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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：本发明涉及多层倒装芯片堆叠与一体化键合工艺技术领域。更具体的说是一种多层倒装芯片高柔顺性堆叠与一体化键合装置及方法，本发明的目的是解决多层倒装芯片一体化键合过程中，由于堆叠压力使用不当引起的芯片碎裂或键合空洞以及键合过程中焊料结构刚度变化引起的系统动态冲击问题。通过多层芯片进行一体化键合，在制造三维封装多层芯片的过程中，只进行一次加热处理，能降低因反复高温导致的焊点裂纹现象，配合压电陶瓷驱动器和宏观位移台控制键合头，能够降低多层芯片键合过程中焊点突然融化导致的动态冲击，从而能避免由于高速运动过程中造成芯片受压，避免芯片破碎、偏移等问题，以及避免焊球破裂和塌陷。

主权项：1.一种多层倒装芯片高柔顺性堆叠与一体化键合装置，包括键合头加热机构，驱动键合头位置的微观驱动装置，驱动微观驱动装置位置的宏观驱动装置，其特征在于，键合头加热机构上安装有提供真空吸力的气管；所述的宏观驱动装置包括宏观位移台，微观驱动装置包括压电陶瓷固定结构和压电陶瓷驱动器，压电陶瓷驱动器固接在压电陶瓷固定结构上，压电陶瓷固定结构固接在宏观位移台上；键合头加热机构包括：固接在压电陶瓷固定结构上的压电陶瓷驱动器，固接在压电陶瓷驱动器上的键合头转接板，固接在键合头转接板的陶瓷片，固接在陶瓷片上的键合头，电连接在键合头上的电源正极和电源负极，电源正极和电源负极固接在陶瓷片上，键合头上固接气管；陶瓷片与压电陶瓷固定结构通过螺栓连接且绝缘，压电陶瓷固定结构上有贯穿该结构的通槽，用于降低该位置的刚度进而放大键合压力对该结构的变形，便于安装在此处的应变片采集应变数据，当压电陶瓷固定结构的通槽处由于待堆叠芯片与已堆叠芯片发生接触导致变形时，应变片会随着结构变形发生形变，并获取应变数据，通过将该数据上传到上位机中，在上位机中通过换算关系将检测到的应变数据转换成键合压力，实现键合压力的实时检测；当键合压力由于顶层焊点发生融化而下降，此时微观驱动装置向下移动，带动键合头加热机构下降，下降高度为顶层焊点固态时的高度和顶层焊点预期达到高度的差值，依次循环，当第二层和第三层芯片焊点融化时，依次降低高度，降低键合头对芯片的动态冲击，最终完成键合。

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百度查询： 哈尔滨工业大学 一种多层倒装芯片高柔顺性堆叠与一体化键合装置及方法