达芯片表面，对芯片进行加热，芯片的热应力小，不易弯曲。而激光加热过程中，该压合装置还能够通过阻尼组件300实现转动组件200和输出轴400之间刚度可变的柔性连接并对输出轴400的位置进行粗调、通过升降组件500对输出轴400实施高精度微调，进一步避免芯片变形。即，本实施例提供的压合装置，能够使用激光作为加热元，能够实现分级、高精度地控制输出压力和芯片位置，所以芯片和基板之间的键合精度高。
55.本实施例还提供一种压合方法，使用上述的压合装置进行压合，该压合方法包括如下步骤：通过吸附组件900吸附翻转完成的芯片并将芯片移动至待键合的基板的上方，且使芯片与基板之间的距离为预设距离d1；通过升降组件500，使压合装置对芯片施加的压力维持在预设压力f1，并使用激光对芯片进行加热；激光加热过程中，控制升降组件500，使芯片和基板之间的距离维持在预设距离d2，预设距离d2小于预设距离d1；加热时长达到预设时长后，通过升降组件500，使芯片和基板之间的距离维持在预设距离d3，并关闭激光加热装置，预设距离d3大于预设距离d2；焊料凝固和冷却的过程中，控制升降组件500对芯片施加的压力维持在预设压力f2；待焊料冷却完成，控制吸附组件900解除对芯片的吸附，即完成芯片和基板的键合。
56.本实施例提供的压合方法，使用上述的压合装置，以激光作为加热源，且在键合过程中，通过升降组件500驱动输出轴400，从而对吸附组件900吸附的芯片施加设定的压力，或使芯片与基板之间维持设定的距离，所以，该压合方法具有上述的压合装置的全部有益效果，能够实现芯片与基板的高精度键合，不再赘述。
57.为了更好地理解本实施例提供的压合方法，以下对使用上述压合装置完成键合动作的典型流程进行说明。
58.步骤1，装载待键合的基板，并将翻转完成的芯片放置到压合装置的接收位置。
59.步骤2，压合装置在所安装的机台的电机驱动下，移动到接收位置上方，下降并吸附芯片。随后压合装置保持对芯片的稳定吸附，完成芯片的点胶、对准等各项键合前的准备动作。在此步骤的最后阶段，压合装置保持对芯片的吸附下降以接近基板，直至到达预设距离d1。
60.步骤3，将压合装置切换为压力控制模式，通过力传感器720的测量值控制阻尼组件300和升降组件500，使得压合装置对芯片施加的压力维持在预设压力f1；同时开启压合装置上方的激光加热装置，激光透过压合装置对芯片进行加热。由于焊料的受热膨胀，在此步骤中，压合装置吸附组件900和芯片接触的底端会略微上移。
61.步骤4，随着加热温度的上升，芯片和基板之间的焊料开始熔化。通过力传感器720和位移传感器710，压合装置检测到该状态的发生，并切换为位置控制模式，通过位移传感器710的测量以控制阻尼组件300和升降组件500，使得芯片和基板之间的距离维持在合适的距离d2，避免由于芯片和基板的距离过远导致焊点接触不良，或者距离过近损坏芯片。
62.步骤5，压合装置上升，使芯片和基板之间的距离d3符合工艺要求范围。随后，关闭激光加热装置，焊料重新凝固，同时压合装置切换回压力控制模式，使得冷却过程中压合装置对芯片施加的压力维持在预设压力f2。由于焊料的冷却收缩，在此步骤中，压合装置吸附组件900和芯片接触的底端会略微下移。
63.步骤6，压合装置解除对芯片的真空吸附并上升，吸附组件900和芯片分离，完成一次芯片的键合。
64.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
65.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种压合装置，其特征在于，包括安装座（100）、升降组件（500）、吸附组件（900）和输出轴（400）；所述升降组件（500）安装于所述安装座（100），与所述输出轴（400）传动连接，用于驱动所述输出轴（400）沿其轴向运动；所述输出轴（400）沿其轴向设置有贯穿孔（410）；所述吸附组件（900）设置于所述输出轴（400）的端部，且所述吸附组件（900）与所述贯穿孔（410）对应的部分为激光透射材料，激光能够依次穿过所述贯穿孔（410）和所述激光透射材料以对吸附于所述吸附组件（900）的芯片加热。2.根据权利要求1所述的压合装置，其特征在于，所述压合装置还包括转动组件（200），所述转动组件（200）设置于所述输出轴（400）远离所述吸附组件（900）的一端，用于驱动所述输出轴（400）绕其轴线转动；所述转动组件（200）设置有第一通道（220），激光穿过所述第一通道（220）后进入所述贯穿孔（410）。3.根据权利要求2所述的压合装置，其特征在于，所述转动组件（200）包括旋转电机（210），所述旋转电机（210）的定子与所述安装座（100）固定连接，所述旋转电机（210）的动子与所述输出轴（400）连接；所述旋转电机（210）为中空结构，所述旋转电机（210）的中空部分形成所述第一通道（220）。4.根据权利要求2或3所述的压合装置，其特征在于，所述压合装置还包括阻尼组件（300），所述阻尼组件（300）设置有第二通道（360），激光依次穿过所述第一通道（220）和所述第二通道（360）后进入所述贯穿孔（410）；所述阻尼组件（300）包括第一连接件（310）、第二连接件（320）以及弹性连接组件，所述第一连接件（310）与所述转动组件（200）固定连接；所述第二连接件（320）与所述输出轴（400）固定连接；所述弹性连接组件设置于所述第一连接件（310）和所述第二连接件（320）之间，形变方向与所述输出轴（400）的轴向一致，且刚度可调。