半導(dǎo)體芯片鍵合裝備綜述

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鄭嘉瑞 肖君軍 胡金

哈爾濱工業(yè)大學(xué)( 深圳) 電子與信息工程學(xué)院 深圳市聯(lián)得自動(dòng)化裝備股份有限公司

摘要:

當(dāng)前，半導(dǎo)體設(shè)備受到國(guó)家政策大力支持，半導(dǎo)體封裝測(cè)試領(lǐng)域的半導(dǎo)體芯片鍵合裝備發(fā)展空間較大。對(duì)半導(dǎo)體芯片鍵合裝備進(jìn)行了綜述，具體包括主要組成機(jī)構(gòu)和工作原理、關(guān)鍵技術(shù)、發(fā)展現(xiàn)狀。半導(dǎo)體芯片鍵合裝備的主要組成機(jī)構(gòu)包括晶圓工作臺(tái)、芯片鍵合頭、框架輸送系統(tǒng)、機(jī)器視覺系統(tǒng)、點(diǎn)膠系統(tǒng)。半導(dǎo)體芯片鍵合裝備的關(guān)鍵技術(shù)包括高速高精度運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)器視覺技術(shù)、設(shè)備工藝技術(shù)、關(guān)鍵零部件技術(shù)。

1 半導(dǎo)體生產(chǎn)制造概述

半導(dǎo)體問世至今，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)一直遵循“一代裝備、一代工藝、一代產(chǎn)品”的模式高速發(fā)展。半導(dǎo)體晶圓制造、芯片封裝測(cè)試裝備一直以來都是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)不斷技術(shù)升級(jí)和突破的先導(dǎo)與核心。晶圓制造、芯片封裝測(cè)試技術(shù)及其性能水平與相關(guān)裝備能力緊密聯(lián)系，只有先進(jìn)的裝備，才能成就先進(jìn)的晶圓制造和芯片封裝測(cè)試。因此，要大力發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)制造裝備必須先行。

半導(dǎo)體生產(chǎn)制造以晶圓切割為界，分為前道工序和后道工序。前道工序?yàn)榫A制造，后道工序?yàn)樾酒庋b測(cè)試。半導(dǎo)體裝備也相應(yīng)分為前道工序裝備和后道工序裝備。后道工序工藝主要有晶圓減薄、晶圓切割、芯片鍵合、引線鍵合、塑封、固化、電鍍、切筋成型、測(cè)試分選、包裝出貨，后道工序裝備統(tǒng)稱為芯片封裝測(cè)試裝備，其中，芯片鍵合裝備是后道工序裝備中最為關(guān)鍵的核心裝備之一［1 －3］。

2 主要芯片鍵合技術(shù)

在先進(jìn)封裝技術(shù)中，有一種芯片鍵合技術(shù)稱為倒裝芯片鍵合技術(shù)，顧名思義，就是將芯片正面向下與封裝基板直接連接。倒裝芯片鍵合技術(shù)于 1961 年由國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司發(fā)明，屬于無(wú)引線鍵合方式，芯片鍵合工藝完成后，不需要再進(jìn)行引線鍵合工藝［4］。

在傳統(tǒng)封裝技術(shù)中，芯片鍵合技術(shù)應(yīng)用于半導(dǎo)體芯片鍵合裝備。在實(shí)際生產(chǎn)車間中，芯片鍵合裝備通常位于晶圓切割之后，引線鍵合之前，質(zhì)量和效率會(huì)直接影響引線鍵合的質(zhì)量和效率。因此，芯片鍵合是半導(dǎo)體生產(chǎn)制造后道工序中的關(guān)鍵工藝［5］。引線鍵合將芯片引腳與封裝基板用半導(dǎo)體金屬引線連接起來，是目前應(yīng)用廣泛的主流技術(shù)之一。引線鍵合與倒裝芯片鍵合比較如圖 1 所示。

芯片鍵合技術(shù)的目的是將已經(jīng)切割完成的晶圓上的芯片安裝固定在封裝基板上。為了實(shí)現(xiàn)芯片鍵合，主要有四種傳統(tǒng)封裝技術(shù)，分別為共晶鍵合、黏合劑鍵合、軟焊料鍵合、金屬粒子燒結(jié)鍵合。實(shí)現(xiàn)良好的芯片鍵合，需要芯片鍵合過程中工藝要素相互配合，包括溫度、時(shí)間、壓力等［6 －7］。

