[發明專利]液體材料的填充方法及裝置

有效

• 申請號: 200780043546.3
• 申請日: 2007-11-26
• 公開（公告）號: CN101563764A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 生島和正
• 申請（專利權）人: 武藏工業株式會社
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56;B05D1/00;B05D3/00
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司
• 代理人: 程 偉

技術領域

本發明涉及一種利用毛細管現象向襯底與其上所保持的工件的空隙內，填充從吐出部吐出的液體材料的方法，尤其關于一種可在半導體封裝的底部填充(underfill)步驟中恰當地填充液體材料的方法及裝置。?

再者，本發明中所謂“吐出”，包括液體材料離開吐出部前與工件接觸的型式的吐出方式、以及液體材料離開吐出部后與工件接觸的型式的吐出方式。?

背景技術

如圖1所示，半導體封裝的構成如下，經由焊錫凸塊而使半導體芯片連接在襯底上。在襯底與半導體芯片的空隙中填充底部填充材料，可緩解熱應力或來自外部的應力等的影響。?

將底部填充材料填充至襯底與半導體芯片的空隙的步驟，被稱作底部填充步驟。如圖2的(a)至(c)所示，底部填充步驟是以如下方式進行：從位于半導體芯片的端部附近的吐出部提供底部填充材料，利用毛細管現象使樹脂填充至半導體芯片與襯底的空隙后，通過烘箱等進行加熱而使樹脂硬化。?

在底部填充步驟中，如果半導體芯片與襯底的空隙中殘留有氣泡，則進行加熱以使底部填充材料硬化時，殘留于空隙中的氣泡膨脹，會產生不良影響。因此，必須使氣泡無殘留、不進入所述空隙中。?

如果使吐出部沿著半導體的全周移動同時提供底部填充材料，則底部填充材料朝向半導體芯片的全周流動，因此，如圖3所示，在半導體芯片的中心殘留有未被排出的氣泡。?

因此，通常較多情況為通過如圖2的(a)至(c)所示的方式提供底部填充材料。圖2的(a)表示使吐出部以相對于半導體芯片靜止的方式提供底部填充材料的方法，圖2的(b)表示使吐出部沿著半導?體芯片一邊移動同時提供底部填充材料的方法，圖2的(c)表示使吐出部沿著半導體芯片的兩邊移動同時提供底部填充材料的方法。?

根據如圖2的(a)至(c)所示的方法，因底部填充材料在一個方向流過半導體芯片與襯底的空隙，所以半導體芯片與襯底的空隙中的空氣，被底部填充材料擠壓而朝向提供側的相反側排出，結果，可進行無氣泡殘留的填充。?

從吐出部提供的底部填充材料的量，是預先算出的填滿半導體芯片與襯底的整個空隙的量。通過提供所述量的底部填充材料，大部分半導體芯片可獲得底部填充材料填滿半導體芯片與襯底的整個空隙的良好結果。?

圖4的(a)表示底部填充材料遍及半導體芯片與襯底的整個空隙的狀態。如此，較佳為，成為底部填充材料從半導體芯片邊緣部(周邊)少量滲出的狀態。?

然而，也存在底部填充材料未遍及半導體芯片的整個周邊的情況，如此狀態的半導體封裝被判定為不良。圖4的(b)是表示底部填充材料未遍及半導體芯片的整個周邊的狀態的圖。?

在專利文獻1中揭示有如下方法，使載置有半導體芯片的襯底傾斜，從上方側使底部填充材料流向半導體芯片與襯底的空隙中，并通過設置于下方側的監控相機，確認底部填充材料已到達下方，由此確認底部填充材料已填滿。?

在專利文獻2中揭示有如下的底部填充材料的填充方法，在樹脂涂布裝置中，在本步驟之前進行整平，通過CCD相機，測定殘留樹脂的面積(吐出前的面積S1)、與形成于噴嘴前端部的樹脂球的面積(吐出后的面積S2)，并根據所測定的吐出后的面積S2與吐出前的面積S1的差，來進行樹脂吐出量測定，所述樹脂涂布裝置包括：閥式的分配器，在噴嘴的前端部形成樹脂球，并將該樹脂球轉印涂布至襯底上；圖像辨識組件，具備拍攝部，該拍攝部拍攝附著于噴嘴前端部的樹脂；以及控制組件，根據所拍攝的圖像數據，控制從噴嘴的樹脂吐出量。?

專利文獻1：日本特開2000-82715號公報?

專利文獻2：日本特開2004-273541號公報?

發明內容

(發明所欲解決的問題)?

然而，在專利文獻1中揭示的方法中，為了不產生底部填充材料的過剩提供，必須檢測底部填充材料到達另一端的瞬間。因此，吐出中必須實時解析監控相機的圖像，判斷底部填充材料是否到達另一端，但該控制非常復雜。?

另外，在通過監控相機確認已到達的時間點，半導體芯片與襯底的空隙的底部填充材料的流動處于不穩定的狀態。即便確認已到達，且從吐出部的提供也停止后，已提供的底部填充材料會流動。因此，與從吐出部的提供無關，存在底部填充材料從半導體芯片的周圍溢出的現象。此種現象尤其在黏度高的底部填充材料的情況(在半導體芯片與襯底的空隙中流動慢的底部填充材料的情況)易于發生。?