5.根据权利要求4所述的压合装置，其特征在于，所述弹性连接组件包括阻尼气缸（330）和拉伸弹簧（340），所述阻尼气缸（330）和所述拉伸弹簧（340）并联设置于所述第一连接件（310）和所述第二连接件（320）之间，且均避让所述第二通道（360）设置；所述阻尼气缸（330）用于调节所述阻尼组件（300）沿轴向的等效刚度；或者，所述弹性连接组件为空气弹簧。6.根据权利要求4所述的压合装置，其特征在于，所述压合装置还包括测量组件（700），所述测量组件（700）设置有第三通道（750），激光穿出所述贯穿孔（410）后进入所述第三通道（750）；所述测量组件（700）包括位移传感器（710），所述位移传感器（710）用于检测所述输出轴（400）相对于所述安装座（100）的位移；所述测量组件（700）还包括第三连接件（730）、第四连接件（740）以及设置于两者之间的力传感器（720），所述第三连接件（730）与所述输出轴（400）固定连接，所述第四连接件（740）与所述吸附组件（900）连接，所述力传感器（720）用于检测所述输出轴（400）的输出压力。7.根据权利要求6所述的压合装置，其特征在于，所述力传感器（720）的数量为多个，多个所述力传感器（720）沿所述输出轴（400）的圆周方向且避让所述第三通道（750）设置。8.根据权利要求6所述的压合装置，其特征在于，所述压合装置还包括调平组件（800），所述调平组件（800）设置于所述输出轴（400）和所述吸附组件（900）之间，所述调平组件
（800）用于调节所述吸附组件（900）和基板之间的平行度；所述调平组件（800）设置有第四通道（820），激光穿出所述第三通道（750）后进入所述第四通道（820）。9.根据权利要求8所述的压合装置，其特征在于，所述吸附组件（900）包括腔体（910），所述腔体（910）的空腔内自上而下层叠设置有上石英块（920）、中石英块（930）、下石英块（940）；所述中石英块（930）呈环形，所述上石英块（920）、所述中石英块（930）和所述下石英块（940）共同围成真空腔室；所述真空腔室的侧面开设有负压通气孔（931）；所述下石英块（940）开设有吸附孔（941）；所述腔体（910）的下方设置有穿出孔，所述下石英块（940）外凸设置有压头，所述压头自所述穿出孔伸出；所述上石英块（920）的上方由锁环（950）限位，所述腔体（910）和所述锁环（950）的上方还固定盖设有上盖（960）。10.根据权利要求1-3任一项所述的压合装置，其特征在于，所述升降组件（500）包括音圈电机（510），所述音圈电机（510）的定子与所述安装座（100）固定连接，所述音圈电机（510）的动子与所述输出轴（400）固定连接；或者，所述升降组件（500）包括压电致动器，所述压电致动器的固定端与所述安装座（100）固定连接，所述压电致动器的移动端与所述输出轴（400）固定连接。11.根据权利要求1-3任一项所述的压合装置，其特征在于，所述压合装置还包括导向组件（600），所述导向组件（600）包括导向轴套（610），所述导向轴套（610）套装于所述输出轴（400）外，且与所述安装座（100）固定连接。12.根据权利要求11所述的压合装置，其特征在于，所述导向轴套（610）为气浮轴套，所述气浮轴套与所述输出轴（400）之间具有设定间隙。13.一种压合方法，其特征在于，使用权利要求1-12任一项所述的装置进行压合，所述方法包括如下步骤：通过所述吸附组件（900）吸附翻转完成的芯片并将所述芯片移动至待键合的基板的上方，且使所述芯片与所述基板之间的距离为预设距离d1；通过所述升降组件（500），使所述压合装置对所述芯片施加的压力维持在预设压力f1，并使用激光对所述芯片进行加热；激光加热过程中，控制所述升降组件（500），使所述芯片和所述基板之间的距离维持在预设距离d2，所述预设距离d2小于所述预设距离d1；加热时长达到预设时长后，通过所述升降组件（500），使所述芯片和所述基板之间的距离维持在预设距离d3，并关闭激光加热装置，所述预设距离d3大于所述预设距离d2；焊料凝固和冷却的过程中，控制所述升降组件（500）对所述芯片施加的压力维持在预设压力f2；待焊料冷却完成，控制所述吸附组件（900）解除对所述芯片的吸附，即完成所述芯片和所述基板的键合。

技术总结
本发明提供一种压合装置及压合方法，涉及半导体封装设备的技术领域。该压合装置，包括安装座、升降组件、吸附组件和输出轴；升降组件安装于安装座，与输出轴传动连接，用于驱动输出轴沿其轴向运动；输出轴沿其轴向设置有贯穿孔；吸附组件设置于输出轴的端部，且吸附组件与贯穿孔对应的部分为激光透射材料，激光能够依次穿过贯穿孔和激光透射材料以对吸附于吸附组件的芯片加热。使用该压合装置，能够以激光作为加热源，且在键合过程中，能够通过升降组件驱动输出轴，从而对吸附组件吸附的芯片施加设定的压力，或使芯片与基板之间维持设定的距离，所以，该压合装置，能够实现芯片与基板的高精度键合。高精度键合。高精度键合。


技术研发人员：华国杰 高长刚 杨光
受保护的技术使用者：北京华卓精科科技股份有限公司
技术研发日：2023.09.06
技术公布日：2023/10/15