[發明專利]利用激光的倒裝芯片粘結方法及利用其的半導體粘結裝置

在審

• 申請號: 201610451858.9
• 申請日: 2016-06-21
• 公開（公告）號: CN106611716A
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 樸宰伸
• 申請（專利權）人: 雷克斯科技有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 田喜慶,吳孟秋

技術領域

本發明涉及一種利用激光的倒裝芯片粘結方法及利用此的半導體粘結裝置，即，將半導體芯片粘貼到回路基板時，利用激光熔接到基板，更詳細地說，利用激光以高溫加熱已形成于回路基板表面的隆起物(bump)而使其液化之后，將半導體芯片安放在液化隆起物并以一定壓力壓縮，隨著液化隆起物變硬，半導體芯片與回路基板的導體端子相互連接，使用對溫度敏感的基板等時，能夠最小化接觸不良率。

背景技術

一般地說，倒裝芯片粘結方法是將半導體芯片粘貼到回路基板時，不使用金屬引線金屬絲等另外的連接結構或球柵陣列(BGA)等中間媒介而利用芯片下面的電極圖案而直接熔接的方式。這種倒裝芯片粘結方法也被稱為無引線(leadless)半導體，隨著半導體大小的逐漸縮小，有利于小型及輕量化，能夠更細微地調整電極之間的距離(節距)，因此得到普遍適用。

如所述的倒裝芯片粘結方法主要使用熱壓焊方式。根據這種以往的熱壓焊方式，回路基板的上面形成導電層，并形成球塊(bump ball)，該球塊在半導體芯片下端的溫度增高時變成液體，當溫度降低時變硬。這時，若加熱半導體芯片，則球塊會變成液體，向回路基板方向逐漸加壓半導體芯片而在回路基板的導電層上安放半導體芯片。并且，隨著球塊的硬化，半導體芯片與回路基板實現相互熔接。

根據這種以往的倒裝芯片粘結方法，加熱半導體芯片時，需要一定的時間才能達到能夠使球塊變成液體的溫度。若這樣長時間加熱半導體芯片，會產生半導體芯片被熱受損的情況，因一定時間內的生產量受限，無法期待生產能力的提高。并且，對于材質對高溫敏感的半導體芯片無法適用。

并且，接合精密度上可能會存發生半導體芯片與回路基板的接合位置稍微偏移的問題。即，因限定了加熱半導體芯片的溫度，從球塊的液體化溫度達到硬化溫度的時間較短，導致半導體芯片與回路基板的接合部位的接合率的下降。并且，因半導體芯片與回路基板的收縮，在稍微偏移的部分或未精確粘貼的部位產生裂紋(crack)，導致不良率的增加，乃至壽命及耐久性方面的致命問題。

因此，急需開發一種倒裝芯片粘結方法及利用此方法的半導體粘結裝置，即，為了將粘貼在半導體芯片的隆起物變成液體而能夠用高溫短時間加熱的新的加熱工具，用該加熱工具加熱半導體芯片時，能夠減少半導體芯片的熱損傷，還能用于多種半導體芯片。

在先技術文獻

專利文獻

1.韓國公開專利公報第10-2008-0040151號“激光粘結裝置及激光粘結方法”(公開日期2008.05.08)

2.韓國公開專利公報第10-2012-0052486號“利用激光的電子部件的粘結方法及裝置”(公開日期2012.05.24)

3.韓國公開專利公報第10-2014-0002499號“粘結裝置”(公開日期2014.01.08)

發明內容

(要解決的技術問題)

本發明的目的在于，為了解決所述問題而提供一種利用激光的倒裝芯片粘結方法，即，能夠均勻地維持半導體芯片加熱區域的溫度分布，從而能夠提高產品的品質，還能靈活處理工程方面發生的多種問題。

并且，本發明的目的在于，提供一種利用所述粘結方法的半導體粘結裝置，其具備：激光發振裝置，能夠瞬間用高溫加熱半導體芯片；及預備加熱工具，預熱半導體芯片，從而使得用于向移送半導體芯片的移送軌道連接半導體與回路基板的導電性粘合膠迅速達到液體化溫度。

(解決問題的手段)

根據本發明的利用激光的倒裝芯片粘結方法，包括如下步驟：基板準備步驟，準備半導體及用于安放所述半導體的回路基板；被膜形成步驟，執行所述基板準備步驟之后，為了防止所述半導體表面產生污染或缺陷，在半導體表面形成一定厚度的被膜；半導體調整步驟，執行所述被膜形成步驟之后，將半導體及回路基板安放到半導體粘結裝置，調整半導體與回路基板的接合部位；粘結步驟，為了液化形成于所述半導體與所述回路基板之間的多個導電性隆起物末端的粘合膠，向已完成所述調整的半導體照射一定時間的激光，完成激光的照射后，隨著所述粘合膠的硬化，所述半導體與所述回路基板相互接合；第1清洗步驟，執行所述粘結步驟之后，消除因所述粘合膠的硬化而殘留在所述半導體與所述回路基板相互接合的部位的殘留異物；干燥步驟，執行所述第1清洗步驟之后，消除殘留在所述半導體與所述回路基板的清洗液。

在執行所述粘結步驟之前，還執行：預備加熱步驟，以一定溫度加熱已安放半導體的所述回路基板的下端，從而所述激光照射所述半導體而產生的熱能能夠均勻地傳遞到所述半導體的全面，能夠同時實現位于所述多個隆起物末端的粘合膠的液化。