[發(fā)明專利]用于陶瓷外殼的無助焊劑倒裝焊方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611182070.9
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106847772B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳波;丁榮崢
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第五十八研究所
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L21/60
• 代理公司: 32002 總裝工程兵科研一所專利服務(wù)中心
• 代理人: 楊立秋

本發(fā)明揭示了一種用于陶瓷外殼的無助焊劑倒裝焊方法，屬于集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域。所述用于陶瓷外殼的無助焊劑倒裝焊方法包括：在陶瓷外殼的焊盤上添加焊球，將焊球壓平；將倒裝芯片的凸點與被壓平的焊球進行預(yù)焊接；還原倒裝芯片的凸點以及陶瓷外殼的被壓平的焊球表面的氧化物；加熱使被壓平的焊球熔融并與陶瓷外殼的焊盤充分浸潤、倒裝芯片的凸點與陶瓷外殼的焊球充分熔融形成金屬間化合物，保持預(yù)定時長后降至常溫，完成陶瓷外殼的無助焊劑倒裝焊。本發(fā)明通過預(yù)先在陶瓷外殼焊盤植球、回流采用無助焊劑倒裝焊工藝的方法，在封裝過程可解決陶瓷外殼倒裝焊盤位置度及共面性差、助焊劑殘留的問題，從而提升了集成電路封裝良率及可靠性水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于陶瓷外殼的無助焊劑倒裝焊方法。

背景技術(shù)

倒裝芯片凸點焊料為銅柱結(jié)構(gòu)時，因陶瓷外殼倒裝焊盤位置度和共面性差的影響，銅柱結(jié)構(gòu)的陶瓷外殼的倒裝焊封裝過程易出現(xiàn)虛焊、開路等異常，直接影響了封裝良率。

在傳統(tǒng)的使用助焊劑的倒裝焊工藝過程中，需對倒裝芯片與陶瓷外殼回流后的電路進行殘留助焊劑的清洗。隨著倒裝芯片凸點直徑、凸點節(jié)距及高度不斷縮小，殘留助焊劑無法徹底清洗去除，造成后續(xù)的底部填充工藝過程產(chǎn)生氣孔、分層等缺陷，對電路性能及可靠性造成隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于陶瓷外殼的無助焊劑倒裝焊方法。所述技術(shù)方案如下：

根據(jù)本發(fā)明實施例的第一方面，提供一種用于陶瓷外殼的無助焊劑倒裝焊方法，所述方法包括：在陶瓷外殼的焊盤上添加焊球，將所述焊球壓平；將倒裝芯片的凸點與所述被壓平的焊球進行預(yù)焊接；還原所述倒裝芯片的凸點以及所述陶瓷外殼的被壓平的焊球表面的氧化物；加熱使所述被壓平的焊球熔融并與所述陶瓷外殼的焊盤充分浸潤、所述倒裝芯片的凸點與所述陶瓷外殼的焊球充分熔融形成金屬間化合物，保持預(yù)定時長后降至常溫，完成陶瓷外殼的無助焊劑倒裝焊。

通過預(yù)先在陶瓷外殼焊盤植球、回流采用無助焊劑倒裝焊工藝的方法，在封裝過程可解決陶瓷外殼倒裝焊盤位置度及共面性差、助焊劑殘留的問題，從而提升了集成電路封裝良率及可靠性水平。

可選的，所述在陶瓷外殼的焊盤上添加焊球，包括：將植球網(wǎng)板放置在所述陶瓷外殼設(shè)置有焊盤的一面，被放置后的所述植球網(wǎng)板的網(wǎng)孔與所述陶瓷外殼上的焊盤一一相對，且相對的網(wǎng)孔與所述焊盤的直徑相同；向每個網(wǎng)孔中植入直徑與所述網(wǎng)孔對應(yīng)的焊球。

由于植球網(wǎng)板上的網(wǎng)孔與焊盤的位置和大小相同，且每個網(wǎng)孔植入的焊球的執(zhí)行與焊盤也相同，從而使得焊球與焊盤的位置和大小匹配，結(jié)合后續(xù)步驟的還原表面氧化物以及熔融，使得集成電路的共面性較好，封裝良率較高。

可選的，在所述將所述焊球壓平之前，所述方法還包括：在所述陶瓷外殼未設(shè)置焊盤的一面加熱至所述焊球固液相溫度，移開所述植球網(wǎng)板；停止加熱，在所述陶瓷外殼冷卻后，執(zhí)行所述將所述焊球壓平的步驟。

可選的，所述將倒裝芯片的凸點與所述被壓平的焊球進行預(yù)焊接，包括：將所述倒裝芯片的凸點與所述被壓平的焊球?qū)?zhǔn)放置；采用熱壓方式完成所述倒裝芯片的凸點與所述被壓平的焊球的預(yù)焊接。

可選的，所述還原所述倒裝芯片的凸點以及所述陶瓷外殼的被壓平的焊球表面的氧化物，包括：將預(yù)焊接后的所述倒裝芯片以及所述陶瓷外殼放置在密封回流爐中；將所述密封回流爐的溫度升至預(yù)定溫度范圍，利用預(yù)定類型的氣體還原所述密封回流爐中的所述倒裝芯片的凸點以及所述陶瓷外殼的焊球表面的氧化物。

由于密封回流爐可以保證預(yù)定類型的氣體的濃度，在使用密封回流爐時，可以有效地提高預(yù)定類型的氣體還原凸點以及焊球表面的氧化物的效率。

可選的，所述預(yù)定氣體為攜帶甲酸的氮氣，所述預(yù)定溫度范圍為150℃～200℃。