[發(fā)明專利]用于在倒裝芯片封裝中模制下層填料的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210082793.7
• 申請日: 2012-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN103094130A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳孟澤;林修任;林俊成;呂文雄;鄭明達(dá);劉重希
• 申請（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/56
• 分類號(hào): H01L21/56;B29C45/14;B29C45/26
• 代理公司: 北京德恒律師事務(wù)所 11306
• 代理人: 陸鑫;房嶺梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及用于在倒裝芯片封裝中模制下層填料的裝置和方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的高級(jí)半導(dǎo)體加工處理中，通常要求下層填料材料位于在集成電路管芯和襯底之間提供物理連接和電連接的連接件末端周圍。球柵陣列(“BGA”)和倒裝芯片集成電路封裝通常包括一個(gè)或多個(gè)安裝于襯底表面的集成電路管芯。襯底可進(jìn)一步經(jīng)過過模制(overmold)以進(jìn)一步保護(hù)集成電路器件。在一個(gè)BGA的實(shí)例中，在襯底的相反表面或襯底的指定區(qū)域中，該襯底具有提供與系統(tǒng)主板電連通性的外部球柵陣列連接件。

在倒裝芯片封裝中，在將倒裝芯片集成電路安裝到襯底上之后，提供下層填料材料。該下層填料可通過毛細(xì)管分配法(capillary?dispensing)來提供，其中液體下層填料通過毛細(xì)管作用在管芯下方流動(dòng)。在下層填料分配并固化之后，可進(jìn)行過模制(重疊注塑，overmolding)工藝，該工藝提供了用于倒裝芯片集成電路的模制化合物封裝。這種方法需要若干步驟并且是耗時(shí)的。該下層填料提供了應(yīng)力解除緩沖并保護(hù)連接件和集成電路管芯不受機(jī)械應(yīng)力，例如由熱循環(huán)引起的機(jī)械應(yīng)力。

最近已經(jīng)使用了模制下層填料(“MUF”)。在MUF工藝中，不需要單獨(dú)的過模制工藝。MUF材料提供位于集成電路管芯之下且圍繞連接件的下層填料以及保護(hù)性過模制封裝。然而，在安裝倒裝芯片的集成電路中形成模制的下層填料的已知方法存在一些問題。在MUF材料中通常會(huì)形成孔穴，觀察到MUF和襯底的翹曲，以及已知工藝對于MUF缺少良好的工藝控制以及完成的器件中的一致性，從而導(dǎo)致低產(chǎn)率。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種方法，包括：在第一溫度下，將倒裝芯片襯底裝載到模壓件的上模具和下模具中所選擇的一個(gè)中，其中，在倒裝芯片襯底上包含至少一個(gè)倒裝芯片安裝的集成電路；將上模具和下模具中的至少之一中的模制的下層填料材料覆蓋在倒裝芯片襯底上和至少一個(gè)集成電路上，同時(shí)將上模具和下模具保持在第一溫度，第一溫度低于模制的下層填料材料的熔化溫度；將上模具和下模具封閉在一起以形成密封的模腔并在模腔中產(chǎn)生真空；將模制的下層填料材料的溫度升高至高于模制的下層填料材料的熔點(diǎn)的第二溫度，以使得模制的下層填料材料在倒裝芯片襯底的上方并在至少一個(gè)倒裝芯片安裝的集成電路的下方流動(dòng)，形成下層填料層并形成塑模層；將倒裝芯片襯底和模腔冷卻至基本低于模制的下層填料材料的熔化溫度的第三溫度；以及隨后打開上模具和下模具，從而暴露倒裝芯片襯底以用于卸載。

其中，裝載倒裝芯片襯底的步驟包括將倒裝芯片襯底裝載到下模具中。

其中，裝載倒裝芯片襯底的步驟包括將倒裝芯片襯底裝載到上模具中。

其中，升高溫度的步驟進(jìn)一步包括激活模壓件的上模具和下模具中的加熱器，上模具和下模具是導(dǎo)熱的。

其中，升高溫度的步驟進(jìn)一步包括激活位于模壓件的上模具上方和下模具下方的紅外線源，上模具和下模具是紅外線輻射可透過的。

其中，裝載倒裝芯片襯底的步驟進(jìn)一步包括在上模具和下模具中的至少一個(gè)的部分上方提供模制剝離膜。

其中，第一溫度大約為25攝氏度。

其中，第三溫度大約為25攝氏度。

其中，第二溫度為125至135攝氏度。

其中，模制的下層填料材料為環(huán)氧樹脂，其在室溫下為固態(tài)。

其中，裝載倒裝芯片襯底的步驟進(jìn)一步包括裝載半導(dǎo)體襯底。

此外，還提供了一種裝置，包括：模壓件，包括上模具和下模具，上模具和下模具包含紅外線輻射可透過的材料；以及紅外線燈，被設(shè)置用于為上模具和下模具提供紅外線輻射。

該裝置進(jìn)一步包括剝離膜提供裝置，用于在模壓件的上模具和下模具中的至少一個(gè)的上方提供剝離膜。

該裝置進(jìn)一步包括真空提供裝置，用于在通過將上模具和下模具封閉在一起而形成的腔中提供真空。

該裝置進(jìn)一步包括液壓臂，用于將上模具和下模具壓在一起。

其中，上模具和下模具還包含聚碳酸酯。