[發(fā)明專利]半密閉共晶貼片裝置及共晶貼片方法

有效

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• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112992730B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊化兵;李金龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第二十四研究所
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/683
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 李鐵

本發(fā)明提供了一種半密閉共晶貼片裝置及共晶貼片方法，通過吸附孔的開口沿著吸附端到吸頭桿的方向逐漸收縮的吸頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，后續(xù)在共晶貼合時(shí)，能抬升吸頭使得吸頭的吸附端與芯片無緊密接觸且吸附孔的下端面不脫離芯片的上表面，進(jìn)而能帶動芯片進(jìn)行水平橫向摩擦，且在水平橫向摩擦過程中，芯片僅受到極小的平推力，表面及整體不受力，共晶貼片時(shí)貼裝壓力可控且一致，降低了共晶貼片時(shí)貼裝壓力的波動性；貼裝壓力為較小的橫向推力，對應(yīng)的焊料流散程度主要由橫向推力的摩擦運(yùn)動幅度決定，焊料的流散程度可控，貼片后焊料的流散分布較為均勻、邊緣整齊、表面明亮；貼裝壓力較小，使得芯片貼裝時(shí)受到的摩擦力較小，減少了芯片的表面損傷及邊緣崩邊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種半密閉共晶貼片裝置及共晶貼片方法。

背景技術(shù)

單芯片封裝工藝過程主要包括將芯片貼裝在管殼底座、引線鍵合、氣密性封帽等過程。其中，在高可靠性封裝領(lǐng)域，將芯片貼裝在管殼底座主要采用共晶燒結(jié)貼片的方法，貼片后芯片剪切強(qiáng)度、芯片底部X射線空洞率、焊料表面狀態(tài)及其流散程度，是軍用電子元器件檢測的重要要求。

目前，業(yè)內(nèi)主要的共晶貼片方法包括：

1)手工燒結(jié)貼片，但因手工操作的波動性，在燒結(jié)過程中很難完全控制貼片壓力的一致性和焊料在芯片邊緣的流散程度，不可避免地存在X射線空洞不可控、焊料流散程度不可控、貼裝精度不可控等問題，尤其對于大管殼、大芯片、芯片底面四周有接地的產(chǎn)品，影響程度則更甚，因焊料流散形狀不可控(多為波浪形或半圓形)、貼片精度一致性不良，導(dǎo)致后續(xù)鍵合工序一次性識別通過率低，須逐只調(diào)整引線和接地位置，嚴(yán)重影響了鍵合生產(chǎn)效率；

2)半自動燒結(jié)貼片，其主要方式為將“芯片/焊料/管殼”依次疊加，然后在芯片表面疊加保護(hù)硅片，最后使用重錘或夾子對整體進(jìn)行夾持后實(shí)施回流，該工藝方法亦存在貼裝壓力的波動性，不可避免地存在X射線空洞不可控、焊料流散程度不可控、貼裝精度不可控等問題，且存在一定程度的芯片表面損傷和焊料飛濺。

因此，目前亟需一種能解決貼裝壓力不一致、焊料流散程度不可控等問題的共晶貼片工藝。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種共晶貼片技術(shù)方案，用于解決上述技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種半密閉共晶貼片裝置，包括：

半密閉腔體；

加熱臺，設(shè)置在所述半密閉腔體中；

真空吸取設(shè)備，至少包括吸頭桿和吸頭，所述吸頭設(shè)置在所述吸頭桿上，所述吸頭遠(yuǎn)離所述吸頭桿的一端為吸附端，所述吸附端上設(shè)有吸附孔，且至少在所述吸附端的邊緣位置處，所述吸附孔的開口沿著所述吸附端到所述吸頭桿的方向逐漸收縮。

可選地，所述半密閉腔體的頂部設(shè)有開口，所述半密閉腔體的底部設(shè)有與外界連通的第一管道。

可選地，所述吸頭桿內(nèi)部設(shè)有第二管道，所述第二管道與所述吸附孔連通；所述吸頭桿包括剛性吸頭桿，所述吸頭包括剛性吸頭。

可選地，所述吸頭桿的運(yùn)動控制部分在所述吸附端到所述吸頭桿的方向上具有±5μm的精細(xì)運(yùn)動控制能力。

可選地，所述吸頭至少包括：喇叭型吸頭。

此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明還提供一種共晶貼片方法，包括步驟：

提供半密閉共晶貼片裝置，所述半密閉共晶貼片裝置包括半密閉腔體、加熱臺及真空吸取設(shè)備，所述加熱臺設(shè)置在所述半密閉腔體中，所述真空吸取設(shè)備至少包括吸頭桿和吸頭，所述吸頭設(shè)置在所述吸頭桿上，所述吸頭遠(yuǎn)離所述吸頭桿的一端為吸附端，所述吸頭的吸附端上設(shè)有吸附孔，且至少在所述吸附端的邊緣位置處，所述吸附孔的開口沿著所述吸附端到所述吸頭桿的方向逐漸收縮；