TW201812934A - 上膠設備及形成膠材之方法 - Google Patents

Abstract

一種上膠設備，係包括：機台本體、設於該機台本體上之供膠裝置以及清理裝置，以藉由該清理裝置與該供膠裝置設於同一機台本體上，以節省製程時間，而能降低電子產品之製作成本。本發明復提供一種形成膠材之方法。

Description

上膠設備及形成膠材之方法

本發明係有關一種形成膠材之製程，尤指一種上膠設備及形成膠材之方法。

隨著半導體封裝技術的演進，半導體裝置(Semiconductor device)已開發出不同的封裝型態，其中，球柵陣列式(Ball grid array，簡稱BGA)，例如PBGA、EBGA、FCBGA等，為一種先進的半導體封裝技術，其特點在於採用一封裝基板來安置半導體晶片，並於該封裝基板背面植置多數個成柵狀陣列排列之銲球(Solder ball)，並藉該些銲球將整個封裝單元銲結並電性連接至外部電子裝置，使相同單位面積之承載件上可容納更多輸入/輸出連接端(I/O connection)以符合高度集積化(Integration)之半導體晶片之需求。

如第1圖所示，習知覆晶製程係先將一如半導體晶片之電子元件11藉由複數如銲錫凸塊之導電元件12設於一如封裝基板之承載件10上，再回銲(reflow)該些導電元件12，之後進行點膠步驟，即利用一點膠器13將如底膠 之膠材14填入該電子元件11與該承載件10之間以包覆該些導電元件12，藉以避免該些導電元件12遭受汙損及損毀。

若該電子元件11與該承載件10上欲填充該膠材14之處產生有髒汙，則於該膠材14固化後，該髒汙很容易於該膠材14中產生氣泡(void)，致使當經過迴銲爐等製程時，會產生氣爆等問題，因此，一般會於點膠步驟之前，先清潔該電子元件11與該承載件10。

習知清洗方法係先將設有該電子元件11之承載件10置入一盒體中，再以清洗劑與去離子水等進行清潔，待清洗完畢後，再將設有該電子元件11之承載件10移到一點膠機台上，以該點膠器13進行點膠。

然而，習知清洗方法需先於一清洗機台位置(如前述盒體)進行清洗，之後才移到點膠機台上進行點膠步驟，致使製程太過繁雜而增加製程時間(清洗機台位置移至該點膠機台之輸送時間)，且還需準備輸送、固定與夾持治具等，導致成本增加。另外，運送過程中，還可能造成該電子元件11或該承載件10之損傷。

再者，依據產品微小化的趨勢與需求，該導電元件12之高度係越來越低，而各該導電元件12之間的間距(pitch)亦越來越窄，致使習知清洗方法並不易於清潔。

因此，如何克服習知技術中之問題，實已成目前亟欲解決的課題。

鑑於上述習知技術之缺失，本發明係揭露一種上膠設備，係包括：機台本體；供膠裝置，係設於該機台本體上，用以清潔物件之表面；以及清理裝置，係設於該機台本體上，用以形成膠材於該物件上。

本發明亦揭露一種形成膠材之方法，係包括：提供一前述之上膠設備；藉由該清理裝置清潔物件之表面；以及藉由該供膠裝置將膠材形成於該物件上。

前述之上膠設備及形成膠材之方法中，該清理裝置係為高壓流體清理裝置或電漿清理裝置(如大氣電漿式清理裝置)。

前述之上膠設備及形成膠材之方法中，復包括控制裝置，係電性連接該機台本體。

前述之上膠設備及形成膠材之方法中，復包括設於該機台本體上之置放區，用以置放形成膠材後之物件。

前述之上膠設備及形成膠材之方法中，該清理裝置包含有噴嘴、移轉模組、以及檢測模組；該供膠裝置包含有填膠器、移轉模組、儲存模組、以及擠壓模組。

由上可知，本發明之上膠設備及形成膠材之方法，主要藉由該清理裝置與該供膠裝置設於同一機台本體上，故相較於習知技術，本發明能節省製程時間，因而能降低電子產品之製作成本。

10‧‧‧承載件

11‧‧‧電子元件

12‧‧‧導電元件

13‧‧‧點膠器

14‧‧‧膠材

2‧‧‧上膠設備

2a‧‧‧機台本體

20‧‧‧清理裝置

200‧‧‧噴嘴

21‧‧‧供膠裝置

210‧‧‧填膠器

22‧‧‧置放區

23‧‧‧控制裝置

第1圖係為習知覆晶製程的剖視示意圖；第2圖係為本發明之上膠設備之示意圖；以及 第2A至2C圖係為本發明之形成膠材之方法的剖視示意圖。

以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。

須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「上」、及「一」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。

