CN113327868A - 键合头、键合设备和键合方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种键合头、键合设备和键合方法。该键合头包括至少一个键合头组件；键合头组件包括压头、加压电极和压力检测单元，压头包括压电材料，压头用于压合芯片，加压电极与压头连接，加压电极用于为压头提供交流电压，以使压头在压合方向上产生变形，压力检测单元用于在芯片键合时检测压头对芯片的压力。通过调节加压电极为压头提供交流电压的大小可以调节压头压合芯片的压力，并通过压力检测单元检测压头对芯片的压力，从而可以降低键合头的成本，减小了键合头的质量和体积，有利于提高键合设备的产率和键合精度。而且，键合头组件的体积减小，可以有利于实现多个芯片的批量键合，提高键合设备的键合效率。

Description

键合头、键合设备和键合方法

技术领域

本发明实施例涉及半导体技术领域，尤其涉及一种键合头、键合设备和键合方法。

背景技术

键合设备中键合头的作用是在吸附芯片后将芯片键合在载片上。芯片和载片均比较薄，键合力如果过大会导致芯片或载片甚至键合头的损坏；所以行业内在键合头上会设计压力控制单元，以免造成物料及设备的损坏。键合头的竖直方向运动一般通过电机等驱动元件驱动，实现芯片键合和行程补偿。同时为了保证所需键合力的精确控制，目前的键合头的竖直方向驱动装置一般包含高精度及高输出力电机、光栅尺和压力控制单元等组件，从而造成了键合头的尺寸和质量较大，导致键合头在键合时稳定时间延长，降低键合设备产率和键合精度。当需要实现多个芯片同时批量键合时，键合头的尺寸过大导致芯片之间的距离不能满足需求间距。

发明内容

本发明提供一种键合头、键合设备和键合方法，以简化键合头，降低了键合头的成本，减小了键合头的质量和体积，有利于实现多个芯片的批量键合。

第一方面，本发明实施例提供了一种键合头，包括至少一个键合头组件；

所述键合头组件包括压头、加压电极和压力检测单元，所述压头包括压电材料，所述压头用于压合芯片，所述加压电极与所述压头连接，所述加压电极用于为所述压头提供交流电压，以使所述压头在压合方向上产生变形，所述压力检测单元用于在芯片键合时检测所述压头对所述芯片的压力。

可选地，所述键合头组件中的加压电极与所述压头一一对应连接。

可选地，所述压头包括用于压合芯片的压合面，所述压力检测单元包括压电传感器，所述压电传感器固定于所述压头远离所述压合面的一侧，所述压力检测单元具体用于检测所述压头变形时作用于所述压电传感器上的压力。

可选地，所述键合头组件还包括第一绝缘层、底座和限位部；

所述压电传感器通过所述第一绝缘层固定于所述压头上，所述底座上开设有通孔，所述压头穿设于所述通孔且所述压合面凸出于所述底座设置，所述限位部用于对所述压电传感器远离所述压合面的表面进行限位。

可选地，所述限位部固定于所述底座上，所述限位部上靠近所述底座的一侧开设有凹槽，所述第一绝缘层和所述压电传感器位于所述凹槽内，所述凹槽的底部用于抵住所述压电传感器远离所述压合面的表面。

可选地，所述限位为金属材质，所述键合头组件还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层固定于所述压电传感器远离所述压合面的表面，所述凹槽的底部与所述第二绝缘层相抵触。

可选地，所述至少一个键合头组件共用一个所述底座和一个所述凹槽。

可选地，所述压头包括固定连接的搭载部和具有所述压合面的压合部，所述压电传感器固定于所述搭载部上，所述压合部能够活动的穿设于所述通孔中，所述搭载部能够搭载于所述通孔上方。

可选地，所述键合头组件还包括吸附管道，所述压头包括用于压合芯片的压合面，所述吸附管道贯穿所述压头，所述吸附管道的一端位于所述压合面，所述吸附管道的另一端与外部的吸真空机构连接。

