[發(fā)明專利]一種倒裝焊接芯片及其焊接方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510272981.X
• 申請(qǐng)日: 2015-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN104993040B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王孟源;朱思遠(yuǎn);董挺波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佛山市中昊光電科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/62
• 分類號(hào): H01L33/62;H01L21/60
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司44202
• 代理人: 胡楓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子元器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種倒裝焊接芯片及其焊接方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體業(yè)的迅速發(fā)展， 封裝技術(shù)的應(yīng)用范圍日益廣泛，封裝形式更趨多樣化。其中，覆晶技術(shù)（Flip-Chip），也 稱“倒晶封裝”或“倒晶封裝法”，其既是一種芯片互連技術(shù)，又是一種理想的芯片粘接技術(shù)。 覆晶技術(shù)支持的LED光源與傳統(tǒng)封裝光源相比，具有熱阻低，電壓低，大電流密度光效高的特點(diǎn)，綜合研究表明覆晶LED光源在應(yīng)用上有其獨(dú)特的潛力和優(yōu)勢(shì)。具體地，覆晶技術(shù)是在LED芯片上沉積錫膏球，然后將LED芯片翻轉(zhuǎn)加熱利用熔融的錫膏球與基板相結(jié)合，形成穩(wěn)定可靠的機(jī)械、電氣連接。

如圖1所示，LED芯片的正負(fù)極在同一面，為求最高效能與避免正負(fù)極短路故障，在基板線路設(shè)計(jì)時(shí)需考慮芯片固晶位置；在線路設(shè)計(jì)時(shí)，為避免相鄰芯片固晶錫膏互相沾黏，需考慮LED芯片的相距位置。采用現(xiàn)有的覆晶技術(shù)焊接的LED芯片時(shí)，需在每個(gè)固晶焊盤位置分別點(diǎn)上錫膏，精度要求高；需準(zhǔn)確控制焊接溫度，避免錫膏中的助焊劑揮發(fā)過快，使汽化后的助焊劑殘留在熔融的錫膏中未能排出，導(dǎo)致固晶后錫膏孔洞率過高；需嚴(yán)格控制錫膏的顆粒大小，防止助焊劑殘留于錫膏顆粒間的空隙內(nèi)，使固晶后錫膏孔洞率過高；需精確控制錫膏的量，使錫膏厚度在0.4-0.6mm之間，錫球直徑略小于芯片焊盤面積，兩邊錫膏量與大小一致，避免后續(xù)熔接時(shí)，因錫膏融化收縮推擠，造成芯片傾斜或位置飄移；需精確控制錫膏點(diǎn)的位置，使錫膏點(diǎn)間距稍大于芯片焊盤間距，避免因錫膏過量或錫膏點(diǎn)位置過于接近，使倒裝正負(fù)極兩端的錫膏在熔融時(shí)，受芯片擠壓后往兩邊擴(kuò)張，正負(fù)極兩端連接，產(chǎn)生短路，影響倒裝焊接芯片的使用效果。

因此，采用現(xiàn)有的覆晶技術(shù)焊接的芯片對(duì)加工精度的要求極高，生產(chǎn)效率低下，產(chǎn)品良率低，已無法滿足實(shí)際生產(chǎn)的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種精度要求低、良率高的倒裝焊接芯片的焊接方法，可大幅提高生產(chǎn)效率。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還在于，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、焊接性好的倒裝焊接芯片。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種倒裝焊接芯片的焊接方法，包括：在基板的焊盤上涂敷共晶焊料；在涂敷有共晶焊料的焊盤上涂敷助焊劑；將LED芯片倒裝于焊盤上；使焊盤上的共晶焊料熔解，并與LED芯片電性相連。

作為上述方案的改進(jìn)，所述在涂敷有共晶焊料的焊盤上涂敷助焊劑的方法包括：在每一涂敷有共晶焊料的焊盤上分別涂敷助焊劑，每一焊盤被單獨(dú)的助焊劑所包覆。

作為上述方案的改進(jìn)，所述在涂敷有共晶焊料的焊盤上涂敷助焊劑的方法還包括：將相鄰的兩個(gè)正負(fù)極焊盤劃分為一組，在每組正負(fù)極焊盤上涂敷助焊劑，使正負(fù)極焊盤被同一層助焊劑所包覆。

作為上述方案的改進(jìn)，所述共晶焊料為錫。

作為上述方案的改進(jìn)，所述共晶焊料通過噴錫工藝涂敷于焊盤上。

作為上述方案的改進(jìn)，所述噴錫工藝為水平噴錫。

作為上述方案的改進(jìn)，噴錫間距最小為75um。

作為上述方案的改進(jìn)，所述共晶焊料的厚度為2.5~25微米。

作為上述方案的改進(jìn)，所述焊盤為銅焊盤。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種倒裝焊接芯片，其由上述的焊接方法制得。

實(shí)施本發(fā)明，具有如下有益效果：

本發(fā)明通過將共晶焊料預(yù)先涂敷于焊盤上，倒裝焊接時(shí)，再在涂敷有共晶焊料的焊盤上涂敷助焊劑，替換了現(xiàn)有技術(shù)中涂敷錫膏的步驟。

其中，共晶焊料通過水平噴錫工藝預(yù)先固定于焊盤上，使在后續(xù)的熔接時(shí)，共晶焊料不會(huì)產(chǎn)生大幅度的收縮推擠，可有效避免LED芯片傾斜、位置飄移、正負(fù)極兩端連接、短路等情況，保證倒裝焊接芯片的使用效果。

同時(shí)，共晶焊料與助焊劑分別涂敷，可避免共晶焊料與助焊劑的混合，對(duì)助焊劑的用量、位置及焊接溫度的控制精確降低。具體地，可避免因錫膏的顆粒過大，使助焊劑殘留于錫膏顆粒間的空隙內(nèi)，造成的錫膏孔洞率過高；還可避免錫膏中的助焊劑揮發(fā)過快，使汽化后的助焊劑殘留在熔融的錫膏中未能排出，造成的錫膏孔洞率過高。