[发明专利]半导体封装的芯片粘着胶层气泡排除方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体封装工艺设计技术领域，特别是关于一种半导体封装的芯片粘着胶层气泡排除方法。

背景技术

半导体芯片封装的功能主要有提供电能输入、信号沟通、散热功能与保护功能四大部分。若半导体芯片要有动作则需要有外来的电源來驱动，而外来的电源的供应必须藉由半导体芯片封装以分布于半导体芯片，提供稳定地电源的供应去驱动半导体芯片而运作。半导体芯片封装亦可提供信号沟通的联机。半导体芯片所产生的信号或由外界输入半导体芯片中的信号均需透过封装过程中所布设的线路来传送，而构成布设的线路最主要者即为载板。

半导体芯片无论是接受外界输入的信号或是在运作时都会产生大量的热能，藉由半导体芯片封装设计中的热传设计，将系统运作中所产生的热能有效率的去除使半导体芯片可在正常工作温度下运作。然而若是封装中存在气泡则系统运作中所产生的热将导致气泡中所蕴含的水气受热膨胀而直接影响产品的可靠性与质量，因此封装工艺中的气泡去除一直是重要的工作。

习知的半导体芯片封装过程中，必须先从晶圆切割出适当大小的芯片后再粘附于载板上。在粘附的过程中，胶着材料中、胶着材料与载板或芯片界面之间、或在胶着材料老化的过程中会产生许多气泡，造成老化后的胶着材料中会有空腔而影响产品的可靠度、质量甚至功能。

传统的方法有利用模压胶体成型过程中短暂的高温高压条件，使胶着材料的胶层气泡排出。或是藉由真空方式使气泡由胶着材料的胶层中排除。或是藉由调整上芯片机的工艺参数及制具使芯片与胶着材料界面间达到无气泡。

发明内容

(一)本发明所要解决的技术问题：

然以上所知的习用技术却仍各有其缺点，以模压胶体成型方式因乃是利用短暂的高温高压条件施予已经老化或相当程度老化的胶着材料，因此拥有较窄的工艺条件，且对较大面积芯片因其短暂的特性往往效果是有限的。

以真空方式使气泡由胶着材料的胶层中排除，通常仅限于胶着材料为胶状类(paste)而非胶膜类(film)其使用范围更为局限，而且效果相当程度为材料所影响，因此工艺条件相当窄小。

以调整上芯片机的工艺方法为达到粘着界面无空隙，上芯片机参数中的所施予的芯片温度、上片力量与力量停留时间为其经常施实的方法。但为达到上片时的胶着界面湿润度，温度提高、增加上片力量及增加上片力量停留时间都是经常施实的方向。

然而这些方向都不利于芯片质量或导致生产效率降低。此外对存在于胶着材料中的气泡此方法是无效的。另外当遇上愈大面积芯片其效果也就愈差。

因此，本发明的主要目的在于提供一种可提高排除胶层中气泡效果的方法，用以将气泡由胶着材料中及胶着材料与芯片或载板粘着界面之间排出。

本发明的另一目的在于提供一种提高产能的半导体封装工艺的方法。

(二)本发明解决问题所采用的技术手段：

本发明为解决习知技术的问题所采用的技术手段是先将半导体芯片的其中一面以胶着材料粘于载板，胶着材料可为具有热塑(Thermoplastic)或与具热固(Thermosetting)性质的合成树酯(Syntheticresin)如聚亚酰胺(Polyimide)、环氧树酯(Epoxy resin)与丙烯酸树酯(Acryl resin)等在材料未老化前加热具粘性特质的材料。

在胶着材料尚未老化或未完全老化前，将上芯片完成的载板承置于一特定的处理槽中。针对此一特定处理槽的环境条件可做一设定，且使承置于处理槽中的粘附有半导体芯片的载板可在一预定的时间内维持在一具有预定升温速度、预定温度及预定压力的槽室环境中。

利用处理槽所设定的环境条件，将存在于胶着材料中或与粘着物界面间的气泡经由气泡能量的激化(Antonie equation，描述饱和蒸汽压与温度的关系)、密闭空间里体积、温度、压力的变化的必然现象(理想气体方程式)、气泡膨胀压力与槽内所施加压力的平衡结果而自然排出。

本发明的较佳实施例中，经过排除胶层气泡的处理后可将自处理槽中取出的半导体第一芯片实施封装工艺中的打线作业。于半导体芯片表面上所设置的焊点处焊接金属线至载板表面上所预设的接触点，并继续完成半导体封装后续的步骤。

本发明的另一实施例中，已实施完打线作业的第一芯片半成品持续以另一第二芯片利用胶着材料粘着于原先第一芯片之上并反复上述工艺，置入处理槽中进行气泡的去除及老化、取出后进行打线作业。若有后续第三、第四等芯片皆可依序实施进行气泡移除的操作。

(三)本发明对照先前技术的有益效果：