可选地，所述压合面形成有凸部，所述吸附管道的一端位于所述凸部上的压合面。

可选地，所述键合头包括多个重复排布的压合区，每个所述压合区包括多个所述键合头组件；

每个所述压合区中，不同的键合头组件能够压合的芯片的尺寸不同或至少部分相同。

可选地，所述压头的材料为压电陶瓷。

第二方面，本发明实施例还提供了一种键合设备，包括本发明任意实施例提供的键合头。

可选地，所述键合设备还包括：

粗动台，所述键合头固定于所述粗动台的下方，所述粗动台用于在竖直方向上粗调所述键合头的位置，所述竖直方向与压合方向平行；

水平台，所述水平台与所述粗动台固定连接，用于在水平方向上移动所述粗动台。

第三方面，本发明实施例还提供了一种键合方法，采用本发明任意实施例提供的键合头对芯片进行键合，所述键合方法包括：

控制所述键合头获取至少一个芯片；

将所述芯片和键合台上的载片对位；

控制所述键合头在竖直方向上移动到目标位置；

利用加压电极向压头通交流电压；

利用压力检测单元检测所述压头对所述芯片的压力；

根据压力检测单元检测到的压力，调节所述交流电压至压力检测单元检测到的压力为目标压力。

可选地，所述压头包括用于压合芯片的压合面，所述压力检测单元包括压电传感器，所述压电传感器固定于所述压头远离所述压合面的一侧；利用压力检测单元检测所述压头对所述芯片的压力包括：

采集所述压电传感器因变形产生的电信号；

根据所述压电传感器对应型号下的电信号与压力的关系，确定所述压头对所述芯片的压力。

本发明实施例的技术方案，键合头中的键合头组件包括压头、加压电极和压力检测单元，压头的材料为压电材料，压头用于压合芯片，加压电极与压头连接，加压电极用于为压头提供交流电压，以使压头在压合方向上产生变形，压力检测单元用于在芯片键合时检测压头对芯片的压力。通过调节加压电极为压头提供交流电压的大小可以调节压头压合芯片的压力，并通过压力检测单元检测压头对芯片的压力，从而可以使键合头避免设置高精度及高输出力驱动装置、光栅尺和压力控制单元等组件，降低了键合头的成本，减小了键合头的质量和体积，有利于提高键合设备的产率和键合精度。同时可以避免压头压合芯片的压力过大导致芯片或键合头损坏，过小导致芯片键合不稳定等现象，提高了键合头的键合良率。而且，键合头组件的体积减小，可以减小多个芯片批量键合时芯片之间的间距限制，从而有利于实现多个芯片的批量键合，提高键合设备的键合效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种键合头的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种键合头的仰视图；

图3为本发明实施例提供的另一种键合头的剖面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种键合头的仰视图；

图5为本发明实施例提供的另一种键合头的仰视结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种键合设备的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种键合设备的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种芯片键合在载片相应的区域的示意图；

图9为本发明实施例提供的一种键合方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种键合头的剖面结构示意图，图2为本发明实施例提供的一种键合头的仰视图。如图1和图2所示，该键合头包括至少一个键合头组件10；键合头组件10包括压头110、加压电极120和压力检测单元130，压头110的材料为压电材料，压头110用于压合芯片，加压电极120与压头110连接，加压电极120用于为压头110提供交流电压，以使压头110在压合方向上产生变形，压力检测单元130用于在芯片键合时检测压头110对芯片的压力。

具体地，图1和图2示例性地示出了键合头包括一个键合头组件10。加压电极120为压头110的外接电极，用于为压头110提供交流电压。压头110包括压电材料。示例性地，压头110的材料可以包括压电陶瓷。当加压电极120为压头110提供交流电压时，压头110的压电材料在交流电压的作用下发生逆压电效应，使得压头110在压合方向上发生机械变形。在压头110压合芯片之前，压头110上的芯片与待键合的载片上相应区域压紧。当压头110产生变形后，压头110上的变形作用在芯片上产生键合力，从而实现压头110压合芯片。同时，由于力的相互作用，与芯片键合的载片对压头110产生一个与键合力大小相等，方向相反的反键合力，作用于压头110上。压头110传输反键合力至压力检测单元130。压力检测单元130检测压头110传输的反键合力，从而可以获得压头110的键合力，即为压头110对芯片的压力。通过压力检测单元130检测压头110对芯片的压力，可以避免压头110压合芯片的压力过大导致芯片或键合头损坏，过小导致芯片键合不稳定等现象，提高了键合头的键合良率。