共晶鍵合一般在芯片底部或者封裝基板上預(yù)先敷上共晶鍵合材料。共晶鍵合裝備拾取芯片，通過機(jī)器視覺系統(tǒng)引導(dǎo)，精確地將芯片置于封裝基板相應(yīng)的鍵合位置。在加熱和壓力的共同作用下，在芯片和封裝基板之間形成共晶鍵合界面。共晶鍵合材料一般由兩種材料在一定溫度下混合而成，常用的包括金和錫、金和硅等。共晶鍵合實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于共晶鍵合材料能夠在遠(yuǎn)低于兩種材料熔點(diǎn)的溫度下熔化而形成鍵合。共晶鍵合常應(yīng)用于金屬引線框架、陶瓷基板等封裝。為防止在共晶鍵合過程中氧化，通常采用氮?dú)獾葰怏w對(duì)封裝基板進(jìn)行保護(hù)。相比于黏合劑鍵合，共晶鍵合能夠有效提升芯片與封裝基板的接合強(qiáng)度，并在導(dǎo)熱性和電性能方面占優(yōu)。半導(dǎo)體分立器件小外形晶體管一般可以采用共晶鍵合。

黏合劑鍵合在放置芯片前在封裝基板上涂一定劑量黏合劑，然后拾取芯片，通過機(jī)器視覺系統(tǒng)引導(dǎo)，精確地將芯片置于封裝基板涂有黏合劑的鍵合位置，通過焊頭對(duì)芯片施加一定的壓力，在芯片和封裝基板之間形成黏合層，達(dá)到安裝固定芯片的目的。常用的黏合劑有環(huán)氧樹脂、導(dǎo)電銀漿等。黏合劑鍵合相對(duì)簡(jiǎn)單，有多種材料可以使用，目前是應(yīng)用最為廣泛的傳統(tǒng)封裝技術(shù)之一。

軟焊料鍵合在放置芯片前在封裝基板的鍵合位置進(jìn)行點(diǎn)錫和壓錫，同時(shí)對(duì)封裝基板在軌道中進(jìn)行分區(qū)加熱。軟焊料鍵合的優(yōu)勢(shì)是導(dǎo)熱性好，但是容易氧化，工藝較為復(fù)雜，適用于功率器件的封裝，如晶體管的封裝等。

當(dāng)前第三代功率半導(dǎo)體芯片鍵合最有前途的封裝技術(shù)是金屬粒子燒結(jié)鍵合，具有優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、高溫服役特性［8］。采用這一技術(shù)，在導(dǎo)電膠中混有用于連接的環(huán)氧樹脂類聚合物。

在半導(dǎo)體生產(chǎn)制造中，芯片鍵合裝備也稱裝片機(jī)、上芯機(jī)、粘片機(jī)、固晶機(jī)等。

3 芯片鍵合裝備主要組成機(jī)構(gòu)和工作原理

芯片鍵合裝備的主要組成機(jī)構(gòu)包括晶圓工作臺(tái)、芯片鍵合頭、框架傳輸系統(tǒng)、機(jī)器視覺系統(tǒng)，以及點(diǎn)膠系統(tǒng)等［9 －15］。

3． 1 晶圓工作臺(tái)

晶圓工作臺(tái)是用于承載和驅(qū)動(dòng)晶圓實(shí)現(xiàn)直線和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的模組，如圖 2 所示。通過平面 X、Y 方向和旋轉(zhuǎn)方向的精確運(yùn)動(dòng)調(diào)整，使晶圓在機(jī)器視覺系統(tǒng)引導(dǎo)下運(yùn)動(dòng)到芯片拾取位置，這樣芯片鍵合頭可以拾取晶圓上的每一個(gè)芯片。通過平面 Z 方向運(yùn)動(dòng)，使經(jīng)過切割的晶圓上的芯片間距擴(kuò)大，便于在頂針頂升和拾取芯片時(shí)不影響四周的芯片。頂升動(dòng)作由頂針機(jī)構(gòu)完成，在拾取芯片時(shí)，頂針機(jī)構(gòu)從芯片正下方隔著藍(lán)膜或者紫外線照射膜將芯片向上頂起，使芯片底部脫離藍(lán)膜或者紫外線照射膜。

