[發(fā)明專利]用于降低封裝失效率的焊料接點回流工藝無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201110229006.2 | 申請日： | 2011-08-10 |
| 公開（公告）號： | CN102593019A | 公開（公告）日： | 2012-07-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 余振華;張文耀;汪青蓉;左克偉;劉重希 | 申請（專利權(quán)）人： | 臺灣積體電路制造股份有限公司 |
| 主分類號： | H01L21/60 | 分類號： | H01L21/60;B23K1/00 |
| 代理公司： | 北京德恒律師事務(wù)所 11306 | 代理人： | 陸鑫;高雪琴 |
| 地址： | 中國臺*** | 國省代碼： | 中國臺灣;71 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 降低 封裝 失效 焊料 接點 回流 工藝 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，更具體地，涉及一種焊料接點回流工藝。
背景技術(shù)
焊料凸塊廣泛用于集成電路元件的接合。為了接合集成電路元件，將焊料凸塊置于集成電路元件的接合焊盤之間，并且與該接合焊盤相接觸。然后，實施回流來熔化焊料凸塊?？梢酝ㄟ^將集成電路元件的溫度加熱(例如，使用紅外線加熱器)到高于焊料凸塊的熔化溫度，從而實施回流。然后，將焊料凸塊固化。焊料凸塊的回流通常用于倒裝芯片焊接中。
由于熱循環(huán)，焊料凸塊通常會出現(xiàn)開裂。焊料凸塊的開裂會導(dǎo)致集成電路的性能和可靠性退化。而且，回流工藝會在集成電路元件的不同層之間，特別是在低k介電層或者超低k介電層之間，產(chǎn)生分層。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種方法，包括：將第一工作件和第二工作件之間的多個焊料凸塊加熱到熔化狀態(tài)；在所述多個焊料凸塊的固化階段期間，在第一冷卻率下將所述多個焊料凸塊冷卻；以及在完成所述固化階段之后，在第二冷卻率下將所述多個焊料凸塊冷卻，所述第二冷卻率低于所述第一冷卻率。
在該方法中，所述第一冷卻率與所述第二冷卻率的差大于大約0.5℃/秒。
在該方法中，所述在第二冷卻率下將多個焊料凸塊冷卻的步驟包括：在所述固化階段之后，基本上立刻將所述多個焊料凸塊的冷卻率調(diào)節(jié)到所述第二冷卻率，以及以第一溫度完成所述固化階段，并且，所述在第二冷卻率下將多個焊料凸塊冷卻的步驟以第二溫度開始，并且，其中，所述第一溫度與所述第二溫度的溫度差小于大約10℃。
在該方法中，所述第一冷卻率高于大約1.5℃/秒，或者所述第一冷卻率高于大約1.8℃/秒；或者所述第一冷卻率處于大約1。8℃/秒和大約2.4℃/秒之間；或者所述第二冷卻率低于大約1.0℃/秒。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種方法，包括：將第一工作件和第二工作件之間的多個焊料凸塊加熱到熔化狀態(tài)；以及在所述多個焊料凸塊的固化階段期間，冷卻所述多個焊料凸塊，其中，在所述第一工作件和所述第二工作件之間的所有所述多個焊料凸塊固化之前，在第一冷卻率下將所述多個焊料凸塊冷卻，所述第一冷卻率高于大約1.5℃/秒。
在該方法中，在所述固化階段的整個時間段期間，在高于大約1.5℃/秒的冷卻率下將所述多個焊料凸塊冷卻；或者所述第一冷卻率處于大約1.8℃/秒和大約2.4℃/秒之間。
該方法進一步包括：在所述第一工作件和所述第二工作件之間的所有焊料凸塊固化之后，在第二冷卻率下將所述多個焊料凸塊冷卻，所述第二冷卻率低于所述第一冷卻率。
在該方法中，所述第二冷卻率低于大約1.0℃/秒；或者在所述固化階段之后，基本上立即開始所述在第二冷卻率下將多個焊料凸塊冷卻的步驟，其中，以第一溫度完成所述固化階段，所述在第二冷卻率下將多個焊料凸塊冷卻的步驟以第二溫度開始，并且，其中，所述第一溫度和所述第二溫度的溫度差小于大約10℃。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，還提供了一種方法，包括：將第一工作件和第二工作件之間的多個焊料凸塊加熱到熔化狀態(tài)；在所述多個焊料凸塊的固化階段期間，在第一冷卻率下將所述多個焊料凸塊冷卻，所述第一冷卻率高于大約1.5℃/秒；以及在所述固化階段完成之后，基本上立刻將所述多個焊料凸塊的冷卻率調(diào)節(jié)到第二冷卻率，所述第二冷卻率低于大約1.0℃/秒。
在該方法中，以第一溫度完成所述固化階段，所述在第二冷卻率下將多個焊料凸塊冷卻的步驟以第二溫度開始，并且，其中，所述第一溫度和所述第二溫度的溫度差小于大約10℃；或者所述溫度差小于大約5℃；或者所述第一冷卻率處于大約1.8℃/秒和大約2.4℃/秒之間；或者所述將多個焊料凸塊的冷卻率調(diào)節(jié)到第二冷卻率的步驟包括：對吹到所述第一工作件和所述第二工作件以及所述多個焊料凸塊上的空氣的溫度進行調(diào)節(jié)。
附圖說明
為了全面理解本公開及其優(yōu)點，現(xiàn)在將結(jié)合附圖所進行的以下描述作為參考，其中：
圖1和圖2示出了示例性回流工藝的截面圖；
圖3示出了根據(jù)實施例的焊料凸塊的示例性溫度曲線圖；
圖4示出了固化時間差和白凸塊數(shù)量與冷卻率的函數(shù)；以及
圖5示出了白凸塊數(shù)量與固化時間差的函數(shù)。
具體實施方式
下面，詳細(xì)討論本發(fā)明各實施例的制造和使用。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明提供了許多可以在各種具體環(huán)境中實現(xiàn)的可應(yīng)用的概念。所討論的具體實施例僅僅示出了制造和使用本發(fā)明的具體方式，而不用于限制本發(fā)明的范圍。
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- 專利分類
H01L 半導(dǎo)體器件；其他類目中不包括的電固體器件
H01L21-00 專門適用于制造或處理半導(dǎo)體或固體器件或其部件的方法或設(shè)備
H01L21-02 .半導(dǎo)體器件或其部件的制造或處理
H01L21-64 .非專門適用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各組的單個器件所使用的除半導(dǎo)體器件之外的固體器件或其部件的制造或處理
H01L21-66 .在制造或處理過程中的測試或測量
H01L21-67 .專門適用于在制造或處理過程中處理半導(dǎo)體或電固體器件的裝置；專門適合于在半導(dǎo)體或電固體器件或部件的制造或處理過程中處理晶片的裝置
H01L21-70 .由在一共用基片內(nèi)或其上形成的多個固態(tài)組件或集成電路組成的器件或其部件的制造或處理；集成電路器件或其特殊部件的制造