另外，压头110的压力与加压电极120为压头110提供的交流电压大小相关。压电效应关系为：

d＝S/E (1)

其中，d为压电应变常数，S为应变，E为电场。当压头110的材料确定后，压电应变常数d为固定值，因此可以通过公式(1)可知应变与电场成正比例关系。而应变与应力在弹性范围内成正比例关系，因此电场与应力成正比例关系。电场与交流电压成正比例关系，因此压头110的压力与加压电极120为压头110提供的交流电压大小成正比例关系。通过设置加压电极120为压头110提供的交流电压的大小可以调节压头110的压力，并通过压力检测单元130检测压头110对芯片的压力，从而可以使键合头避免设置高精度及高输出力驱动装置、光栅尺和压力控制单元等组件，降低了键合头的成本，减小了键合头的质量和体积，有利于提高键合设备的产率和键合精度。而且，键合头组件的体积减小，可以减小多个芯片批量键合时芯片之间的间距限制，从而有利于实现多个芯片的批量键合，提高键合设备的键合效率。

图3为本发明实施例提供的另一种键合头的剖面结构示意图，图4为本发明实施例提供的另一种键合头的仰视图，该键合头包含多个键合头组件10。如图3和图4所示，该键合头示例性地包括3*3个键合头组件10，且阵列排布。每个键合头组件10均可以在加压电极120为压头110提供的交流电压作用下发生逆压电效应，从而使压头110产生键合力，实现压头110压合芯片。同时，每个键合头组件10中的压力检测单元130检测压头110对芯片的压力，从而减小了每个键合头组件10的质量和体积。降低了键合头的成本，减小了键合头的质量和体积，有利于提高键合设备的产率和键合精度。该键合头可以实现多个芯片的同时键合，有利于提高整机工作效率。而且，由于键合头组件10的质量和体积减小，在键合头键合时，相邻键合头组件10对应的芯片之间的间距可以减小，从而减小了相邻键合头组件10同时键合时不同键合头组件10上的芯片之间的间距限制，从而有利于实现多个键合头组件10上的芯片批量键合。

需要说明的是，由公式(1)可知，不同的材料制作的压头110具有不同的压电应变常数。表1为不同型号不同尺寸的压电陶瓷压头的技术参数表。如表1所示，不同型号和不同尺寸的压电陶瓷具有不同的最大/标称位移，从而可以根据芯片的尺寸和所需压力选取不同型号和不同尺寸的压电陶瓷。

表1

继续参考图3，键合头组件10中的加压电极120与压头110一一对应连接。

具体地，每个压头110均可以对应独立的加压电极120，使得加压电极120提供至对应的压头110的交流电压可以独立调节，进而可以使每个压头110在交流电压作用下发生的逆压电效应产生的变形不同，即压头110压合芯片的压力不同。当不同的压头110对应的芯片的高度不同时，不同的压头110可以根据芯片的高度调节对应的加压电极120的交流电压，使每个芯片的压力满足键合需求，从而实现了多个压头110同时独立的完成多个芯片的键合，而且可以对不同芯片的高度差进行补偿，提高了芯片键合的效率和良率。

继续参考图3，压头110包括用于压合芯片的压合面111，压力检测单元130包括压电传感器131，压电传感器131固定于压头110远离压合面111的一侧，压力检测单元130具体用于检测压头110变形时作用于压电传感器131上的压力。

具体地，压力检测单元130的压电传感器131可以包括压电感应部1311和测试电极1312，压电感应部1311固定于压头110远离压合面111的一侧。当压头110压合芯片时，与芯片键合的载片对压头110产生的反键合力作用于压头110上，压头110传输反键合力至远离压合面111的一侧，作用在压电感应部1311上，压电感应部1311在反键合力的作用下发生压电效应，产生电场。测试电极1312与压电感应部1311电连接，因此压电感应部1311产生的电场通过测试电极1312输出电信号，然后通过对电信号的检测，实现对反键合力的检测，进而实现对压头110对芯片的压力的检测。