根據(jù)晶圓尺寸大小，晶圓工作臺(tái)尺寸主要有 6 in(1 in = 25． 4 mm) 、8 in、12 in。通常晶圓工作臺(tái)可以向下兼容一檔尺寸，12 in 尺寸晶圓工作臺(tái)經(jīng)由轉(zhuǎn)換部件可以實(shí)現(xiàn)裝載 8 in 尺寸晶圓，8 in 尺寸晶圓工作臺(tái)可以向下兼容裝載 6 in 尺寸晶圓。目前，高端芯片鍵合裝備均以適配 12 in 尺寸晶圓為主。晶圓工作臺(tái)在平面 X、Y 方向必須同時(shí)能滿足微小移動(dòng)和晶圓大行程要求。

3． 2 芯片鍵合頭

芯片鍵合頭是芯片鍵合裝備的關(guān)鍵模組，是實(shí)現(xiàn)芯片從晶圓上被精準(zhǔn)拾取和放置到封裝基板動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并且是實(shí)現(xiàn)芯片鍵合的核心。

根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)方式劃分，芯片鍵合頭主要有擺臂式和直線式兩種，分別如圖 3、圖 4 所示。擺臂式芯片鍵合頭在機(jī)器視覺系統(tǒng)的引導(dǎo)下依靠擺臂旋轉(zhuǎn) 90°或 180°，將芯片拾取置于封裝基板上，通常需要兩個(gè)電機(jī)配合實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)和豎直方向的運(yùn)動(dòng)。由于擺臂式芯片鍵合頭不能實(shí)現(xiàn)平面 X、Y 方向的運(yùn)動(dòng)調(diào)整，因此精度受到影響，最高的精度只能達(dá)到 ± 15 μm。擺臂式芯片鍵合頭在發(fā)光芯片等的封裝領(lǐng)域應(yīng)用較多。直線式芯片鍵合頭是目前高速高精度芯片鍵合裝備主要采用的芯片鍵合頭，可以在平面三個(gè)方向和旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動(dòng)，這些方向的運(yùn)動(dòng)能夠相互高速配合，在機(jī)器視覺系統(tǒng)的引導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)芯片的精確取放，最高精度達(dá)到亞微米級(jí)。采用直線式芯片鍵合頭，還可以對(duì)焊頭在豎直方向上的鍵合力進(jìn)行控制。對(duì)于尺寸較大且較薄的芯片，鍵合力一定要進(jìn)行控制才能夠完成鍵合。為了實(shí)現(xiàn)高速高精度的需求，驅(qū)動(dòng)直線式芯片鍵合頭平面三個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的電機(jī)也大多采用直線電機(jī)。

3． 3 框架傳輸系統(tǒng)

框架傳輸系統(tǒng)用于封裝基板進(jìn)給、夾持及上下料?？蚣軅鬏斚到y(tǒng)中的進(jìn)給和夾持機(jī)構(gòu)也稱為軌道機(jī)構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)封裝基板在芯片鍵合裝備軌道上精確運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)。對(duì)于高精度芯片鍵合裝備而言，軌道需要同時(shí)具備在平面 X、Y 方向自動(dòng)調(diào)整的功能，以實(shí)現(xiàn)封裝基板位置的精確調(diào)整。對(duì)于共晶鍵合而言，軌道還需要具有對(duì)封裝基板進(jìn)行分區(qū)分溫加熱的功能。

3． 4 機(jī)器視覺系統(tǒng)

機(jī)器視覺系統(tǒng)是保證芯片鍵合裝備精度的關(guān)鍵。機(jī)器視覺系統(tǒng)硬件由光源、相機(jī)、鏡頭組成，軟件具有圖像采集、圖像處理等功能。晶圓工作臺(tái)上的芯片需要依靠機(jī)器視覺系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)定位，使芯片鍵合頭可以精確地拾取芯片。機(jī)器視覺系統(tǒng)是芯片鍵合裝備的基本組成機(jī)構(gòu)之一，如果沒有機(jī)器視覺系統(tǒng)，那么將無(wú)法實(shí)現(xiàn)晶圓上芯片的精準(zhǔn)拾取。軌道上封裝基板的點(diǎn)膠和鍵合位置也需要依靠機(jī)器視覺系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)定位，使點(diǎn)膠頭能夠精準(zhǔn)地在鍵合位置上點(diǎn)膠，鍵合頭能夠?qū)⑿酒珳?zhǔn)地置于鍵合位置。除了基本視覺引導(dǎo)定位功能，機(jī)器視覺系統(tǒng)還具備芯片表面缺陷檢測(cè)及芯片鍵合后位置精度檢測(cè)功能［16］。

