[發明專利]配備隆起塊的芯片或封裝組件的封裝方法

有效

• 申請號: 200780007101.X
• 申請日: 2007-03-08
• 公開（公告）號: CN101395709A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 川手恒一郎;川手良尚;安德魯·C·洛特斯
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: H01L21/58
• 分類號: H01L21/58;G01R31/26;H01L21/60
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 郇春艷;樊衛民

技術領域

本發明涉及配備隆起塊的芯片或封裝組件的封裝方法。

背景技術

過去已經使用諸如配備隆起塊的半導體芯片、球柵陣列(BGA)和芯片級封裝(CSP)等半導體封裝，作為有效的用于減小半導體器件尺寸的手段。配備隆起塊的多個芯片或封裝組件(以下稱為“配備隆起塊的芯片”，其包括具有隆起塊的裸芯片以及將芯片制造在其中的封裝組件)被封裝在主基底上并形成電子器件。當配備隆起塊的芯片連接并封裝到基底上時，作為密封樹脂，底填充料通常布置在配備隆起塊的芯片與基底之間。然而，當多個半導體芯片中的任何一個有缺陷或者主基底和芯片之間存在不良連接時，這樣的電子器件就不能使用了。因此，需要可修復能力，這樣當在所有半導體芯片或封裝組件與電子器件整體已經進行操作確認之后發生任何缺陷時，單個或多個芯片能夠被移除并被新芯片所代替。一般地在底填充料(通常為熱固性樹脂)已經固化之后，完成操作確認。由于上述原因，獲得可修復能力就極其困難。

人們已經提出許多解決這些難題的方法。例如，日本未審查專利公布(Kokai)No.10-209217提出了一種方法，包括在底填充料導入之前通過使用導電膠臨時連接半導體芯片和基底，進行測試，且如果沒有問題發生，則注入底填充料。隨著電子器件的密度越來越高，半導體芯片和封裝組件的尺寸已經變得越來越小，同時隨著它們的功能的增加，輸入/輸出端子的數目已經變得越來越大。因此，隆起塊之間的距離必須減小，并且隆起塊的尺寸也必須相應地變小。結果，芯片和基底之間的空間變得更小，于是注入液體型樹脂的工藝步驟就會變得困難。

Wang和C.P.Wong在文獻J.Appl.Polym.Sci.，81，pp.1868-1880，2001中披露了一種修復方法，該方法包括將一種在高溫下熱分解產生大量氣體的組分混合到作為底填充料的環氧樹脂中，并從基底上移除芯片。日本未審查專利公布(Kokai)No.11-40624披露了一種修復方法，該方法包括通過利用發煙硝酸溶解底填充料從而將芯片從基底移除。此外，日本未審查專利公布No.2000-22048和2003-504893披露了一種修復方法，其中利用氨基鉀酸酯型熱固性樹脂作為底填充料，然后其被加熱到高溫使氨基鉀酸酯發生分解反應從而將芯片從基底移除。

上述修復方法利用了底填充料的分解反應或溶解，不利于操作人員的健康、降解底填充料以及會引起新的缺陷。

發明內容

因此本發明的目的是提供一種配備隆起塊的半導體芯片或封裝組件到基底的封裝方法，當底填充料置于配備隆起塊的半導體芯片或封裝組件與基底之間時，使得在配備隆起塊的半導體芯片或封裝組件與基底之間的倒裝芯片(flip-chip)連接進行操作確認測試，然后熱固化底填充料。

在一個實施例(1)中，本發明提供了一種配備隆起塊的半導體芯片或封裝組件的封裝方法，包括如下步驟：

(a)準備配備隆起塊的半導體芯片或封裝組件和基底，其用于通過電連接配備隆起塊的所述半導體芯片或封裝組件的所述隆起塊到所述基底上的接線端子來執行封裝；

(b)將熱流性和熱固性底填充料薄膜置于配備隆起塊的所述半導體芯片或封裝組件和所述基底之間，并且對準所述隆起塊和所述基底的所述接線端子；

(c)在高到足夠使所述底填充料薄膜流體化的溫度和壓力下施加熱和壓力處理，并臨時電連接所述隆起塊到所述接線端子；

(d)作為一個整體對所述半導體芯片或封裝組件或得到的電子器件進行操作確認測試；以及

(e)如果所述操作確認測試證明是成功的，進一步加熱和固化所述底填充料薄膜以獲得最終的電子器件，或者如果所述操作確認測試證明是不成功的，在足夠使所述底填充料薄膜流體化的溫度和壓力下移除有缺陷的芯片或封裝組件，然后通過使用新的配備隆起塊的芯片或封裝組件重復所述步驟(c)至(e)。

在根據本發明另一個實施例(2)的封裝方法中，底填充料薄膜在一定壓力或以上顯示出熱流性，而在低于所述一定壓力的壓力下不顯示出熱流性。

在根據本發明又一個實施例(3)的封裝方法中，底填充料薄膜在所述步驟(c)中的臨時電連接之前部分固化。

在根據本發明又一個實施例(4)的封裝方法中，步驟(e)中為熱固化所進行的進一步加熱相對于所述的臨時電連接步驟(c)中的加熱，在更低的溫度下進行更長的時間。

在根據本發明又一個實施例(5)的封裝方法中，當所述步驟(d)中的所述操作確認測試被證明是不成功時，在加熱狀態下沿平行于所述基底平坦表面的方向施加剪切力，以斷開配備隆起塊的所述半導體芯片或封裝組件與所述基底的接線端子之間的連接。