继续参考图3，键合头组件10还包括第一绝缘层140、底座150和限位部160；压电传感器131通过第一绝缘层140固定于压头110上，底座150上开设有通孔151，压头110穿设于通孔151且压合面111凸出于底座150设置，限位部160用于对压电传感器131远离压合面111的表面进行限位。

具体地，加压电极120为压头110提供交流电压，通过在压电传感器131和压头110之间设置第一绝缘层140，可以避免压头110上的交流电压传输至压电传感器131上，影响压电传感器131感应压头110传输的反键合力的大小，进而提高了压电传感器131检测压头110压合芯片的压力的准确度。示例性地，第一绝缘层140的材料可以为绝缘陶瓷。底座150用于固定压头110，压头110通过通孔151穿设于底座150，使得压头110的压合面111可以凸出于底座150设置，从而可以使压合面111贴合芯片，对芯片进行压合。同时限位部160对压电传感器131远离压合面111的表面进行限位，避免压电传感器131在反键合力的作用下发生位移，使得反键合力完全作用在压电传感器上产生电场，从而提高压电传感器131检测反键合力的准确度，进而提高了压电检测单元130检测压头110对芯片压力的准确度。

示例性地，压头110包括固定连接的搭载部112和具有压合面111的压合部113，压电传感器131固定于搭载部112上，压合部113能够活动的穿设于通孔151中，搭载部112能够搭载于通孔151上方。

具体地，压电传感器131固定于搭载部112上，使得压电传感器131能够接收压头110传输的反键合力。搭载部112搭载于通孔151的上方，使压头110卡在通孔151的上方，避免压头110向压合面111的方向移动，从而可以使压头110压合芯片的压力为加压电极120提供的交流电压产生的变形对应的应力，提高压头110压合芯片的压力的可控性，进而提高键合头键合芯片的良率。另外，与芯片键合的载片对压头110施加反键合力时，压合部113能够活动的穿设于通孔151中，从而将反键合力通过压合部113传输至搭载部112，搭载部112将反键合力施加于压电传感器131上，压电传感器131检测反键合力，从而检测压头110对芯片的压力。

继续参考图3，限位部160固定于底座150上，限位部160上靠近底座150的一侧开设有凹槽161，第一绝缘层140和压电传感器131位于凹槽161内，凹槽161的底部用于抵住压电传感器131远离压合面111的表面。

具体地，限位部160固定于底座150上，因此凹槽161相对于压合面111的位置不变。第一绝缘层140和压电传感器131位于凹槽161内，且限位部160上凹槽161底部抵住压电传感器131远离压合面111的表面，从而可以使得压电传感器131远离压合面111的表面与底座150之间没有相对位移，从而可以使得传输至压电传感器131上反键合力均产生电场，进一步地提高了压电传感器131检测反键合力的准确度，提高了压电检测单元130检测压头110对芯片压力的准确度。

可选地，限位部160的材料为金属，键合头组件10还包括第二绝缘层170，第二绝缘层170固定于压电传感器131远离压合面111的表面，凹槽161的底部与第二绝缘层170相抵触。

具体地，限位部160需要具有比较大的刚性，从而用于抵住压电传感器131远离压合面111的表面。示例性地，限位部160的材料可以为金属。另外，当限位部160的材料为金属时，键合头组件10还可以包括第二绝缘层170，第二绝缘层170设置于压电传感器131和限位部160之间，用于将压电传感器131和限位部160绝缘，避免压电传感器131在反键合力的作用下发生压电效应时产生的电场传输至限位部160，从而可以避免限位部160对压电传感器131检测反键合力的干扰，提高了压电传感器131检测压头110压合芯片的压力的准确度。

继续参考图3，至少一个键合头组件10共用一个底座150和一个凹槽161。

具体地，图3示例性地示出了键合头包括多个键合头组件10。多个键合头组件10共用一个底座150和一个凹槽161，可以避免设置多个小尺寸的底座150和凹槽161，从而降低了制作键合头的工艺难度。另外，多个键合头组件10共用一个底座150和一个凹槽161，可以根据需要设置相邻键合头组件10之间的尺寸，使相邻芯片之间的距离更容易满足芯片间距的要求，有利于实现多个芯片的批量键合。