3． 5 點(diǎn)膠系統(tǒng)

點(diǎn)膠系統(tǒng)應(yīng)用于除共晶鍵合外的大多數(shù)芯片鍵合裝備，功能是在封裝基板上涂覆一定劑量的黏合劑，用于將芯片安裝固定在封裝基板上。點(diǎn)膠系統(tǒng)根據(jù)不同的芯片工藝要求分為蘸膠式、噴涂式、畫膠式，其中蘸膠式通常應(yīng)用于尺寸較小的芯片，如發(fā)光芯片等。為了達(dá)到高精度要求，點(diǎn)膠系統(tǒng)配備視覺系統(tǒng)，用于點(diǎn)膠前的視覺引導(dǎo)定位。為了實(shí)現(xiàn)高速要求，提升效率，一些芯片鍵合裝備還會(huì)配備雙點(diǎn)膠系統(tǒng)。

4 芯片鍵合裝備關(guān)鍵技術(shù)

當(dāng)前，半導(dǎo)體芯片封裝技術(shù)正朝著高性能、高密度、高精度方向發(fā)展，芯片鍵合裝備同時(shí)在向高速、高精度發(fā)展，關(guān)鍵技術(shù)體現(xiàn)在高速高精度運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)器視覺技術(shù)、設(shè)備工藝技術(shù)，以及關(guān)鍵零部件技術(shù)等方面［17 －20］。

4． 1 高速高精度運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)

芯片鍵合裝備的核心在于高度、高精度拾取和放置芯片，芯片鍵合頭運(yùn)動(dòng)的精度和速度是保證芯片鍵合裝備精度、效率的關(guān)鍵。對(duì)芯片鍵合裝備進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，在復(fù)雜多軸耦合的條件下，將預(yù)定的控制方案、運(yùn)動(dòng)軌跡、規(guī)劃時(shí)序轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際高速?gòu)?fù)雜機(jī)械運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)芯片鍵合裝備的精確位置控制、速度控制、加速度控制、時(shí)間控制、振動(dòng)抑制、轉(zhuǎn)矩或力控制，以及以上控制的綜合控制。芯片鍵合裝備對(duì)于動(dòng)作邏輯和動(dòng)作時(shí)間的要求極高，單個(gè)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作時(shí)間以毫秒為單位計(jì)算。

目前速度最快的芯片鍵合裝備可以在 90 ms 內(nèi)完成一個(gè)芯片的鍵合，精度最高的芯片鍵合裝備可以達(dá)到亞微米的精度。芯片鍵合頭的運(yùn)動(dòng)控制是芯片鍵合裝備開發(fā)的核心技術(shù)和難點(diǎn)。

4． 2 機(jī)器視覺技術(shù)

機(jī)器視覺系統(tǒng)提供芯片鍵合中的引導(dǎo)定位、檢測(cè)等功能，機(jī)器視覺系統(tǒng)的精度是芯片鍵合裝備精度的保證，視覺圖像的采集和處理對(duì)芯片鍵合裝備的效率有很大影響。

芯片鍵合裝備要實(shí)現(xiàn)高速、高精度、高效率、高穩(wěn)定性，離不開機(jī)器視覺系統(tǒng)，對(duì)于機(jī)器視覺系統(tǒng)而言，需要配置高效穩(wěn)定的圖像采集、識(shí)別、處理軟件。

4． 3 設(shè)備工藝技術(shù)

半導(dǎo)體行業(yè)技術(shù)壁壘門檻高，進(jìn)步發(fā)展快，一代產(chǎn)品需要一代工藝，一代工藝需要一代裝備。半導(dǎo)體封裝測(cè)試裝備與工藝息息相關(guān)、緊密聯(lián)系。對(duì)于芯片鍵合裝備而言，不同的芯片產(chǎn)品封裝，會(huì)有不同的芯片鍵合技術(shù)，產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的芯片鍵合裝備，工藝技術(shù)也不相同。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主要的封裝發(fā)展趨勢(shì)是引腳數(shù)越來越多，引腳間距越來越小。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)封裝發(fā)展歷程見表 1［21 －24］。

芯片或晶圓的尺寸大小、芯片的厚度、鍵合材料、溫度、壓力、時(shí)間都與芯片鍵合裝備的最終性能有關(guān)聯(lián)，這些關(guān)聯(lián)因素綜合起來，會(huì)影響芯片鍵合裝備工藝的實(shí)現(xiàn)，提高工藝難度。

