[發明專利]一種芯片的焊接方法

無效

• 申請號: 201110208897.3
• 申請日: 2011-07-25
• 公開（公告）號: CN102280393A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 陸紅梅;楊陽
• 申請（專利權）人: 上海禎顯電子科技有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電子零件焊接領域，特別是芯片焊接領域，具體涉及一種芯片的焊接方法，可在芯片封裝、智能卡封裝、電子產品組裝等領域廣泛使用。

背景技術

表面貼裝技術的應用在當今的電子產品組裝業已經普遍使用，是一種生產高效、設備通用、自動化程度高的生產技術。但是，被貼裝的器件都是經過二次封裝好的元器件，元器件封裝成本高，產品體積大，特別在某些如智能卡類產品的應用中需要小型超薄的要求，就無法實現了。為了實現此類的應用需求，行業內出現了倒封裝技術，即在裸芯片的焊盤上制作了金球，讓焊盤突出芯片表面，然后采用單向異性導電膠將芯片的焊盤和基板的焊盤導通完成焊接。雖然這種工藝可以實現超薄的工藝要求，但是其生產設備屬于專用設備，價格昂貴，且生產效率較低，是傳統表面貼裝設備的1/3~1/5，因此要實現大批量的生產，就需要進行大量的設備投資才能實現。

采用倒封裝工藝的原材料單向異性導電膠的價格昂貴，且產品的性能受外界因數影響較大，如環境溫度、空氣灰塵、壓力等條件差異會造成焊接效果的變化，具有明顯潛在的焊接失效風險。

本發明為了解決芯片焊接生產中相關的問題點，從成本角度考慮，單向異性導電膠的成本高昂，傳統焊接劑（如錫膏）是單向異性導電膠的1/10價格，具有壓倒性的成本優勢；從生產設備來講，傳統表面貼裝設備屬于行業通用，設備和設備的維護成本比較低；從焊接的可靠性來講，傳統焊接劑的生產條件和焊接效果穩定可靠，符合大批量生產的需求。根據以上的分析，我們提出了全新的解決方案，使超薄型芯片的生產工藝簡化、效率提高、可靠性更高、成本更低。

發明內容

本發明針對上述問題，在芯片的焊接生產中提出了裸芯片直接錫焊的概念。這種新型的生產方法，通過將裸芯片的焊盤做非鋁化處理，然后通過普通表面貼裝設備的貼裝工藝，使焊接劑將芯片焊盤和基板的焊盤通過回流焊方式固化并可靠地連接起來。這種方法是將傳統的表面貼裝工藝延伸并應用到裸芯片的焊接過程中，有效降低生產成本、減小產品體積和厚度，提高生產效率。

為了達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種芯片的焊接方法，其特征在于，包括如下步驟：先將焊接劑設置在基板的焊盤表面，然后采用機械手將芯片的焊盤對準基板的焊盤安裝，再將安裝好芯片的基板通過回流焊爐加熱將焊接劑固化，完成芯片焊接的過程；

???所述的焊接劑為錫膏或銀漿；所述的基板為環氧樹脂敷銅電路板（PCB）、聚酰亞胺（PI）敷銅電路板或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)電路板；所述的機械手為表面貼裝設備的器件拾取裝置；所述的芯片為晶圓經過減薄切割后沒有進行封裝的單顆裸芯片。

進一步的，所述的方法，其特征在于，所述的焊接劑設置在基板的焊盤表面，是通過鋼網印刷工藝將膠狀的焊接劑在基板焊盤表面形成具有一定厚度的圖形，其厚度在25um-200um之間。

再進一步，所述的方法，其特征在于，所述的芯片包裝為圓片型包裝、小盒包裝或編帶包裝。

再進一步，所述的方法，其特征在于，所述的芯片的焊盤經過非鋁化表工藝處理，使芯片焊盤和焊接劑可以有效浸潤。

再進一步，所述的方法，其特征在于，所述回流焊爐加熱將焊接劑固化的過程是第一階段預熱段：溫度先從室溫上升至T1；第二階段保溫段：溫度在T2之間保持；第三階段回流段：溫度從T3-T4-T3期間為回流溫度，第四階段冷卻段：溫度從T3下降至室溫；

T1為100-120℃、150-170℃或180℃-200℃；

T2為100-150℃、150-200℃或180℃-230℃；

T3為140-160℃、190-210℃或220℃-240℃；

T4為160-180℃、210-250℃或240℃-280℃；

針對不同的材質、焊接劑選擇對應的溫度范圍。

再進一步，所述的方法，其特征在于，對于焊接強度要求高的產品，需要在芯片的周圍設置補強膠，使焊接可靠。

再進一步，所述的方法，其特征在于，所述的補強膠為紫外線固化膠、硅膠或環氧樹脂膠。

再進一步，所述的方法，其特征在于，補強膠的位置設置在芯片的4個角上。

再進一步，所述的方法，其特征在于，補強膠的位置設置在芯片的兩個對邊或四周。

再進一步，所述的方法，其特征在于，補強膠的位置把芯片全部包封起來。