继续参考图3，键合头组件10还包括吸附管道180，压头110包括用于压合芯片的压合面111，吸附管道180贯穿压头110，吸附管道180的一端位于压合面111，吸附管道180的另一端与外部的吸真空机构连接。

具体地，在键合头键合芯片之前，键合头需要吸取待键合的芯片。在吸取待键合芯片时，外部的吸真空机构开始对吸附管道180的空气进行吸附，在吸附管道180内部形成低气压环境，则在吸附管道180位于压合面111的一端产生吸力，从而可以吸附待键合芯片，同时可以使待键合芯片与压合面111之间压紧。

继续参考图3，压合面111形成有凸部114，吸附管道180的一端位于凸部114上的压合面111。

具体地，在键合头吸取待键合芯片时，还需要通过吸嘴进行吸取。压合面111上的凸部114用于安装吸嘴，从而可以通过吸嘴吸取待键合芯片。凸部114的尺寸与吸嘴的尺寸相匹配，使得吸嘴安装稳定。而吸嘴的尺寸与待键合芯片的尺寸匹配，使得吸嘴稳定的吸取待键合芯片。

图5为本发明实施例提供的另一种键合头的仰视结构示意图。如图5所示，键合头包括多个重复排布的压合区190，每个压合区190可以包括多个键合头组件10；每个压合区190中，不同的键合头组件10能够压合的芯片的尺寸不同或至少部分相同。

具体地，图5中示例性地示出了4个压合区190，4个压合区190可以阵列排布。每个压合区190中包括的多个键合头组件10能够压合的芯片的尺寸部分相同，部分不同。在键合头键合时，键合头不仅可以同时压合多个芯片，同时可以压合多个类型的芯片，每个芯片的压合过程可以通过对应的键合头组件10单独键合，从而进一步地提高键合头的键合效率。示例性地，当键合头用于键合显示面板时，图5中示例性地示出了每个压合区190包括三个键合头组件10，分别为红色子像素、蓝色子像素和绿色子像素对应的键合头组件10，从而可以实现显示面板不同颜色的子像素的同时键合。

需要说明的是，图5中示例性地示出了每个压合区190包括三个键合头组件10，在其他实施例中，每个压合区190还可以包括其他数量的键合头组件10，此处不做限定。另外，每个压合区190中不同的键合头组件10能够压合的芯片的尺寸可以完全相同，或者可以完全不同。

本发明实施例还提供一种键合设备。图6为本发明实施例提供的一种键合设备的结构示意图。如图6所示，该键合设备包括本发明任意实施例提供的键合头210。

本实施例的技术方案，由于键合设备包括的键合头210具有与本发明任意实施例提供的键合头相同的结构，因此具有与本发明任意实施例提供的键合头相同的有益效果，降低了键合头的成本，进而降低了键合设备的成本。同时，键合头的质量和体积比较小，有利于提高键合设备的产率和键合精度。而且，键合头组件的体积减小，可以减小多个芯片批量键合时芯片之间的间距限制，从而有利于实现多个芯片的批量键合，提高键合设备的键合效率。

继续参考图6，键合设备还包括：

粗动台220，键合头210固定于粗动台220的下方，粗动台220用于在竖直方向Z上粗调键合头210的位置，竖直方向Z与压合方向平行；

水平台230，水平台230与粗动台220固定连接，用于在水平方向X上移动粗动台220。

具体地，在芯片键合工位POS.C处，键合设备还包括用于承载载片330的键合台310，在键合台310的一侧设置有第一对准镜头320，用于测量键合头210上的芯片350的位置。在键合台310的上方还设置有第二对准镜头340，用于测量载片330的位置和姿态。在键合过程中，粗动台220在竖直方向Z上粗调键合头210的位置，水平台230在水平方向X上调整键合头210的位置，使键合头210上的芯片350与载片330对准，然后对键合头210施加键合力，对芯片350在载片330上相应的区域进行键合。

继续参考图6，键合设备还包括用于放置蓝膜片的蓝膜片库020，抓取并传输蓝膜片021的机械手010，放置载片330的载片库040，抓取并传输载片330的机械手030。另外，键合设备还包括设置在精调工位POS.B处，且用于在精调工位POS.B处测量键合头210上芯片350的位置和姿态的第三对准镜头240、精调台250和精调手260。以及包括设置在芯片分离工位POS.A处，且用于承载目标芯片的分离台270以及Z-pin机构280。