4． 4 關(guān)鍵零部件技術(shù)

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)不僅需要長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)沉淀和經(jīng)驗(yàn)積累，而且需要完善的供應(yīng)鏈體系，這樣才能夠穩(wěn)步向前發(fā)展。例如荷蘭 ASML 公司研制的半導(dǎo)體高端極紫外光光刻設(shè)備，重要零部件數(shù)量多達(dá)十多萬(wàn)，這十多萬(wàn)個(gè)重要零部件的供應(yīng)商來自全球四十多個(gè)國(guó)家，供應(yīng)鏈涉及 5 000 多家制造商［25］。ASML公司專注于自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)，集成世界范圍內(nèi)最專業(yè)的制造商來研制光刻機(jī)，同時(shí)依靠強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力壟斷市場(chǎng)。由此可見，制造出一臺(tái)半導(dǎo)體設(shè)備，關(guān)鍵零部件技術(shù)極其重要。

芯片鍵合裝備中，功能模組是關(guān)鍵。功能模組由精密設(shè)計(jì)的零部件及關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)零件組成。目前，高端高速芯片鍵合裝備中的直線電機(jī)、高精度光柵尺、運(yùn)動(dòng)控制卡等關(guān)鍵零部件還需要依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品尚不能滿足性能要求。

5 芯片鍵合裝備發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，我國(guó)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)第三次轉(zhuǎn)移中扮演著越來越重要的角色，我國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)位居全球第一。我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備需求量大，但自給率仍較低。根據(jù)中國(guó)電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會(huì) 2019 年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備自給率為 14． 2% ，其中國(guó)產(chǎn)集成電路專用設(shè)備自給率僅為 4． 6% 。

全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)高度集中，龍頭企業(yè)先發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯。根據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)測(cè)算，2020年晶圓廠設(shè)備、封裝測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模的占比分別為 86% 和14%。芯片鍵合裝備屬于后道工序中的核心封裝測(cè)試裝備之一，是機(jī)械、電氣控制、軟件、算法、光學(xué)、材料等多學(xué)科交叉的高端半導(dǎo)體裝備，研發(fā)難度非常大，國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)研究基礎(chǔ)暫時(shí)較為薄弱，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中占有率較高的仍然是進(jìn)口裝備。

5． 1 國(guó)外主要芯片鍵合裝備公司

荷蘭 ASM 國(guó)際公司是一家全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體后道工序裝備制造商，所生產(chǎn)的多項(xiàng)設(shè)備市占率居全球首位。ASM 國(guó)際公司產(chǎn)品包括激光晶圓切割、光學(xué)檢查、芯片分揀、固晶、引線焊接、注塑、去溢料、切筋、成型、測(cè)試等，并針對(duì)先進(jìn)封裝、發(fā)光芯片封裝等提供專業(yè)解決方案，其芯片鍵合設(shè)備市場(chǎng)占有率位居全球第一。ASM 國(guó)際公司研制的 AD830 系列固晶機(jī)是半導(dǎo)體裝備市場(chǎng)中的典范，大多數(shù)封裝測(cè)試企業(yè)的生產(chǎn)車間都有 ASM 國(guó)際公司生產(chǎn)的芯片鍵合裝備。AD830系列固晶機(jī)如圖 5 所示，精度為 ± 38 μm，每小時(shí)產(chǎn)能可以達(dá)到 18 000 個(gè)單元。

荷蘭 Besi 公司的產(chǎn)品線覆蓋芯片鍵合裝備、電鍍裝備等。根據(jù)相關(guān)行業(yè)研究報(bào)告，Besi 公司研發(fā)的芯片鍵合裝備在全球的占比位列第二位。該公司研制的ESEC2008、ESEC2009 軟焊料裝片機(jī)成為功率器件封測(cè)行業(yè)設(shè)備的標(biāo)桿，在領(lǐng)域內(nèi)的市場(chǎng)占有率和認(rèn)可度極高。近年來，該公司研制的 Datacon2200、Datacon8800軟焊料裝片機(jī)由于極高的設(shè)備靈活性和性能穩(wěn)定性，同樣在半導(dǎo)體封裝測(cè)試市場(chǎng)中受到認(rèn)可。ESEC2009軟焊料裝片機(jī)如圖 6 所示，精度為 ± 80 μm，每小時(shí)產(chǎn)能最高可以達(dá)到 8 000 個(gè)單元。

