倒装晶片贴装设备

文章摘要：倒装晶片（Flip Chip）贴装属于先进半导体组装（Advanced Semiconductor Assembly），常见的应用有无线天线、蓝牙、硬盘磁头、元件封装、智能传感器和一些医用高精密设备等。由于半导体元件的尺寸小，引脚的间距小，所以不能采用一般表面贴装元件相同的工艺。专用的半导体元件贴装设备与高精度表面贴装设备相似，除了精度更高以外，还需要一些半导体贴装的专用单元模块。常见的半导体贴装设备有Datacon的Quantum 8800和APM200，环球的GSM xs和AdVantis xs等。下面以环球的GSM xs（如图1所示）为例，简单介绍半导体贴装设备的特点。图1 环球GSM

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　　倒装晶片（Flip Chip）贴装属于先进半导体组装（Advanced Semiconductor Assembly），常见的应用有无线天线、蓝牙、硬盘磁头、元件封装、智能传感器和一些医用高精密设备等。由于半导体元件的尺寸小，引脚的间距小，所以不能采用一般表面贴装元件相同的工艺。专用的半导体元件贴装设备与高精度表面贴装设备相似，除了精度更高以外，还需要一些半导体贴装的专用单元模块。常见的半导体贴装设备有Datacon的Quantum 8800和APM200，环球的GSM xs和AdVantis xs等。下面以环球的GSM xs（如图1所示）为例，简单介绍半导体贴装设备的特点。

　　图1 环球GSM KS

　　①机器的基本结构与很多多功能贴片机相同，一般采用拱架式结构。由于元件的种类不多，一般会比较小巧一点。X、y定位系统采用线性电动机光栅尺全闭环反馈，贴装精度可达到10pm＠3σ以上。

　　②传送板机构的结构与多功能贴片机相同，采用线路板固定在工作台的方式。由于倒装晶片贴装的基板很多是在软线路板、超薄的线路板和一些特殊的载具上，倒装晶片贴装设备提供高精度的线路板支撑升降平台，并带有真空吸附的功能（如图2所示）。

　　图2 真空线路板支撑平台

　　③采用单吸嘴或并列吸嘴的贴装头，贴装压力从20g到2500 g可控制。贴装吸嘴与一般吸嘴大致相同。

　　④元件识别可配置最高分辨率到千分之0.2 ft（1ft=30.48 cm）每个像素的上视相机，可识别最小为0.05 mm的球。线路板识别下视相机采用环形灯光（Universal Light）（如图3所示，具有红蓝灯光源和偏光镜（Polarization），对于软板和陶瓷基板等材质的基板具有高识别通过性。

　　图3 环形灯光

　　⑤配备助焊剂浸沾系统（Flux Dipping Assembly），可供多只吸嘴同时浸沾助焊剂（如图4所示）。

　　图4 助焊剂浸沾

　　⑥倒装晶片的包装方式有普通的卷倒装、华夫盘装（Waffle Pack）和晶圆盘装（WaferPack）。贴装设备的送料器可根据元件的包装选择带装送料器、高精度华夫盘送料器和晶圆盘送料器（如图5所示）。

　　图5 倒装晶片的送料器