在键合之前，水平台230位于芯片分离工位POS.A处时，抓取蓝膜片021的机械手010从蓝膜片库020抓取蓝膜片021放置在分离台270上，并通过Z-pin机构280将蓝膜片021上的芯片350与蓝膜片021分离，并通过键合头210吸取芯片350。然后通过调节水平台230使键合头210位于精调工位POS.B处。在精调工位POS.B处，第三对准镜头240获取键合头210上的芯片350位置和姿态。当芯片350的位置和姿态存在偏差时，精调手260抓取芯片350，并放置在精调台250上，因此可以通过精调台250调节芯片350的位置，而且，可以通过精调手260放置芯片350的过程调节芯片350的姿态。即精调台250和精调手260配合调节芯片350的位置和姿态，此后键合头210吸附芯片350。精调手260和精调台250可以多次配合调节芯片350的位置和姿态，直至键合头210上的芯片350的位置和姿态无偏差。继续通过调节水平台230使键合头210位于芯片键合工位POS.C处，通过第一对准镜头320测量键合头210上的芯片350的位置，通过第二对准镜头340测量载片330的位置和姿态，然后调整键合头210的位置，使键合头210上的芯片350与载片330对准后，对键合头210施加键合力，实现芯片350与载片330相应的区域的键合。

图7为本发明实施例提供的另一种键合设备的结构示意图。如图7所示，当键合头210包括多个键合头组件时，键合头210可以同时键合多个芯片至载片330上相应的区域。图8为本发明实施例提供的一种芯片键合在载片相应的区域的示意图。如图8所示，在键合过程中，芯片350与载片330上的键合区331对应，并进行键合，使芯片350键合在键合区331。

本发明实施例还提供一种键合方法，采用本发明任意实施例提供的键合头对芯片进行键合。图9为本发明实施例提供的一种键合方法的流程图。如图9所示，该键合方法包括：

S801、控制键合头获取至少一个芯片。

具体地，结合图7和图9，键合头210在芯片分离工位POS.A处时，Z-pin机构280将蓝膜片021上的芯片350与蓝膜片021分离，并通过键合头210吸取芯片350，从而实现键合头210获取至少一个芯片350。

S802、将芯片和键合台上的载片对位。

具体地，结合图7和图9，在键合头210获取芯片350后，调节水平台230使键合头210位于精调工位POS.B处。在精调工位POS.B处，通过精调台250和精调手同时调节芯片350的位置和姿态后，通过调节水平台230使键合头210位于芯片键合工位POS.C处。在芯片键合工位POS.C处，通过第一对准镜头320测量键合头210上的芯片350的位置，通过第二对准镜头340测量载片330的位置和姿态，然后调整键合头210的位置，使键合头210上的芯片350与载片330对准，实现芯片350和键合台310上的载片330对位。

S803、控制键合头在竖直方向上移动到目标位置。

具体地，结合图7和图9，通过控制粗动台220调节键合头210在竖直方向Z上的位置，使键合头210上的芯片350与载片330压紧。

S804、利用加压电极向压头通交流电压。

具体地，加压电极向压头通交流电压时，压头在交流电压的作用下发生逆压电效应，使得压头在压合方向上发生变形，压头的变形作用在芯片上产生键合力，从而实现压头压合芯片。

S805、利用压力检测单元检测压头对芯片的压力。

具体地，当压头包括用于压合芯片的压合面，压力检测单元包括压电传感器，压电传感器固定于压头远离压合面的一侧时，利用压力检测单元检测压头对芯片的压力包括：

采集压电传感器因变形产生的电信号。

根据压电传感器对应型号下的电信号与压力的关系，确定压头对芯片的压力。

S806、根据压力检测单元检测到的压力，调节交流电压至压力检测单元检测到的压力为目标压力。

具体地，目标压力为适合键合头上的芯片进行键合的键合力。通过调节交流电压至压力检测单元检测到的压力为目标压力，可以避免压头压合芯片的压力过大导致芯片或键合头损坏，过小导致芯片键合不稳定等现象，提高了键合头的键合良率。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (16)