除上述兩家芯片鍵合裝備公司外，還有一些公司在各自產(chǎn)品領(lǐng)域占有一席之地。美國(guó) MＲSI 系統(tǒng)公司的高精度貼片設(shè)備是高速光子器件供應(yīng)商的首選機(jī)型，是高端光器件生產(chǎn)制造設(shè)備的行業(yè)標(biāo)桿產(chǎn)品。德國(guó) finetech 公司生產(chǎn)的超高精度亞微米級(jí)芯片鍵合裝備如圖 7 所示，精度達(dá)到 0． 5 μm。德國(guó) ficonTEC公司在激光芯片鍵合、光纖耦合封裝領(lǐng)域知名度較高。日本佳能公司的 BESTEM 系列固晶機(jī)和日本 FASFOＲD公司 DB830 系列固晶機(jī)在雙邊或方形扁平無(wú)鉛封裝、方形扁平無(wú)引腳封裝、內(nèi)存芯片等封裝形式領(lǐng)域市場(chǎng)占有率較高。

5． 2 國(guó)內(nèi)主要芯片鍵合裝備公司

受益于國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體封裝測(cè)試行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展，目前已有三家國(guó)內(nèi)封裝測(cè)試企業(yè)排名位居全球前十，合計(jì)占有全球半導(dǎo)體封裝測(cè)試市場(chǎng)的 20% 左右。當(dāng)前，國(guó)產(chǎn)化芯片鍵合裝備替代進(jìn)口趨勢(shì)加快［26 －29］。北京中電科電子裝備公司開發(fā)了 Octopus 系列倒裝芯片鍵合機(jī)，標(biāo)志著我國(guó)在倒裝芯片鍵合裝備領(lǐng)域取得了重大突破［30］。深圳新益昌公司在發(fā)光芯片固晶機(jī)領(lǐng)域深耕，不斷突破技術(shù)瓶頸，目前已經(jīng)在發(fā)光芯片及微型發(fā)光芯片封裝測(cè)試領(lǐng)域的固晶裝備中達(dá)到較高占比。大連佳峰自動(dòng)化公司研制的 JAF － 38 系列軟焊料裝片機(jī)適用于二極管、三極管的封裝，技術(shù)已經(jīng)較為成熟［31］。深圳聯(lián)得裝備公司先后在發(fā)光芯片、有機(jī)發(fā)光芯片驅(qū)動(dòng)芯片封裝測(cè)試領(lǐng)域研發(fā)覆晶薄膜倒裝芯片鍵合裝備，并針對(duì)分立器件的封裝需求研發(fā)了 LDB800、LSD1200 等多款芯片鍵合裝備。蘇州艾科瑞思、深圳普萊信、無(wú)錫恩納基、無(wú)錫翼龍、嘉興景焱智能等公司在光通信、傳感器封裝測(cè)試領(lǐng)域推出了多款芯片鍵合裝備［32 －33］。

5． 3 典型產(chǎn)品性能

國(guó)內(nèi)外主要芯片鍵合裝備公司部分典型產(chǎn)品的性能見表 2。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著科技日新月異的發(fā)展，新興應(yīng)用領(lǐng)域不斷出現(xiàn)，全球?qū)Π雽?dǎo)體芯片的需求量逐年穩(wěn)步增長(zhǎng)，用于半導(dǎo)體生產(chǎn)制造的裝備需求也同步持續(xù)增長(zhǎng)。目前，對(duì)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程依然需要加速。我國(guó)已經(jīng)成為全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)，自給率則亟待提升。我國(guó)半導(dǎo)體裝備企業(yè)發(fā)展空間很大，在國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)日益加速的背景下，我國(guó)半導(dǎo)體裝備的自給率將不斷提升，這也是半導(dǎo)體裝備廠家發(fā)展的重要?jiǎng)恿χ弧?/p>

在芯片鍵合裝備領(lǐng)域，隨著倒裝芯片級(jí)封裝、系統(tǒng)級(jí)封裝、芯片級(jí)封裝、球狀引腳柵格陣列封裝等先進(jìn)封裝技術(shù)的廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展，芯片鍵合裝備的速度、精度、穩(wěn)定性等要求將越來越高。目前，國(guó)內(nèi)主要半導(dǎo)體封裝測(cè)試廠商都在積極進(jìn)行持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)，加大設(shè)備投入，為芯片鍵合裝備帶來增量需求。我國(guó)國(guó)產(chǎn)芯片鍵合裝備將迎來歷史發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

審核編輯 黃宇