如第2圖所示，本發明之上膠設備2係包括：一機台本體2a、設於該機台本體2a上之供膠裝置21(圖中僅以標號表示其佈設位置，並未顯示其詳細機構)、設於該機台本體2a上之清理裝置20(圖中僅以標號表示其佈設位置，並未顯示其詳細機構)、以及設於該機台本體2a上之置放區22(圖中僅以標號表示其佈設位置，並未顯示其詳細機構)。

所述之機台本體2a係配置點膠製程相關之機電配備。

所述之清理裝置20係為高壓流體清理裝置(如去離子水清理裝置、清洗劑清理裝置)或電漿清理裝置(如大氣電漿式清理裝置)，其中，大氣電漿清理方式相較於高壓去離子水或清洗劑具有較佳的清潔效果。

於本案實施例中，該清理裝置20係採用大氣電漿式清理裝置，可直接在一般環境下操作使用，不需額外的腔室，即可直接以提高電壓、加熱至極高溫等方式產生電漿，而避免採用真空電漿式清理裝置，因其體積過大，而需獨立為單一機台，因而無法設於該機台本體2a上，故仍會產生如習知技術所述之缺失(如輸送過程)。具體地，因真空電漿式清理裝置需要一個腔室，並抽取其內的空氣，使該腔室內維持一定的真空度或低壓，且需將待處理之物件置放於該腔室內，才能以電漿(或離子)進行清理；另一方面，依據產品微小化的趨勢與需求，因此供電子元件電性連接至承載件之導電元件之高度與間距均越來越小，由於真空電漿機並無法調整噴頭的位置，因而其電漿不易清洗至電子元件下方，致使膠材之流性不佳，且容易有吸濕問題，而於點膠烘烤後，膠材內會產生氣泡(void)之問題。

於本實施例中，該清理裝置20係包括：一如第2A圖所示之噴嘴200、一移轉模組(圖未示)以及一檢測模組(圖未示)。具體地，該噴嘴200係用以供應清洗流體或電漿至待處理之物件上；該移轉模組係用以控制該噴嘴200進行三軸向或多方位移動或轉動；該檢測模組係具有感光 耦合元件(Charge-coupled Device，簡稱CCD)等影像擷取計算功能，其可根據影像計算出髒汙多寡，亦可根據影像計算得知該髒汙是否去除。然而，有關該清理裝置20之機構種類繁多，並不限於上述。

所述之供膠裝置21係緊鄰於該清理裝置20，其包括一如第2B圖所示之填膠器210、一移轉模組(圖未示)、一儲存模組(圖未示)以及一擠壓模組(圖未示)。

於本實施例中，該填膠器210係用以供應膠材14至該物件上。該移轉模組係用以控制該填膠器210進行移動或轉動。該儲存模組係用以儲存膠材14。該擠壓模組係用以將膠材14經由該填膠器210擠出。然而，有關該供膠裝置21之機構種類繁多，並不限於上述。

所述之置放區22係用以置放完成上膠之物件，其緊鄰於該供膠裝置21，且其機構種類繁多，並無特別限制。

於一實施例中，該上膠設備2復包括一控制裝置23，係電性連接該機台本體2a。於本實施例中，該控制裝置23係為中央控制單元、訊號處理器、訊號產生單元、或電腦等，其外接至該機台本體2a，用以控制該上膠設備2之作動；應可理解地，該控制裝置23亦可內建於該機台本體2a中。

第2A至2C圖係為本發明之形成膠材之方法的剖視示意圖。於本實施例中，係採用該上膠設備2形成該膠材14，且該膠材14係例如為底膠。

如第2A圖所示，將一待進行上膠處理之物件置放於 該機台本體2a上，該物件係包括一具有複數銲墊與線路(圖略)之承載件10、及一設於該承載件10上且具有複數電極墊與線路(圖略)之電子元件11，其中，該電子元件11藉由複數導電元件12結合至該承載件10上。接著，該控制裝置23控制該清理裝置20以其噴嘴200清理該導電元件12、承載件10與電子元件11表面之髒污，其中，該清理裝置20所運作之清理時間可為一特定時間(例如，經過模擬、評估或實驗之後所得出的清理時間)。