1.一种键合头，其特征在于，包括至少一个键合头组件；

所述键合头组件包括压头、加压电极和压力检测单元，所述压头包括压电材料，所述压头用于压合芯片，所述加压电极与所述压头连接，所述加压电极用于为所述压头提供交流电压，以使所述压头在压合方向上产生变形，所述压力检测单元用于在芯片键合时检测所述压头对所述芯片的压力。

2.根据权利要求1所述的键合头，其特征在于，所述键合头组件中的加压电极与所述压头一一对应连接。

3.根据权利要求1所述的键合头，其特征在于，所述压头包括用于压合芯片的压合面，所述压力检测单元包括压电传感器，所述压电传感器固定于所述压头远离所述压合面的一侧，所述压力检测单元具体用于检测所述压头变形时作用于所述压电传感器上的压力。

4.根据权利要求3所述的键合头，其特征在于，所述键合头组件还包括第一绝缘层、底座和限位部；

所述压电传感器通过所述第一绝缘层固定于所述压头上，所述底座上开设有通孔，所述压头穿设于所述通孔且所述压合面凸出于所述底座设置，所述限位部用于对所述压电传感器远离所述压合面的表面进行限位。

5.根据权利要求4所述的键合头，其特征在于，所述限位部固定于所述底座上，所述限位部上靠近所述底座的一侧开设有凹槽，所述第一绝缘层和所述压电传感器位于所述凹槽内，所述凹槽的底部用于抵住所述压电传感器远离所述压合面的表面。

6.根据权利要求5所述的键合头，其特征在于，所述限位部为金属材质，所述键合头组件还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层固定于所述压电传感器远离所述压合面的表面，所述凹槽的底部与所述第二绝缘层相抵触。

7.根据权利要求5所述的键合头，其特征在于，所述至少一个键合头组件共用一个所述底座和一个所述凹槽。

8.根据权利要求4所述的键合头，其特征在于，所述压头包括固定连接的搭载部和具有所述压合面的压合部，所述压电传感器固定于所述搭载部上，所述压合部能够活动的穿设于所述通孔中，所述搭载部能够搭载于所述通孔上方。

9.根据权利要求1所述的键合头，其特征在于，所述键合头组件还包括吸附管道，所述压头包括用于压合芯片的压合面，所述吸附管道贯穿所述压头，所述吸附管道的一端位于所述压合面，所述吸附管道的另一端与外部的吸真空机构连接。

10.根据权利要求9所述的键合头，其特征在于，所述压合面形成有凸部，所述吸附管道的一端位于所述凸部上的压合面。

11.根据权利要求1所述的键合头，其特征在于，所述键合头包括多个重复排布的压合区，每个所述压合区包括多个所述键合头组件；

每个所述压合区中，不同的键合头组件能够压合的芯片的尺寸不同或至少部分相同。

12.根据权利要求1所述的键合头，其特征在于，所述压头的材料为压电陶瓷。

13.一种键合设备，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述的键合头。

14.根据权利要求13所述的键合设备，其特征在于，所述键合设备还包括：

粗动台，所述键合头固定于所述粗动台的下方，所述粗动台用于在竖直方向上粗调所述键合头的位置，所述竖直方向与压合方向平行；

水平台，所述水平台与所述粗动台固定连接，用于在水平方向上移动所述粗动台。

15.一种键合方法，其特征在于，采用权利要求1-12任一项所述的键合头对芯片进行键合，所述键合方法包括：

控制所述键合头获取至少一个芯片；

将所述芯片和键合台上的载片对位；

控制所述键合头在竖直方向上移动到目标位置；

利用加压电极向压头通交流电压；

利用压力检测单元检测所述压头对所述芯片的压力；

根据压力检测单元检测到的压力，调节所述交流电压至压力检测单元检测到的压力为目标压力。

16.根据权利要求15所述的键合方法，其特征在于，所述压头包括用于压合芯片的压合面，所述压力检测单元包括压电传感器，所述压电传感器固定于所述压头远离所述压合面的一侧；利用压力检测单元检测所述压头对所述芯片的压力包括：

采集所述压电传感器因变形产生的电信号；

根据所述压电传感器对应型号下的电信号与压力的关系，确定所述压头对所述芯片的压力。

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