CN110634785A - 一种基于光学的三维堆叠对准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于光学的三维堆叠对准方法，具体包括如下步骤：101)预处理步骤、102)初对准步骤、103)微调步骤、104)多层设置步骤、105)键合步骤；本发明提供达到较高的模组对准能力，节省成本且方便操作的一种基于光学的三维堆叠对准方法。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，更具体的说，它涉及一种基于光学的三维堆叠对准方法。
背景技术
微波毫米波射频集成电路技术是现代国防武器装备和互联网产业的基础，随着智能通信、智能家居、智能物流、智能交通等“互联网+”经济的快速兴起，承担数据接入和传输功能的微波毫米波射频集成电路也存在巨大现实需求及潜在市场。
但是对于高频率的微***，天线阵列的面积越来越小，且天线之间的距离要保持在某个特定范围，才能使整个模组具备优良的通信能力。但是对于射频芯片这种模拟器件芯片来讲，其面积不能像数字芯片一样成倍率的缩小，这样就会出现特高频率的射频微***将没有足够的面积同时放置PA/LNA，需要把PA/LNA堆叠起来。
目前业内模组堆叠需要用到极为精密的对准设备，资金投入巨大，对于一些小单位只做前期实验性产品开发的过程，一般都不具备或者不需要进行该方面的投入。一些科研院所也有用离心力法或者模具法来做多层模组堆叠的，但是随着对准需求更为精确的模组越来越多，这些简单的方法已经不能适应产品的需求。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种基于光学的三维堆叠对准方法。
本发明的技术方案如下：
一种基于光学的三维堆叠对准方法，具体包括如下步骤：
101)预处理步骤：在对准底座上设置透光孔，在对准底座上方设置光线监控装置；在对准底座下部设置抽气腔室，抽气腔室与相应芯片模组的对准气孔联通；其中，在对准底座边缘设置可上下伸缩的平板做粗对准，平板移动精度在1um；平板围绕芯片周围分布设置；
102)初对准步骤：将带透光孔的待键合芯片模组放置于对准底座上方，对准底座抽气腔室进行抽气固定芯片模组；芯片模组紧贴平板，对准底座下方设置光源进行发光，光线监控装置来检测得到通过透光孔接收到的光的面积，以完成初对准；
103)微调步骤：撤走平板，在对准基座周围设置万分表对准板；用万分表对准板对芯片模组做微调，万分表对准板精度控制在0.1um；通过万分表对准板对芯片模组的调整，来改变光线监控装置检测得到通过透光孔接收到的光的面积，以此判断芯片模组对准状况，并调整到合格要求；
104)多层设置步骤：重复步骤101)到步骤103)在已经堆叠好的芯片模组上方堆叠其他芯片模组，最终形成多芯片模组的堆叠；
105)键合步骤：撤去万分表对准板和光线监控装置，对准底座进行升温，完成芯片模组的焊接。
进一步的，对准底座为金属材质或者陶瓷材质，其表面平整度小于1um，表面粗糙度小于0.5um。
进一步的，透光孔为圆形、椭圆形或方形，其直径或边长范围在1um到1000um之间。
进一步的，平板数量在1到20个之间，平板采用顶针。
本发明相比现有技术优点在于：本发明通过在模组上制作对准光学开孔工艺，通过肉眼光学对准和万分表微调等简单步骤对芯片进行对准误差修复，最终达到较高的模组对准能力，节省成本且方便操作。
附图说明
图1为本发明的检测剖面图；
图2为本发明的一侧检测剖面图；
图3为本发明的另一侧检测剖面图；
图4为本发明的示意图。
图中标识：芯片模组101、透光孔102、对准底座104、光源105、抽气腔室106、光线监控装置107和万分表对准板108。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明而不能作为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科技术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样的定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