於本實施例中，該承載件10係為封裝基板，其例如為半導體板材(玻璃、矽晶圓或矽中介板)、陶瓷板材或絕緣板材等，並無特別限制。

再者，該電子元件11係為主動元件、被動元件或其二者組合，且該主動元件係例如半導體晶片，而該被動元件係例如電阻、電容及電感。

又，所述之線路、銲墊與電極墊係為金屬材質，如銅材或鋁材，但不限於上述。

另外，所述之髒汙係例如灰塵、殘膠、碳化物、有機化合物(如塑膠等)、金屬氧化物(如氧化銅等)，但不限於上述。

本發明之方法中，可藉由該清理裝置20之移轉模組調整該噴嘴200之角度，以令該噴嘴200直接對準該承載件10與電子元件11之間的縫隙，藉以去除髒污(如碳化物)，並清洗該電子元件11下方以增加潤濕性，故能避免後續步驟之膠材14之流性不佳及吸濕所造成之氣泡(void)。

如第2B至2C圖所示，於該清理裝置20之檢測模組透過其具有之感光耦合元件(CCD)等影像擷取計算功能，而根據影像計算出髒汙多寡，並可根據影像計算得知該髒汙是否去除，於通知該控制裝置23已完全移除該髒汙之後，該控制裝置23將控制該供膠裝置21以該填膠器210將該膠材14形成於該電子元件11與該承載件10之間，使該膠材14包覆該些導電元件12。之後，將第2C圖所示之已完成上膠之結構移至該置放區22。

因此，本發明之形成膠材之方法中，係藉由該上膠設備2之設計，亦即該清理裝置20因其體積小而可設於該機台本體2a上，故清理完成後之物件能立即進行填膠作業(亦即電漿清洗與形成膠材無時差)，致使製程大幅簡化而有效縮短製程時間(因清理作業與填膠作業於同一機台上進行而無輸送時間)，且無需額外增加或製作夾持固定治具等，因而能大幅降低產品成本，並能避免習知製程於運送過程中所造成該電子元件11或該承載件10之損傷之情況發生。

再者，本發明之清理作業與填膠作業係於同一機台上進行，以於清理完成物件後，能立即進行填膠作業，故能避免該電子元件11與該承載件10因等待時間過久而使其線路或金屬材氧化之問題。

又，本發明之上膠設備2中，其清理裝置20能調整該噴嘴200之角度，故能對準該承載件10與電子元件11之間的縫隙作清理，因而易於清理該物件，以符合產品微小 化的趨勢與需求。

綜上所述，本發明之上膠設備及形成膠材之方法，係藉由該清理裝置20與該供膠裝置21設於同一機台本體2a上，故能節省製程時間，因而能降低電子產品之製作成本。

再者，該清理裝置若採用大氣電漿式，則可藉由調整噴嘴方向，以對於銲錫凸塊之高度與間距較小的物件，能用不同之角度或位置進行清洗，而達到較佳的清潔效果。

上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

Claims (14)

1. 一種上膠設備，係包括：機台本體；清理裝置，係設於該機台本體上，用以清潔一物件之表面；以及供膠裝置，係設於該機台本體上，用以形成膠材於該物件上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之上膠設備，其中，該清理裝置係為高壓流體清理裝置或電漿清理裝置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之上膠設備，其中，該電漿清理裝置係為大氣電漿式清理裝置。
4. 如申請專利範圍第1項所述之上膠設備，復包括電性連接該機台本體之控制裝置。
5. 如申請專利範圍第1項所述之上膠設備，其中，該清理裝置包含有噴嘴、移轉模組、以及檢測模組。
6. 如申請專利範圍第1項所述之上膠設備，其中，該供膠裝置包含有填膠器、移轉模組、儲存模組、以及擠壓模組。
7. 如申請專利範圍第1項所述之上膠設備，復包括設於該機台本體上之置放區，用以置放形成膠材後之該物件。
8. 一種形成膠材之方法，係包括：提供一如申請專利範圍第1項所述之上膠設備；藉由該清理裝置清潔一物件之表面；以及藉由該供膠裝置將膠材形成於該物件上。
9. 如申請專利範圍第8項所述之形成膠材之方法，其中，該清理裝置係為高壓流體清理裝置或電漿清理裝置。
10. 如申請專利範圍第9項所述之形成膠材之方法，其中，該電漿清理裝置係為大氣電漿式清理裝置。
11. 如申請專利範圍第8項所述之形成膠材之方法，其中，該上膠設備復包括有電性連接該機台本體之控制裝置。
12. 如申請專利範圍第8項所述之形成膠材之方法，其中，該清理裝置包含有噴嘴、移轉模組、以及檢測模組。
13. 如申請專利範圍第8項所述之形成膠材之方法，其中，該供膠裝置包含有填膠器、移轉模組、儲存模組、以及擠壓模組。
14. 如申請專利範圍第8項所述之形成膠材之方法，其中，該上膠設備復包括有設於該機台本體上之置放區，用以置放形成膠材後之物件。