[發明專利]用于通過利用氣態熔劑介質激光焊接對兩個襯底的連接面進行電接觸的方法和設備

有效

• 申請號: 201280007342.5
• 申請日: 2012-01-30
• 公開（公告）號: CN103477424A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 加西姆·阿茲達什
• 申請（專利權）人: 派克泰克封裝技術有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H01L21/67
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;田軍鋒

技術領域

本發明涉及一種用于電接觸兩個襯底的連接面的方法，其中第一襯底借助于其朝向第二襯底的連接面直接與第二襯底的連接面電連接和機械連接，并且第一襯底的連接面設有焊劑涂層。尤其為了構成芯片模塊，第一襯底能夠是芯片并且第二襯底能夠是載體襯底，其中將芯片倒裝（Face-Down）以其芯片連接面相對于襯底連接面接觸。?

此外，本發明涉及一種用于實現根據本發明的方法的第二階段的設備。?

背景技術

從常規的現有技術中已知用于將半導體芯片直接安裝到載體襯底上的方法。因此，存在下述方法，其中將未封裝的芯片借助于其朝向載體襯底的連接面和預先涂覆到芯片的連接面上的焊劑（焊接珠）直接固定在載體襯底或電路板上。在此，在焊接爐中進行回流焊時焊劑涂層被再次熔融并且與載體襯底的連接面連接。這種方法在其過程方面也和為此所需的設備方面都構成為極其復雜的。?

發明內容

因此，本發明基于的目的是，提出一種方法過程和一種用于實施所述方法過程的設備，所述設備在技術方面簡化進而更經濟地構成兩個襯底的連接面的、尤其是具有載體襯底的半導體器件的電接觸的工藝。?

根據本發明的方法以兩個連續的階段實現，其中在階段I中將芯片借助于其連接面相對于襯底的連接面定位并且芯片連接面和/或襯底連接面設有焊劑涂層。在階段I中，實現用激光能從背面加載芯片，使得焊劑至少熔融或熔焊至能夠實現芯片在襯底上的固定，其中同時實現設置在芯片連接面或襯底連接面上的焊劑涂層的整平或均勻的展平，以至于在整個芯片連接面和襯底連接面之間形成接觸。?

緊接著階段I，將由芯片和襯底構成的器件裝置設置在殼體中，所述殼體構成為，使得在焊料涂層回流期間用尤其是氣態地構成的熔劑介質加載所述器件裝置，所述熔劑介質優選由氮氣/甲酸混合物構成。在此特別有?利的是，殼體構成為，使得實現用介質穿流過殼體內腔，其中在加載的同時，與之前說明的階段I類似地實現通過用激光能從背面加載芯片而引起的回流。?

緊接著，在用尤其能夠實現可能在階段I中在焊劑涂層上構成的氧化層的裂開的所述熔劑介質進行加載之后，進行殼體內腔的吹掃過程，其中優選使用僅一種保護氣體。?

其他優選的設計方案特征從下面的說明和附圖中得出，所述說明和附圖借助于示例闡述本發明的一個優選的實施形式。?

附圖說明

附圖示出：?

圖1示出根據本發明的設備的示意圖。?

具體實施方式

在圖1中示出用于在階段II期間實現所述方法的設備，在預先在此未詳細示出的階段I之后將芯片以前面所說明的方式固定在襯底上。在實施階段I之后，器件裝置被轉入在圖1中所示出的位置上，在所述位置上所述器件裝置位于殼體3之下并且隨后殼體3在器件裝置之上下沉，如在圖1中所示出的。?

在階段II中，由芯片6和襯底7構成的器件裝置存在于通過密封件2向外相對于載體臺1密封的殼體3的內腔中。殼體3在否則朝向周圍環境基本上氣密的圍壁中具有能夠實現將殼體內腔用氣態介質穿流或吹掃或流動涂布的入流口8以及出流口9。基本上平行于芯片6的背側設置的殼體壁通過玻璃板或能夠實現用激光能5從背面加載芯片的透明板構成，其中，激光束相應于芯片6的背側的尺寸聚焦，以便避免熱量或能量直接輸入到襯底7中。用激光束5從背面加載芯片6的結果是，在將殼體內腔用熔劑氣體穿流期間實現設置在芯片連接面和襯底連接面之間的焊劑涂層10的回流，在此情況下，所述熔劑氣體由氮氣和甲酸的混合物構成。為了構成所述氣體混合物，例如能夠使氮氣流在殼體3之外在甲酸池的表面之上引導，以至于在流入殼體3中之前將所夾帶的甲酸蒸汽與氮氣混合。在實現回流之后，即尤其是在用激光能加載芯片的背側之后，實現將殼體3的內腔用優選純的保護氣體流流過或吹掃，其中在此優選使用氮氣流，以?便避免熔劑、即在此尤其是甲酸沉積在器件裝置6、7上。?

代替在此示例地提到的甲酸原則上也能夠使用產生類似的效果的任意的氣態熔劑。?

與圖1中的器件裝置不同，還可能的是示例地示出作為由芯片6與襯底7構成的組合的器件裝置，以晶片級實施根據本發明的方法，即兩個晶片可相互連接。?

此外還可能的是，與所選定的視圖不同，不僅將芯片與襯底連接或者將設置在襯底連接面和芯片連接面之間的焊料涂層或焊料沉積以回流法熔融，而且也將芯片的具有多個重疊設置的芯片的堆疊式布置構造與襯底連接。?