各实施方式中提到的有关于步骤的标号，仅仅是为了描述的方便，而没有实质上先后顺序的联系。各具体实施方式中的不同步骤，可以进行不同先后顺序的组合，实现本发明的发明目的。
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例1：
如图1至图4所示，一种基于光学的三维堆叠对准方法，具体包括如下步骤：
101)预处理步骤：在对准底座104上设置透光孔102，在对准底座104上方设置光线监控装置107。对准底座104为金属材质或者陶瓷材质，其表面平整度小于1um，表面粗糙度小于0.5um；透光孔102可以是圆形也可以是椭圆形，方形等，其直径范围在1um到1000um之间。在对准底座104下部设置抽气腔室106，抽气腔室106与相应芯片模组101的对准气孔联通；对准气孔可以是圆形也可以是椭圆形，方形等，其直径范围在1um到1000um之间。其中，在对准底座104边缘设置可上下伸缩的平板做粗对准，平板移动精度在1um；平板围绕芯片周围分布设置。
102)初对准步骤：将带透光孔102的待键合芯片模组101放置于对准底座104上方，对准底座104抽气腔室106进行抽气固定芯片模组101。芯片模组101紧贴平板，对准底座104下方设置光源105进行发光，光线监控装置107来检测得到通过透光孔102接收到的光的面积，以完成初对准。即光线监控装置107通过检测，计算透光孔102孔接收到的光的面积，以此计算对准精度。其中，平板围绕芯片模组101周围，数量在1到20个，平板也可以是宽度较小的顶针。
103)微调步骤：撤走平板，在对准基座周围设置万分表对准板108；用万分表对准板108对芯片模组101做微调，万分表对准板108精度控制在0.1um。通过万分表对准板108对芯片模组101的调整，来改变光线监控装置107检测得到通过透光孔102接收到的光的面积，以此判断芯片模组101对准状况，并调整到合格要求。
104)多层设置步骤：重复步骤101)到步骤103)在已经堆叠好的芯片模组101上方堆叠其他芯片模组101，最终形成多芯片模组101的堆叠。即先用平板进行芯片模组101摆放的初对准；然后通过万分表对准板108对其他芯片模组101进行微调，以达到对准精度要求。此处层数在2～100层之间。
105)键合步骤：撤去万分表对准板108和光线监控装置107，对准底座104进行升温，完成芯片模组101的焊接。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。
Claims (4)
1.一种基于光学的三维堆叠对准方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
101)预处理步骤：在对准底座上设置透光孔，在对准底座上方设置光线监控装置；在对准底座下部设置抽气腔室，抽气腔室与相应芯片模组的对准气孔联通；其中，在对准底座边缘设置可上下伸缩的平板做粗对准，平板移动精度在1um；平板围绕芯片周围分布设置；
102)初对准步骤：将带透光孔的待键合芯片模组放置于对准底座上方，对准底座抽气腔室进行抽气固定芯片模组；芯片模组紧贴平板，对准底座下方设置光源进行发光，光线监控装置来检测得到通过透光孔接收到的光的面积，以完成初对准；
103)微调步骤：撤走平板，在对准基座周围设置万分表对准板；用万分表对准板对芯片模组做微调，万分表对准板精度控制在0.1um；通过万分表对准板对芯片模组的调整，来改变光线监控装置检测得到通过透光孔接收到的光的面积，以此判断芯片模组对准状况，并调整到合格要求；
104)多层设置步骤：重复步骤101)到步骤103)在已经堆叠好的芯片模组上方堆叠其他芯片模组，最终形成多芯片模组的堆叠；
105)键合步骤：撤去万分表对准板和光线监控装置，对准底座进行升温，完成芯片模组的焊接。
2.根据权利要求1所述的一种基于光学的三维堆叠对准方法，其特征在于：对准底座为金属材质或者陶瓷材质，其表面平整度小于1um，表面粗糙度小于0.5um。
3.根据权利要求1所述的一种基于光学的三维堆叠对准方法，其特征在于：透光孔为圆形、椭圆形或方形，其直径或边长范围在1um到1000um之间。
4.根据权利要求1所述的一种基于光学的三维堆叠对准方法，其特征在于：平板数量在1到20个之间，平板采用顶针。
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